JP2006087187A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】並列接続されたリアクタのどちらか一方の断線を検知し、他方を過電流から保護すること。
【解決手段】交流電源１と交流電源を整流するブリッジ整流回路４間に接続された第１のリアクタ２と、前記リアクタ２に対して並列接続された第２のリアクタ３と、ブリッジ整流回路４の出力端間に接続され直流電圧に平滑する平滑コンデンサ５と、平滑コンデンサ５の両端の直流電圧を検出する直流電圧検出手段９と、インバータ部６と、インバータ部６の制御を行なう制御部８と、圧縮機７から構成され、直流電圧検出手段９の出力から、リアクタ２又はリアクタ３の断線を検知することが可能となり、インバータ部６による圧縮機７の運転を停止し、断線していない残りのリアクタへの過電流の印加を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機の室外機における電源回路の、リアクタ故障時の保護に関するものである。

図４は、従来の空気調和機の室外機の電気回路を示すものである。図４に示すように、交流電源１と、交流電源の一端に接続されたリアクタ２と、交流電源を整流するブリッジ整流回路４と、ブリッジ整流回路４の出力端に接続され直流電圧に平滑する平滑コンデンサ５と、平滑コンデンサで平滑された直流電圧を圧縮機駆動電源に変換するインバータ部６と、インバータ部６の制御を行なう制御部８と、インバータ部の出力によって駆動される圧縮機７から構成されている（例えば特許文献１参照）。

リアクタは力率改善及び高調波抑制の為に設けられているが、圧縮機の負荷が大きい場合には、大型で高価となってしまう。そのため、図５に示すように同じインダクタンスである複数のリアクタを並列接続して、一つ当りに流れる電流を減らすことにより、小型で安価なリアクタを使用する方法が考えられている。
特開２００１−２０４１７３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、並列接続されているリアクタのどちらか一方のリアクタが断線した場合、もう一方のリアクタのみに電流が集中し通常時の２倍の過電流が流れることになり、絶縁破壊や断線を引き起こす可能性があるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、並列接続されたリアクタのどちらか一方でも断線している場合、断線を検出することによりリアクタに過電流が流れることを確実に防止できる空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、平滑コンデンサの両端の直流電圧を検出する直流電圧検出手段を設け、交流電源投入直後、平滑コンデンサに充電中の所定のタイミングで直流電圧検出手段により直流電圧を検出し、検出された直流電圧値が予め設定されたリアクタ断線検知電圧以下の場合にはリアクタ断線と制御部で判断し、圧縮機の運転を停止するものである。

なお、リアクタ断線検知電圧は交流電源投入直後、平滑コンデンサに充電中の所定のタイミングでのリアクタ２個接続時の直流電圧値とリアクタ１個しか接続されていない時の直流電圧値の中間の値である。

これによって、並列接続されたリアクタのどちらか一方のみ断線している場合でも断線を検知することが可能であり、圧縮機の運転を停止することでもう一方のリアクタに過電流が流れることを防止することができる。

本発明の空気調和機は、並列接続されたリアクタのどちらか一方のみ断線している場合でも、断線の検知が可能であり、リアクタへの過電流が流れることを確実に防止することができる。

第１の発明は、平滑コンデンサの両端の直流電圧を検出する直流電圧検出手段を設けることにより、平滑コンデンサに充電中の直流電圧値と予め設定しているリアクタ断線検知電圧の比較することによりリアクタの断線を検知して、圧縮機の運転を停止することで断線していない残りのリアクタへの過電流の印加を防止できる。

第２の発明は、平滑コンデンサに充電中の直流電圧値と充電完了後の直流電圧値を直流電圧検出手段で検出し、充電完了後の電圧値からリアクタ断線検知電圧の補正を行い、充電中の直流電圧値と補正後のリアクタ断線検知電圧を比較することで、より精度よくリアクタの断線を検知して、圧縮機の運転を停止することで断線していない残りのリアクタへの過電流の印加を防止できる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の室外機の電気回路図を示すものである。図１において、直流電圧検出手段９は平滑コンデンサ５の両端の直流電圧を検出するために設けられている。従来技術と同じ構成要素については同じ番号を付与し、詳細な説明を割愛する。以上のように構成された空気調和機の室外機の電気回路について、以下その動作、作用を図１の電気回路図と図２のグラフを用いて説明する。

まず、交流電源１投入直後から平滑コンデンサ５に充電中の所定のタイミングｔｓでの直流電圧を測定し、リアクタ２個接続時の直流電圧がＶｓ２、リアクタ１個断線時の直流電圧がＶｓ１である場合、Ｖｓ２とＶｓ１の中間の値Ｖｓをリアクタ断線検知電圧とし、予め制御部８に設定しておく。

そして、交流電源１投入直後から平滑コンデンサ５に充電中の所定のタイミングｔｓの直流電圧を直流電圧検出手段９で検出し、検出された直流電圧がリアクタ断線検知電圧Ｖｓ以下の場合は制御部８でリアクタ断線と判断することができる。

以上のように、本実施の形態においては直流電圧検出手段９を設け、平滑コンデンサ５に充電中の直流電圧を検出し、制御部８で予め設定したリアクタ断線検知電圧と比較することで、どちらか一方のみリアクタが断線している場合でもリアクタの断線検知を行い圧縮機７の運転を停止することにより、もう一方のリアクタへの過電流の印加を防止することができる。

（実施の形態２）
図１の電気回路図と図３のグラフを用いて、本発明の第２の実施の形態について、以下その動作、作用を説明する。

まず、交流電源１が定格電圧の場合、交流電源１投入直後から平滑コンデンサ５に充電中の所定のタイミングｔｓでのリアクタ断線検知電圧Ｖｓ、充電完了後の直流電圧をＶｍとする。

そして、交流電源１投入直後から平滑コンデンサ５に充電中の所定のタイミングｔｓの直流電圧と充電完了後の直流電圧Ｖｍｈを直流電圧検出手段９で検出し、ＶｍｈとＶｍより定格電圧時のリアクタ断線検知電圧Ｖｓを補正したリアクタ断線検知電圧Ｖｓｈを演算し、平滑コンデンサ５に充電中の所定のタイミングｔｓの直流電圧がリアクタ断線検知電
圧Ｖｓｈ以下の場合は制御部８でリアクタ断線と判断することができる。

なお、補正したリアクタ断線検知電圧Ｖｓｈは次式により求められる。

Ｖｓｈ＝Ｖｓ×（Ｖｍｈ／Ｖｍ）
以上のように、本実施の形態においてはリアクタ断線検知電圧Ｖｓｈを充電完了後の直流電圧Ｖｍｈから求めることにより、交流電源１の電圧が変動した場合にもリアクタ断線検知電圧を最適な値に補正することで、交流電源の電圧変動が大きい条件でもリアクタ断線検出が可能である。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、リアクタの並列接続で使用している場合の並列接続されたリアクタのどちらか一方のみの断線も検出可能となるので、同一回路構成のモータ駆動装置等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の室外機の電気回路図 本発明の実施の形態１におけるリアクタ断線検知電圧のグラフ 本発明の実施の形態２におけるリアクタ断線検知電圧のグラフ 従来の空気調和機の室外機の電気回路図 従来の空気調和機の室外機の他の電気回路図

符号の説明

１ 交流電源
２ リアクタ
３ リアクタ
４ ブリッジ整流回路
５ 平滑コンデンサ
６ インバータ部
７ 圧縮機
８ 制御部
９ 直流電圧検出手段

Claims (2)

1. 交流電源と、この交流電源を整流するブリッジ整流回路と、このブリッジ整流回路の直流出力端間に接続された平滑コンデンサと、前記交流電源の一端と前記ブリッジ整流回路の交流入力端との間に接続された第１のリアクタと、このリアクタに対して並列接続された第１のリアクタと同一仕様の第２のリアクタと、前記平滑コンデンサで平滑された直流電圧値を検出する直流電圧検出手段と、前記平滑コンデンサで平滑された直流電圧を圧縮機駆動電源に変換するインバータ部と、このインバータ部の出力によって駆動される圧縮機と、前記インバータ部の制御を行う制御部を備え、電源投入後、前記制御部は前記平滑コンデンサに充電中の所定のタイミングで前記直流電圧検出手段の出力を検出し、検出した直流電圧値が予め設定した閾値以下の場合、前記第１もしくは第２のリアクタの断線と判断し、前記インバータ部を制御して前記圧縮機の運転を停止することにより、断線していない残りのリアクタに過電流が流れることを防止することを特徴とした空気調和機。
2. 電源投入後、制御部は平滑コンデンサに充電中の所定のタイミングと充電完了後の直流電圧検出手段の出力を検出し、充電完了後の前記直流電圧検出手段の出力から第１もしくは第２のリアクタの断線を判断するための閾値を決定することを特徴とした請求項１記載の空気調和機。

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