JP2007139316A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の空気調和機では、過電流発生時に制御部がインバータ部の駆動信号を止めるしかインバータを停止させる手段を持たないため、インバータ部の故障によりインバータ部が制御部からの駆動信号を受付けなくなった場合には、インバータ部と圧縮機モータに流れる過電流をとめる手段がなく、インバータ部の故障により圧縮機モータを連鎖的に破壊したり、インバータ部の激しい破壊をまねいていた。
【解決手段】インバータ部７の停止時に過電流検知部８からの過電流信号が発生した場合は、室内機１の電源リレー２を遮断することにより、インバータ部７の故障時にも圧縮機モータ６を連鎖的に破壊させず、安全に空気調和機を停止させることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機の電気回路の保護動作に関するものである。

従来、この種の空気調和機としては、過電流発生時に圧縮機用ＤＣモータの駆動を停止させるものがあった（特許文献１、２参照）。図８は従来の空気調和機を示すものであり、ＡＣ電源が入力される室内機２４と、室内機２４に設けられた電源リレー２によってＡＣ電源がオンオフされる室外機３で構成され、室外機３にＡＣ電圧を整流するダイオードブリッジ４と、ダイオードブリッジ４にて整流された電圧を平滑するコンデンサ５と、圧縮機モータ６と、圧縮機モータ６の巻線に接続されブリッジ接続されたスイッチング素子をスイッチング動作させることによりコンデンサ５にて平滑されたＤＣ電圧を圧縮機モータ６に擬似交流電圧として印加するインバータ部７と、インバータ部７に入力されるＤＣ電圧の母線電流部に接続されインバータ部７と圧縮機モータ６を保護するために過電流検知動作を行う過電流検知部８と、インバータ部７をドライブし室内機２４と通信を行う制御部２５とが設けられ、制御部２５は過電流検知部８からの過電流信号によりインバータ部７を停止させる。
特開平９−１４５１２４号公報 特開平８−９５４８号公報

しかしながら、前記従来の構成では過電流発生時に制御部がインバータ部の駆動信号を止めるしかインバータ部の過電流を停止させる方法を持たないため、インバータ部の故障によりインバータ部が制御部からの駆動信号を受付けなくなった場合には、インバータ部と圧縮機モータに流れる過電流をとめる手段がなく、インバータ部の故障により圧縮機モータを連鎖的に破壊したり、インバータ部の激しい破壊をまねいていた。

本発明は、上記従来の課題を解決することを目的とするものである。

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、インバータ部の停止中の過電流を検知して室内機の電源リレーをオフさせて室外機の電源を遮断することによりインバータ部の故障時にも圧縮機モータを連鎖的に破壊させず、また、インバータ部の激しい破壊を防ぎ安全に空気調和機を停止させるものである。

本発明の空気調和機は、インバータ部の停止中の過電流を検知して室内機の電源リレーをオフさせて室外機の電源を遮断することで、インバータ部の故障によりインバータ部が制御部からの駆動停止信号を受付けなくなった場合に室外機の電源を遮断してインバータ部の過電流を停止させ、インバータ部の故障により圧縮機モータを連鎖的に破壊したり、インバータ部の激しい破壊をまねいていたことを解決することができる。

第１の発明は、インバータ部が停止時に過電流検知部からの過電流信号が発生した場合はインバータ部の故障であると判断し室内機の電源リレーを遮断することにより、インバータ部故障時の圧縮機モータの連鎖的な破壊や、インバータ部の激しい破壊を防ぐことが可能となる。

第２の発明は、圧縮機モータの各巻線にＤＣ電圧のプラス側とマイナス側に抵抗を接続し、圧縮機の停止中に圧縮機モータの各巻線電圧が一定値以外であればインバータ部の故障であると判断し、室内機の電源リレーを遮断させるものである。

第３の発明は、インバータ部が停止中にＤＣ電圧が一定値以下であればインバータ部の故障であると判断し室内機の電源リレーを遮断させるものである。

第４の発明は、室外機のＡＣ入力部に電流制限抵抗と電流制限抵抗を短絡させるリレーを設け、インバータ動作中は電流制限抵抗を短絡させるリレーをオンさせ、インバータ停止中は電流制限抵抗を短絡させるリレーをオフさせ、インバータ停止中にＤＣ電圧が一定値以下であればインバータ部の故障であると判断し室内機の電源リレーを遮断させるものである。

第５の発明は、室外機のＤＣ電圧の母線部に電流制限抵抗と電流制限抵抗を短絡させるリレーを設け、インバータ動作中は電流制限抵抗を短絡させるリレーをオンさせ、インバータ停止中は電流制限抵抗を短絡させるリレーをオフさせ、インバータ停止中に電流制限抵抗の両端電圧が一定値以上であればインバータ部の故障であると判断し、室内機の電源リレーを遮断させるものである。

第６の発明は、室外機のＡＣ電源入力部に電流検知回路を設け、インバータ停止中に電流値が一定値以上であればインバータ部の故障であると判断し室内機の電源リレーを遮断させるものである。

第７の発明は、室内機の室外機へのＡＣ電源供給部に電流検知回路を設け、インバータ停止中に電流値が一定値以上であればインバータ部の故障であると判断し室内機の電源リレーを遮断させるものである。

以下、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、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回路図である。ＡＣ電源が入力される室内機１と、室内機１に設けられた電源リレー２によってＡＣ電源がオンオフされる室外機３で構成され、室外機３にＡＣ電圧を整流するダイオードブリッジ４と、ダイオードブリッジ４にて整流された電圧を平滑するコンデンサ５と、圧縮機モータ６と、圧縮機モータ６の巻線に接続されブリッジ接続されたスイッチング素子をスイッチング動作させることによりコンデンサ５にて平滑されたＤＣ電圧を圧縮機モータ６に擬似交流電圧として印加するインバータ部７と、インバータ部７に入力されるＤＣ電圧の母線電流部に接続されインバータ部７と圧縮機モータ６を保護するために過電流検知動作を行う過電流検知部８と、インバータ部７をドライブし室内機１と通信を行う制御部９とが設けられ、制御部９は過電流検知部８からの過電流信号によりインバータ部７を停止させるとともに、インバータ部７が停止中も過電流検知部８からの過電流信号が発生している場合は室内機１に電源リレー２をオフする指示を行い、室外機３のＡＣ電源遮断を行う。

以上のように構成された空気調和機では、インバータ部７の故障により制御部９からの停止信号でインバータ部７の過電流を停止できなくなった場合においても、制御部９からの信号により室内機１の電源リレー２が遮断されるので、インバータ部７の過電流を停止する事ができ、インバータ部７の故障により圧縮機モータ６を連鎖的に破壊したり、インバータ部７の激しい破壊防ぐ事が可能となる。

（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態における空気調和機の回路図である。第１の実施の形態と同じ機能を持つ部分については同一の番号を付与し説明を省略する。

圧縮機モータ６の各巻線にＤＣ電圧のプラス側とマイナス側に抵抗１０が接続され、圧縮機モータ６の各巻線の電圧が制御部１１に入力されている。インバータ部７の停止中は圧縮機モータ６の各巻線の電圧は、インバータ部７内部のスイッチング素子がすべてオフであるのでＤＣ電圧のプラス側とマイナス側に接続された抵抗１０によって規定される。インバータ部７の故障により制御部１１がインバータ部７を停止中にもインバータ部７や圧縮機モータ６に電流が流れる場合は、インバータ部７の内部スイッチング素子のどれかがオンしているのでそのスイッチング素子に接続されている圧縮機モータ６の巻線電圧がインバータ部７が正常に停止している値から変動する。制御部１１はインバータ部７が停止中に入力される圧縮機モータ６の各巻線の電圧がインバータ部７の停止中に規定される一定値以外であれば、室内機１に電源リレー２をオフする指示を行い、室外機３のＡＣ電源遮断を行う。

以上のように構成された空気調和機では、インバータ部７の故障により制御部１１からの停止信号でインバータ部７の過電流を停止できなくなった場合においても、制御部１１からの信号により室内機１の電源リレー２が遮断されるので、インバータ部７の過電流を停止する事ができ、インバータ部７の故障により圧縮機モータ６を連鎖的に破壊したり、インバータ部７の激しい破壊防ぐ事が可能となるとともに、実施の形態１の空気調和機と比べて過電流検知部を必要とせず回路構成が簡単であり、インバータ部７の故障によってインバータ部７や圧縮機モータ６に流れる電流が小さい場合にも圧縮機モータ６の巻線電圧の変動として検知できるので、インバータ部７の故障時により安全に空気調和機を停止させる事ができる。

（実施の形態３）
図３はは本発明の第３の実施の形態における空気調和機の回路図である。第１の実施の形態と同じ機能を持つ部分については同一の番号を付与し説明を省略する。ＤＣ電圧が制御部１２に入力されており、インバータ部７の故障により制御部１２がインバータ部７を停止中にもインバータ部７や圧縮機モータ６に電流が流れる場合はＤＣ電圧が低下するので、制御部１２はインバータ部７が停止中に入力されるＤＣ電圧が一定値以下であれば、室内機１に電源リレー２をオフする指示を行い、室外機３のＡＣ電源遮断を行う。

以上のように構成された空気調和機では、インバータ部７の故障により制御部１２からの停止信号でインバータ部７の過電流を停止できなくなった場合においても、制御部１２からの信号により室内機１の電源リレー２が遮断されるので、インバータ部７の過電流を停止する事ができ、インバータ部７の故障により圧縮機モータ６を連鎖的に破壊したり、インバータ部７の激しい破壊防ぐ事が可能となるとともに、実施の形態１の空気調和機と比べ、コンデンサ５に接続されるインバータ部７以外の回路が故障した場合も検知が可能となるので、より安全に空気調和機を停止させる事ができる。

（実施の形態４）
図４は本発明の第４の実施の形態における空気調和機の回路図であり、第３の実施の形態における空気調和機の室外機３のＡＣ電源入力部に、電流制限用抵抗１３と電流制限抵抗１３を短絡させる抵抗短絡リレー１４を設け、制御部１５はインバータ部７が動作中は抵抗短絡リレー１４をオンさせ、インバータ部７が停止中には抵抗短絡リレー１４をオフさせ、インバータ部７が停止中に入力されるＤＣ電圧が一定値以下であれば、室内機１に電源リレー２をオフする指示を行い、室外機３のＡＣ電源遮断を行うものである。

以上のように構成された空気調和機では、インバータ部７の故障により制御部１５からの停止信号でインバータ部７の過電流を停止できなくなった場合においても、制御部１５からの信号により室内機１の電源リレー２が遮断されるので、インバータ部７の過電流を停止する事ができ、インバータ部７の故障により圧縮機モータ６を連鎖的に破壊したり、インバータ部７の激しい破壊防ぐ事が可能となるとともに、実施の形態３の空気調和機と比べ、インバータ部７の故障によってインバータ部７や圧縮機モータ６に流れる電流が小さい場合にも電流制限抵抗１３によりＤＣ電圧の低下が大きくなるので制御部１５にて検知が可能となりより安全に空気調和機を停止させる事ができる。

（実施の形態５）
図５は本発明の第５の実施の形態における空気調和機の回路図であり、ＡＣ電源が入力される室内機１と、室内機１に設けられた電源リレー２によってＡＣ電源がオンオフされる室外機３で構成され、室外機３にＡＣ電圧を整流するダイオードブリッジ４と、ダイオードブリッジ４にて整流された電圧を平滑するコンデンサ５と、圧縮機モータ６と、圧縮機モータ６の巻線に接続されブリッジ接続されたスイッチング素子をスイッチング動作させることによりコンデンサ５にて平滑されたＤＣ電圧を圧縮機モータ６に擬似交流電圧として印加するインバータ部７と、インバータ部７をドライブし室内機１と通信を行う制御部１８とが設けられ、室外機３のダイオードブリッジ４とコンデンサ５の間に電流制限抵抗１６と電流制限抵抗１６を短絡させる抵抗短絡リレー１７が設けられ、電流制限抵抗１７の両端電圧が制御部１８に入力され、制御部１８はインバータ部７が停止中には抵抗短絡リレー１７をオフさせ、電流制限抵抗１６の両端電圧が一定値以上の場合に室内機１に電源リレー２をオフする指示を行う。

以上のように構成された空気調和機では、インバータ部７の故障により制御部１８からの停止信号でインバータ部７の過電流を停止できなくなった場合においても、制御部１８からの信号により室内機１の電源リレー２が遮断されるので、インバータ部７の過電流を停止する事ができ、インバータ部７の故障により圧縮機モータ６を連鎖的に破壊したり、インバータ部７の激しい破壊防ぐ事が可能となるとともに、実施の形態３の空気調和機と比べインバータ部７の故障により流れる電流を電流制限抵抗１６の両端電圧として直接検知できるので、インバータ部７の故障により流れる電流が小さい場合においても検知が可能となりより安全に空気調和機を停止させる事ができる。

（実施の形態６）
図６は本発明の第６の実施の形態における空気調和機を示すものであり、ＡＣ電源が入力される室内機１と、室内機１に設けられた電源リレー２によってＡＣ電源がオンオフされる室外機３で構成され、室外機３にＡＣ電圧を整流するダイオードブリッジ４と、ダイオードブリッジ４にて整流された電圧を平滑するコンデンサ５と、圧縮機モータ６と、圧縮機モータ６の巻線に接続されブリッジ接続されたスイッチング素子をスイッチング動作させることによりコンデンサ５にて平滑されたＤＣ電圧を圧縮機モータ６に擬似交流電圧として印加するインバータ部７と、インバータ部７をドライブし室内機１と通信を行う制御部１９と室外機３のＡＣ電源入力部に電流検知部２０が設けられ、制御部１９はインバータ部７が停止中に電流検知部２０から検出した電流が一定値以上であれば室内機１に電源リレー２をオフする指示を行う。

以上のように構成された空気調和機では、インバータ部７の故障により制御部１９からの停止信号でインバータ部７の過電流を停止できなくなった場合においても、制御部１９からの信号により室内機１の電源リレー２が遮断されるので、インバータ部７の過電流を停止する事ができ、インバータ部７の故障により圧縮機モータ６を連鎖的に破壊したり、インバータ部７の激しい破壊防ぐ事が可能となるとともに、実施の形態６の空気調和機と
比べダイオードブリッジ４の故障時も過電流を検知できるのでより安全に空気調和機を停止させる事ができる。

（実施の形態７）
図７は本発明の第７の実施の形態における空気調和機を示すものであり、ＡＣ電源が入力される室内機２１と、室内機２１に設けられた電源リレー２によってＡＣ電源がオンオフされる室外機３で構成され、室外機３にＡＣ電圧を整流するダイオードブリッジ４と、ダイオードブリッジにて整流された電圧を平滑するコンデンサ５と、圧縮機モータ６と、圧縮機モータ６の巻線に接続されブリッジ接続されたスイッチング素子をスイッチング動作させることによりコンデンサ５にて平滑されたＤＣ電圧を圧縮機モータ６に擬似交流電圧として印加するインバータ部７と、インバータ部７をドライブし室内機１と通信を行う制御部２３とが設けられ、室内機２１の室外機３へのＡＣ電源供給ラインに電流検知部２２が設けられ、電源リレー２をオンさせて室外機３にＡＣ電源を供給中でかつ室外機３が運転していない場合に電流検知部２２が一定以上の電流を検知すれば、電源リレー２をオフし室外機３のＡＣ電源を遮断する。

以上のように構成された空気調和機では、インバータ部７の故障により制御部２３からの停止信号で過電流を停止できなくなった場合においても、室内機２１の電源リレー２が遮断されるので、インバータ部７の過電流を停止する事ができ、インバータ部７の故障により圧縮機モータ６を連鎖的に破壊したり、インバータ部７の激しい破壊防ぐ事が可能となるとともに、実施の形態１の空気調和機と比べ室外機３の停止中に室外機に発生した故障による過電流は全て検知し室外機の電源を遮断できるので、より安全に空気調和機を停止させる事ができる。

本発明の空気調和機は室内機と室外機の分離型においてのものであるが、インバータ部とは別の回路ブロックでインバータ部の電源を遮断できる構成となっていれば、他のモータ駆動を行うインバータ機器にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の回路図 本発明の実施の形態２における空気調和機の回路図 本発明の実施の形態３における空気調和機の回路図 本発明の実施の形態４における空気調和機の回路図 本発明の実施の形態５における空気調和機の回路図 本発明の実施の形態６における空気調和機の回路図 本発明の実施の形態７における空気調和機の回路図 従来の空気調和機の回路図

符号の説明

１ 室内機
２ 電源リレー
３ 室外機
４ ダイオードブリッジ
５ コンデンサ
６ 圧縮機モータ
７ インバータ部
８ 過電流検知部
９ 制御部
１０ 抵抗
１１ 制御部
１２ 制御部
１３ 電流制限抵抗
１４ 抵抗短絡リレー
１５ 制御部
１６ 電流制限抵抗
１７ 抵抗短絡リレー
１８ 制御部
１９ 制御部
２０ 電流検知部
２１ 室内機
２２ 電流検知部
２３ 制御部
２４ 従来の空気調和機の室内機室外機の制御部
２５ 従来の空気調和機の室外機の制御部

Claims (7)

1. ＡＣ電源が入力される室内機と、前記室内機に設けられた電源リレーによってＡＣ電源がオンオフされる室外機で構成され、前記室外機にＡＣ電圧を整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジにて整流された電圧を平滑するコンデンサと、圧縮機モータと、前記圧縮機モータの巻線に接続されブリッジ接続されたスイッチング素子をスイッチング動作させることにより前記コンデンサにて平滑されたＤＣ電圧を前記圧縮機モータに擬似交流電圧として印加するインバータ部と、前記インバータ部に入力されるＤＣ電圧の母線電流部に接続され前記インバータ部と前記圧縮機モータを保護するために過電流検知動作を行う過電流検知部と、前記インバータ部をドライブし前記室内機と通信を行う制御部とが設けられている空気調和機において、前記制御部は前記過電流検知部からの過電流信号により前記インバータ部を停止させるとともに、前記インバータ部が停止中も前記過電流検知部からの過電流信号が発生している場合は前記室内機に前記電源リレーをオフする指示を行い、前記室外機のＡＣ電源遮断を行うことを特徴とする空気調和機。
2. ＡＣ電源が入力される室内機と、前記室内機に設けられた電源リレーによってＡＣ電源がオンオフされる室外機で構成され、前記室外機にＡＣ電圧を整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジにて整流された電圧を平滑するコンデンサと、圧縮機モータと、前記圧縮機モータの巻線に接続されブリッジ接続されたスイッチング素子をスイッチング動作させることにより前記コンデンサにて平滑されたＤＣ電圧を前記圧縮機モータに擬似交流電圧として印加するインバータ部と、前記インバータ部をドライブし前記室内機と通信を行う制御部とが設けられている空気調和機において、前記圧縮機モータの各巻線にＤＣ電圧のプラス側とマイナス側に抵抗が接続され、前記圧縮機モータの巻線電圧が前記制御部に入力され、前記制御部は前記インバータ部が停止中に入力される前記圧縮機モータの巻線電圧が一定値以外であれば、前記室内機に前記電源リレーをオフする指示を行い、前記室外機のＡＣ電源遮断を行うことを特徴とする空気調和機。
3. ＡＣ電源が入力される室内機と、前記室内機に設けられた電源リレーによってＡＣ電源がオンオフされる室外機で構成され、前記室外機にＡＣ電圧を整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジにて整流された電圧を平滑するコンデンサと、圧縮機モータと、前記圧縮機モータの巻線に接続されブリッジ接続されたスイッチング素子をスイッチング動作させることにより前記コンデンサにて平滑されたＤＣ電圧を前記圧縮機モータに擬似交流電圧として印加するインバータ部と、前記インバータ部をドライブし前記室内機と通信を行う制御部とが設けられている空気調和機において、ＤＣ電圧が前記制御部に入力され、前記制御部は前記インバータ部が停止中に入力されるＤＣ電圧が一定値以下であれば、前記室内機に前記電源リレーをオフする指示を行い、前記室外機のＡＣ電源遮断を行うことを特徴とする空気調和機。
4. 請求項３に記載の空気調和機の室外機ＡＣ電源入力部に、電流制限用抵抗と前記電流制限用抵抗を短絡させる抵抗短絡リレーを設け、制御部は、インバータ部が停止中には前記抵抗短絡リレーをオフさせることを特徴とする空気調和機。
5. ＡＣ電源が入力される室内機と、前記室内機に設けられた電源リレーによってＡＣ電源がオンオフされる室外機で構成され、前記室外機にＡＣ電圧を整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジにて整流された電圧を平滑するコンデンサと、圧縮機モータと、前記圧縮機モータの巻線に接続されブリッジ接続されたスイッチング素子をスイッチング動作させることにより前記コンデンサにて平滑されたＤＣ電圧を前記圧縮機モータに擬似交流電圧として印加するインバータ部と、前記インバータ部をドライブし前記室内機と通信を行う制御部とが設けられている空気調和機において、前記室外機の前記ダイオードブリッジと前記コンデンサの間に電流制限抵抗と前記電流制限抵抗を短絡させる抵抗短
   絡リレーが設けられ、前記電流制限抵抗の両端電圧が制御部に入力され、前記制御部は前記インバータ部が停止中には前記抵抗短絡リレーをオフさせ、前記電流制限抵抗の端子間の電圧が一定値以上の場合に前記室内機に前記電源リレーをオフする指示を行い、前記室外機のＡＣ電源遮断を行うことを特徴とする空気調和機。
6. ＡＣ電源が入力される室内機と、前記室内機に設けられた電源リレーによってＡＣ電源がオンオフされる室外機で構成され、前記室外機にＡＣ電圧を整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジにて整流された電圧を平滑するコンデンサと、圧縮機モータと、前記圧縮機モータの巻線に接続されブリッジ接続されたスイッチング素子をスイッチング動作させることにより前記コンデンサにて平滑されたＤＣ電圧を前記圧縮機モータに擬似交流電圧として印加するインバータ部と、前記インバータ部をドライブし前記室内機と通信を行う制御部とが設けられている空気調和機において、前記室外機のＡＣ電源入力部に電流検知部を設け、前記制御部は前記インバータ部が停止中に前記電流検知部から検出した電流が一定値以上であれば前記室内機に前記電源リレーをオフする指示を行い、前記室外機のＡＣ電源遮断を行うことを特徴とする空気調和機。
7. ＡＣ電源が入力される室内機と、前記室内機に設けられた電源リレーによってＡＣ電源がオンオフされる室外機で構成され、前記室外機にＡＣ電圧を整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジにて整流された電圧を平滑するコンデンサと、圧縮機モータと、前記圧縮機モータの巻線に接続されブリッジ接続されたスイッチング素子をスイッチング動作させることにより前記コンデンサにて平滑されたＤＣ電圧を前記圧縮機モータに擬似交流電圧として印加するインバータ部と、前記インバータ部をドライブし前記室内機と通信を行う制御部とが設けられている空気調和機において、前記室内機の前記室外機へのＡＣ電源供給ラインに電流検知部が設けられ、前記電源リレーをオンさせて前記室外機にＡＣ電源を供給中でかつ前記室外機が運転していない場合に前記電流検知部が一定以上の電流を検知すれば、前記電源リレーをオフし前記室外機のＡＣ電源を遮断することを特徴とする空気調和機。
   
   

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