WO2015093230A1 - 電源周波数判定装置及び電源周波数判定方法 - Google Patents

電源周波数判定装置及び電源周波数判定方法 Download PDF

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淳 明田
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三菱重工業株式会社
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    • G01R23/155—Indicating that frequency of pulses is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values, by making use of non-linear or digital elements (indicating that pulse width is above or below a certain limit) giving an indication of the number of times this occurs, i.e. multi-channel analysers (for pulse characteristics)
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    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • PAM Pulse Amplitude Modulation
  • Patent Document 1 calculates the time of one cycle based on the pulsation voltage related to detection by the pulsation voltage detection means, for example, multiplied by 6 to obtain the reciprocal number. It is disclosed that the value is the power supply frequency.
  • Such a frequency detection circuit measures the frequency of the AC power, for example, 50 Hz or 60 Hz, by measuring the zero-crossing interval of the AC power simultaneously with the supply of the AC power to a device to which AC power is supplied, such as an air conditioner. Judgment is being made.
  • the frequency detection circuit detects the frequency of the AC power simultaneously with turning on the power to the apparatus. Then, after the frequency is determined, the frequency detection circuit is disconnected by a relay to prevent power consumption by the frequency detection circuit.
  • the frequency determination of the AC power using the frequency detection circuit requires a complicated process when the AC power is supplied to the apparatus.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply frequency determination device and a power supply frequency determination method that can determine the frequency of AC power without separately providing a frequency detection circuit.
  • the power supply frequency determination device and the power supply frequency determination method of the present invention employ the following means.
  • the DC voltage converted from the AC power by the converter is detected by the voltage detection means.
  • the DC voltage converted from the AC power fluctuates with a predetermined ripple width.
  • the voltage determination means determines whether or not the fluctuating DC voltage falls within a predetermined reference voltage range at a time interval corresponding to the assumed value of the AC power frequency. For example, when the assumed frequency value is 50 Hz, the determination by the voltage determination unit is performed at a time interval of 10 msec. Since the DC voltage varies with a predetermined ripple width, it may or may not fall within the reference voltage range. Further, the determination by the voltage determination unit is repeated at every time interval corresponding to the assumed value within the time range corresponding to the assumed value of the frequency. For example, when the assumed frequency value is 50 Hz, the determination by the voltage determination means is performed every 10 msec within the time range of 100 msec. That is, the determination by the voltage determination unit is performed 10 times.
  • the number of times that the DC voltage falls within the reference voltage range decreases at the time interval where the assumed frequency value is 50 Hz. This is because the ripple of the DC voltage fluctuates at a period of 60 Hz, and therefore the time interval for determining the DC voltage is shifted from the fluctuation period of the ripple of the DC voltage. For this reason, it is determined that the AC power is not 50 Hz.
  • this structure can determine the frequency of AC power, without providing a frequency detection circuit separately.
  • the reference voltage range is a range in which a predetermined reference voltage is a determination value, and an allowable width of the determination value is a predetermined ratio of the ripple width of the DC voltage.
  • a predetermined ratio of a predetermined reference voltage ⁇ ripple width is set as a reference voltage range.
  • the predetermined ratio is, for example, 10 to 20% of the ripple width. Therefore, this configuration can be set to an appropriate value according to the DC voltage changing the reference voltage range.
  • the voltage detection unit is provided between a converter that converts AC power into DC power and an inverter that converts DC power and supplies the motor to the motor, and the voltage determination unit includes rotation of the motor. The determination is preferably performed while the number is constant.
  • this structure can determine the frequency of alternating current power more correctly.
  • the power frequency determination method includes a first step of detecting a DC voltage converted from AC power by a converter, and whether or not the detected DC voltage falls within a predetermined reference voltage range. Based on the second step of determining at a time interval corresponding to the assumed frequency value of the AC power and the number of times that the detected DC voltage is determined to be within the reference voltage range within the time range corresponding to the frequency. And a third step of determining whether the assumed value is correct or not.
  • the power supply device 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the power supply apparatus 10 supplies electric power to a motor 14 included in the compressor 12 of the air conditioner.
  • the power supply device 10 includes a converter 20, an inverter 22, a voltage detection unit 24, and an air conditioner control device 26.
  • Converter 20 has one end connected to AC power supply 28 and the other end connected to inverter 22.
  • Converter 20 converts AC power (single-phase AC power) supplied from AC power supply 28 into DC power and sends the DC power to inverter 22.
  • the inverter 22 has one end connected to the converter 20 and the other end connected to the motor 14.
  • the inverter 22 converts the DC power output from the converter 20 into three-phase AC power and supplies it to the motor 14.
  • the air conditioner control device 26 performs various controls of the inverter 22 and the air conditioner.
  • the air conditioner control device 26 is a microcomputer (hereinafter also referred to as “microcomputer”), such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and other computer-readable recording media. Consists of A series of processes for realizing various functions is recorded on a recording medium or the like in the form of a program as an example, and the CPU reads the program into a RAM or the like to execute information processing / arithmetic processing. As a result, various functions are realized.
  • microcomputer such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and other computer-readable recording media.
  • Consists of A series of processes for realizing various functions is recorded on a recording medium or the like in the form of a program as an example, and the CPU reads the program into a RAM or the like to execute information processing /
  • the program is preinstalled in a ROM or other storage medium, provided in a state stored in a computer-readable storage medium, or distributed via wired or wireless communication means. Etc. may be applied.
  • the computer-readable recording medium is a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like.
  • the air conditioner control device 26 controls, as the inverter 22, a gate drive signal (PWM signal) for matching the rotation speed of the motor 14 with a motor rotation speed command given from a higher-level control device (not shown) for each phase. Generate.
  • the gate drive signal is supplied to the switching elements corresponding to the respective phases of the inverter 22, whereby the inverter 22 is controlled and a desired three-phase AC voltage is supplied to the motor 14.
  • PAM Pulse Amplitude Modulation
  • the air conditioner control device 26 includes a power frequency determination device 30 (power frequency determination function).
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the power supply frequency determination device 30.
  • the power supply frequency determination device 30 includes a voltage determination unit 32, a frequency determination unit 34, and a set value storage unit 36.
  • the voltage determination unit 32 receives the DC voltage detected by the voltage detection unit 24 after A / D conversion.
  • the voltage detection unit 24 determines whether or not the fluctuating DC voltage falls within a predetermined reference voltage range at a time interval according to an assumed value of the AC power frequency (hereinafter referred to as “assumed frequency”). judge. That is, since the power frequency determination function does not know the frequency of the AC power, the frequency of the AC power is assumed in advance and the correctness of the assumed frequency is determined.
  • the time interval corresponding to the assumed frequency is referred to as a voltage determination time interval.
  • the frequency determination unit 34 determines whether the assumed frequency is correct or not based on the number of times that the voltage determination unit 32 determines that the DC voltage has entered the reference voltage range within the voltage determination time interval.
  • a time range corresponding to the assumed frequency is referred to as a frequency determination time range.
  • the set value storage unit 36 stores various set values such as an assumed frequency, a reference voltage range, a voltage determination time interval, and a frequency determination time range.
  • the set value storage unit 36 is a predetermined area of a recording medium provided in the air conditioner control device 26.
  • the voltage determination time interval and the frequency determination time range are determined in advance according to the assumed frequency as shown in the example of Table 1.
  • the reference voltage range is a range in which a predetermined reference voltage is used as a determination value, and an allowable width of the determination value is a predetermined ratio of the ripple width of the DC voltage.
  • the predetermined ratio is, for example, 10 to 20% of the ripple width. That is, the reference voltage range is, for example, 10 to 20% of the reference voltage ⁇ ripple width.
  • the assumed frequency is 50 Hz as an example.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the power frequency determination process executed by the air conditioner control device 26.
  • a program relating to the power frequency determination process is stored in advance in a predetermined area of a recording medium provided in the air conditioner control device 26.
  • the frequency of AC power is assumed in advance, and the correctness of the assumed frequency (assumed frequency) is determined based on the DC voltage converted from the AC voltage.
  • the power supply frequency determination process is executed at a predetermined timing (hereinafter referred to as “frequency determination timing”). The frequency determination timing will be described later.
  • the voltage detection unit 24 continues to detect the DC voltage and continues to output the detected DC voltage to the air conditioner control device 26 until the power supply frequency determination process starts and ends. Also, various settings are read from the set value storage unit 36 at the start of the power frequency determination process.
  • step 100 an initial voltage determination is performed.
  • the first voltage determination is, for example, the timing when the DC voltage first enters the reference voltage range after the power supply frequency determination process is started.
  • next step 102 it is determined whether or not the next voltage determination time has been reached. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 104. When the next voltage determination time is reached, the voltage determination time interval has elapsed since the previous voltage determination.
  • step 104 voltage determination is performed to determine whether or not the fluctuating DC voltage falls within the reference voltage range. For example, when the assumed frequency is 50 Hz, voltage determination is performed at a voltage determination time interval of 10 msec. Since the DC voltage varies with a predetermined ripple width, it may or may not fall within the reference voltage range. In the voltage determination, the number of times that the DC voltage has entered the reference voltage range (hereinafter referred to as “the number of detections”) is counted.
  • step 106 it is determined whether or not the frequency determination time range has ended. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 110. On the other hand, in the case of negative determination, the process returns to step 102 and the voltage determination is repeated until the frequency determination time range ends. For example, when the assumed frequency is 50 Hz, voltage determination is performed every 10 msec within a time range of 100 msec. That is, the voltage determination is performed 10 times.
  • step 110 frequency determination for determining whether the assumed frequency is correct or not is performed.
  • FIG. 4 shows a case where the assumed frequency of 50 Hz matches the actual AC power frequency.
  • FIG. 5 shows a case where the assumed frequency is 50 Hz, but the actual AC power frequency is 60 Hz. That is, FIG. 4 is an example in which the assumed frequency is correct, and FIG. 5 is an example in which the assumed frequency is not correct.
  • the assumed frequency is 50 Hz
  • the actual AC power is also 50 Hz when the DC voltage enters the reference voltage range five times or more within the frequency determination time range of 100 msec.
  • all the DC voltages are within the reference voltage range after 10 voltage determinations.
  • the DC voltage does not necessarily vary with an ideal ripple width every time a voltage is determined. For this reason, even if the assumed frequency is correct, the DC voltage may not fall within the reference voltage range. If the reference voltage range is wide, the number of detections also increases. For this reason, the number of times of detection that the assumed frequency is correct is determined in advance according to the width of the reference voltage range.
  • the assumed frequency is correct.
  • the assumed frequency is 50 Hz and the actual AC power is 60 Hz.
  • the number of times that the DC voltage falls within the reference voltage range is reduced in the voltage determination time interval in which the assumed frequency is 50 Hz. This is because the ripple of the DC voltage fluctuates at a period of 60 Hz, and as shown in FIG. 6, the period of the voltage determination time interval and the fluctuation period of the ripple of the DC voltage are shifted. For this reason, the number of times of detection is less than the number of times that the assumed frequency is correct, and it is determined that the AC power is not 50 Hz.
  • the voltage determination timing is performed at the timing when the DC voltage decreases.
  • the timing is not limited to this, and may be performed at the timing when the DC voltage increases.
  • the voltage determination is performed within the frequency determination time range at each voltage determination time interval corresponding to the assumed frequency. Then, the power frequency determination process determines whether the assumed frequency is correct or not based on the number of times the DC voltage has entered the reference voltage range. Therefore, the power source frequency determination process can determine the frequency of the AC power without separately providing a frequency detection circuit.
  • the power supply device 10 includes a conventional frequency detection circuit that detects the frequency of the AC power by measuring the zero-crossing interval of the AC power, and by using it together with the frequency detection circuit, the accuracy of the frequency determination of the AC power can be improved. It may be improved.
  • a different frequency may be set as the assumed frequency and the power supply frequency determination process may be performed again.
  • FIG. 6 is a diagram showing the frequency determination timing.
  • the power frequency determination process is performed while the rotation speed of the compressor 12 is constant.
  • the input voltage to the motor 14 included in the compressor 12 does not increase or decrease, and the input current is stable. For this reason, the power supply frequency determination process can determine the frequency of the AC power more accurately.
  • the frequency is preferably determined when the input current to the motor 14 is small. This is because the power consumption of the power supply frequency determination process can be reduced because the power consumption of the compressor 12 is small. For example, it is preferable that the power supply frequency determination process is performed in the period A shown in FIG.
  • the period A is a period for starting control of the compressor 12 and is a period in which the rotation speed is constant before the normal control in which the rotation speed control is performed according to the load.
  • the power supply frequency determination process may be performed during a period in which the rotation speed is constant for another control change, such as the period B. Even in the normal control, a period in which the rotation speed is constant may be provided in order to perform the power supply frequency determination process as in period C.
  • the present invention is not limited to this. It is good also as a form applied to the other apparatus which needs to determine the frequency of alternating current power.
  • the assumed frequency is 50 Hz or 60 Hz.
  • the present invention is not limited to this, and the assumed frequency may be another frequency.
  • the flow of the power frequency determination process described in the above embodiment is also an example, and unnecessary steps are deleted, new steps are added, and the processing order is changed within a range not departing from the gist of the present invention. May be.

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Abstract

　周波数検知回路を別途備えることなく、交流電力の周波数を判定する。空調器制御装置（２６）は、コンバータ（２０）によって交流電力から変換された直流電圧を検知する電圧検知部（２４）を備える。そして、空調器制御装置（２６）は、検知された直流電圧が所定の基準電圧範囲内に入るか否かを、交流電力の仮定周波数に応じた時間間隔で判定し、仮定周波数に応じた時間範囲内に、直流電圧が基準電圧範囲内に入ったと判定された回数に基づいて、仮定周波数の正否を判定する。

Description

電源周波数判定装置及び電源周波数判定方法
　本発明は、電源周波数判定装置及び電源周波数判定方法に関するものである。
　近年、空気調和装置等に用いられるモータの制御として、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御が行われている。
　ＰＡＭ制御では、入力電流の高調波成分を低減するために、交流電力の周波数に応じたパルスを出力する。このため、ＰＡＭ制御では、交流電力の周波数を正しく判定する必要がある。
　交流電力の周波数を検知する周波数検知回路の例として、特許文献１には、脈動電圧検知手段の検知に係る脈動電圧に基づいて１周期の時間を算出し、例えば６倍して逆数をとった値を電源周波数とすることが開示されている。
　このような周波数検知回路は、空気調和装置等の交流電力が供給される装置への交流電力の供給と同時に交流電力のゼロクロスの間隔を計測することにより、交流電力の周波数、例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの判定を行っている。
特開２０１３－６６２９９号公報
　周波数検知回路は、分圧抵抗によって構成されている。このため、周波数検知回路は、周波数を検知しない待機状態であっても、分圧抵抗に電圧が印加される。このため、周波数検知回路は、待機状態であっても、分圧抵抗によって電力が消費される。
　このため、周波数検知回路の待機電力を低減させるために、装置に対する電源の投入と同時に周波数検知回路による交流電力の周波数の検知を行っていた。そして、周波数の判定後に、周波数検知回路をリレーによって切断することで、周波数検知回路による電力消費を防止していた。
　このように、周波数検知回路を用いた交流電力の周波数判定には、装置の交流電力の供給時に複雑な処理を必要としている。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、周波数検知回路を別途備えることなく、交流電力の周波数を判定できる、電源周波数判定装置及び電源周波数判定方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の電源周波数判定装置及び電源周波数判定方法は以下の手段を採用する。
　本発明の第一態様に係る電源周波数判定装置は、コンバータによって交流電力から変換された直流電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知手段によって検知された直流電圧が所定の基準電圧範囲内に入るか否かを、前記交流電力の周波数の仮定値に応じた時間間隔で判定する電圧判定手段と、前記仮定値に応じた時間範囲内に、前記電圧判定手段によって直流電圧が前記基準電圧範囲内に入ったと判定された回数に基づいて、前記仮定値の正否を判定する周波数判定手段と、を備える。
　本構成によれば、コンバータによって交流電力から変換された直流電圧が、電圧検知手段によって検知される。交流電力から変換された直流電圧は、所定のリプル幅で変動している。
　そして、電圧判定手段によって、変動している直流電圧が所定の基準電圧範囲内に入るか否かが、交流電力の周波数の仮定値に応じた時間間隔で判定される。例えば、周波数の仮定値が５０Ｈｚの場合、１０ｍｓｅｃの時間間隔で電圧判定手段による判定が行われる。直流電圧は、所定のリプル幅で変動しているので、基準電圧範囲内に入る場合と入らない場合がある。
　さらに、周波数の仮定値に応じた時間範囲内で、電圧判定手段による判定が仮定値に応じた時間間隔毎に繰り返される。例えば、周波数の仮定値が５０Ｈｚの場合、１００ｍｓｅｃの時間範囲内で、１０ｍｓｅｃ毎に電圧判定手段による判定が行われる。すなわち、電圧判定手段による判定が１０回行われる。
　上記時間範囲が終了すると周波数の仮定値の正否が、直流電圧が基準電圧範囲内に入ったと判定された回数に基づいて、周波数判定手段によって判定される。例えば、周波数の仮定値を５０Ｈｚとする。この場合、１００ｍｓｅｃの時間範囲内に、直流電圧が５回以上基準電圧範囲内に入ると、実際の交流電力も５０Ｈｚであると判定される。なお、基準電圧範囲が広いと直流電圧が基準電圧範囲内に入る回数も増える。このため、基準電圧範囲の広さに応じて、周波数の仮定値を正しいとする上記回数が予め定められる。
　一方、周波数の仮定値を５０Ｈｚと仮定しても、実際の交流電力の周波数は６０Ｈｚであるとする。この場合、周波数の仮定値を５０Ｈｚとした時間間隔では、直流電圧が基準電圧範囲内に入る回数が少なくなる。この理由は、直流電圧のリプルは６０Ｈｚの周期で変動するので、直流電圧を判定する時間間隔と直流電圧のリプルの変動周期とがずれるためである。このため、交流電力は５０Ｈｚでないと判定される。
　このように、本構成は、予め交流電力の周波数を仮定し、その仮定した周波数の正否を、交流電圧から変換された直流電圧に基づいて判定する。従って、本構成は、周波数検知回路を別途備えることなく、交流電力の周波数を判定できる。
　上記第一態様では、前記基準電圧範囲が、予め定められた基準電圧を判定値とし、該判定値の許容幅を前記直流電圧のリプル幅の所定割合とした範囲であることが好ましい。
　本構成によれば、予め定められた基準電圧±リプル幅の所定割合を基準電圧範囲とする。なお、所定割合とは、例えばリプル幅の１０から２０％である。従って、本構成は、基準電圧範囲を変動している直流電圧に応じた適正な値とできる。
　上記第一態様では、前記電圧検知手段が、交流電力を直流電力に変換するコンバータと直流電力を変換してモータに供給するインバータとの間に備えられ、前記電圧判定手段が、前記モータの回転数が一定とされている間に、判定を行うことが好ましい。
　本構成によれば、モータの回転数が一定の場合は、モータへの入力電圧の上昇又は下降は生じず、入力電流も安定した状態である。このため、本構成は、より正確に交流電力の周波数を判定できる。
　本発明の第二態様に係る電源周波数判定方法は、コンバータによって交流電力から変換された直流電圧を検知する第１工程と、検知した直流電圧が所定の基準電圧範囲内に入るか否かを、前記交流電力の周波数の仮定値に応じた時間間隔で判定する第２工程と、前記周波数に応じた時間範囲内に、検知した直流電圧が前記基準電圧範囲内に入ったと判定された回数に基づいて、前記仮定値の正否を判定する第３工程と、を含む。
　本発明によれば、周波数検知回路を別途備えることなく、交流電力の周波数を判定できる、という優れた効果を有する。
本発明の実施形態に係るモータの電源装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る電源周波数判定機能の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る電源周波数判定処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る仮定周波数が正しい場合における直流電圧の変動を示したグラフである。 本発明の実施形態に係る仮定周波数が正しくない場合における直流電圧の変動を示したグラフである。 本発明の実施形態に係る周波数判定タイミングを示した図である。
　以下に、本発明に係る電源周波数判定装置及び電源周波数判定方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１を参照して、本実施形態に係る電源装置１０について説明する。
　本実施形態に係る電源装置１０は、空気調和器の圧縮機１２が備えるモータ１４へ電力を供給する。そして、電源装置１０は、コンバータ２０、インバータ２２、電圧検知部２４、及び空調器制御装置２６を備える。
　コンバータ２０は、一端が交流電源２８に接続され、他端がインバータ２２に接続される。そして、コンバータ２０は、交流電源２８から供給される交流電力（単相交流電力）を直流電力に変換し、インバータ２２へ送る。
　インバータ２２は、一端がコンバータ２０に接続され、他端にモータ１４が接続される。インバータ２２は、コンバータ２０から出力される直流電力を三相交流電力に変換して、モータ１４へ供給する。
　電圧検知部２４は、コンバータ２０によって交流電力から変換された直流電圧を検知する。コンバータ２０によって変換された直流電圧は、所定のリプル幅で変動している。
　空調器制御装置２６は、インバータ２２や空気調和器の各種制御を行う。
　空調器制御装置２６は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」ともいう。）であり、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成される。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
　空調器制御装置２６は、インバータ２２の制御として、モータ１４の回転数を上位の制御装置（図示略）から与えられるモータ回転数指令に一致させるようなゲート駆動信号（ＰＷＭ信号）を相毎に生成する。そして、ゲート駆動信号が、インバータ２２の各相に対応するスイッチング素子に与えられることで、インバータ２２が制御され、所望の三相交流電圧がモータ１４に供給される。
　なおモータ１４の回転数の制御として、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御が行われる。
　また、本実施形態に係る空調器制御装置２６は、電源周波数判定装置３０（電源周波数判定機能）を備えている。
　図２は、電源周波数判定装置３０の機能ブロック図である。
　電源周波数判定装置３０は、電圧判定部３２、周波数判定部３４、及び設定値記憶部３６を備える。
　電圧判定部３２は、電圧検知部２４によって検知された直流電圧がＡ／Ｄ変換され、入力される。そして、電圧検知部２４は、変動している直流電圧が所定の基準電圧範囲内に入るか否かを、交流電力の周波数の仮定値（以下「仮定周波数」という。）に応じた時間間隔で判定する。すなわち、電源周波数判定機能は、交流電力の周波数が分からないため、予め交流電力の周波数を仮定し、仮定した周波数の正否を判定する。
　以下の説明において、仮定周波数に応じた時間間隔を電圧判定時間間隔という。
　周波数判定部３４は、電圧判定時間間隔内に、電圧判定部３２によって直流電圧が基準電圧範囲内に入ったと判定された回数に基づいて、仮定周波数の正否を判定する。
　なお、以下の説明において、仮定周波数に応じた時間範囲を、周波数判定時間範囲という。
　設定値記憶部３６は、仮定周波数、基準電圧範囲、電圧判定時間間隔、及び周波数判定時間範囲等の各種設定値を記憶している。なお、設定値記憶部３６は、空調器制御装置２６が備える記録媒体の所定領域である。
　電圧判定時間間隔及び周波数判定時間範囲は、表１の例に示されるように仮定周波数に応じて予め定められている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　基準電圧範囲は、予め定められた基準電圧を判定値とし、判定値の許容幅を直流電圧のリプル幅の所定割合とした範囲である。所定割合とは、例えばリプル幅の１０～２０％である。すなわち、基準電圧範囲は、例えば基準電圧±リプル幅の１０～２０％となる。
　なお、本実施形態では、一例として仮定周波数を５０Ｈｚとする。
　図３は、空調器制御装置２６によって実行される電源周波数判定処理の流れを示すフローチャートである。電源周波数判定処理に関するプログラムは空調器制御装置２６が備える記録媒体の所定領域に予め記憶されている。
　電源周波数判定処理は、予め交流電力の周波数を仮定し、その仮定した周波数（仮定周波数）の正否を、交流電圧から変換された直流電圧に基づいて判定する。なお、電源周波数判定処理は、所定のタイミング（以下「周波数判定タイミング」という。）において実行される。周波数判定タイミングは、後述する。
　電圧検知部２４は、電源周波数判定処理が開始されて終了するまで、直流電圧を検知し続け、検知した直流電圧を空調器制御装置２６へ出力し続ける。また、電源周波数判定処理の開始と共に、設定値記憶部３６から各種設定が読み出される。
　まず、ステップ１００では、最初の電圧判定が行われる。最初の電圧判定は、一例として、電源周波数判定処理が開始されてから、一番初めに直流電圧が基準電圧範囲内に入ったタイミングとする。
　次のステップ１０２では、次の電圧判定時間に到達したか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ１０４へ移行する。次の電圧判定時間に到達した場合とは、前回の電圧判定から電圧判定時間間隔が経過した場合である。
　ステップ１０４では、変動している直流電圧が基準電圧範囲内に入るか否か判定する電圧判定を行う。
　例えば、仮定周波数が５０Ｈｚの場合、１０ｍｓｅｃの電圧判定時間間隔で、電圧判定が行われる。直流電圧は、所定のリプル幅で変動しているので、基準電圧範囲内に入る場合と入らない場合がある。電圧判定では、直流電圧が基準電圧範囲内に入った回数（以下「検知回数」という。）をカウントする。
　次のステップ１０６では、周波数判定時間範囲が終了したか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ１１０へ移行する。一方、否定判定の場合はステップ１０２へ戻り、周波数判定時間範囲が終了するまで電圧判定を繰り返す。
　例えば、仮定周波数が５０Ｈｚの場合、１００ｍｓｅｃの時間範囲内で、１０ｍｓｅｃ毎に電圧判定が行われる。すなわち、電圧判定が１０回行われる。
　ステップ１１０では、仮定周波数の正否を判定する周波数判定が行われる。
　図４，５の例を参照して周波数判定について説明する。図４は、５０Ｈｚとした仮定周波数と実際の交流電力の周波数とが一致している場合である。図５は、仮定周波数を５０Ｈｚとしたものの、実際の交流電力の周波数は６０Ｈｚであった場合である。すなわち、図４は仮定周波数が正しい例であり、図５は仮定周波数が正しくない例である。
　仮定周波数が５０Ｈｚの場合、１００ｍｓｅｃの周波数判定時間範囲内に、直流電圧が５回以上基準電圧範囲内に入ると、仮定周波数は正しく、実際の交流電力も５０Ｈｚであると判定される。図４の例では、１０回の電圧判定で直流電圧が全て基準電圧範囲内に入っている。しかし、これは直流電力が理想的なリプル幅で変動している場合である。直流電圧は、必ずしも電圧判定の度に理想的なリプル幅で変動するとは限らない。このため、仮定周波数は正しくても、直流電圧が基準電圧範囲内に入らない場合もある。
　なお、基準電圧範囲が広いと検知回数も増える。このため、基準電圧範囲の広さに応じて、仮定周波数が正しいとする検知回数が予め定められる。本実施形態では、上述のように、一例として、直流電圧が５回以上基準電圧範囲内に入った場合、仮定周波数は正しいと判定される。
　一方、図５に示されるように、仮定周波数を５０Ｈｚとても、実際の交流電力は６０Ｈｚであるとする。この場合、仮定周波数を５０Ｈｚとした電圧判定時間間隔では、直流電圧が基準電圧範囲内に入る回数が少なくなる。この理由は、直流電圧のリプルは６０Ｈｚの周期で変動するので、図６に示されるように、電圧判定時間間隔の周期と直流電圧のリプルの変動周期とがずれるためである。このため、検知回数は仮定周波数が正しいとされる回数未満となり、交流電力は５０Ｈｚでないと判定される。
　なお、図４，５共に電圧判定のタイミングが、直流電圧が下降するタイミングで行われているが、これに限らず、直流電圧が上昇するタイミングで行われてもよい。
　このように、電源周波数判定処理は、仮定周波数に応じた電圧判定時間間隔毎に電圧判定を周波数判定時間範囲内で行う。そして、電源周波数判定処理は、直流電圧が基準電圧範囲内に入った検知回数に基づいて、仮定周波数の正否を判定する。従って、電源周波数判定処理は、周波数検知回路を別途備えることなく、交流電力の周波数を判定できる。
　また、電源装置１０が、交流電力のゼロクロスの間隔を計測することにより交流電力の周波数を検知する従来の周波数検知回路を備え、周波数検知回路と併用することで、交流電力の周波数判定の精度を向上させてもよい。
　また、仮定周波数が正しくないと判定された場合に、異なる周波数を仮定周波数として設定し、再び電源周波数判定処理を行ってもよい。
　図６は、周波数判定タイミングを示した図である。
　電源周波数判定処理は、圧縮機１２の回転数が一定とされている間に行われる。
　圧縮機１２の回転数が一定の場合は、圧縮機１２が備えるモータ１４への入力電圧の上昇又は下降は生じず、入力電流も安定した状態である。このため、電源周波数判定処理は、より正確に交流電力の周波数を判定できる。
　なお、周波数の判定は、モータ１４への入力電流が小さい状態が好ましい。この理由は、圧縮機１２の消費電力が少ないので、電源周波数判定処理の消費電力を少なくできるためである。
　例えば、図６に示される期間Ａに、電源周波数判定処理が行われることが好ましい。期間Ａは、圧縮機１２の起動制御の期間であって、負荷に応じて回転数制御が行われる通常制御の前における回転数が一定の期間である。
　また、通常制御であっても、期間Ｂのように他の制御変更のために回転数を一定とする期間に電源周波数判定処理が行われてもよい。
　また、通常制御であっても、期間Ｃのように電源周波数判定処理を行うために回転数を一定とする期間が設けられてもよい。
　以上、本発明を、上記実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
　例えば、上記実施形態では、本発明を圧縮機１２のモータ１４に電力を供給する電源装置１０の空調器制御装置２６に適用する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、交流電力の周波数を判定する必要がある他の装置に適用される形態としてもよい。
　例えば、上記実施形態では、仮定周波数を５０Ｈｚ又は６０Ｈｚとする形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、仮定周波数を他の周波数とする形態としてもよい。
　また、上記実施形態で説明した電源周波数判定処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。
　１０　　電源装置
　１２　　圧縮機
　１４　　モータ
　２０　　コンバータ
　２４　　電圧検知部
　２６　　空調器制御装置
　３２　　電圧判定部
　３４　　周波数判定部

Claims (4)

  1. 　コンバータによって交流電力から変換された直流電圧を検知する電圧検知手段と、
    　前記電圧検知手段によって検知された直流電圧が所定の基準電圧範囲内に入るか否かを、前記交流電力の周波数の仮定値に応じた時間間隔で判定する電圧判定手段と、
    　前記仮定値に応じた時間範囲内に、前記電圧判定手段によって直流電圧が前記基準電圧範囲内に入ったと判定された回数に基づいて、前記仮定値の正否を判定する周波数判定手段と、
    を備える電源周波数判定装置。
  2. 　前記基準電圧範囲は、予め定められた基準電圧を判定値とし、該判定値の許容幅を前記直流電圧のリプル幅の所定割合とした範囲である請求項１記載の電源周波数判定装置。
  3. 　前記電圧検知手段は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと直流電力を変換してモータに供給するインバータとの間に備えられ、
    　前記電圧判定手段は、前記モータの回転数が一定とされている間に、判定を行う請求項１又は請求項２記載の電源周波数判定装置。
  4. 　コンバータによって交流電力から変換された直流電圧を検知する第１工程と、
    　検知した直流電圧が所定の基準電圧範囲内に入るか否かを、前記交流電力の仮定周波数に応じた時間間隔で判定する第２工程と、
    　前記周波数に応じた時間範囲内に、検知した直流電圧が前記基準電圧範囲内に入ったと判定された回数に基づいて、前記仮定値の正否を判定する第３工程と、
    を含む電源周波数判定方法。
    　
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