(57)【要約】直流リアクトル１３と、平滑コンデンサ１７と、突入電流防止回路１５と、インバータ１９と、インバータ基板４５と、を備え、突入電流防止回路１５は、直流リアクトル１３と、平滑コンデンサ１７との間を開閉するリレー２３、２７、２９と、リレーと並列に接続された突入電流防止抵抗２５と、を備え、インバータ基板４５は、インバータ１９が異常の場合、リレー２３、２７、２９を閉じる動作及びインバータ１９で駆動するモータ７を減速させる動作を行う。
2015107639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流器と、
前記整流器の陽極側と接続され、前記整流器の直流電流を平滑する直流リアクトルと、
前記直流リアクトルの出力側と、前記整流器の陰極側との間に接続され、前記整流器の直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、
前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に設けられ、前記平滑コンデンサへの突入電流を防止する突入電流防止回路と、
前記平滑コンデンサで平滑された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記突入電流防止回路と、前記インバータと、を制御するインバータ基板と、
を備え、
前記突入電流防止回路は、
前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に接続され、１つ又は複数のリレーと、
前記１つ又は複数のリレーと並列に接続された突入電流防止抵抗と、
を備え、
前記１つ又は複数のリレーのうち、複数のリレーのそれぞれは並列に接続され、
前記インバータ基板は、
前記インバータが異常の場合、前記インバータを停止させるまで、前記１つ又は複数のリレーのうち、少なくとも何れか１つのリレーを閉状態とする
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記突入電流防止回路と、前記インバータ基板と、を制御する制御基板と、
前記１つ又は複数のリレーとして、前記制御基板で制御される第１リレーと、
前記１つ又は複数のリレーとして、前記インバータ基板で制御される第２リレーと、
を備え、
前記インバータ基板は、
前記インバータの停止を判断する手段として、
前記第１リレー及び前記第２リレーに係る第１電圧を検知する第１電圧検知手段と、
前記インバータに供給される第２電圧を検知する第２電圧検知手段と、
を備え、
前記第１電圧が異常レベルに達する場合、及び前記第２電圧がリレー故障判定電圧レベルに達する場合、の少なくとも一方に基づいて、前記インバータの停止動作指令を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記突入電流防止回路と、前記インバータ基板と、を制御する制御基板と、
前記１つ又は複数のリレーとして、前記制御基板又は前記インバータ基板で制御される第３リレーと、
前記第３リレーを制御する信号演算装置と、
を備え、
前記信号演算装置は、
前記制御基板から供給される第１制御信号、及び前記インバータ基板から供給される第２制御信号、の少なくとも一方に基づいて、前記第３リレーを閉状態とする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記インバータは、
スイッチング素子と、
前記スイッチング素子を制御するゲート制御部と、
を備え、
前記インバータ基板は、
前記ゲート制御部を制御し、前記スイッチング素子の作動時間を段階的に減少させ、前記インバータを停止させる
ことを特徴とする請求項３に記載のインバータ装置。
【請求項５】
前記インバータ基板は、
前記インバータで駆動するモータの現在の回転数に基づいて、前記モータの減速時間を求める
ことを特徴とする請求項４に記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記信号演算装置は、
前記インバータ基板の基準電位と、前記制御基板の基準電位とが同じであって、
前記第２制御信号に基づいて開閉する第２半導体スイッチと、
前記第２半導体スイッチと非絶縁状態であり、前記第１制御信号に基づいて開閉する第１半導体スイッチと、
を備え、
前記第１半導体スイッチの出力と、前記第２半導体スイッチの出力と、の論理和演算の結果に基づいて、前記第３リレーを閉状態とする
ことを特徴とする請求項５に記載のインバータ装置。
【請求項７】
前記信号演算装置は、
前記インバータ基板の基準電位と、前記制御基板の基準電位とが異なるものであって、
前記第２制御信号に基づいて開閉する第２半導体スイッチと、
前記第２半導体スイッチと絶縁状態であり、前記第１制御信号に基づいて開閉する第３半導体スイッチと、
を備え、
前記第２半導体スイッチの出力と、前記第３半導体スイッチの出力と、の論理和演算の結果に基づいて、前記第３リレーを閉状態とする
ことを特徴とする請求項５に記載のインバータ装置。
【請求項８】
前記整流器として、
チョッパー回路及びスイッチングコンバータの何れか一方から構成された
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のインバータ装置。
【請求項９】
室外機と、
前記室外機とガス側冷媒配管及び液側冷媒配管で接続され、冷媒回路を構成する室内機と、
を備え、
前記室外機は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機を備え、
前記圧縮機は、
モータを備え、
前記モータは、
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載のインバータ装置に制御される
ことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置及びインバータ装置を用いた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機は、インバータ装置を備え、インバータ装置の運転で圧縮機等を可変速制御している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６２７１９号公報（段落［０００３］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、インバータ装置が運転中に急停止すると、直流リアクトルに蓄積された磁気エネルギーによりサージ電圧が発生し、スイッチング素子が破損するという問題点があった。【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、インバータ装置の急停止にて発生する、直流リアクトルに蓄積された磁気エネルギーによりスイッチング素子が破損するのを防ぐことができるインバータ装置及びインバータ装置を用いた空気調和機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るインバータ装置は、整流器と、前記整流器の陽極側と接続され、前記整流器の直流電流を平滑する直流リアクトルと、前記直流リアクトルの出力側と、前記整流器の陰極側との間に接続され、前記整流器の直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に設けられ、前記平滑コンデンサへの突入電流を防止する突入電流防止回路と、前記平滑コンデンサで平滑された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、前記突入電流防止回路と、前記インバータと、を制御するインバータ基板と、を備え、前記突入電流防止回路は、前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に接続され、１つ又は複数のリレーと、前記１つ又は複数のリレーと並列に接続された突入電流防止抵抗と、を備え、前記１つ又は複数のリレーのうち、複数のリレーのそれぞれは並列に接続され、前記インバータ基板は、前記インバータが異常の場合、前記インバータを停止させるまで、前記１つ又は複数のリレーのうち、少なくとも何れか１つのリレーを閉状態とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、インバータの急停止時に発生する、直流リアクトルに蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサに流入させる経路を形成することで、磁気エネルギーにより発生するサージ電圧を抑制し、スイッチング素子の破損を防ぐことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるインバータ装置１の電気的構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるインバータ基板４５の機能的構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるインバータ装置１の制御例を説明するフローチャートである。
【図４】従来例におけるインバータ装置１の電気的構成の一例を示す図である。
【図５】従来例におけるインバータ装置１の正常時の動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】従来例におけるインバータ装置１の異常時の動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１におけるインバータ装置１に含まれる第１リレー２７及び第２リレー２３の両方が故障した場合の動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１におけるインバータ装置１で電源電圧が低下した場合の動作を説明するタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２におけるインバータ装置１の電気的構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２におけるインバータ装置１に含まれる信号演算装置４７の機能的構成の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるインバータ装置１に含まれる信号演算装置４７の制御例を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３における電気品箱９の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３における信号演算装置４７の電気的構成の一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態４における信号演算装置４７の電気的構成の一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態５におけるインバータ装置１の電気的構成の一例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態５におけるインバータ装置１の電気的構成の別の一例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態６におけるインバータ装置１を用いた空気調和機１１０の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明の実施の形態の動作を行うプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列に行われる処理であるが、必ずしも時系列に処理されなくても、並列的又は個別に実行される処理をも含んでもよい。
【００１０】
また、本実施の形態で説明される各機能をハードウェアで実現するか、ソフトウェアで実現するかは問わない。つまり、本実施の形態で説明される各ブロック図は、ハードウェアのブロック図と考えても、ソフトウェアの機能ブロック図と考えてもよい。例えば、各ブロック図は、回路デバイス等のハードウェアで実現されてもよく、図示しないプロセッサ等の演算装置上で実行されるソフトウェアで実現されてもよい。
【００１１】
また、本実施の形態で説明されるブロック図の各ブロックは、その機能が実施されればよく、それらの各ブロックで構成が分離されなくてもよい。なお、本実施の形態１〜６のそれぞれにおいて、特に記述しない項目については実施の形態１〜６と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、本実施の形態１〜６のそれぞれは、単独で実施されてもよく、組み合わされて実施されてもよい。いずれの場合においても、下記で説明する有利な効果を奏することとなる。また、本実施の形態で説明する各種具体的な設定例は一例を示すだけであり、特にこれらに限定されない。
【００１２】
実施の形態１．
【００１３】
（実施の形態１の構成）
図１は、本発明の実施の形態１におけるインバータ装置１の電気的構成の一例を示す図である。図１に示すように、インバータ装置１は、商用電源３からの電力の供給と電力の遮断とを制御する開閉器５と、モータ７と、の間に設けられ、商用電源３の電力をモータ７に応じた電力に変換して供給するものである。インバータ装置１は、詳細については後述するが、インバータ１９の主要部品である半導体素子等で構成されるスイッチング素子８７の耐圧破壊を防止するものである。例えば、インバータ装置１は、大きく３つの部分に構成され、１つめが整流回路部、２つめが平滑回路部、３つめがインバータ回路部となっており、そのうち、２つめの平滑回路部の動作又は３つめのインバータ回路部の動作でインバータ回路部のスイッチング素子８７の耐圧破壊を防止する。
【００１４】
インバータ装置１は、例えば、主な回路要素として、整流器１１、直流リアクトル１３、突入電流防止回路１５、平滑コンデンサ１７、及びインバータ１９を備え、整流回路部が整流器１１で構成され、平滑回路部が直流リアクトル１３、突入電流防止回路１５、及び平滑コンデンサ１７で構成され、インバータ回路部がインバータ１９で構成されている。インバータ装置１は、例えば、検知手段として、第１電圧検知手段３１及び第２電圧検知手段３３を備えている。インバータ装置１は、例えば、制御主体として、制御基板４３及びインバータ基板４５を備えている。
【００１５】
ここで、第１電圧検知手段３１は、突入電流防止回路１５にかかる電圧を検知し、検知結果をインバータ基板４５に供給する接続構成となっている。また、第２電圧検知手段３３は、インバータ１９にかかる電圧を検知し、検知結果をインバータ基板４５に供給する接続構成となっている。
【００１６】
なお、インバータ１９は、例えば、後述するようにスイッチング素子８７を備えているが、それぞれのスイッチング素子８７には、図示しない帰還ダイオードが設けられていてもよい。例えば、インバータ１９が矩形波の電圧を出力する電圧型のものであれば、スイッチング素子８７と並列に帰還ダイオードが設けられていてもよい。また、例えば、インバータ１９が矩形波の電流を出力する電流型のものであれば、スイッチング素子８７と直列に帰還ダイオードが設けられていてもよい。
【００１７】
整流回路部は、交流を直流に変換する。整流回路部の構成要素である整流器１１は、例えば、３相フルブリッジ整流回路で構成され、商用電源３から開閉器５を経由して供給される３相交流電源から３相全波整流波形を形成する。なお、上記の説明では、整流回路部の一例として３相全波整流波形を形成する整流器１１について説明したが、特にこれに限定されない。例えば、整流器１１に供給される電源が単相交流電源であれば、整流器１１は、単相全波整流波形を形成する回路構成であってもよい。つまり、整流回路部は、交流を直流に変換する回路構成であれば、特に限定されない。
【００１８】
平滑回路部は、例えば、整流回路部から出力された３相全波整流波形を平滑化する。平滑回路部のうち、直流リアクトル１３は、整流器１１の陽極側に接続され、整流回路部から出力される直流電流を平滑化する。平滑回路部のうち、突入電流防止回路１５及び平滑コンデンサ１７は、直流リアクトル１３の出力側と、整流器１１の陰極側との間に接続されている。平滑回路部のうち、平滑コンデンサ１７は、有極性であって、平滑コンデンサ１７の陽極側が、突入電流防止回路１５に接続され、平滑コンデンサ１７の陰極側が、整流器１１の陰極側に接続され、直流電圧を平滑化する。
【００１９】
平滑回路部のうち、突入電流防止回路１５は、直流リアクトル１３と、平滑コンデンサ１７との間に設けられている。突入電流防止回路１５は、第１リレー２７、第２リレー２３、及び突入電流防止抵抗２５で構成され、平滑コンデンサ１７の充放電電流が流れる経路上に配置されている。このような構成で、突入電流防止回路１５は、電源投入時等に平滑コンデンサ１７へと流れる突入電流を抑制すると共に、インバータ１９の運転中に異常状態が生じた場合にインバータ回路部への過電圧の印加を防止する。
【００２０】
具体的には、突入電流防止回路１５は、例えば、第１リレー２７と、第２リレー２３と、突入電流防止抵抗２５とが並列に接続されて構成されている。突入電流防止回路１５は、詳細については後述するが、インバータ１９の運転中、突入電流防止抵抗２５と並列に接続されている第１リレー２７及び第２リレー２３の何れか一方が閉じられることで、低インピーダンスの閉回路が形成されるため、インバータ１９に過電圧が印加されることがない。
【００２１】
なお、第１リレー２７及び第２リレー２３の両方が制御不能な状態であったとしても、詳細について後述するインバータ基板４５がインバータ１９を減速制御することで、直流リアクトル１３からインバータ１９へ供給される磁気エネルギーを消費させるため、インバータ１９に含まれるスイッチング素子８７の耐圧破壊が防止される。
【００２２】
つまり、インバータ装置１は、突入電流防止回路１５に含まれる第１リレー２７の開閉状態の制御、及び突入電流防止回路１５に含まれる第２リレー２３の開閉状態の制御、の少なくとも一方で、直流リアクトル１３に蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサ１７に流入させる経路を形成する。また、インバータ装置１は、インバータ１９の減速制御で、直流リアクトル１３に蓄積された磁気エネルギーを消費させる負荷を形成する。
【００２３】
インバータ回路部は、平滑回路部から出力される平滑化された直流電源が供給され、供給された直流電源を交流電源に変換し、モータ７を駆動させる。モータ７は、インバータ１９の負荷であって、例えば、後述する空気調和機１１０の圧縮機１３１、室内ファン１４３、又は室外ファン１４１等の駆動源となる。つまり、インバータ回路部は、直流電源を交流電源に変換する回路構成であり、交流電源及びその周波数を任意に変更させ、モータ７を可変速制御する。
【００２４】
制御基板４３は、例えば、後述する室外機１１１の電気品箱９に設けられ、後述する空気調和機１１０を制御する。後述する室外機１１１の電気品箱９には、インバータ基板４５も設けられている。制御基板４３と、インバータ基板４５との間で、基板間相互通信情報が送受信される。制御基板４３は、後述する空気調和機１１０を制御する際、例えば、インバータ基板４５を制御する。インバータ基板４５は、インバータ１９を制御する。つまり、制御基板４３は、インバータ基板４５を介して、インバータ１９を制御する。
【００２５】
具体的には、制御基板４３は、例えば、第１制御信号で第１リレー２７の開閉状態を制御する。インバータ基板４５は、例えば、第２制御信号で第２リレー２３の開閉状態を制御する。インバータ基板４５は、例えば、インバータ駆動信号でインバータ１９の駆動を制御する。
【００２６】
ここで、インバータ基板４５は、２つの電圧情報が入力される構成となっている。具体的には、突入電流防止抵抗２５、第１リレー２７、及び第２リレー２３の両端電圧に関する電圧情報と、インバータ１９に入力される直流電源の電圧に関する電圧情報と、が入力される。このうち、１つめの突入電流防止抵抗２５、第１リレー２７、及び第２リレー２３の両端電圧は、第１電圧検知手段３１の検知結果である。第１電圧検知手段３１の検知結果は、第１電圧情報としてインバータ基板４５に入力される。また、２つめのインバータ１９に入力される直流電源の電圧は、第２電圧検知手段３３の検知結果である。第２電圧検知手段３３の検知結果は、第２電圧情報としてインバータ基板４５に入力される。インバータ基板４５は、このような２つの電圧情報に基づいて、第２リレー２３の開閉状態の制御と、インバータ１９の減速制御とを行う。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態１におけるインバータ基板４５の機能的構成の一例を示す図である。インバータ基板４５は、例えば、異常判定部５１、減速制御部５３、リレー制御部５５、及びインバータ制御部５７等を備えている。異常判定部５１は、第１電圧情報と、第２電圧情報と、に基づいて、インバータ装置１の異常状態を判定する。異常判定部５１は、例えば、リレー故障判定部７１と、直流電圧異常判定部７３と、を備えている。ここで、リレー故障判定電圧レベルとは、第１リレー２７又は第２リレー２３が故障したと想定される閾値であり、直流電圧異常レベルとは、停電等に起因して電源電圧が低下することでインバータ１９が急停止すると想定される閾値である。
【００２８】
具体的には、インバータ１９が急停止した結果、直流リアクトル１３で磁気エネルギーが発生して直流電圧が急上昇すると想定されるため、磁気エネルギーを消費させる負荷を形成する必要がある。詳細については後述するが、インバータ装置１は、第２リレー２３を閉じることで磁気エネルギーを平滑コンデンサ１７で消費させたり、インバータ１９を減速制御することで磁気エネルギーをインバータ１９及びモータ７で消費させたりする。つまり、直流リアクトル１３で発生した磁気エネルギーは、平滑コンデンサ１７で電気エネルギー及び熱エネルギーに変換され、インバータ１９で電気エネルギー及び熱エネルギーに変換され、モータ７で運動エネルギーに変換される。
【００２９】
リレー故障判定部７１は、第１電圧情報がリレー故障判定電圧レベルに達する場合、インバータ装置１が異常状態であると判定し、判定結果を、リレー制御部５５、インバータ制御部５７、及び減速制御部５３に供給する。直流電圧異常判定部７３は、第２電圧情報が直流電圧異常レベルに達する場合、インバータ装置１が異常状態であると判定し、判定結果を、リレー制御部５５、インバータ制御部５７、及び減速制御部５３に供給する。
【００３０】
減速制御部５３は、インバータ装置１が異常状態である場合、例えば、インバータ１９を減速制御させるための各種情報をインバータ１９に供給する。減速制御部５３は、例えば、稼働時回転数取得部７５と、減速時回転数取得部７７と、減速時間演算部７９と、を備えている。
【００３１】
稼働時回転数取得部７５は、インバータ１９で駆動制御されているモータ７の稼働時の回転数を取得する。ここで、モータ７の稼働時の回転数は、インバータ１９の負荷の実回転数であって、例えば、図示しないロータリーエンコーダで検知されたパルス数に応じて算出されるものである。減速時回転数取得部７７は、インバータ１９でモータ７を減速させるようなインバータ１９の減速制御時のモータ７の回転数を取得する。ここで、減速制御時のモータ７の回転数は、インバータ１９の負荷の減速用回転数であって、予め設定されていてもよく、その都度求められるものであってもよい。なお、モータ７の稼働時の回転数は、図示しないホール素子で求められてもよい。
【００３２】
減速時間演算部７９は、稼働時の回転数と、減速時の回転数とに基づいて、減速に要する減速時間を求める。減速制御部５３は、減速時間をインバータ１９に供給する。例えば、稼働時の回転数が１００ｒｐｓ（ｒｏｔａｔｉｏｎｓ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）であって、減速時の回転数が１０ｒｐｓであれば、１０（ｓ）が減速時間となる。
【００３３】
リレー制御部５５は、判定結果に基づいて、突入電流防止回路１５に含まれる第２リレー２３を制御する。インバータ制御部５７は、判定結果に基づいたインバータ駆動信号をインバータ１９に供給する。ここで、例えば、Ｈｉレベルのインバータ駆動信号がインバータ１９が駆動する出力状態と設定され、Ｌｏレベルのインバータ駆動信号がインバータ１９が停止する遮断状態と設定されていると想定する。このような想定の場合、インバータ装置１が異常状態であれば、インバータ制御部５７は、Ｌｏレベルのインバータ駆動信号をインバータ１９に供給する。
【００３４】
インバータ１９は、インバータ駆動信号判定部８３、ゲート制御部８５、スイッチング素子８７等を備えている。インバータ駆動信号判定部８３は、インバータ駆動信号に応じてゲート制御部８５を制御することで、スイッチング素子８７の動作を制御する。Ｌｏレベルのインバータ駆動信号がインバータ装置１の異常状態と想定された場合、インバータ駆動信号判定部８３にＬｏレベルのインバータ駆動信号が供給されれば、インバータ駆動信号判定部８３は、インバータ１９の減速制御を選択し、ゲート制御部８５にモータ７を減速させる信号を生成させる。この結果、スイッチング素子８７は、ゲート制御部８５で生成された信号に応じた動作を行う。
【００３５】
例えば、ゲート制御部８５は、スイッチング素子８７のゲートドライブ回路（図示せず）を制御することで、スイッチング素子８７のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を制御する。具体的には、ゲート制御部８５は、スイッチング素子８７のＯＮ状態の間隔と、スイッチング素子８７のＯＦＦ状態の間隔と、の比であるデューティ比を制御してＰＷＭ信号を生成する。つまり、インバータ１９は、ゲート制御部８５でスイッチング素子８７からＰＷＭ信号を出力させ、ＰＷＭ信号でモータ７をＰＷＭ制御する。モータ７は、ＰＷＭ信号で回転磁界を発生し、モータ７に設けられた図示しないシャフトを回転させ、各種機器の駆動源となる。モータ７は、例えば、ブラシレス直流モータである。
【００３６】
ここで、ゲート制御部８５は、減速時の回転数で減速時間までにモータ７を減速させるように、スイッチング素子８７のＯＮ状態の間隔と、スイッチング素子８７のＯＦＦ状態の間隔と、の比であるデューティ比を制御し、時間の経過と共にスイッチング素子８７のＯＦＦ状態の間隔を増やしていくＰＷＭ信号を生成することでインバータ１９の減速制御を行い、モータ７等の負荷を減速させ、モータ７等の負荷を減速時間までに停止させる。
【００３７】
スイッチング素子８７は、例えば、ＩＧＢＴで構成されるが特にこれに限定されない。例えば、スイッチング素子８７は、ワイドバンドギャップ半導体で構成されてもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、スイッチング素子８７を小型化させることができる。また、ワイドバンドギャップ半導体は、耐熱性も高いため、ヒートシンクの放熱フィン（図示せず）を小型化させることができ、水冷部（図示せず）の空冷化が実現できるので、スイッチング素子８７を含むインバータ１９を一層小型化させることができる。さらに、ワイドバンドギャップ半導体は、電力損失が低いことから、スイッチング素子８７を高効率で実現させることができ、インバータ１９を高効率で実現させることができる。
【００３８】
なお、上記の説明では、減速制御部５３が減速時間を演算し、演算結果をインバータ１９に供給する一例について説明したが、特にこれに限定されない。例えば、インバータ制御部５７は、インバータ１９を減速制御させる動作を含むインバータ駆動信号をインバータ１９に供給してもよい。要するに、インバータ基板４５は、インバータ装置１が異常状態である場合、インバータ１９を減速制御できる構成であればよい。
【００３９】
（実施の形態１の動作）
図３は、本発明の実施の形態１におけるインバータ装置１の制御例を説明するフローチャートである。図３では、インバータ装置１の制御例として、第１電圧検知手段３１の制御例をステップＳ１１及びステップＳ１２で説明し、第２電圧検知手段３３の制御例をステップＳ２１及びステップＳ２２で説明し、インバータ基板４５の制御例をステップＳ３１〜ステップＳ３９で説明し、インバータ１９の制御例をステップＳ５１〜ステップＳ５３で説明する。
【００４０】
なお、処理の前提として、後述するフラグのデフォルト値は０が設定されていると想定する。ここで、フラグとは、フラグが１の場合に第２電圧情報に基づいた処理に分岐させる識別子であって、特に下記の例に限定されない。また、処理の前提として、インバータ１９が運転中であって、第１リレー２７及び第２リレー２３が故障していなければ、第１リレー２７及び第２リレー２３は短絡状態が保持されていると想定する。
【００４１】
（第１電圧検知手段制御処理）
（ステップＳ１１）
第１電圧検知手段３１は、第１電圧を検知する。
【００４２】
（ステップＳ１２）
第１電圧検知手段３１は、検知結果を第１電圧情報として出力する。
【００４３】
（第２電圧検知手段制御処理）
（ステップＳ２１）
第２電圧検知手段３３は、第２電圧を検知する。
【００４４】
（ステップＳ２２）
第２電圧検知手段３３は、検知結果を第２電圧情報として出力する。
【００４５】
（インバータ基板制御処理）
（ステップＳ３１）
インバータ基板４５は、電圧情報の種類を識別する。インバータ基板４５は、電圧情報の種類が第１電圧情報である場合、ステップＳ３２に進む。一方、インバータ基板４５は、電圧情報の種類が第２電圧情報である場合、ステップＳ３３に進む。
【００４６】
（ステップＳ３２）
インバータ基板４５は、第１電圧情報がリレー故障判定電圧レベルに達した場合、ステップＳ３５に進む。一方、インバータ基板４５は、第１電圧情報がリレー故障判定電圧レベルに達しない場合、ステップＳ３１に戻る。
【００４７】
ここで、第１電圧情報がリレー故障判定電圧レベルに達するとは、第１リレー２７及び第２リレー２３が故障して開放状態となっている場合が想定される。また、第２電圧情報が直流電圧異常レベルに達した場合であっても、第１電圧情報がリレー故障判定電圧レベルに達していなければ、第１リレー２７及び第２リレー２３の少なくとも一方が短絡状態を保持していると想定する。
【００４８】
（ステップＳ３３）
インバータ基板４５は、第２電圧情報が直流電圧異常レベルに達した場合、ステップＳ３４に進む。一方、インバータ基板４５は、第２電圧情報が直流電圧異常レベルに達していない場合、ステップＳ３１に戻る。
【００４９】
（ステップＳ３４）
インバータ基板４５は、フラグを１に設定し、ステップＳ３５に進む。
【００５０】
（ステップＳ３５）
インバータ基板４５は、インバータ１９を停止させるインバータ駆動信号をインバータ１９に送信する。
【００５１】
（ステップＳ３６）
インバータ基板４５は、インバータ１９を減速させる減速時間情報をインバータ１９に送信する。なお、上記で説明したように、インバータ駆動信号にインバータ１９を減速時間内に減速させる指令が含まれていれば、ステップＳ３６の処理は不要である。
【００５２】
（ステップＳ３７）
インバータ基板４５は、減速時間の経過後予め設定された時間が経過した場合、ステップＳ３８に進む。一方、インバータ基板４５は、減速時間の経過後予め設定された時間が経過していない場合、ステップＳ３７に戻る。ここで、減速時間の経過後であって、予め設定された時間が経過した状態とは、インバータ１９が停止し、慣性モーメントに伴うモータ７の動作も停止した状態であると想定する。
【００５３】
（ステップＳ３８）
インバータ基板４５は、フラグが１である場合、ステップＳ３９に進む。一方、インバータ基板４５は、フラグが１でない場合、処理を終了する。
【００５４】
（ステップＳ３９）
インバータ基板４５は、第２リレー２３を開放状態に制御し、処理を終了する。
【００５５】
（インバータ制御処理）
（ステップＳ５１）
インバータ１９は、減速時間に停止するように一定速度でモータ７の減速を開始する。
【００５６】
（ステップＳ５２）
インバータ１９は、減速時間が経過したか否かを判定する。インバータ１９は、減速時間が経過した場合、ステップＳ５３に進む。一方、インバータ１９は、減速時間が経過していない場合、ステップＳ５２に戻る。
【００５７】
（ステップＳ５３）
インバータ１９は、モータ７を停止させ、処理を終了する。
【００５８】
（実施の形態１の効果）
次に、従来のインバータ装置１の構成及び動作と、本実施の形態１のインバータ装置１の構成及び動作と、を比較することで、本実施の形態１のインバータ装置１の効果について説明する。
【００５９】
図４は、従来例におけるインバータ装置１の電気的構成の一例を示す図である。図４に示すように、従来のインバータ装置１は、第１電圧検知手段３１及び第２リレー２３が設けられていない。
【００６０】
ここで、制御基板４３に電源が投入された場合を想定する。この場合、制御基板４３は、インバータ基板４５と基板間相互通信情報を送受信して各種制御信号を供給しつつ、開閉器５を閉じ、商用電源３から供給される電力をインバータ装置１に供給させる。次いで、インバータ基板４５は、制御基板４３からの基板間相互通信情報に含まれる各種制御信号に基づいてインバータ１９を制御するが、状況に応じて、制御基板４３からの各種制御信号に依存せず、インバータ１９を制御する場合がある。
【００６１】
例えば、インバータ装置１は、インバータ１９の運転中に機械的寿命又はノイズ等の外乱の影響で、第１リレー２７又は第２リレー２３が開放状態となる場合がある。この場合、平滑コンデンサ１７の充放電電流が突入電流防止抵抗２５を経由して流れる。よって、突入電流防止抵抗２５で充放電電流が抑制され、平滑コンデンサ１７の平滑機能が低下し、インバータ回路部に入力される直流電圧が変動する。次いで、インバータ装置１が運転を停止すれば、直流リアクトル１３に流れる電流で発生した磁気エネルギーが直流電圧を上昇させる。よって、インバータ回路部のスイッチング素子８７を構成する半導体素子に過電圧が印加され、半導体素子の許容電圧を超え、半導体素子が破壊に至る恐れがある。
【００６２】
そこで、インバータ装置１が運転中に、突入電流防止回路１５の第１リレー２７が開放状態になった場合でも、上記の図１で説明したように、突入電流防止回路１５に第２リレー２３を設け、第１リレー２７及び第２リレー２３の接点間電圧と、インバータ１９に入力される直流電圧とを監視し、その監視した情報をインバータ基板４５にフィードバックしていれば、直流リアクトル１３に発生する磁気エネルギーを消費させることができる。
【００６３】
換言すれば、第２リレー２３が、インバータ１９と連動して制御されることで、スイッチング素子８７を構成する半導体素子の破壊を防止する効果が得られる。例えば、第１リレー２７及び第２リレー２３が開放状態となった場合であっても、インバータ１９を段階的に減速させて停止させることで、直流リアクトル１３に発生する磁気エネルギーを消費させていくため、直流リアクトル１３に発生する磁気エネルギーを抑制させ、インバータ１９に印加される直流電圧の急激な上昇を防止することができる。
【００６４】
また、第１リレー２７とは別に第２リレー２３が設けられた回路構成であれば、つまり、複数個のリレーが設けられた回路構成であれば、少なくともその１つをインバータ１９が停止するまで短絡状態を維持させておくことで、直流リアクトル１３に発生する磁気エネルギーを平滑コンデンサ１７で吸収し、消費させていくため、直流リアクトル１３に発生する磁気エネルギーを抑制させ、インバータ１９に印加される直流電圧の急激な上昇を防止することができる。
【００６５】
つまり、インバータ装置１は、直流リアクトル１３に蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサ１７に流入させる経路を形成することで、インバータ装置１の急停止時に発生する、直流リアクトル１３に蓄積された磁気エネルギーにより発生するサージ電圧を抑制し、スイッチング素子８７の破損を防ぐことができる。
【００６６】
次に、従来のインバータ装置１と、本実施の形態１のインバータ装置１との動作の相違点から生じる効果をタイミングチャートを用いて具体的に説明する。
【００６７】
図５は、従来例におけるインバータ装置１の正常時の動作を説明するタイミングチャートである。図５に示すように、タイミングチャートは、上から順に、第１電圧検知手段３１の検知結果である第１電圧、第２電圧検知手段３３の検知結果である第２電圧、第１リレー２７の第１制御信号、第２リレー２３の第２制御信号、第１リレー２７の接点部、第２リレー２３の接点部、インバータ駆動信号、及びインバータ１９の負荷の実回転数のそれぞれの経時的な各種状態の遷移を示す。
【００６８】
まず、第１電圧検知手段３１は、従来のインバータ装置１には設けられていないが、ここでは、第１電圧に対応する箇所である第１リレー２７にかかる電圧の経時的な状態遷移を示す。例えば、第１リレー２７の接触抵抗及び第１リレー２７の導通電流で電圧が発生している。また、従来のインバータ装置１では、第２リレー２３が設けられていないため、第２リレー２３の第２制御信号は発生せず、第２リレー２３の接点部の状態遷移も生じない。
【００６９】
次に、各種状態の遷移を時間軸に沿って説明する。ｔ０のタイミングで開閉器５が閉状態となり、商用電源３からインバータ装置１に電源が供給される。次に、ｔ０からｔ１にかけて、平滑コンデンサ１７が充電され、ｔ１で充電が完了し、第２電圧である直流電圧が安定する。また、ｔ０からｔ１にかけて、突入電流防止抵抗２５に平滑コンデンサ１７の充電電流が流れるため、第１電圧は、平滑コンデンサ１７の充電が進行するにつれ、電圧が減少する。ｔ２のタイミングでは、制御基板４３から第１制御信号がＨｉレベルの状態で第１リレー２７に供給され、第１リレー２７は、開放状態から短絡状態に遷移する。
【００７０】
第１制御信号の状態がＬｏレベルからＨｉレベルに遷移したことに伴い、第１リレー２７の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。ｔ３のタイミングでは、インバータ基板４５からインバータ１９にインバータ駆動信号がＨｉレベルの状態で出力され、インバータ１９の負荷であるモータ７は、駆動が開始される。インバータ１９の負荷の実回転数は、ｔ３から増速を開始し、台形制御が実行される。また、ｔ３のタイミングでは、第１リレー２７が短絡状態であるため、第１リレー２７の接触抵抗及び第１リレー２７の導通電流から例えば数ボルトの電圧が検知される。
【００７１】
ｔ５のタイミングでは、インバータ基板４５からインバータ１９にインバータ駆動信号がＬｏレベルの状態で出力され、インバータ１９の負荷であるモータ７は、駆動が停止される。インバータ１９の負荷の実回転数は、ｔ５から減速を開始し、台形制御が実行される。
【００７２】
図６は、従来例におけるインバータ装置１の異常時の動作を説明するタイミングチャートである。図６に示すように、タイミングチャートは、上から順に、第１電圧検知手段３１の検知結果である第１電圧、第２電圧検知手段３３の検知結果である第２電圧、第１リレー２７の第１制御信号、第２リレー２３の第２制御信号、第１リレー２７の接点部、第２リレー２３の接点部、インバータ駆動信号、及びインバータ１９の負荷の実回転数のそれぞれの経時的な各種状態の遷移を示す。
【００７３】
まず、第１電圧検知手段３１は、従来のインバータ装置１には設けられていないが、ここでは、第１電圧に対応する箇所である第１リレー２７にかかる電圧の経時的な状態遷移を示す。例えば、第１リレー２７の接触抵抗及び第１リレー２７の導通電流で電圧が発生している。また、従来のインバータ装置１では、第２リレー２３が設けられていないため、第２リレー２３の第２制御信号は発生せず、第２リレー２３の接点部の状態遷移も生じない。
【００７４】
次に、各種状態の遷移を時間軸に沿って説明する。ｔ０のタイミングで開閉器５が閉状態となり、商用電源３からインバータ装置１に電源が供給される。次に、ｔ０からｔ１にかけて、平滑コンデンサ１７が充電され、ｔ１で充電が完了し、第２電圧である直流電圧が安定する。また、ｔ０からｔ１にかけて、突入電流防止抵抗２５に平滑コンデンサ１７の充電電流が流れるため、第１電圧は、平滑コンデンサ１７の充電が進行するにつれ、電圧が減少する。ｔ２のタイミングでは、制御基板４３から第１制御信号がＨｉレベルの状態で第１リレー２７に供給され、第１リレー２７は、開放状態から短絡状態に遷移する。
【００７５】
第１制御信号の状態がＬｏレベルからＨｉレベルに遷移したことに伴い、第１リレー２７の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。ｔ３のタイミングでは、インバータ基板４５からインバータ１９にインバータ駆動信号がＨｉレベルの状態で出力され、インバータ１９の負荷であるモータ７は、駆動が開始される。インバータ１９の負荷の実回転数は、ｔ３から増速を開始し、台形制御が実行される。また、ｔ３のタイミングでは、第１リレー２７が短絡状態であるため、第１リレー２７の接触抵抗及び第１リレー２７の導通電流から例えば数ボルトの電圧が検知される。
【００７６】
ｔ４のタイミングで、第１リレー２７が開放故障したと想定すると、平滑コンデンサ１７の充放電電流が突入電流防止抵抗２５を経由するため、第１電圧が急激に増加する。このように急激に増加した第１電圧は、リレー故障判定電圧レベルに達する。また、ｔ４のタイミングで、直流電圧が変動し、電圧が低下するため、第２電圧が直流電圧異常レベルに達する。ｔ４のタイミングで第２電圧が直流電圧異常レベルに達したので、ｔ５のタイミングでは、インバータ駆動信号がＬｏレベルの状態で出力されることで、インバータ１９が即時停止される。
【００７７】
ｔ５のタイミングでインバータ１９を急停止させた結果、直流リアクトル１３で磁気エネルギーが発生したことで直流電圧が急上昇するため、第２電圧が急上昇する。つまり、従来のインバータ装置１は、インバータ装置１が異常状態に至っても、直流リアクトル１３に蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサ１７に流入させる経路が形成されていない状態である。
【００７８】
図７は、本発明の実施の形態１におけるインバータ装置１に含まれる第１リレー２７及び第２リレー２３の両方が故障した場合の動作を説明するタイミングチャートである。図７に示すように、タイミングチャートは、上から順に、第１電圧検知手段３１の検知結果である第１電圧、第２電圧検知手段３３の検知結果である第２電圧、第１リレー２７の第１制御信号、第２リレー２３の第２制御信号、第１リレー２７の接点部、第２リレー２３の接点部、インバータ駆動信号、及びインバータ１９の負荷の実回転数のそれぞれの経時的な各種状態の遷移を示す。
【００７９】
次に、各種状態の遷移を時間軸に沿って説明する。ｔ０のタイミングで開閉器５が閉状態となり、商用電源３からインバータ装置１に電源が供給される。次に、ｔ０からｔ１にかけて、平滑コンデンサ１７が充電され、ｔ１で充電が完了し、第２電圧である直流電圧が安定する。また、ｔ０からｔ１にかけて、突入電流防止抵抗２５に平滑コンデンサ１７の充電電流が流れるため、第１電圧は、平滑コンデンサ１７の充電が進行するにつれ、電圧が減少する。ｔ２のタイミングでは、制御基板４３から第１制御信号がＨｉレベルの状態で第１リレー２７に供給され、第１リレー２７は、開放状態から短絡状態に遷移する。
【００８０】
また、ｔ２のタイミングでは、インバータ基板４５から第２制御信号がＨｉレベルの状態で第２リレー２３に供給され、第２リレー２３は、開放状態から短絡状態に遷移する。なお、図７に示す例においては、第１リレー２７に供給される第１制御信号と、第２リレー２３に供給される第２制御信号とが、同じタイミングであるが、特にこれに限定されず、タイミングにずれが生じてもよい。
【００８１】
第１制御信号の状態がＬｏレベルからＨｉレベルに遷移したことに伴い、第１リレー２７の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。同様に、第２制御信号の状態がＬｏレベルからＨｉレベルに遷移したことに伴い、第２リレー２３の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。次いで、ｔ３のタイミングでは、インバータ基板４５からインバータ１９にインバータ駆動信号がＨｉレベルの状態で出力され、インバータ１９の負荷であるモータ７は、駆動が開始される。インバータ１９の負荷の実回転数は、ｔ３から増速を開始し、台形制御が実行される。また、ｔ３のタイミングでは、第１リレー２７が短絡状態であるため、第１リレー２７の接触抵抗及び第１リレー２７の導通電流から例えば数ボルトの電圧が検知される。
【００８２】
ｔ４のタイミングでは、第１リレー２７及び第２リレー２３の両方が開放故障したと想定する。この場合、第１リレー２７の接点部及び第２リレー２３の接点部のそれぞれが短絡状態から開放状態に遷移する。よって、平滑コンデンサ１７の充放電電流が突入電流防止抵抗２５を経由するため、第１電圧が急激に増加し、急激に増加した第１電圧がリレー故障判定電圧レベルに達する。次に、ｔ５のタイミングでは、インバータ基板４５からインバータ１９にインバータ駆動信号がＬｏレベルの状態で出力され、インバータ１９の負荷の実回転数は、ｔ５から減速を開始し、台形制御が実行される。
【００８３】
次に、インバータ１９に供給される電力が減少するため、突入電流防止抵抗２５を経由する平滑コンデンサ１７の充放電電流が減少する。よって、第１電圧のレベルも低下する。ｔ６のタイミングでは、インバータ１９の停止後、第２リレー２３を開放状態に制御する第２制御信号がＬｏレベルの状態でインバータ基板４５から第２リレー２３に供給されるものの、第２リレー２３は、開放故障している状態であり、第２制御信号で制御されない状態となっている。
【００８４】
ｔ７のタイミングでは、第１リレー２７を開放状態に制御する第１制御信号がＬｏレベルの状態で制御基板４３から第１リレー２７に供給されるものの、第１リレー２７は、開放故障している状態であり、第１制御信号で制御されない状態となっている。
【００８５】
要するに、第１リレー２７及び第２リレー２３の両方が故障した場合、即座にインバータ１９を減速制御させるため、直流リアクトル１３の磁気エネルギーを少しずつ消費させることができるので、直流電圧の急激な上昇を防止し、スイッチング素子８７の破壊を回避することができる。
【００８６】
図８は、本発明の実施の形態１におけるインバータ装置１で電源電圧が低下した場合の動作を説明するタイミングチャートである。図８に示すように、タイミングチャートは、上から順に、第１電圧検知手段３１の検知結果である第１電圧、第２電圧検知手段３３の検知結果である第２電圧、第１リレー２７の第１制御信号、第２リレー２３の第２制御信号、第１リレー２７の接点部、第２リレー２３の接点部、インバータ駆動信号、及びインバータ１９の負荷の実回転数のそれぞれの経時的な各種状態の遷移を示す。
【００８７】
次に、各種状態の遷移を時間軸に沿って説明する。ｔ０のタイミングで開閉器５が閉状態となり、商用電源３からインバータ装置１に電源が供給される。次に、ｔ０からｔ１にかけて、平滑コンデンサ１７が充電され、ｔ１で充電が完了し、第２電圧である直流電圧が安定する。また、ｔ０からｔ１にかけて、突入電流防止抵抗２５に平滑コンデンサ１７の充電電流が流れるため、第１電圧は、平滑コンデンサ１７の充電が進行するにつれ、電圧が減少する。ｔ２のタイミングでは、制御基板４３から第１制御信号がＨｉレベルの状態で第１リレー２７に供給され、第１リレー２７は、開放状態から短絡状態に遷移する。
【００８８】
また、ｔ２のタイミングでは、インバータ基板４５から第２制御信号がＨｉレベルの状態で第２リレー２３に供給され、第２リレー２３は、開放状態から短絡状態に遷移する。なお、図７に示す例においては、第１リレー２７に供給される第１制御信号と、第２リレー２３に供給される第２制御信号とが、同じタイミングであるが、特にこれに限定されず、タイミングにずれが生じてもよい。
【００８９】
第１制御信号の状態がＬｏレベルからＨｉレベルに遷移したことに伴い、第１リレー２７の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。同様に、第２制御信号の状態がＬｏレベルからＨｉレベルに遷移したことに伴い、第２リレー２３の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。次いで、ｔ３のタイミングでは、インバータ基板４５からインバータ１９にインバータ駆動信号がＨｉレベルの状態で出力され、インバータ１９の負荷であるモータ７は、駆動が開始される。インバータ１９の負荷の実回転数は、ｔ３から増速を開始し、台形制御が実行される。また、ｔ３のタイミングでは、第１リレー２７が短絡状態であるため、第１リレー２７の接触抵抗及び第１リレー２７の導通電流から例えば数ボルトの電圧が検知される。
【００９０】
ｔ４のタイミングで商用電源３が停電等の影響を受け、インバータ装置１への電源供給が停止すると想定する。このとき、第２電圧は低下し始める。次に、ｔ５のタイミングで、直流電圧が低下し、第２電圧が直流電圧異常レベルに達すると、第２電圧検知手段３３からインバータ基板４５へ第２電圧情報が出力され、インバータ基板４５は、直流電圧が異常となったことを検知する。次に、インバータ基板４５は、インバータ駆動信号をＬｏレベルの状態でインバータ１９に出力する。また、ｔ５のタイミングでは、インバータ基板４５からインバータ１９にインバータ駆動信号がＬｏレベルの状態で出力され、インバータ１９の負荷の実回転数は、ｔ５から減速を開始し、台形制御が実行される。
【００９１】
ｔ６のタイミングでは、インバータ１９の停止後、第２リレー２３を開放状態に制御する第２制御信号がＬｏレベルの状態でインバータ基板４５から第２リレー２３に供給され、第２リレー２３の接点部は、開放状態となる。
【００９２】
ｔ７のタイミングでは、第１リレー２７を開放状態に制御する第１制御信号がＬｏレベルの状態で制御基板４３から第１リレー２７に供給され、第１リレー２７の接点部は、開放状態となる。
【００９３】
要するに、インバータ装置１で電源電圧が低下した場合、即座にインバータ１９を減速制御させるため、直流リアクトル１３の磁気エネルギーを少しずつ減少させると共に、インバータ１９の制御が行われている間は第２リレー２３の短絡状態を保持させるため、直流電圧の急激な上昇を防止させるため、スイッチング素子８７の破壊を回避することができる。
【００９４】
以上の説明から、インバータ装置１は、異常状態となったとしても、直流リアクトル１３の磁気エネルギーを消費させる負荷を形成させるため、インバータ装置１の運転中に直流リアクトル１３の磁気エネルギーでスイッチング素子８７が破損するのを防ぐことができる。
【００９５】
具体的には、インバータ装置１は、インバータ１９の運転中に電圧変動等の異常を検知したとしても、インバータ１９を段階的に減速させることで、インバータ１９と、インバータ１９の負荷、例えば、モータ７と、に電力を消費させ、直流電圧の上昇を防止することができる。よって、インバータ装置１は、異常状態に起因する磁気エネルギーでスイッチング素子８７が破損するのを防ぐことができる。
【００９６】
また、インバータ装置１は、第２リレー２３が開放故障していなければ、インバータ１９が停止するまでは第２リレー２３の短絡状態を維持させるため、直流リアクトル１３に流れる電流を平滑コンデンサ１７に流入させる経路を形成することができるため、平滑コンデンサ１７に磁気エネルギーを消費させ、直流電圧の上昇を防止することができる。よって、インバータ装置１は、異常状態に起因する磁気エネルギーでスイッチング素子８７が破損するのを防ぐことができる。つまり、インバータ基板４５は、インバータ１９が異常の場合、インバータ１９を停止させるまで、１つ又は複数のリレーのうち、少なくとも何れか１つのリレーを閉状態とする。この結果、インバータ基板４５は、インバータ装置１の急停止にて発生する、直流リアクトル１３に蓄積された磁気エネルギーを減少させることができるので、スイッチング素子８７が破損するのを防ぐことができる。
【００９７】
換言すれば、インバータ装置１は、インバータ１９のスイッチング素子８７の耐圧破壊を回避することができる。なお、上記で説明したｔ０〜ｔ１間は、例えば、３（ｓ）であり、ｔ１〜ｔ２間は、例えば、３（ｓ）であり、ｔ２〜ｔ３間は、例えば、１（ｓ）であり、ｔ３〜ｔ４間は、例えば、３０（ｓ）であり、ｔ４〜ｔ５間は、例えば、１０（ｍｓ）であり、ｔ５〜ｔ６間は、例えば、１０（ｓ）であるが、特にこれらに限定されない。
【００９８】
重要なことは、まず、インバータ基板４５は、インバータ１９の運転中に異常が検知された場合、第２リレー２３の開閉制御をすることができるならば、インバータ１９が停止するまで第２リレー２３の短絡状態を維持させることである。また、インバータ基板４５は、インバータ１９の運転中に異常が検知された場合、即座にインバータ１９の減速制御に移行させてもよい。例えば、インバータ基板４５は、インバータ１９の運転中に異常が検知された場合、第２リレー２３の開閉制御ができなかったとしても、インバータ１９の減速制御を行えばよい。また、インバータ基板４５は、インバータ１９の運転中に異常が検知された場合、第２リレー２３を短絡状態、つまり、閉状態にすると共に、インバータ１９を減速制御してもよい。上記で説明したような動作の結果、インバータ装置１は、異常状態に起因する磁気エネルギーでスイッチング素子８７が破損するのを防ぐことができる。
【００９９】
以上、本実施の形態１において、整流器１１と、整流器１１の陽極側と接続され、整流器１１の直流電流を平滑する直流リアクトル１３と、直流リアクトル１３の出力側と、整流器１１の陰極側との間に接続され、整流器１１の直流電圧を平滑する平滑コンデンサ１７と、直流リアクトル１３と、平滑コンデンサ１７との間に設けられ、平滑コンデンサ１７への突入電流を防止する突入電流防止回路１５と、平滑コンデンサ１７で平滑された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ１９と、突入電流防止回路１５と、インバータ１９と、を制御するインバータ基板４５と、を備え、突入電流防止回路１５は、直流リアクトル１３と、平滑コンデンサ１７との間に接続され、１つ又は複数のリレーと、１つ又は複数のリレーと並列に接続された突入電流防止抵抗２５と、を備え、１つ又は複数のリレーのうち、複数のリレーのそれぞれは並列に接続され、インバータ基板４５は、インバータ１９が異常の場合、インバータ１９を停止させるまで、１つ又は複数のリレーのうち、少なくとも何れか１つのリレーを閉状態とするインバータ装置１が構成される。
【０１００】
したがって、直流リアクトル１３に蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサ１７に流入させる経路を形成することで、インバータ装置１の急停止時に発生する、直流リアクトル１３に蓄積された磁気エネルギーにより発生するサージ電圧を抑制し、スイッチング素子８７の破損を防ぐことができる。
【０１０１】
また、本実施の形態１において、インバータ１９は、スイッチング素子８７と、スイッチング素子８７を制御するゲート制御部８５と、を備え、インバータ基板４５は、ゲート制御部８５を制御し、スイッチング素子８７の作動時間を段階的に減少させ、インバータ１９を停止させる。
【０１０２】
また、本実施の形態１において、インバータ基板４５は、インバータ１９で駆動するモータ７の現在の回転数に基づいて、モータ７の減速時間を求める。
【０１０３】
また、本実施の形態１において、突入電流防止回路１５と、インバータ基板４５と、を制御する制御基板４３と、１つ又は複数のリレーとして、制御基板４３で制御される第１リレー２７と、１つ又は複数のリレーとして、インバータ基板４５で制御される第２リレー２３と、を備え、インバータ基板４５は、インバータ１９の停止を判断する手段として、第１リレー２７及び第２リレー２３に係る第１電圧を検知する第１電圧検知手段３１と、インバータ１９に供給される第２電圧を検知する第２電圧検知手段３３と、を備え、第１電圧が異常レベルに達する場合、及び第２電圧がリレー故障判定電圧レベルに達する場合、の少なくとも一方に基づいて、インバータ１９の停止動作指令を出力する。
【０１０４】
したがって、特に顕著に、直流リアクトル１３に蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサ１７に流入させる経路を形成することで、インバータ装置１の急停止時に発生する、直流リアクトル１３に蓄積された磁気エネルギーにより発生するサージ電圧を抑制し、スイッチング素子８７の破損を防ぐことができる。
【０１０５】
実施の形態２．
（相違点）
他の実施の形態との相違点は、後述する第３リレー２９に第１制御信号及び第２制御信号が供給される点にある。
【０１０６】
（実施の形態２の構成）
図９は、本発明の実施の形態２におけるインバータ装置１の電気的構成の一例を示す図である。図９に示すように、突入電流防止回路１５は、突入電流防止抵抗２５と、第３リレー２９とを備え、突入電流防止抵抗２５と、第３リレー２９とが並列に接続されている。つまり、図９に示す突入電流防止回路１５は、リレー構成が１個となっている。
【０１０７】
インバータ装置１は、信号演算装置４７を備えている。信号演算装置４７は、制御基板４３から供給される第１制御信号と、インバータ基板４５から供給される第２制御信号とに基づいて、第３制御信号を第３リレー２９に供給する。
【０１０８】
図１０は、本発明の実施の形態２におけるインバータ装置１に含まれる信号演算装置４７の機能的構成の一例を示す図である。図１０に示すように、信号演算装置４７は、ＯＲ演算部９１を備えている。ＯＲ演算部９１は、第１制御信号と、第２制御信号とのＯＲ演算の結果を第３制御信号として出力し、突入電流防止回路１５に供給する。
【０１０９】
具体的には、ＯＲ演算部９１は、入力信号の論理和を出力する。例えば、ＯＲ演算部９１は、第１制御信号及び第２制御信号の何れか一方がＨｉレベルの状態であれば、第３制御信号をＨｉレベルの状態とする。
【０１１０】
（実施の形態２の動作）
図１１は、本発明の実施の形態２におけるインバータ装置１に含まれる信号演算装置４７の制御例を説明するフローチャートである。
【０１１１】
（ステップＳ７１）
信号演算装置４７は、第１制御信号又は第２制御信号が到来したか否かを判定する。信号演算装置４７は、第１制御信号又は第２制御信号が到来した場合、ステップＳ７２に進む。一方、信号演算装置４７は、第１制御信号又は第２制御信号が到来しない場合、ステップＳ７１に戻る。
【０１１２】
（ステップＳ７２）
信号演算装置４７は、第１制御信号と第２制御信号とのＯＲ演算を実行する。
【０１１３】
（ステップＳ７３）
信号演算装置４７は、ＯＲ演算の実行結果を突入電流防止回路１５に供給し、処理を終了する。
【０１１４】
（実施の形態２の効果）
以上の説明から、第１制御信号及び第２制御信号の何れか一方で、第３リレー２９が制御される。そして、突入電流防止回路１５は、リレー構成が１個で済むため、コストを抑制することができると共に、省スペースで構成することができる。
【０１１５】
以上、本実施の形態２においては、突入電流防止回路１５と、インバータ基板４５と、を制御する制御基板４３と、１つ又は複数のリレーとして、制御基板４３又はインバータ基板４５で制御される第３リレー２９と、第３リレー２９を制御する信号演算装置４７と、を備え、信号演算装置４７は、制御基板４３から供給される第１制御信号、及びインバータ基板４５から供給される第２制御信号、の少なくとも一方に基づいて、第３リレー２９を閉状態とする。
【０１１６】
したがって、インバータ装置１は、コストを抑制することができると共に、省スペースで構成することができる。
【０１１７】
実施の形態３．
（相違点）
本実施の形態３では、信号演算装置４７の詳細例について説明する。
【０１１８】
（実施の形態３の構成）
図１２は、本発明の実施の形態３における電気品箱９の構成例を示す図である。図１２に示すように、電気品箱９は、例えば、電源基板４１、制御基板４３、インバータ基板４５、整流器１１、直流リアクトル１３、平滑コンデンサ１７、インバータ１９、第１電圧検知手段３１、及び第２電圧検知手段３３等を備えている。
【０１１９】
ここで、電源基板４１、制御基板４３、及びインバータ基板４５のそれぞれの背面側には図示しないヒートシンクが設けられている。また、電気品箱９は、後述する室外機１１１に設けられている。
【０１２０】
図１３は、本発明の実施の形態３における信号演算装置４７の電気的構成の一例を示す図である。ここでは、制御基板４３の基準電位と、インバータ基板４５の基準電位とが同じ電位であると想定する。つまり、制御基板４３と、インバータ基板４５とが同電位であるため、制御基板４３と、インバータ基板４５との間で短絡状態が生じる恐れがない。
【０１２１】
図１３に示すように、信号演算装置４７は、第１半導体スイッチ９３と、第２半導体スイッチ９５とを含んでいる。具体的には、信号演算装置４７は、第１制御信号をゲート入力する第１半導体スイッチ９３と、第２制御信号をゲート入力する第２半導体スイッチ９５と、ＯＲ演算部９１とを備えている。第１電源１０１及び第２電源１０２は、第３リレー２９を駆動させる電源である。
【０１２２】
第１電源１０１と、ＯＲ演算部９１との間に、第１半導体スイッチ９３が設けられ、第２電源１０２と、ＯＲ演算部９１との間に、第２半導体スイッチ９５が設けられ、このように半導体スイッチを２個用いることで、信号演算装置４７を小型化されると共に、低コスト化される。
【０１２３】
（実施の形態３の動作）
第１制御信号が第１半導体スイッチ９３に入力された場合、第１半導体スイッチ９３は、第１電源１０１から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給する。ＯＲ演算部９１は、入力の論理和を出力するため、第１電源１０１から供給される電圧が第３リレー２９に印加され、第３リレー２９は開放状態から短絡状態に遷移する。
【０１２４】
第２制御信号が第２半導体スイッチ９５に入力された場合、第２半導体スイッチ９５は、第２電源１０２から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給する。ＯＲ演算部９１は、入力の論理和を出力するため、第２電源１０２から供給される電圧が第３リレー２９に印加され、第３リレー２９は開放状態から短絡状態に遷移する。
【０１２５】
第１制御信号が第１半導体スイッチ９３に入力され、第２制御信号が第２半導体スイッチ９５に入力された場合、第１半導体スイッチ９３は、第１電源１０１から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給し、第２半導体スイッチ９５は、第２電源１０２から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給する。ＯＲ演算部９１は、入力の論理和を出力するため、第１電源１０１から供給される電圧又は第２電源１０２から供給される電圧が第３リレー２９に印加され、第３リレー２９は開放状態から短絡状態に遷移する。
【０１２６】
第１制御信号が第１半導体スイッチ９３に入力されず、第２制御信号が第２半導体スイッチ９５に入力されない場合、第１半導体スイッチ９３は、第１電源１０１から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給せず、第２半導体スイッチ９５は、第２電源１０２から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給しない。ＯＲ演算部９１は、入力の論理和を出力するため、第３リレー２９に何も出力せず、第３リレー２９は開放状態を維持する。
【０１２７】
（実施の形態３の効果）
以上の説明から、インバータ装置１は、半導体スイッチを２個用いることで、信号演算装置４７を小型化することができると共に、低コストを実現することができる。
【０１２８】
なお、ＯＲ演算部９１は、論理和演算をすればよく、その構成は特に限定されない。ＯＲ演算部９１は、例えば、ＯＲ回路で構成されてもよく、ＮＡＮＤ回路のそれぞれの入力にＮＯＴ回路を設けることで構成されてもよい。また、ＯＲ演算部９１は、デジタル回路ではなくアナログ回路で構成されてもよい。
【０１２９】
以上、本実施の形態３においては、信号演算装置４７は、インバータ基板４５の基準電位と、制御基板４３の基準電位とが同じであって、第２制御信号に基づいて開閉する第２半導体スイッチ９５と、第２半導体スイッチ９５と非絶縁状態であり、１制御信号に基づいて開閉する第１半導体スイッチ９３と、を備え、第１半導体スイッチ９３の出力と、第２半導体スイッチ９５の出力と、の論理和演算の結果に基づいて、第３リレー２９を閉状態とする。
【０１３０】
したがって、インバータ装置１は、信号演算装置４７を小型化することができると共に、低コストを実現することができる。
【０１３１】
実施の形態４．
（相違点）
本実施の形態４では、信号演算装置４７の詳細例について説明する。
【０１３２】
（実施の形態４の構成）
図１４は、本発明の実施の形態４における信号演算装置４７の電気的構成の一例を示す図である。ここでは、制御基板４３の基準電位と、インバータ基板４５の基準電位とが異なる電位であると想定する。つまり、制御基板４３と、インバータ基板４５とが同電位でないため、制御基板４３と、インバータ基板４５との間で短絡状態が生じる恐れがある。
【０１３３】
図１４に示すように、信号演算装置４７は、第２半導体スイッチ９５と、第３半導体スイッチ９７とを含んでいる。具体的には、信号演算装置４７は、第１制御信号をゲート入力する第３半導体スイッチ９７と、第２制御信号をゲート入力する第２半導体スイッチ９５と、ＯＲ演算部９１とを備えている。第１電源１０１及び第２電源１０２は、第３リレー２９を駆動させる電源である。
【０１３４】
第１電源１０１と、ＯＲ演算部９１との間に、第３半導体スイッチ９７が設けられ、第２電源１０２と、ＯＲ演算部９１との間に、第２半導体スイッチ９５が設けられ、このように半導体スイッチを２個用いることで、信号演算装置４７が小型化されると共に、低コスト化される。
【０１３５】
また、第３半導体スイッチ９７は、例えば、フォトカプラ等のような絶縁仕様の半導体スイッチで構成されている。この構成で、制御基板４３側の電位が、インバータ基板４５側の電位から絶縁分離されている。
【０１３６】
（実施の形態４の動作）
第１制御信号が第３半導体スイッチ９７に入力された場合、第３半導体スイッチ９７は、第１電源１０１から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給する。ＯＲ演算部９１は、入力の論理和を出力するため、第１電源１０１から供給される電圧が第３リレー２９に印加され、第３リレー２９は開放状態から短絡状態に遷移する。
【０１３７】
第２制御信号が第２半導体スイッチ９５に入力された場合、第２半導体スイッチ９５は、第２電源１０２から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給する。ＯＲ演算部９１は、入力の論理和を出力するため、第２電源１０２から供給される電圧が第３リレー２９に印加され、第３リレー２９は開放状態から短絡状態に遷移する。
【０１３８】
第１制御信号が第３半導体スイッチ９７に入力され、第２制御信号が第２半導体スイッチ９５に入力された場合、第３半導体スイッチ９７は、第１電源１０１から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給し、第２半導体スイッチ９５は、第２電源１０２から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給する。ＯＲ演算部９１は、入力の論理和を出力するため、第１電源１０１から供給される電圧又は第２電源１０２から供給される電圧が第３リレー２９に印加され、第３リレー２９は開放状態から短絡状態に遷移する。
【０１３９】
第１制御信号が第３半導体スイッチ９７に入力されず、第２制御信号が第２半導体スイッチ９５に入力されない場合、第３半導体スイッチ９７は、第１電源１０１から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給せず、第２半導体スイッチ９５は、第２電源１０２から供給される電圧をＯＲ演算部９１に供給しない。ＯＲ演算部９１は、入力の論理和を出力するため、第３リレー２９に何も出力せず、第３リレー２９は開放状態を維持する。
【０１４０】
（実施の形態４の効果）
以上の説明から、インバータ装置１は、半導体スイッチを２個用いることで、信号演算装置４７を小型化することができると共に、低コストを実現することができる。
【０１４１】
なお、ＯＲ演算部９１は、論理和演算をすればよく、その構成は特に限定されない。ＯＲ演算部９１は、例えば、ＯＲ回路で構成されてもよく、ＮＡＮＤ回路のそれぞれの入力にＮＯＴ回路を設けることで構成されてもよい。また、ＯＲ演算部９１は、デジタル回路ではなくアナログ回路で構成されてもよい。
【０１４２】
また、第３半導体スイッチ９７は、電気的に絶縁させることができる構成であればよく、特に、上記で説明したフォトカプラに限定されない。例えば、発光素子と、受光素子との組で第３半導体スイッチ９７に対応するものが構成されてもよい。この場合、第１制御信号の入力で発光素子が発光し、発光素子の発光を受光素子が受光することで、受光素子が、第１電源１０１と、ＯＲ演算部９１と、を導通させる構成であればよい。
【０１４３】
また、制御基板４３側の電位が、インバータ基板４５側の電位から絶縁分離されているため、第３リレー２９の接点側と、インバータ基板４５の基準電位とが、同電位で構成されれば、第３リレー２９のコイル部と、第３リレー２９の接点部との絶縁距離を短くすることができる。このような回路構成であれば、各素子の配線長を短くできるため、相対的にその分だけ基板パターンを大型化することができる。よって、インバータ装置１は、大電流化することができると共に、基板の温度を抑制することができる。
【０１４４】
以上、本実施の形態４においては、信号演算装置４７は、インバータ基板４５の基準電位と、制御基板４３の基準電位とが異なるものであって、第２制御信号に基づいて開閉する第２半導体スイッチ９５と、第２半導体スイッチ９５と絶縁状態であり、第１制御信号に基づいて開閉する第３半導体スイッチ９７と、を備え、第２半導体スイッチ９５の出力と、第３半導体スイッチ９７の出力と、の論理和演算の結果に基づいて、第３リレー２９を閉状態とする。
【０１４５】
したがって、インバータ装置１は、信号演算装置４７を小型化することができると共に、低コストを実現することができる。また、インバータ装置１は、基板パターンを大型化することができるので、大電流化することができると共に、基板の温度を抑制することができる。
【０１４６】
実施の形態５．
（相違点）
他の実施の形態との相違点は、整流器１１として、チョッパー回路１２又はスイッチングコンバータ１４が構成されている点にある。
【０１４７】
（実施の形態５の構成）
実施の形態１〜４においては、商用電源３が三相交流電源である場合を前提として、三相全波整流を行う整流器１１の説明をしたが、上記の相違点で説明したように、チョッパー回路１２又はスイッチングコンバータ１４が構成されていてもよい。
【０１４８】
図１５は、本発明の実施の形態５におけるインバータ装置１の電気的構成の一例を示す図である。図１５に示すように、チョッパー回路１２から出力される直流電流が直流リアクトル１３に供給され、チョッパー回路１２から出力される直流電圧が平滑コンデンサ１７に供給される。つまり、チョッパー回路１２は、外部から供給される電源を直流電源に変換して供給するものであるので、上記の実施の形態１〜４で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【０１４９】
図１６は、本発明の実施の形態５におけるインバータ装置１の電気的構成の別の一例を示す図である。図１６に示すように、スイッチングコンバータ１４から出力される直流電流が直流リアクトル１３に供給され、スイッチングコンバータ１４から出力される直流電圧が平滑コンデンサ１７に供給される。つまり、スイッチングコンバータ１４は、外部から供給される電源を直流電源に変換して供給するものであるので、上記の実施の形態１〜４で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【０１５０】
つまり、整流する回路構成は、直流電源に変換するものであれば、特に限定されない。なお、商用電源３が単相交流電源であってもよい。
【０１５１】
（実施の形態５の効果）
整流する回路構成は、直流電源に変換するものであれば、上記の実施の形態１〜４で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【０１５２】
以上、本実施の形態５においては、整流器１１として、チョッパー回路１２及びスイッチングコンバータ１４の何れか一方から構成されている。
【０１５３】
したがって、インバータ装置１は、整流する回路構成が、直流電源に変換するものであれば、上記の実施の形態１〜４で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【０１５４】
実施の形態６．
（相違点）
本実施の形態６では、インバータ装置１で駆動するモータ７を有する圧縮機１３１を備えた空気調和機１１０について説明する。
【０１５５】
（実施の形態６の構成）
図１７は、本発明の実施の形態６におけるインバータ装置１を用いた空気調和機１１０の一例を示す図である。図１７に示すように、空気調和機１１０は、室外機１１１と、室内機１１２＿１〜室内機１１２＿Ｎとを備えている。なお、室内機１１２＿１〜室内機１１２＿Ｎを特に区別しない場合、室内機１１２と称する。
【０１５６】
室外機１１１と、室内機１１２とは、ガス側冷媒配管１２１と、液側冷媒配管１２２とで、接続されている。また、ガス側冷媒配管１２１は、室外機１１１と、室内機１１２とがガス側バルブ１２３で接続されている。液側冷媒配管１２２は、室外機１１１と、室内機１１２とが液側バルブ１２４で接続されている。つまり、室外機１１１と、室内機１１２とは、ガス側冷媒配管１２１及び液側冷媒配管１２２で接続されることで、後述するような冷媒回路を構成する。なお、ガス側冷媒配管１２１及び液側冷媒配管１２２のそれぞれを特に区別しない場合、冷媒配管１２０と称する。
【０１５７】
室外機１１１は、圧縮機１３１、四方弁１３２、室外熱交換器１３３、アキュムレータ１３４、第２絞り装置１３７、及び室外ファン１４１等を備えている。室内機１１２＿１は、室内熱交換器１３５＿１、第１絞り装置１３６＿１、及び室内ファン１４３＿１等を備えている。なお、室外機１１１は、上記で説明した電気品箱９を備えているが、図１７は冷媒系統図であるため、ここでは図示を省略する。
【０１５８】
なお、室内機１１２＿２〜室内機１１２＿Ｎは、室内機１１２＿１と同様の構成であるため、それらの説明については省略する。また、室内熱交換器１３５＿１〜室内熱交換器１３５＿Ｎのそれぞれを特に区別しない場合、室内熱交換器１３５と称する。第１絞り装置１３６＿１〜第１絞り装置１３６＿Ｎのそれぞれを特に区別しない場合、第１絞り装置１３６と称する。室内ファン１４３＿１〜室内ファン１４３＿Ｎのそれぞれを特に区別しない場合、室内ファン１４３と称する。
【０１５９】
圧縮機１３１、四方弁１３２、室外熱交換器１３３、アキュムレータ１３４、室内熱交換器１３５、第１絞り装置１３６、及び第２絞り装置１３７が順に冷媒配管１２０で接続され、冷媒回路が構成されている。冷媒回路は、冷媒の圧縮と膨張とを行わせながら冷媒を循環させる。例えば、圧縮機１３１は、モータ７を備え、モータ７の駆動に応じて、冷媒を圧縮して吐出する。四方弁１３２は、冷房又は暖房に応じて冷媒の経路を切り換える。室外熱交換器１３３は、冷媒を外気と熱交換させることで、冷媒を凝縮させたり蒸発させたりする。アキュムレータ１３４は、余剰冷媒を貯留する。室内熱交換器１３５は、冷媒を室内の空気と熱交換させることで、冷媒を蒸発させたり凝縮させたりする。
【０１６０】
（実施の形態６の動作）
空気調和機１１０は、インバータ装置１がモータ７を駆動させることで圧縮機１３１が駆動する。このとき、インバータ装置１は、インバータ１９に異常が発生したとしても、上記で説明したように、インバータ１９のスイッチング素子８７が耐圧破壊されることがない。
【０１６１】
（実施の形態６の効果）
インバータ装置１は、異常状態となったとしても、スイッチング素子８７が破損するのを防ぐことができるため、空気調和機１１０を安定して稼働させることがでできる。
【０１６２】
以上、本実施の形態６においては、室外機１１１と、室外機１１１とガス側冷媒配管１２１及び液側冷媒配管１２２で接続され、冷媒回路を構成する室内機１１２と、を備え、室外機１１１は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１３１を備え、圧縮機１３１は、モータ７を備え、モータ７は、インバータ装置１に制御される。
【０１６３】
したがって、インバータ装置１は、異常状態となったとしても、スイッチング素子８７が破損するのを防ぐことができるため、空気調和機１１０を安定して稼働させることがでできる。
【符号の説明】
【０１６４】
１  インバータ装置、３  商用電源、５  開閉器、７  モータ、９  電気品箱、１１  整流器、１２  チョッパー回路、１３  直流リアクトル、１４  スイッチングコンバータ、１５  突入電流防止回路、１７  平滑コンデンサ、１９  インバータ、２３  第２リレー、２５  突入電流防止抵抗、２７  第１リレー、２９  第３リレー、３１  第１電圧検知手段、３３  第２電圧検知手段、４１  電源基板、４３  制御基板、４５  インバータ基板、４７  信号演算装置、５１  異常判定部、５３  減速制御部、５５  リレー制御部、５７  インバータ制御部、７１  リレー故障判定部、７３  直流電圧異常判定部、７５  稼働時回転数取得部、７７  減速時回転数取得部、７９  減速時間演算部、８３  インバータ駆動信号判定部、８５  ゲート制御部、８７  スイッチング素子、９１  ＯＲ演算部、９３  第１半導体スイッチ、９５  第２半導体スイッチ、９７  第３半導体スイッチ、１０１  第１電源、１０２  第２電源、１１０  空気調和機、１１１  室外機、１１２、１１２＿１〜１１２＿Ｎ  室内機、１２０  冷媒配管、１２１  ガス側冷媒配管、１２２  液側冷媒配管、１２３  ガス側バルブ、１２４  液側バルブ、１３１  圧縮機、１３２  四方弁、１３３  室外熱交換器、１３４  アキュムレータ、１３５、１３５＿１〜１３５＿Ｎ  室内熱交換器、１３６、１３６＿１〜１３６＿Ｎ  第１絞り装置、１３７  第２絞り装置、１４１  室外ファン、１４３、１４３＿１〜１４３＿Ｎ  室内ファン。
【図１】
2015107639.tif 000003
【図２】
2015107639.tif 000004
【図３】
2015107639.tif 000005
【図４】
2015107639.tif 000006
【図５】
2015107639.tif 000007
【図６】
2015107639.tif 000008
【図７】
2015107639.tif 000009
【図８】
2015107639.tif 000010
【図９】
2015107639.tif 000011
【図１０】
2015107639.tif 000012
【図１１】
2015107639.tif 000013
【図１２】
2015107639.tif 000014
【図１３】
2015107639.tif 000015
【図１４】
2015107639.tif 000016
【図１５】
2015107639.tif 000017
【図１６】
2015107639.tif 000018
【図１７】
2015107639.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月12日(2016.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係るインバータ装置は、整流器と、前記整流器の陽極側と接続され、前記整流器の直流電流を平滑する直流リアクトルと、前記直流リアクトルの出力側と、前記整流器の陰極側との間に接続され、前記整流器の直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に設けられ、前記平滑コンデンサへの突入電流を防止する突入電流防止回路と、前記平滑コンデンサで平滑された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、前記突入電流防止回路と、前記インバータと、を制御するインバータ基板と、前記インバータにかかる第２電圧を検知する第２電圧検知手段と、を備え、前記突入電流防止回路は、前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に接続され、１つ又は複数のリレーと、前記１つ又は複数のリレーと並列に接続された突入電流防止抵抗と、を備え、前記１つ又は複数のリレーのうち、複数のリレーのそれぞれは並列に接続され、前記インバータ基板は、前記第２電圧が直流電圧異常レベルまで低下した場合に、前記インバータを減速させて停止させる減速制御部と、前記減速制御部による減速制御によって前記インバータが停止するまで、前記１つ又は複数のリレーのうち、少なくとも１つのリレーを閉状態とするリレー制御部と、を有するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流器と、
前記整流器の陽極側と接続され、前記整流器の直流電流を平滑する直流リアクトルと、
前記直流リアクトルの出力側と、前記整流器の陰極側との間に接続され、前記整流器の直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、
前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に設けられ、前記平滑コンデンサへの突入電流を防止する突入電流防止回路と、
接続前記平滑コンデンサで平滑された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記突入電流防止回路と、前記インバータと、を制御するインバータ基板と、
前記インバータにかかる第２電圧を検知する第２電圧検知手段と、
を備え、
前記突入電流防止回路は、
前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に接続され、１つ又は複数のリレーと、
前記１つ又は複数のリレーと並列に接続された突入電流防止抵抗と、
を備え、
前記１つ又は複数のリレーのうち、複数のリレーのそれぞれは並列に接続され、
前記インバータ基板は、
前記第２電圧が直流電圧異常レベルまで低下した場合に、前記インバータを減速させて停止させる減速制御部と、
前記減速制御部による減速制御によって前記インバータが停止するまで、前記１つ又は複数のリレーのうち、少なくとも１つのリレーを閉状態とするリレー制御部と、を有する
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記突入電流防止回路と、前記インバータ基板と、を制御する制御基板と、
前記１つ又は複数のリレーとして、前記制御基板で制御される第１リレーと、
前記１つ又は複数のリレーとして、前記インバータ基板で制御される第２リレーと、
前記突入電流防止回路にかかる第１電圧を検知する第１電圧検知手段と、
を備え、
前記減速制御部は、
前記第１電圧がリレー故障判定電圧レベルまで上昇した場合、前記インバータを減速させて停止させる
ことを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記１つ又は複数のリレーとして、前記制御基板又は前記インバータ基板で制御される第３リレーと、
前記第３リレーを制御する信号演算装置と、
を備え、
前記信号演算装置は、
前記制御基板から供給される第１制御信号、及び前記インバータ基板から供給される第２制御信号、の少なくとも一方に基づいて、前記第３リレーを閉状態とする
ことを特徴とする請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記インバータは、
スイッチング素子と、
前記スイッチング素子を制御するゲート制御部と、
を備え、
前記インバータ基板は、
前記ゲート制御部を制御し、前記スイッチング素子の作動時間を段階的に減少させ、前記インバータを停止させる
ことを特徴とする請求項３に記載のインバータ装置。
【請求項５】
前記インバータ基板は、
前記インバータで駆動するモータの現在の回転数に基づいて、前記モータの減速時間を求める
ことを特徴とする請求項４に記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記信号演算装置は、
前記インバータ基板の基準電位と、前記制御基板の基準電位とが同じであって、
前記第２制御信号に基づいて開閉する第２半導体スイッチと、
前記第２半導体スイッチと非絶縁状態であり、前記第１制御信号に基づいて開閉する第１半導体スイッチと、
を備え、
前記第１半導体スイッチの出力と、前記第２半導体スイッチの出力と、の論理和演算の結果に基づいて、前記第３リレーを閉状態とする
ことを特徴とする請求項５に記載のインバータ装置。
【請求項７】
前記信号演算装置は、
前記インバータ基板の基準電位と、前記制御基板の基準電位とが異なるものであって、
前記第２制御信号に基づいて開閉する第２半導体スイッチと、
前記第２半導体スイッチと絶縁状態であり、前記第１制御信号に基づいて開閉する第３半導体スイッチと、
を備え、
前記第２半導体スイッチの出力と、前記第３半導体スイッチの出力と、の論理和演算の結果に基づいて、前記第３リレーを閉状態とする
ことを特徴とする請求項５に記載のインバータ装置。
【請求項８】
前記整流器として、
チョッパー回路及びスイッチングコンバータの何れか一方から構成された
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のインバータ装置。
【請求項９】
室外機と、
前記室外機とガス側冷媒配管及び液側冷媒配管で接続され、冷媒回路を構成する室内機と、
を備え、
前記室外機は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機を備え、
前記圧縮機は、
モータを備え、
前記モータは、
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載のインバータ装置に制御される
ことを特徴とする空気調和機。
【国際調査報告】
2015107639.tif 000020
2015107639.tif 000021
2015107639.tif 000022
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