JP7380257B2 - air conditioner - Google Patents

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JP7380257B2 JP2020011572A JP2020011572A JP7380257B2 JP 7380257 B2 JP7380257 B2 JP 7380257B2 JP 2020011572 A JP2020011572 A JP 2020011572A JP 2020011572 A JP2020011572 A JP 2020011572A JP 7380257 B2 JP7380257 B2 JP 7380257B2
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Description

本発明は、空気調和機に係わり、より詳細には、室外機に備えられているヒーターの故障検知に関する。 The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to failure detection of a heater provided in an outdoor unit.

従来、空気調和機における例えばベースヒーターの故障検知は、室外機の圧縮機とベースヒーターの合計電流の変化で検出している(例えば、特許文献1参照。)。なお、ベースヒーターとは、室外機の底板(ベース)に装着されており、暖房時の除霜運転により発生するドレン水の氷結を防止するために底板を加熱するものである。
この空気調和機の室外機は、冷媒を圧縮する圧縮機101と、圧縮機101を駆動する圧縮機駆動回路102と、通電により発熱するベースヒーター103と、ベースヒーター103へ交流電源106を印加/遮断するスイッチであるヒーター駆動回路104と、交流電源106から供給される電流を検出する電流検出回路107と、電流検出回路107の出力である電流信号が入力され、圧縮機駆動回路102を制御し、ヒーター駆動回路104を制御してベースヒーター103へ交流電源106を印加/遮断させるマイクロコンピュータ108を備えている。
Conventionally, a failure of, for example, a base heater in an air conditioner is detected by a change in the total current of the compressor of the outdoor unit and the base heater (see, for example, Patent Document 1). The base heater is attached to the bottom plate (base) of the outdoor unit, and heats the bottom plate to prevent drain water from freezing that occurs during defrosting operation during heating.
The outdoor unit of this air conditioner includes a compressor 101 that compresses refrigerant, a compressor drive circuit 102 that drives the compressor 101, a base heater 103 that generates heat when energized, and an AC power supply 106 that is applied to the base heater 103. A heater drive circuit 104 which is a switch to shut off, a current detection circuit 107 which detects the current supplied from the AC power supply 106, and a current signal which is the output of the current detection circuit 107 are inputted to control the compressor drive circuit 102. , a microcomputer 108 that controls the heater drive circuit 104 to apply/cut off the AC power supply 106 to the base heater 103.

マイクロコンピュータ108は、圧縮機駆動回路102が圧縮機101を駆動している状態において、ヒーター駆動回路104へ交流電源106を印加する制御前の電流信号と印加した制御後の電流信号を比較し、その差が一定値以上なければベースヒーター103が非通電であり、ベースヒーター103自体の断線もしくはヒーター駆動回路104の故障と判断する。 The microcomputer 108 compares the current signal before the control of applying the AC power supply 106 to the heater drive circuit 104 with the current signal after the applied control while the compressor drive circuit 102 is driving the compressor 101. If the difference is not less than a certain value, the base heater 103 is not energized, and it is determined that the base heater 103 itself is disconnected or the heater drive circuit 104 is malfunctioning.

しかしながら、圧縮機に比較してベースヒーターの消費電流が小さいため、正確にベースヒーターにおける交流電源の通電/非通電を検知できない問題があった。例えば家庭用空気調和機において、圧縮機を最大能力で運転している場合の消費電流は15アンペア以上である。一方、ベースヒーターの消費電流は0.4アンペア程度である。このため、圧縮機を最大負荷で運転中にベースヒーターへの交流電源の印加制御を行った場合、故障判断を行うために消費電流の増加を検出してベースヒーターの通電を確認する必要があるが、実際には圧縮機の負荷変動による電流変化と、ベースヒーターへの交流電源の通電による電流変化が混在するため、ベースヒーター又はその駆動回路の正確な故障判定ができなかった。 However, since the current consumption of the base heater is smaller than that of the compressor, there is a problem in that it is not possible to accurately detect whether or not the AC power supply is energized in the base heater. For example, in a domestic air conditioner, the current consumption when the compressor is operating at maximum capacity is 15 amperes or more. On the other hand, the current consumption of the base heater is about 0.4 ampere. Therefore, if you control the application of AC power to the base heater while the compressor is operating at maximum load, it is necessary to detect an increase in current consumption and confirm that the base heater is energized in order to determine a failure. However, in reality, current changes due to compressor load fluctuations and current changes due to energization of the AC power supply to the base heater coexist, making it impossible to accurately determine failure of the base heater or its drive circuit.

特開2006-292239号公報(段落番号0013~0015)JP2006-292239A (paragraph numbers 0013-0015)

本発明は以上述べた問題点を解決し、圧縮機を運転している時に、ヒーターに交流電源を印加させる制御を行った場合であっても、ヒーターの断線もしくはヒーターに交流電源を印加させる駆動回路(スイッチ)の故障を判断することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and even if control is performed to apply AC power to the heater while the compressor is operating, the heater may be disconnected or the heater cannot be driven to apply AC power to the heater. The purpose is to determine the failure of a circuit (switch).

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項1に記載の発明は、
入力された交流電源を整流して直流電源に変換する整流器と、前記整流器から出力された直流電圧を昇圧して出力すると共に力率を改善する昇圧部と、前記昇圧部から出力された直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ部と、前記インバータ部で駆動される圧縮機と、前記昇圧部へ電圧制御信号を出力すると共に、前記インバータ部へ前記圧縮機の回転数と前記交流電圧の大きさを指示する制御部と、前記交流電源が印加されるヒーターと、前記制御部から出力される駆動信号により前記ヒーターへ前記交流電源を印加/遮断するスイッチと、同スイッチを駆動する駆動回路とを有する室外機を備えた空気調和機であって、
前記室外機は、
前記交流電圧を検出する交流電圧検出部と、
前記ヒーターと前記整流器を流れる交流電流を検出する交流電流検出部と、
検出した前記交流電流及び前記交流電圧から力率を算出して出力する力率検出部と、
前記駆動信号と前記力率から、前記ヒーター又は前記スイッチ又は前記駆動回路のうち少なくとも一つが正常か異常かを判定する故障判定手段とを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 of the present invention has the following features:
a rectifier that rectifies input AC power and converts it into DC power; a booster that boosts and outputs the DC voltage output from the rectifier and improves the power factor; and a DC voltage output from the booster. an inverter section that converts and outputs the AC voltage into an AC voltage, a compressor driven by the inverter section, and outputs a voltage control signal to the boost section, and outputs a voltage control signal to the inverter section that converts the rotation speed of the compressor and the AC voltage. a heater to which the alternating current power is applied; a switch for applying/cutting off the alternating current power to the heater according to a drive signal output from the control section; and a drive for driving the switch. An air conditioner equipped with an outdoor unit having a circuit,
The outdoor unit is
an AC voltage detection unit that detects the AC voltage;
an alternating current detection unit that detects an alternating current flowing through the heater and the rectifier;
a power factor detection unit that calculates and outputs a power factor from the detected alternating current and the alternating voltage;
The apparatus is characterized by comprising a failure determination means for determining whether at least one of the heater, the switch, or the drive circuit is normal or abnormal based on the drive signal and the power factor.

以上の手段を用いることにより、本発明による空気調和機によれば、圧縮機を運転している時に、ヒーターに交流電源を印加させる制御を行った場合であっても、ヒーターに交流電源が通電/非通電となる場合の力率の変化により、ヒーターの断線もしくはヒーター駆動回路の故障を判断することができる。 By using the above means, according to the air conditioner according to the present invention, even if control is performed to apply AC power to the heater while the compressor is operating, the AC power is applied to the heater. /A break in the heater or a failure in the heater drive circuit can be determined by the change in power factor when the heater is de-energized.

本発明による空気調和機の実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an air conditioner according to the present invention. 本発明の動作を説明する説明図である。It is an explanatory diagram explaining operation of the present invention. 入力電流とベースヒーターの状態による力率を示す表及び、正常/異常の判定条件を示す説明図である。FIG. 2 is a table showing power factors depending on input current and base heater status, and an explanatory diagram showing conditions for determining normality/abnormality. 従来の空気調和機を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a conventional air conditioner.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail as examples based on the accompanying drawings.

[空気調和機全体の説明]
図1は本発明による空気調和機1を示すブロック図である。
この空気調和機1は交流電源2が接続された室外機40と、室外機40と通信線で接続された室内機50を備えている。
[Explanation of the entire air conditioner]
FIG. 1 is a block diagram showing an air conditioner 1 according to the present invention.
This air conditioner 1 includes an outdoor unit 40 connected to an AC power source 2, and an indoor unit 50 connected to the outdoor unit 40 through a communication line.

また、室外機40は、交流電源2を整流して直流電源に変換する整流器3と、整流器3の正極出力端と負極出力端に接続され、入力された直流電源の電圧を昇圧して出力する昇圧部4と、昇圧部4から直流電圧が出力される正極出力端と負極出力端のそれぞれが入力端に接続され、入力された直流電圧を変換して三相交流を生成し、圧縮機7に供給するインバータ部5と、直流電源の出力である整流器3の正極出力端と負極出力端の間に接続され、整流器3から出力される直流電圧を検出して直流電圧信号として出力する直流電圧検出部6と、交流電源2の一方の電源線(N側)と整流器3の一方の交流入力端との間に直列に配置され、交流電流を検出して交流電流信号として出力する交流電流検出部8と、室外機40の底面を温めるヒーターであるベースヒーター10と、室外機40を制御する室外機制御部20を備えている。交流電流検出部8はベースヒーター10と整流器3を流れる交流電流の合計の交流電流を検出する。 In addition, the outdoor unit 40 is connected to a rectifier 3 that rectifies the AC power source 2 and converts it into a DC power source, and a positive output terminal and a negative output terminal of the rectifier 3, and boosts and outputs the voltage of the input DC power source. The boost unit 4 and the positive output terminal and negative output terminal from which the DC voltage is outputted from the boost unit 4 are connected to the input terminal, respectively, and convert the input DC voltage to generate three-phase AC, and the compressor 7 The DC voltage is connected between the inverter unit 5 supplied to An alternating current detection unit that is arranged in series between the detection unit 6, one power line (N side) of the alternating current power supply 2, and one alternating current input terminal of the rectifier 3, and detects alternating current and outputs it as an alternating current signal. 8, a base heater 10 that is a heater that warms the bottom surface of the outdoor unit 40, and an outdoor unit control unit 20 that controls the outdoor unit 40. The alternating current detection section 8 detects the total alternating current of the alternating current flowing through the base heater 10 and the rectifier 3.

[室外機制御部の説明]
室外機制御部20は、整流器3の2つの入力端とベースヒーター10を接続する一対の電源線9と、一方の電源線9に直列に接続されたスイッチであるリレー22と、リレー22を駆動する駆動回路24と、整流器3から出力される直流電源の電圧が目的とする電圧になるように昇圧部4を制御する電圧制御信号を出力し、また、インバータ部5へ圧縮機7の回転数と圧縮機7を駆動する三相交流の電圧の大きさを制御するインバータ制御信号を出力し、また、リレー22の開閉を制御するヒーター駆動信号(駆動信号)を出力し、また、室外機40の全体の制御を行う制御部21と、力率を検出する力率検出部30と、入力されたヒーター駆動信号と力率により、ベースヒーター10とリレー22と駆動回路24のうち少なくとも1つの故障判定を行う故障判定部(故障判定手段)23を備えている。なお、故障判定部23については後で詳細に説明する。
[Explanation of outdoor unit control section]
The outdoor unit control unit 20 drives a pair of power wires 9 connecting the two input ends of the rectifier 3 and the base heater 10, a relay 22 which is a switch connected in series to one of the power wires 9, and the relay 22. The drive circuit 24 outputs a voltage control signal that controls the booster 4 so that the voltage of the DC power output from the rectifier 3 becomes the target voltage, and also outputs a voltage control signal to the inverter 5 to control the rotation speed of the compressor 7. It outputs an inverter control signal that controls the magnitude of the three-phase AC voltage that drives the compressor 7, and outputs a heater drive signal (drive signal) that controls the opening and closing of the relay 22. A control unit 21 that controls the entire system, a power factor detection unit 30 that detects the power factor, and a failure of at least one of the base heater 10, relay 22, and drive circuit 24 based on the input heater drive signal and power factor. A failure determination section (failure determination means) 23 is provided for making determinations. Note that the failure determination unit 23 will be explained in detail later.

[力率検出部の説明]
力率検出部30は、交流電圧検出部34と、有効電力を算出する有効電力算出部31と、皮相電力を算出する皮相電力算出部32と、力率を算出する力率算出部33とを備えている。交流電圧検出部34は、入力された直流電圧信号(整流器3で全波整流された電圧の検出信号)における瞬時値を検出し、この瞬時値を交流電圧信号として有効電力算出部31と皮相電力算出部32へ出力する。一方、有効電力算出部31と皮相電力算出部32は、交流電流検出部8から交流電流信号がそれぞれ入力されている。
[Description of power factor detection section]
The power factor detection unit 30 includes an AC voltage detection unit 34, an active power calculation unit 31 that calculates active power, an apparent power calculation unit 32 that calculates apparent power, and a power factor calculation unit 33 that calculates power factor. We are prepared. The AC voltage detection unit 34 detects the instantaneous value of the input DC voltage signal (the detection signal of the voltage that has been full-wave rectified by the rectifier 3), and uses this instantaneous value as an AC voltage signal to communicate with the active power calculation unit 31 and the apparent power. It is output to the calculation unit 32. On the other hand, the active power calculating section 31 and the apparent power calculating section 32 each receive an alternating current signal from the alternating current detecting section 8 .

有効電力算出部31は入力された交流電圧信号と交流電流信号から室外機40で消費される有効電力を算出する。具体的に有効電力算出部31は、瞬時電流と瞬時電圧との積を1秒間積分して有効電力を算出して出力する。一方、皮相電力算出部32は、入力された交流電圧信号と交流電流信号から室外機40へ供給される皮相電力を算出する。具体的に皮相電力算出部32は、交流電圧信号を用いて入力電圧のピーク電圧値から電圧の実効値を算出して保持する。さらに、瞬時電流を1秒間積分した値と、保持している電圧の実効値の積を皮相電力として出力する。力率算出部33は、有効電力と皮相電力とが入力されており、有効電力を皮相電力で除算することで力率を算出して出力する。 The active power calculation unit 31 calculates the active power consumed by the outdoor unit 40 from the input AC voltage signal and AC current signal. Specifically, the active power calculation unit 31 integrates the product of the instantaneous current and the instantaneous voltage for one second to calculate and output the active power. On the other hand, the apparent power calculation unit 32 calculates the apparent power supplied to the outdoor unit 40 from the input AC voltage signal and AC current signal. Specifically, the apparent power calculation unit 32 calculates and holds the effective value of the voltage from the peak voltage value of the input voltage using the AC voltage signal. Furthermore, the product of the value obtained by integrating the instantaneous current for 1 second and the effective value of the held voltage is output as apparent power. The power factor calculation unit 33 receives the active power and the apparent power, and calculates and outputs the power factor by dividing the active power by the apparent power.

[故障判定部の説明]
故障判定部23は、力率算出部33から力率が入力され、さらに制御部21からヒーター駆動信号が入力されている。故障判定部23は、常に力率の変化を監視しており、ヒーター駆動信号によりリレー22が閉になっている間、予め記憶した判定閾値(例えば83%)以上に力率がなった時、また、リレー22が開になっている間、力率が判定閾値(83%)未満なっている状態を正常と判定する。これ以外の状態の時、故障判定部23はベースヒーター10又はリレー22又は駆動回路24のいずれかの故障と判定して制御部へエラー信号を出力する。
[Description of failure determination unit]
The failure determination section 23 receives the power factor from the power factor calculation section 33 and also receives the heater drive signal from the control section 21 . The failure determination unit 23 constantly monitors changes in the power factor, and when the power factor exceeds a pre-stored determination threshold (for example, 83%) while the relay 22 is closed by the heater drive signal, Further, a state in which the power factor is less than the determination threshold value (83%) while the relay 22 is open is determined to be normal. In any other state, the failure determination section 23 determines that either the base heater 10, the relay 22, or the drive circuit 24 has failed, and outputs an error signal to the control section.

本実施例では制御部21が圧縮機7を運転している場合、力率を改善して目標となる力率(例えば90%)に近づくように制御しているため、力率は一定の範囲に制御される。一方、ベースヒーター10はニクロム線などを用いて発熱するため力率は100%である。従って圧縮機7が運転されている時、同時にリレー22を閉にしてベースヒーター10に電流を流すと、ベースヒーター10は有効電力のみを増加させるため、力率=有効電力/皮相電力の式において力率は大きくなる。つまり、室外機20における力率は圧縮機7のみが運転されている時に比較して、さらにベースヒーター10に電流を流すことにより力率が改善される。故障判定部23は、この状態をベースヒーター10とリレー22と駆動回路24がすべて正常であると判断している。 In this embodiment, when the control unit 21 is operating the compressor 7, the power factor is controlled to improve the power factor and approach the target power factor (for example, 90%), so the power factor remains within a certain range. controlled by. On the other hand, since the base heater 10 generates heat using a nichrome wire or the like, the power factor is 100%. Therefore, when the compressor 7 is in operation, if the relay 22 is closed at the same time and current flows through the base heater 10, the base heater 10 increases only the active power, so in the equation of power factor = active power / apparent power. The power factor increases. In other words, the power factor in the outdoor unit 20 is improved by further supplying current to the base heater 10 compared to when only the compressor 7 is operated. The failure determination unit 23 determines that the base heater 10, relay 22, and drive circuit 24 are all normal in this state.

図3(A)は実験により測定した、圧縮機7が動作中における入力電流とベースヒーター10への通電/非通電の状態による力率(%)を示す表の説明図である。この表の横方向は入力電流(実効値)を示しており、この入力電流が3アンペア、5アンペア、8アンペア、13アンペアの場合を示している。一方、縦方向はベースヒーター10の通電/非通電の状態と、この通電/非通電による力率の差分と、入力電流毎の判定閾値を表している。入力電流毎の判定閾値は各入力電流ごとに通電/非通電による各力率のほぼ中間の値としている。 FIG. 3(A) is an explanatory diagram of a table showing the power factor (%) depending on the input current and the energization/non-energization state of the base heater 10 when the compressor 7 is in operation, which was measured by experiment. The horizontal direction of this table indicates input current (effective value), and cases where this input current is 3 amperes, 5 amperes, 8 amperes, and 13 amperes are shown. On the other hand, the vertical direction represents the energized/de-energized state of the base heater 10, the power factor difference due to the energized/de-energized state, and the determination threshold for each input current. The determination threshold value for each input current is set to a value approximately in the middle of each power factor depending on energization/non-energization for each input current.

図3(A)に示すように入力電流が一定の場合、ベースヒーター10に通電した場合が、非通電の場合に比較して力率が大きくなっている。また、差分の値は入力電流が大きくなるに従って小さくなるが、入力電流が最大(13アンペア)の場合であっても故障か否かの判定が可能な5%の値である。このため、閾値をベースヒーター10に通電した場合と非通電の場合の力率の間の値に設定することでベースヒーター10に電流が流れているか否かを判定することができる。本実施例では各入力電流値で、故障か否かの判定が可能な力率83%を判定閾値としているが、これに限るものでなく、図3(A)の入力電流毎の判定閾値の欄に示すように、各入力電流毎の判定閾値を入力電流に応じて変更すればより正確な判定ができる。 As shown in FIG. 3A, when the input current is constant, the power factor is larger when the base heater 10 is energized than when it is not energized. Further, the value of the difference decreases as the input current increases, but it is a value of 5% that makes it possible to determine whether or not there is a failure even when the input current is at the maximum (13 amperes). Therefore, by setting the threshold value to a value between the power factor when the base heater 10 is energized and when the base heater 10 is not energized, it can be determined whether or not current is flowing through the base heater 10. In this example, the power factor of 83%, which allows determination of whether or not there is a failure, is set as the determination threshold for each input current value, but the determination threshold is not limited to this, and the determination threshold for each input current in FIG. As shown in the column, more accurate determination can be made by changing the determination threshold for each input current according to the input current.

[動作の説明]
図2は本発明の動作を説明する説明図である。図2において横軸は時間であり、縦軸は(1)圧縮機7の状態を、(2)昇圧部4の状態を、(3)ヒーター駆動信号を、(4)リレー22の接点開閉状態を、(5)ベースヒーター10の状態を、(6)力率の値を、(7)エラー信号を、それぞれ示している。また、図2の左側でベースヒーター10の断線検出を、図2の右側でリレー22又は駆動回路24の故障検出をそれぞれ示している。なお、t0~t6は時刻である。
[Explanation of operation]
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the operation of the present invention. In FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents (1) the state of the compressor 7, (2) the state of the booster 4, (3) the heater drive signal, and (4) the open/close state of the contacts of the relay 22. , (5) the state of the base heater 10, (6) the power factor value, and (7) the error signal. Further, the left side of FIG. 2 shows disconnection detection of the base heater 10, and the right side of FIG. 2 shows failure detection of the relay 22 or drive circuit 24. Note that t0 to t6 are times.

まず、図2の左側の図を用いてベースヒーター10の断線検出の動作を説明する。
t0の時点では空気調和機1がサーモオフ(運転停止)状態である。この場合、室外機40の電源が投入されている状態で圧縮機7と昇圧部4が停止しており、また、リレー22の接点が開でベースヒーター10に電源が供給されていない状態となっている。この時、昇圧部4が動作停止状態であるため、力率の改善が行われないので力率は60%程度になっている。
First, the operation of detecting disconnection of the base heater 10 will be explained using the left side diagram of FIG.
At time t0, the air conditioner 1 is in a thermo-off (operation stopped) state. In this case, the compressor 7 and booster 4 are stopped while the outdoor unit 40 is powered on, and the contacts of the relay 22 are open and power is not supplied to the base heater 10. ing. At this time, since the booster section 4 is in a non-operating state, the power factor is not improved, so the power factor is approximately 60%.

そして、t1の時点で室内機50から制御部21へ圧縮機7の動作開始の指示が送信されると、制御部21は昇圧部4による昇圧を開始し、圧縮機7の運転を開始する(圧縮機の運転状態)。制御部21は、昇圧部4で昇圧を開始させると同時に力率の改善の動作も開始させる。この時の入力電流は約8アンペアであり、力率は圧縮機7の運転開始前の60%程度から79%に上昇する。故障判定部23はリレー22が「開」の状態で、かつ、現在の力率(79%)が判定閾値(83%)未満であるため「正常」と判定してエラー信号を出力しない。なお、この時の入力電流(実効値)は8アンペアである。 Then, at time t1, when an instruction to start the operation of the compressor 7 is transmitted from the indoor unit 50 to the control unit 21, the control unit 21 starts increasing the pressure by the pressure boosting unit 4, and starts operating the compressor 7 ( compressor operating status). The control unit 21 causes the boost unit 4 to start boosting the voltage and at the same time starts an operation for improving the power factor. The input current at this time is about 8 amperes, and the power factor increases from about 60% before the compressor 7 starts operating to 79%. Since the relay 22 is in the "open" state and the current power factor (79%) is less than the determination threshold (83%), the failure determination unit 23 determines that it is "normal" and does not output an error signal. Note that the input current (effective value) at this time is 8 amperes.

そして、t2の時点で制御部21がヒーター駆動信号で「閉」を指示するとリレー22が「閉」となってベースヒーター10に交流電源1が供給される。前述したようにベースヒーター10に通電されると力率が改善され、力率(79%)が力率(85%)に変化する。故障判定部23はヒーター駆動信号による「閉」指示がされた状態で、かつ、現在の力率(85%)が判定閾値(83%)以上であるため「正常」と判定するためエラー信号を出力しない。 Then, at time t2, when the control unit 21 instructs "close" with the heater drive signal, the relay 22 becomes "closed" and the AC power source 1 is supplied to the base heater 10. As described above, when the base heater 10 is energized, the power factor is improved, and the power factor (79%) changes to the power factor (85%). The failure determination unit 23 outputs an error signal in order to determine that it is "normal" because the "close" instruction is given by the heater drive signal and the current power factor (85%) is greater than the determination threshold (83%). No output.

この状態の時、t3の時点でベースヒーター10が故障により断線した場合、力率(85%)が力率(79%)に変化する。故障判定部23は、ヒーター駆動信号による「閉」が指示された状態で、かつ、力率(79%)が判定閾値(83%)未満であるため「異常」と判定しエラー信号を出力する。このエラー信号が入力された制御部21は室内機50へこの「異常」状態を送信し、室内機50はエラーメッセージをユーザーに報知する。 In this state, if the base heater 10 is disconnected due to a failure at time t3, the power factor (85%) changes to the power factor (79%). Since "close" is instructed by the heater drive signal and the power factor (79%) is less than the determination threshold (83%), the failure determination unit 23 determines that it is "abnormal" and outputs an error signal. . The control unit 21 to which this error signal has been input transmits this "abnormal" state to the indoor unit 50, and the indoor unit 50 notifies the user of the error message.

次に図2の右側の図を用いてリレー22の故障検出の動作を説明する。
t4の時点において空気調和機1はサーモオン状態である。制御部21は昇圧部4で昇圧を行っており、圧縮機7も運転中である。制御部21は昇圧部4で昇圧を行っている間、力率の改善の動作も実行しているため、力率は85%になっている。故障判定部23は、ヒーター駆動信号による「閉」が指示された状態で、かつ、現在の力率(85%)が判定閾値(83%)以上であるため「正常」と判定してエラー信号を出力しない。なお、この時の入力電流(実効値)は8アンペアである。
Next, the operation of detecting a failure of the relay 22 will be explained using the right side diagram of FIG.
At time t4, the air conditioner 1 is in the thermo-on state. The control unit 21 is increasing the pressure in the pressure increasing unit 4, and the compressor 7 is also in operation. Since the control unit 21 also performs an operation to improve the power factor while boosting the voltage in the boosting unit 4, the power factor is 85%. The failure determination unit 23 determines that the state is "normal" and issues an error signal because "close" is instructed by the heater drive signal and the current power factor (85%) is greater than or equal to the determination threshold (83%). is not output. Note that the input current (effective value) at this time is 8 amperes.

この状態の時、t5の時点で制御部21がヒーター駆動信号を「開」にしてベースヒーター10への給電を停止しようする。この場合、例えばリレー22の接点が溶着していた時、リレー22が正常ならば接点が「開」となるべきであるが、接点が「開」とならずに「閉」のままである。従ってベースヒーター10に電源が供給されたままとまり、力率は85%のままで変化しない。 In this state, at time t5, the control unit 21 turns the heater drive signal "open" to stop power supply to the base heater 10. In this case, for example, when the contacts of the relay 22 are welded, the contacts should be "open" if the relay 22 is normal, but the contacts do not "open" and remain "closed". Therefore, power remains supplied to the base heater 10, and the power factor remains unchanged at 85%.

故障判定部23は、ヒーター駆動信号による「開」が指示された状態で、かつ、現在の力率(85%)が判定閾値(83%)以上であるため「異常」と判定しエラー信号を出力する。このエラー信号が入力された制御部21は室内機50へこの「異常」状態を送信し、室内機50はエラーメッセージをユーザーに報知する。 Since "open" is instructed by the heater drive signal and the current power factor (85%) is equal to or higher than the determination threshold (83%), the failure determination unit 23 determines that it is "abnormal" and sends an error signal. Output. The control unit 21 to which this error signal has been input transmits this "abnormal" state to the indoor unit 50, and the indoor unit 50 notifies the user of the error message.

なお、リレー22の接点が溶着した故障だけでなく、リレー22が故障して接点が「閉」とならない場合も検出可能である。
故障判定部23は、ヒーター駆動信号により「開」の指示から「閉」の指示になった時、現在の力率が判定閾値(83%)未満の場合、「異常」と判定するためエラー信号を出力する。これはリレー22の巻線の断線や、リレー22の駆動用の素子が故障している場合である。
Note that it is possible to detect not only a failure in which the contacts of the relay 22 are welded, but also a case in which the relay 22 fails and the contacts do not close.
If the current power factor is less than the determination threshold (83%) when the heater drive signal changes from an "open" instruction to a "close" instruction, the failure determination unit 23 determines that it is "abnormal" and sends an error signal. Output. This occurs when the winding of the relay 22 is disconnected or the driving element of the relay 22 is out of order.

以上の判定条件を図3(B)を用いて説明する。図3(B)はリレー22と駆動回路24に関して正常/異常の判定条件を示す説明図である。図3(B)において左から右に、「ヒーター駆動信号が開指示」、「ヒーター駆動信号が閉指示」の状態を示している。また、上から下に、「力率が判定閾値未満」、「力率が判定閾値以上」の状態を示している。それぞれの状態で示される項目はベースヒーター10又はリレー22又は駆動回路24のいずれか1つの部分の正常/異常を示している。 The above determination conditions will be explained using FIG. 3(B). FIG. 3(B) is an explanatory diagram showing conditions for determining whether the relay 22 and the drive circuit 24 are normal or abnormal. In FIG. 3(B), from left to right, states are shown in which "the heater drive signal instructs to open" and "the heater drive signal instructs to close". Also, from top to bottom, states of "power factor is less than the determination threshold" and "power factor is greater than or equal to the determination threshold" are shown. The items shown in each state indicate the normality/abnormality of any one part of the base heater 10, the relay 22, or the drive circuit 24.

ヒーター駆動信号がリレー22を閉にする指示になっている間、力率が判定閾値以上に、また、ヒーター駆動信号がリレー22を開にする指示になっている間、力率が判定閾値未満になっている状態が正常である。また、ヒーター駆動信号がリレー22を開にする指示になっている間、力率が判定閾値以上に、また、ヒーター駆動信号がリレー22を閉にする指示になっている間、力率が判定閾値未満になっている状態が異常である。
つまり、ベースヒーター10に電源が印加されていれば、印加されていない場合に比較して力率が改善されるものであり、そうでない場合はベースヒーター10の断線、または、リレー22の故障、もしくは駆動回路24の故障と判定している。
While the heater drive signal is instructing to close the relay 22, the power factor is greater than or equal to the determination threshold, and while the heater drive signal is instructing to open the relay 22, the power factor is less than the determination threshold. is normal. Also, while the heater drive signal is instructing to open the relay 22, the power factor is greater than the determination threshold, and while the heater drive signal is instructing to close the relay 22, the power factor is determined to be higher than the determination threshold. A state where the value is less than the threshold value is abnormal.
In other words, if power is applied to the base heater 10, the power factor will be improved compared to when power is not applied; otherwise, the base heater 10 may be disconnected, the relay 22 may be broken, or Alternatively, it is determined that the drive circuit 24 has failed.

[本発明の効果]
以上説明したように、圧縮機7を運転している場合であっても、ヒーター駆動信号の状態と力率の値により、ベースヒーター10の断線、もしくは、駆動回路24やリレー22の故障を判断することができる。
[Effects of the present invention]
As explained above, even when the compressor 7 is operating, a break in the base heater 10 or a failure in the drive circuit 24 or relay 22 can be determined based on the state of the heater drive signal and the power factor value. can do.

1 空気調和機
2 交流電源
3 整流器
4 昇圧部
5 インバータ部
6 直流電圧検出部
7 圧縮機
8 交流電流検出部
9 電源線
10 ベースヒーター(ヒーター)
20 室外機制御部
21 制御部
22 リレー(スイッチ)
23 故障判定部(故障判定手段)
24 駆動回路
30 力率検出部
31 有効電力算出部
32 皮相電力算出部
33 力率算出部
34 交流電圧検出部
40 室外機
50 室内機

1 Air conditioner 2 AC power supply 3 Rectifier 4 Boosting section 5 Inverter section 6 DC voltage detection section 7 Compressor 8 AC current detection section 9 Power line 10 Base heater (heater)
20 Outdoor unit control section 21 Control section 22 Relay (switch)
23 Failure determination unit (failure determination means)
24 Drive circuit 30 Power factor detection section 31 Active power calculation section 32 Apparent power calculation section 33 Power factor calculation section 34 AC voltage detection section 40 Outdoor unit 50 Indoor unit

Claims (2)

入力された交流電源を整流して直流電源に変換する整流器と、前記整流器から出力された直流電圧を昇圧して出力すると共に力率を改善する昇圧部と、前記昇圧部から出力された直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ部と、前記インバータ部で駆動される圧縮機と、前記昇圧部へ電圧制御信号を出力すると共に、前記インバータ部へ前記圧縮機の回転数と前記交流電圧の大きさを指示する制御部と、前記交流電源が印加されるヒーターと、前記制御部から出力される駆動信号により前記ヒーターへ前記交流電源を印加/遮断するスイッチと、同スイッチを駆動する駆動回路とを有する室外機を備えた空気調和機であって、
前記室外機は、
前記交流電圧を検出する交流電圧検出部と、
前記ヒーターと前記整流器を流れる交流電流を検出する交流電流検出部と、
検出した前記交流電流及び前記交流電圧から力率を算出して出力する力率検出部と、
前記駆動信号と前記力率から、前記ヒーター又は前記スイッチ又は前記駆動回路のうち少なくとも一つが正常か異常かを判定する故障判定手段とを備えたことを特徴とする空気調和機。
a rectifier that rectifies input AC power and converts it into DC power; a booster that boosts and outputs the DC voltage output from the rectifier and improves the power factor; and a DC voltage output from the booster. an inverter section that converts and outputs the AC voltage into an AC voltage, a compressor driven by the inverter section, and outputs a voltage control signal to the boost section, and outputs a voltage control signal to the inverter section that converts the rotation speed of the compressor and the AC voltage. a heater to which the alternating current power is applied; a switch for applying/cutting off the alternating current power to the heater according to a drive signal output from the control section; and a drive for driving the switch. An air conditioner equipped with an outdoor unit having a circuit,
The outdoor unit is
an AC voltage detection unit that detects the AC voltage;
an alternating current detection unit that detects an alternating current flowing through the heater and the rectifier;
a power factor detection unit that calculates and outputs a power factor from the detected alternating current and the alternating voltage;
An air conditioner comprising: failure determination means for determining whether at least one of the heater, the switch, or the drive circuit is normal or abnormal based on the drive signal and the power factor.
前記故障判定手段は、
前記圧縮機が運転状態であり、前記ヒーターへ前記交流電源が印加されていない時の前記力率と前記ヒーターへ前記交流電源が印加されている時の前記力率との間の値を判定閾値として予め記憶しており、
前記駆動信号が前記スイッチを閉にする指示であり、かつ、前記力率が前記判定閾値以上の場合、または、前記駆動信号が前記スイッチを開にする指示であり、かつ、前記力率が前記判定閾値未満の場合を正常と判定し、
前記駆動信号が前記スイッチを開にする指示であり、かつ、前記力率が前記判定閾値以上の場合、または、前記駆動信号が前記スイッチを閉にする指示であり、かつ、前記力率が前記判定閾値未満の場合を異常と判定することを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
The failure determination means includes:
A threshold for determining a value between the power factor when the compressor is in operation and the AC power is not applied to the heater and the power factor when the AC power is applied to the heater. It is stored in advance as
If the drive signal is an instruction to close the switch and the power factor is greater than or equal to the determination threshold, or if the drive signal is an instruction to open the switch and the power factor is If it is less than the judgment threshold, it is judged as normal,
If the drive signal is an instruction to open the switch and the power factor is greater than or equal to the determination threshold, or if the drive signal is an instruction to close the switch and the power factor is The air conditioner according to claim 1, wherein the air conditioner is determined to be abnormal if it is less than a determination threshold.
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