(57)【要約】【課題】専用回路を必要としない安価な方法で三相電源の欠相を検出する。【解決手段】三相交流電源を直流電圧に整流する整流部と、前記整流部にて整流された直流電圧を平滑する平滑部と、前記平滑された直流電圧を電源とするインバータと、前記インバータにて駆動する三相電動機と前記平滑された直流電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段にて検出された電圧のリップル量を演算する制御部を備えて前記三相電動機の始動後より所定時間内に前記制御部にて検出されたリップル量が所定値以上であった場合は欠相と判断して前記制御部より前記インバータに停止信号を発信して前記三相電動機を停止させることで、欠相が生じた場合欠相を早く確実に検出しインバータに保護動作をかけることにより、欠相状態での運転による制御装置の損傷等の不具合を回避することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流電源を直流電圧に整流する整流部と、前記整流部にて整流された脈流電圧を平滑する平滑部と、前記平滑された直流電圧を電源とするインバータと、前記インバータにて駆動する三相電動機と前記平滑された直流電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段にて検出された電圧のリップル量を演算する制御部を備え、前記三相電動機の始動後より所定時間内に前記制御部にて検出されたリップル量が所定値以上であった場合は、欠相と判断して前記制御部より前記インバータに停止信号を発信して前記三相電動機を停止させることを特徴とする欠相検出装置。
【請求項２】
欠相異常を表示する異常表示部を備え、欠相と判断した時は、三相電動機の再始動動作を停止した後、ユーザーに三相交流電源が欠相異常であることを表示することを特徴とする請求項１に記載の欠相検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の欠相検出装置を用いた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流電源を電源とする機器において三相交流電源の欠相検出を行い、機器の保護を行う三相欠相検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は図３が示すように、整流部８と自動設定検出レベル回路１３には、三相交流電圧が入力する。整流部８では入力電圧を整流して、直流電圧にするが、その出力側にはリップル電圧が発生する。このリップル電圧は、リップル電圧検出回路１１により検出され、入力異常検出回路１４に入力する。また、前記リップル電圧は、平滑部１２で平滑化され、負荷９に供給される。一方、自動設定検出レベル回路１３では、入力電圧検出回路１５により、入力交流電圧を検出した後、ＯＲ回路１６により、検出した各相の電圧の内、最も高い電圧を判定し、その結果に基づいて、入力異常検出回路１４の検出レベルを自動設定する。入力異常検出回路１４では、前記リップル電圧を、検出レベルと比較することにより、入力異常を検出し、検出パルスを出力する。この検出パルスは、制御部１０で判定することにより、入力欠相（一相が停電）を検出し、アラームを出力する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、自動設定検出レベル回路や、検出したリップル電圧と自動設定検出レベルを比較する比較器などの専用回路を必要とする為、ハードウェアの回路構成が複雑になり、部品面積が拡大される為に実現が困難である。また、コストアップにつながる可能性がある。また、常に欠相検出を行っているので、ノイズ等の影響により比較器などが誤動作して欠相を誤検出する恐れや、インバータ側の負荷の大小によってリップル量が変化し欠相を誤検出する恐れがある。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、その目的とするところは専用回路を必要とせず、簡素なハードウェアの構成で、三相電源の欠相を早期に、また確実に検出できる欠相検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記従来の課題を解決する為に、本発明の欠相検出装置は、三相交流電源を直流電圧に整流する整流部と、前記整流部にて整流された脈流電圧を平滑する平滑部と、前記平滑された直流電圧を電源とするインバータと、前記インバータにて駆動する三相電動機と前記平滑された直流電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段にて検出された電圧のリップル量を演算する制御部を備えて前記三相電動機の始動後より所定時間内に前記制御部にて検出されたリップル量が所定値以上であった場合は、欠相と判断して前記制御部より前記インバータに停止信号を発信して前記三相電動機を停止させる構成とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の欠相検出装置は、欠相が生じた場合、欠相を早く確実に検出しインバータに保護動作をかけることにより欠相状態での運転による不具合から制御装置の損傷を回避することができる。また、制御部、即ちマイクロコンピューターなどにより直接リップル量を演算し、所定値を予め記憶させることでハードウェアの専用回路を必要としないので、コストダウン化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
第１の発明は、三相交流電源を直流電圧に整流する整流部と、前記整流部にて整流された脈流電圧を平滑する平滑部と、前記平滑された直流電圧を電源とするインバータと、前記インバータにて駆動する三相電動機と前記平滑された直流電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段にて検出された電圧のリップル量を演算する制御部を備え、前記三相電動機の始動後より所定時間内に前記制御部にて検出されたリップル量が所定値以上であった場合は、欠相と判断して前記制御部より前記インバータに停止信号を発信して前記三相電動機を停止させることで、欠相が生じた場合欠相を早く確実に検出しインバータに保護動作をかけることにより、欠相状態での運転による不具合から制御装置の損傷を回避することができる。
【０００８】
また、制御部、即ちマイクロコンピューターなどにより直接リップル量を演算し、所定値を予め記憶させることでハードウェアの専用回路を必要としないので、コストダウン化が図れる。また、毎回、三相電動機始動後より所定時間検出することで、負荷の大小や通常運転中のノイズ等の影響に左右されることがなく、確実に欠相を検出することが出来る。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明で三相電動機の動作を停止した後、ユーザーへ三相電源の各相のいずれかが欠相異常であることを発信する構成とすることで、ユーザーへの欠相を確実に知らすことができ、メンテナンス性を向上させることが出来る。
【００１０】
第３の発明は、第１または第２発明の欠相検出装置を空気調和機に使用したものであり、欠相時に確実に保護されるメンテナンス性の良い空気調和機を提供することができる。
【００１１】
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、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。
【００１２】
（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欠相検出装置を用いた空気調和機の構成を示す図である。図１において１は三相電源、２は整流部、３は平滑部、４はインバータ、５は三相電動機、６は電圧検出手段、７は制御部である。三相電動機５は、制御部７からの運転指示に基づいてインバータ４が作動することにより駆動する。以上のように構成された制御装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００１３】
三相電源１の入力がなされて、平滑部３に十分な電圧が充電されると、制御部７の指示により、インバータ４に運転指示がなされて三相電動機５が始動し始める。三相電動機５は始動し始めてから所定時間（ｔ）は一定の回転数を保ちながら、始動運転を行い、やがて所定時間（ｔ）経過後に制御部７の指示により目標の回転数へ近づいていく。このような制御は空気調和機などで、多く使われている制御方法である。本発明は前記所定時間（ｔ）中に電圧検出手段６にて検出される直流電圧の上限値と下限値を制御部７へ入力してリップル量を演算する。三相電源１のどの相にも欠相がない通常状態の場合は図２のＡのような波形となる。実験的なデータより、三相電源１の相間電圧が３８０Ｖの場合、約５Ｖ程度のリップル量である。しかし、三相電源１のいずれかに欠相が生じた場合、図２のＢのような波形となり、リップル量は約１８Ｖ程度となり、１０Ｖ以上の差が生じる。また、負荷が軽い時は、三相電源が欠相していても、負荷による平滑部の放電がないので、リップル量に変化はない。したがって、三相電動機５が始動し始めて、所定時間（ｔ）中の負荷がかかり安定している時のリップル量を比較することで、三相電源１の欠相の検出を行う。また、比較基準となる所定値（ａ）は、欠相の生じていない時のリップル量にマージンを＋αした値とすることで、負荷の増加に伴うリップルの増加による誤検出を防止
し、三相電源１のいずれかの相に欠相が生じた場合、確実に欠相を検出することが可能となる。
【００１４】
本発明は、リップル量の大小により三相電源１の欠相を検出するので、例えば、三相電源１の入力電圧が変動しても、前記リップル量マージンの範囲の負荷であれば、所定値（ａ）の再設定は不要である。制御部７にて演算されたリップル量が所定値（ａ）以上であるときは欠相と判断し、制御部７からインバータ４に停止信号を発信して、三相電動機５を停止させて、欠相状態での運転による制御装置の損傷等の不具合を回避することが可能となる。また、三相電動機５停止後、制御部７より例えば空気調和機の室内側などに設けた異常表示部１７へ欠相異常信号を発信してＬＥＤ等により表示してユーザーへ異常を知らせることで、メンテナンス性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
以上のように、本発明にかかる欠相検出装置は、三相電源の欠相の確実な検出が可能となるので、三相電源を整流して電源の供給を行なわれる空気調和機以外にも、冷蔵・冷凍装置等の制御装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における欠相検出装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における通常時および欠相時の波形図
【図３】従来技術における欠相検出装置の構成図
【符号の説明】
【００１７】
１  三相電源
２  整流部
３  平滑部
４  インバータ
５  三相電動機
６  電圧検出手段
７  制御部
８  整流部
９  負荷
１０  制御部
１１  リップル電圧検出回路
１２  平滑部
１３  自動設定検出レベル回路
１４  入力異常検出回路
１５  入力電圧検出回路
１６  ＯＲ回路
１７  異常表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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