(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から電力が供給される空気調和機に搭載された運転制御装置であって、
前記直流電源に接続され、前記直流電源から出力された電圧を分圧する分圧器と、
前記分圧器に接続され、前記分圧器から出力された出力電圧を、予め定められた第１基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第１基準電圧の値以下の場合に第１電気信号を出力する第１比較器と、
前記第１比較器に接続され、前記第１比較器から出力された前記第１電気信号を受信して、第１光信号を送信する第１発光器、及び、前記第１光信号を受信し、前記第１発光器と電気的に絶縁された第１受光器を有する第１光検出器と
を有する電力低下検知装置と、
前記直流電源からの電力を交流電力に変換するインバータ装置と、
前記電力低下検知装置からの検知信号に基づき、前記空気調和機の制御を行う制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記インバータ装置の駆動周波数の制御を行うように構成され、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値よりも大きい場合に、前記インバータ装置の駆動周波数を第１周波数とし、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値以下となった場合に、前記インバータ装置の駆動周波数を前記第１周波数よりも低い第２周波数とする
ように構成された
運転制御装置。
【請求項２】
前記直流電源からの直流電力を、前記空気調和機に供給可能な直流電力に変換する複数の絶縁型電力変換器
をさらに備え、
前記複数の絶縁型電力変換器は、
前記直流電源からの直流電力が供給される入力部と、
前記空気調和機に供給される直流電力を出力する出力部と
を有し、前記入力部と前記出力部とが電気的に絶縁された変圧器をそれぞれ備える
請求項１に記載の運転制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の運転制御装置を備える空気調和機。
【請求項４】
第１空気調和ユニットと、第２空気調和ユニットとを有し、直流電源から電力が供給される空気調和機であって、
前記第１空気調和ユニットは、
前記直流電源に接続され、前記直流電源から出力された電圧を分圧する分圧器と、
前記分圧器に接続され、前記分圧器から出力された出力電圧を、予め定められた第１基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第１基準電圧の値以下の場合に第１電気信号を出力する第１比較器と、
前記第１比較器に接続され、前記第１比較器から出力された前記第１電気信号を受信して、第１光信号を送信する第１発光器、及び、前記第１光信号を受信し、前記第１発光器と電気的に絶縁された第１受光器を有する第１光検出器と、
前記分圧器に前記第１比較器と並列接続され、前記出力電圧を、予め定められた第２基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第２基準電圧の値以下の場合に第２電気信号を出力する第２比較器と、
前記第２比較器に接続され、前記第２比較器から出力された前記第２電気信号を受信して、第２光信号を送信する第２発光器、及び
前記第２光信号を受信し、前記第２発光器と電気的に絶縁された第２受光器
を有する第２光検出器と
を有し、前記第２基準電圧は前記第１基準電圧より小さい電力低下検知装置と、
前記直流電源からの電力を交流電力に変換するインバータ装置と、
前記電力低下検知装置からの検知信号に基づき、前記空気調和機の制御を行う制御部と
を備えており、
前記第２空気調和ユニットは、
前記制御部に直流電力の供給が可能な送電部
を備えており、
前記制御部は、
前記インバータ装置の周波数制御を行うように構成され、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値よりも大きい場合に、前記インバータ装置の駆動周波数を第１周波数とし、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値以下となった場合に、前記インバータ装置の駆動周波数を前記第１周波数よりも低い第２周波数とし、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第２基準電圧の値以下となった場合に、前記直流電源から前記第１空気調和ユニットへの電力の供給を停止し、前記送電部から前記制御部への電力の供給を開始する
ように構成された
空気調和機。
【請求項５】
前記制御部は、
前記送電部から前記制御部への電力の供給時に、前記直流電源から前記第１空気調和ユニットへの電力の供給が開始された場合、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第２基準電圧の値より大きい場合に、前記送電部から前記制御部への電力供給を停止し、前記インバータ装置の駆動周波数を前記第２周波数とし、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値よりも大きい場合に、前記インバータ装置の駆動周波数を前記第１周波数とする
ように構成された
請求項４に記載の空気調和機。
【請求項６】
第１空気調和ユニットと第２空気調和ユニットとを有し、直流電源から電力が供給される空気調和機であって、
前記第１空気調和ユニットは、
前記直流電源に接続され、前記直流電源から出力された電圧を分圧する分圧器と、
前記分圧器に接続され、前記分圧器から出力された出力電圧を、予め定められた第１基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第１基準電圧の値以下の場合に第１電気信号を出力する第１比較器と、
前記第１比較器に接続され、前記第１比較器から出力された前記第１電気信号を受信して、第１光信号を送信する第１発光器、及び、前記第１光信号を受信し、前記第１発光器と電気的に絶縁された第１受光器を有する第１光検出器と、
前記分圧器に前記第１比較器と並列接続され、前記出力電圧を、予め定められた第２基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第２基準電圧の値以下の場合に第２電気信号を出力する第２比較器と、
前記第２比較器に接続され、前記第２比較器から出力された前記第２電気信号を受信して、第２光信号を送信する第２発光器、及び
前記第２光信号を受信し、前記第２発光器と電気的に絶縁された第２受光器
を有する第２光検出器と、
前記分圧器に前記第１比較器及び前記第２比較器と並列接続され、前記出力電圧を予め定められた第３基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第３基準電圧の値以下の場合に第３電気信号を出力する第３比較器と、
前記第３比較器に接続され、前記第３比較器から出力された前記第３電気信号を受信して、第３光信号を送信する第３発光器、及び
前記第３光信号を受信し、前記第３発光器と電気的に絶縁された第３受光器
を有する第３光検出器と
を有し、前記第２基準電圧は前記第１基準電圧より小さく、前記第３基準電圧は前記第２基準電圧より小さい電力低下検知装置と、
前記直流電源からの電力を交流電力に変換する第１インバータ装置及び第２インバータ装置と、
前記電力低下検知装置からの検知信号に基づき、前記空気調和機の制御を行う制御部と
を備えており、
前記第２空気調和ユニットは、
前記制御部に直流電力の供給が可能な送電部
を備えており、
前記制御部は、
前記第１インバータ装置及び前記第２インバータ装置の周波数制御を行うように構成され、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値よりも大きい場合に、前記第１インバータ装置の駆動周波数を第１周波数とし、前記第２インバータ装置の駆動周波数を第３周波数とし、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値以下となった場合に、前記第１インバータ装置の駆動周波数を前記第１周波数よりも低い第２周波数とし、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第２基準電圧の値以下となった場合に、前記第２インバータ装置の駆動周波数を前記第３周波数よりも低い第４周波数とし、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第３基準電圧の値以下となった場合に、前記直流電源から前記第１空気調和ユニットへの電力の供給を停止し、前記送電部から前記制御部への電力の供給を開始する
ように構成された
空気調和機。
【請求項７】
前記制御部は、
前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第２基準電圧の値以下となった場合において、前記第１基準電圧から前記第２基準電圧に低下するまでの電圧低下時間が、予め定められた基準時間を超える場合に、前記直流電源から前記第１空気調和ユニットへの電力の供給を停止し、前記送電部から前記制御部への電力の供給を開始する
請求項６に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記直流電源からの直流電力を、前記空気調和機に供給可能な直流電力に変換する複数の絶縁型電力変換器
をさらに備え、
前記複数の絶縁型電力変換器は、
前記直流電源からの直流電力が供給される入力部と、
前記空気調和機に供給される直流電力を出力する出力部と
を有し、前記入力部と前記出力部とが電気的に絶縁された変圧器をそれぞれ備える
請求項４〜７のいずれか一項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力低下検知装置を備える運転制御装置及び空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機で用いられる電力低下検知装置としては、例えば特許文献１には、商用交流電源の電圧の周波数と同期するパルス信号を用いて、商用交流電源からの電圧の供給の有無を検知する電子回路が開示されている。特許文献１の電圧低下検知装置は、電圧のゼロクロスと同期するパルス信号が生成され、生成されたパルス信号は、空気調和機を制御するマイクロコンピュータで受信されるように構成されている。特許文献１の電圧低下検知装置では、受信したパルス信号の周期をマイクロコンピュータで監視することにより、商用交流電源からの電力の供給の有無を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２１０８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、直流電源から電力が供給される空気調和機の設置環境がある。このような設置環境では、商用交流電源を直流に変換した電源が直流電源として用いられる。上述のような設置環境下で、特許文献１の電圧低下検知装置を商用交流電源に適用した場合、商用交流電源からの電力の供給の有無を監視することはできるが、直流電源の状態を直接的に監視することができない。また、直流電源から印加される直流電圧はゼロクロスが生じないため、特許文献１の電圧低下検知装置は、直流電源の電圧降下の検知に用いることができない。したがって、特許文献１の電圧低下検知装置では、空気調和機の各回路及びアクチュエータの動作に必要な電力が直流電圧電源から供給されているか否かまでは正確に判定できない可能性がある。【０００５】
以上のことから、特許文献１の電圧低下検知装置では、直流電源から印加される電圧の低下により空気調和機を構成する回路及びアクチュエータの動作に必要な直流電力を安定して供給できず、空気調和機が動作不良となる可能性がある。したがって、直流電源から直接的に電力が供給される空気調和機の設置環境下においては、特許文献１の電圧低下検知装置を用いた場合、空気調和機の信頼性を十分に確保できないという課題があった。【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、直流電源から電力が供給される空気調和機の設置環境下においても信頼性を十分に確保することが可能な運転制御装置及び空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る運転制御装置は、直流電源から電力が供給される空気調和機に搭載された運転制御装置であって、前記直流電源に接続され、前記直流電源から出力された電圧を分圧する分圧器と、前記分圧器に接続され、前記分圧器から出力された出力電圧を、予め定められた第１基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第１基準電圧の値以下の場合に第１電気信号を出力する第１比較器と、前記第１比較器に接続され、前記第１比較器から出力された前記第１電気信号を受信して、第１光信号を送信する第１発光器、及び、前記第１光信号を受信し、前記第１発光器と電気的に絶縁された第１受光器を有する第１光検出器とを有する電力低下検知装置と、前記直流電源からの電力を交流電力に変換するインバータ装置と、前記電力低下検知装置からの検知信号に基づき、前記空気調和機の制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記インバータ装置の駆動周波数の制御を行うように構成され、前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値よりも大きい場合に、前記インバータ装置の駆動周波数を第１周波数とし、前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値以下となった場合に、前記インバータ装置の駆動周波数を前記第１周波数よりも低い第２周波数とするように構成される。
【０００８】
また、本発明に係る空気調和機は、上述の運転制御装置を備える。
また、本発明に係る空気調和機は、第１空気調和ユニットと、第２空気調和ユニットとを有し、直流電源から電力が供給される空気調和機であって、前記第１空気調和ユニットは、前記直流電源に接続され、前記直流電源から出力された電圧を分圧する分圧器と、前記分圧器に接続され、前記分圧器から出力された出力電圧を、予め定められた第１基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第１基準電圧の値以下の場合に第１電気信号を出力する第１比較器と、前記第１比較器に接続され、前記第１比較器から出力された前記第１電気信号を受信して、第１光信号を送信する第１発光器、及び、前記第１光信号を受信し、前記第１発光器と電気的に絶縁された第１受光器を有する第１光検出器と、前記分圧器に前記第１比較器と並列接続され、前記出力電圧を、予め定められた第２基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第２基準電圧の値以下の場合に第２電気信号を出力する第２比較器と、前記第２比較器に接続され、前記第２比較器から出力された前記第２電気信号を受信して、第２光信号を送信する第２発光器、及び前記第２光信号を受信し、前記第２発光器と電気的に絶縁された第２受光器を有する第２光検出器とを有し、前記第２基準電圧は前記第１基準電圧より小さい電力低下検知装置と、前記直流電源からの電力を交流電力に変換するインバータ装置と、前記電力低下検知装置からの検知信号に基づき、前記空気調和機の制御を行う制御部とを備えており、前記第２空気調和ユニットは、前記制御部に直流電力の供給が可能な送電部を備えており、前記制御部は、前記インバータ装置の周波数制御を行うように構成され、前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値よりも大きい場合に、前記インバータ装置の駆動周波数を第１周波数とし、前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値以下となった場合に、前記インバータ装置の駆動周波数を前記第１周波数よりも低い第２周波数とし、前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第２基準電圧の値以下となった場合に、前記直流電源から前記第１空気調和ユニットへの電力の供給を停止し、前記送電部から前記制御部への電力の供給を開始するように構成される。
また、本発明に係る空気調和機は、第１空気調和ユニットと第２空気調和ユニットとを有し、直流電源から電力が供給される空気調和機であって、前記第１空気調和ユニットは、前記直流電源に接続され、前記直流電源から出力された電圧を分圧する分圧器と、前記分圧器に接続され、前記分圧器から出力された出力電圧を、予め定められた第１基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第１基準電圧の値以下の場合に第１電気信号を出力する第１比較器と、前記第１比較器に接続され、前記第１比較器から出力された前記第１電気信号を受信して、第１光信号を送信する第１発光器、及び、前記第１光信号を受信し、前記第１発光器と電気的に絶縁された第１受光器を有する第１光検出器と、前記分圧器に前記第１比較器と並列接続され、前記出力電圧を、予め定められた第２基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第２基準電圧の値以下の場合に第２電気信号を出力する第２比較器と、前記第２比較器に接続され、前記第２比較器から出力された前記第２電気信号を受信して、第２光信号を送信する第２発光器、及び前記第２光信号を受信し、前記第２発光器と電気的に絶縁された第２受光器を有する第２光検出器と、前記分圧器に前記第１比較器及び前記第２比較器と並列接続され、前記出力電圧を予め定められた第３基準電圧と比較して、前記出力電圧の値が前記第３基準電圧の値以下の場合に第３電気信号を出力する第３比較器と、前記第３比較器に接続され、前記第３比較器から出力された前記第３電気信号を受信して、第３光信号を送信する第３発光器、及び前記第３光信号を受信し、前記第３発光器と電気的に絶縁された第３受光器を有する第３光検出器とを有し、前記第２基準電圧は前記第１基準電圧より小さく、前記第３基準電圧は前記第２基準電圧より小さい電力低下検知装置と、前記直流電源からの電力を交流電力に変換する第１インバータ装置及び第２インバータ装置と、前記電力低下検知装置からの検知信号に基づき、前記空気調和機の制御を行う制御部とを備えており、前記第２空気調和ユニットは、前記制御部に直流電力の供給が可能な送電部を備えており、前記制御部は、前記第１インバータ装置及び前記第２インバータ装置の周波数制御を行うように構成され、前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値よりも大きい場合に、前記第１インバータ装置の駆動周波数を第１周波数とし、前記第２インバータ装置の駆動周波数を第３周波数とし、前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第１基準電圧の値以下となった場合に、前記第１インバータ装置の駆動周波数を前記第１周波数よりも低い第２周波数とし、前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第２基準電圧の値以下となった場合に、前記第２インバータ装置の駆動周波数を前記第３周波数よりも低い第４周波数とし、前記分圧器から出力された前記出力電圧が前記第３基準電圧の値以下となった場合に、前記直流電源から前記第１空気調和ユニットへの電力の供給を停止し、前記送電部から前記制御部への電力の供給を開始するように構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の運転制御装置及び空気調和機によれば、直流電源から出力される直流電圧が所定の値よりも低下したか否かによって、検知信号を切り換えることができるため、直流電源の出力電力の低下を検知できる。したがって、本発明によれば、直流電源から電力が供給される空気調和機の設置環境下においても信頼性を確保することが可能な運転制御装置及び空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の設置環境の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の運転制御装置の構成の一部を概略的に例示したブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の運転制御装置である、室内機の第１運転制御装置の構成の一部を概略的に例示したブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電力低下検知装置の一例を示す概略図である。
【図５】直流電源の電圧と、電動機の駆動に用いられるインバータ装置の駆動周波数との関係を概略的に示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る運転制御装置における制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る電力低下検知装置の一例を示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る電力低下検知装置の別の一例を示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る電力低下検知装置の別の一例を示す概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る運転制御装置における制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る運転制御装置における制御処理の別の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る電力低下検知装置の一例を示す概略図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る運転制御装置における制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る電力低下検知装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る空気調和機１の設置環境について説明する。図１は、本実施の形態１に係る空気調和機１の設置環境の一例を示す概略図である。
【００１２】
なお、図１を含む以下の図面では、空気調和機１の冷媒回路、並びに、例えば、圧縮機、放熱器として機能する熱交換器、蒸発器として機能する熱交換器、減圧装置、冷媒流路切替装置、及び油分離器等の冷媒回路を構成する他の構成要素については図示していない。また、以下の図面では各構成部材の寸法の関係及び形状が、実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面では、同一又は類似の部材又は部分には、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。
【００１３】
図１に示される物件５のように、ＡＣ２００Ｖ又はＡＣ４００Ｖの商用の三相交流電源等の商用交流電源が、直流給電装置等において直流電源２に変換され、物件５の内部の各種機器に直流電力が供給される空気調和機１の設置環境が存在する。このような物件５としては、例えば、多数の電算機を有する電算機室等の永続的な電源供給が必要な設置環境が挙げられる。特に、物件５が多数のサーバシステムを有するデータセンタ等である場合、永続的な電源供給を実現するために、無停電電源装置等の直流電源２にて直流電力に変換される。したがって、物件５は、直流電源２からサーバシステム等の物件５の内部の機器に直流電力が供給されるように構成される。ここで、無停電電源装置は、直流給電装置の一例であり、ＵＰＳと略称される場合がある。
【００１４】
一方、空気調和機１には、交流電圧の周波数制御により駆動が制御されるアクチュエータがあるため、現状、空気調和機１には、多くの場合、交流電力の供給源が設けられている。物件５のような空気調和機１の設置環境下においては、交流電力の供給源として、直流電源２から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置が配置される。
【００１５】
空気調和機１に電力変換装置を配置した場合、直流電力から交流電力に変換する際に電力損失が発生するため、物件５において、空気調和機１を商用交流電源に直接接続して電力供給する構成とすることも考えられる。しかしながら、直流電源２と商用交流電源とを接続する接続線とは別途に、商用交流電源の引き込み線を設置する必要があり、特別な現地作業が必要となり設置費用がかかるため、現実的ではない。したがって、図１に示すように、直流電源２から電力が供給される物件５においては、サーバシステム以外の機器、例えば、図１で言えば、空気調和機１、照明３等の機器にも直流電源２から電力が供給されるのが一般的である。
【００１６】
データセンタ等の物件５で用いられる空気調和機１は、室内機１０と室外機２０とを備えるセパレート型の業務用空調設備として構成される。室内機１０及び室外機２０は、物件５に設置された冷媒配管を介して接続される。また、空気調和機１は、室内機１０と室外機２０との間に接続され、室外機２０から室内機１０に電力を供給することが可能な給電線を含む接続ケーブル１ａを備える。なお、接続ケーブル１ａは、室内機１０と室外機２０との間で制御情報等の有線通信を行うための通信線を含むように構成してもよい。物件５がデータセンタである場合、室内機１０及び室外機２０は双方とも、例えば、床置型の機器として構成できる。また、空気調和機１は、物件５の規模に応じて、複数の室内機１０と、複数の室外機２０とを備える構成にできる。
【００１７】
空気調和機１は、室内機１０と室外機２０との間に給電線を含む接続ケーブル１ａが接続されることにより、室内機１０に供給される直流電力に異常があった場合に、室外機２０から電力が供給可能な構成にできる。当該構成について、図２を用いて説明する。
【００１８】
図２は、本実施の形態１に係る空気調和機１の運転制御装置８の構成の一部を概略的に例示したブロック図である。空気調和機１は、空気調和機１の運転を制御する複数の運転制御装置８を備える構成にできる。例えば、複数の運転制御装置８は、室内機１０の運転を制御する第１運転制御装置３０と、室外機２０の運転を制御する第２運転制御装置４０とを備える構成にできる。
【００１９】
室内機１０の第１運転制御装置３０は、直流電源２から供給された直流電力を、室内機１０の駆動に用いられる直流電力に変換する複数の直流電力変換器１２を有している。複数の直流電力変換器１２には、スイッチング動作により電力変換を行うように構成された集積回路がそれぞれ内蔵されている。
【００２０】
図２に示すように、複数の直流電力変換器１２は、直流電源２から供給された直流電力を、空気調和機１の室内機１０に供給可能な直流電力に変換する第１電力変換器１２ａを有している。図３において後述するが、第１電力変換器１２ａには、変圧器１３ａが設けられている。
【００２１】
また、複数の直流電力変換器１２は、第１電力変換器１２ａから供給された直流電力を変換する第２電力変換器１２ｂを有している。また、複数の直流電力変換器１２は、第２電力変換器１２ｂから供給された直流電力を変換する第３電力変換器１２ｃを有している。
【００２２】
第１電力変換器１２ａは、例えば定格電圧１３Ｖの電源として、室内機１０を構成する回路又はアクチュエータに直流電力を供給する。第２電力変換器１２ｂは、例えば定格電圧１２Ｖの電源として、室内機１０を構成する回路又はアクチュエータに直流電力を供給する。第３電力変換器１２ｃは、例えば定格電圧５Ｖの電源として、室内機１０を構成する回路又はアクチュエータに直流電力を供給する。
【００２３】
室内機１０の第１運転制御装置３０は、出力される定格電圧の異なる複数の直流電力変換器１２を有することにより、室内機１０を構成する回路又はアクチュエータに最適な直流電力を提供することができる。
【００２４】
室内機１０の第１運転制御装置３０は、制御部１４と、受電切替部１６と、通信部１８とを有している。
【００２５】
制御部１４は、中央演算装置、メモリ等を備えたマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッシングユニットとして構成され、例えば、定格電圧５Ｖの電源として機能する第３電力変換器１２ｃから直流電力が供給される。制御部１４は、集積回路等の電子部品を組み合わせることにより、埋込システムとして構成される。なお、図２を含む以下の図面においては、制御部１４の内部構造については図示していない。
【００２６】
制御部１４は、室内機１０の動作を制御する回路である。制御部１４がマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッシングユニットとして構成される場合、制御部１４が実行する制御処理は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアは、制御プログラムとして記述される。メモリは、制御プログラムを格納する制御部１４の記憶部として構成される。メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリとして構成できる。中央演算装置は、メモリに格納された制御プログラムを読み出して実行することにより、制御処理を実現する演算部として構成される。なお、中央演算装置は「ＣＰＵ」と略称される。また、中央演算装置は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、又はプロセッサとも称される。
【００２７】
なお、制御部１４は専用のハードウェアとして構成してもよい。制御部１４が専用のハードウェアとして構成される場合、制御部１４は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらを組み合わせて構成できる。制御部１４は、各々の制御処理を個々のハードウェアで実現できるように構成してもよいし、各々の制御処理を一つのハードウェアで行うように構成してもよい。なお、「ＡＳＩＣ」は特定用途向け集積回路の略称であり、「ＦＰＧＡ」はフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。
【００２８】
また、制御部１４は、制御処理の一部を専用のハードウェアで実現し、残余の制御処理をマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッシングユニットで実現するように構成してもよい。
【００２９】
受電切替部１６は、制御部１４から受信した制御信号に応じて、室外機２０と直流電源２との間で電力の供給回路を切り替えるスイッチング装置であり、例えばトランジスタを用いて構成される。受電切替部１６は、例えば、定格電圧１３Ｖの電源として機能する第１電力変換器１２ａに接続できるように構成されている。また、受電切替部１６は、室外機２０から供給された直流電力を第１電力変換器１２ａに出力する電力変換器を設けた構成にできる。
【００３０】
通信部１８は、室外機２０の第２運転制御装置４０との間で、制御信号等のアナログ信号又はディジタル信号を双方向に送受信する回路である。第１運転制御装置３０がシリアル通信、パラレル通信等の有線通信を行う場合は、通信部１８は通信線を装着するコネクタポートを有する構成にできる。第１運転制御装置３０が有線通信を行う場合は、通信線は、室外機２０から室内機１０に電力を供給することが可能な給電線とともに、接続ケーブル１ａとして構成できる。また、接続ケーブル１ａは、給電線のみで構成し、供給電力に制御信号を重畳させて通信を行うように構成してもよい。なお、第１運転制御装置３０が赤外線通信等の無線通信を行う場合は、通信部１８は無線通信ポートを有する構成にできる。
【００３１】
室外機２０の第２運転制御装置４０は、送電部２１と通信部２８とを有する。
【００３２】
送電部２１は、例えば、他の空調設備機器、例えば室内機１０における電力供給に異常があった場合に、他の空調設備機器に直流電力を供給するバックアップ電源として構成される。送電部２１は、例えば、定格電圧３０Ｖの電源として構成される場合、送電部２１は、直流電源２から供給された直流電力を定格電圧３０Ｖの直流電力に変換する電力変換器を有するように構成できる。また、送電部２１が当該電力変換器を有する場合、当該電力変換器には、変圧器が設けられる。
【００３３】
通信部２８は、室内機１０の第１運転制御装置３０との間で、制御信号等のアナログ信号又はディジタル信号を双方向に送受信する回路である。第２運転制御装置４０がシリアル通信、パラレル通信等の有線通信を行う場合は、通信部２８は通信線を装着するコネクタポートを有する構成にできる。なお、第２運転制御装置４０が赤外線通信等の無線通信を行う場合は、通信部２８は無線通信ポートを有する構成にできる。
【００３４】
次に、室内機１０の第１運転制御装置３０において直流電源２から供給される直流電力の低下が検知された場合における、空気調和機１の受電制御について説明する。以下の説明では、直流電源２から制御部１４に電力が供給される受電動作を「通常の給電動作」と称する。
【００３５】
室内機１０に供給されている直流電力の低下が検知された場合、制御部１４は直流電力を供給する回路を直流電源２から室外機２０に切り替えるための制御信号を受電切替部１６に送信する。また、制御部１４は、室外機２０から直流電力を供給するための制御信号を、室内機１０の通信部１８と室外機２０の通信部２８を介して、室外機２０の送電部２１に送信する。受電切替部１６は、制御部１４からの制御信号を受信して、直流電力が、室外機２０の送電部２１から接続ケーブル１ａを介して第１電力変換器１２ａに供給されるように、直流電力の供給回路を切り替える。送電部２１は、定格電圧３０Ｖの直流電力を接続ケーブル１ａを介して受電切替部１６に常時供給する。第２電力変換器１２ｂに供給された直流電力は、第２電力変換器１２ｂと第３電力変換器１２ｃとを介して、制御部１４に供給される。以上のように、直流電源２から供給される直流電力の低下が検知されたときには、室外機２０から接続ケーブル１ａを介して制御部１４に電力が供給される受電動作に、通常の給電動作から切り替えられる受電制御が行われる。
【００３６】
次に、室内機１０の第１運転制御装置３０において、直流電源２から供給される直流電力の復旧が検知された場合における、空気調和機１の受電制御について説明する。
【００３７】
室内機１０に供給されている直流電力の復旧が検知された場合、制御部１４は直流電力を供給する回路を室外機２０から直流電源２に切り替えるための制御信号を受電切替部１６に送信する。また、制御部１４は、室外機２０からの直流電力を供給するための制御信号を、室内機１０の通信部１８と室外機２０の通信部２８を介して、室外機２０の送電部２１に送信する。受電切替部１６は、制御部１４からの制御信号を受信して、直流電力が、直流電源２から第１電力変換器１２ａを介して第２電力変換器１２ｂに供給されるように、直流電力の供給回路を切り替える。第２電力変換器１２ｂに供給された直流電力は、第３電力変換器１２ｃを介して、制御部１４に供給される。以上のように、直流電源２から供給される直流電力の復旧が検知されたときには、室外機２０から電力が供給される受電動作から通常の給電動作に切り替えられる受電制御が行われる。
【００３８】
以上のとおり、本実施の形態１の空気調和機１では、直流電源２から室内機１０に供給される直流電力の低下が検知された場合に、室外機２０から制御部１４に直流電力が供給される。また、直流電源２から室内機１０に供給される直流電力の復旧が検知された場合には、直流電源２から制御部１４に電力が供給される通常の給電動作が行われる。したがって、本実施の形態１の空気調和機１では、直流電源２から室内機１０への直流電力の供給が低下した場合であっても、制御部１４の制御動作を維持することができるため、空気調和機１の動作の安定性及び信頼性を確保することができる。
【００３９】
なお、上述では、室内機１０に供給される直流電力に異常があった場合に、室外機２０から室内機１０に直流電力が供給されるように構成された空気調和機１の運転制御装置８について説明したが、空気調和機１の運転制御装置８の構成は上述に限定されない。例えば、空気調和機１が複数の室内機１０を有する場合には、室内機１０に供給される直流電力に異常があった場合に、上述と同様の受電制御によって、室内機１０相互間で直流電力が供給できるように空気調和機１の運転制御装置８を構成できる。また、空気調和機１が複数の室外機２０を有する場合には、室外機２０に供給される直流電力に異常があった場合に、上述と同様の受電制御によって、室外機２０相互間で直流電力が供給できるように空気調和機１の運転制御装置８を構成できる。また、室外機２０に供給される直流電力に異常があった場合に、上述と同様の受電制御によって、室内機１０から室外機２０に直流電力が供給できるように空気調和機１の運転制御装置８を構成してもよい。
【００４０】
本発明においては、上述の受電制御が可能な制御部１４を有する室内機１０又は室外機２０は、第１空気調和ユニット１００に対応する。また、本発明においては、制御部１４に電力の供給が可能な送電部２１を有する室内機１０又は室外機２０は、第２空気調和ユニット２００に対応する。
【００４１】
図３は、本実施の形態１に係る空気調和機１の運転制御装置８である、室内機１０の第１運転制御装置３０の構成の一部を概略的に例示したブロック図である。以下では、図３を用いて、電力低下検知装置５０を有する運転制御装置８における、前述した受電制御に係る構成以外について説明する。したがって、図３においては、第１運転制御装置３０を構成し、受電制御のみに用いられる受電切替部１６及び通信部１８については図示を省略している。
【００４２】
室内機１０の第１運転制御装置３０は、電力制御基板３０ａと、インバータ基板３０ｂとを備える構成にできる。電力制御基板３０ａは、第１運転制御装置３０の主基板であり、室内機１０における電力供給を制御するように構成されている。インバータ基板３０ｂは、室内機１０の送風ファン等の各種アクチュエータのインバータ制御を行うように構成されている。電力制御基板３０ａ及びインバータ基板３０ｂは、例えば、室内機１０に据え付けられた電気品箱に収容されている。なお、送風ファン等の各種アクチュエータ及び電気品箱については、図３を含む以下の図面には図示していない。また、図３に示すように、電力制御基板３０ａ及びインバータ基板３０ｂは、インバータ基板３０ｂからの排熱による影響等を考慮して、多くの場合、別基板として構成されるが、一体化して構成してももちろんよい。
【００４３】
電力制御基板３０ａは、上述した制御部１４を有している。また、電力制御基板３０ａは、複数の直流電力変換器１２として、上述した第１電力変換器１２ａ、第２電力変換器１２ｂ、及び第３電力変換器１２ｃの他に、第４電力変換器１２ｄと第５電力変換器１２ｅとを有している。第４電力変換器１２ｄ及び第５電力変換器１２ｅは、直流電源２から供給された直流電力を、空気調和機１の室内機１０に供給可能な直流電力に変換する直流電力の供給源である。第４電力変換器１２ｄ及び第５電力変換器１２ｅは、例えば定格電圧１５Ｖの電源として、インバータ基板３０ｂに直流電力を供給する。また、図３には示していないが、第４電力変換器１２ｄ又は第５電力変換器１２ｅは、電力制御基板３０ａの回路にも直流電力を供給するように構成できる。
【００４４】
図３に示すように、第１電力変換器１２ａは、スイッチング回路１１ａと変圧器１３ａとを有する絶縁型電力変換器１３として構成されている。第４電力変換器１２ｄは、スイッチング回路１１ｄと変圧器１３ｄとを有する絶縁型電力変換器１３として構成されている。第５電力変換器１２ｅは、スイッチング回路１１ｅと変圧器１３ｅとを有する絶縁型電力変換器１３として構成されている。すなわち、複数の直流電力変換器１２は、複数の絶縁型電力変換器１３を備えている。絶縁型電力変換器１３は、例えば、他励式のフライバックコンバータ又はフォワードコンバータとして構成できる。なお、第２電力変換器１２ｂ及び第３電力変換器１２ｃは、チョッパ方式のバックコンバータ等の非絶縁型電力変換器として構成できるが、絶縁型電力変換器１３として構成してもよい。
【００４５】
スイッチング回路１１ａ、１１ｄ、１１ｅは、スイッチング動作により変圧器１３ａ、１３ｄ、１３ｅから出力される供給電力を調整するスイッチング素子として構成できる。スイッチング回路１１ａ、１１ｄ、１１ｅのスイッチング素子としては、例えば、バイポーラトランジスタ、酸化金属半導体電界効果トランジスタ、サイリスタ、又は絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ等が用いられる。具体的には、スイッチング回路１１ａ、１１ｄ、１１ｅは、例えば、シリコン素子よりバンドギャップが大きい炭化ケイ素素子、窒化ガリウム素子、又はダイヤモンド素子等のワイドバンドギャップ半導体のスイッチング素子として構成できる。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、スイッチング回路１１ａ、１１ｄ、１１ｅ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電力損失が低いため、絶縁型電力変換器１３での電力損失を抑制することができ、室内機１０の運転効率を向上させることができる。
【００４６】
図３の一点鎖線Ａで示すように、変圧器１３ａは、スイッチング回路１１ａを介して、直流電源２からの直流電力が供給される入力部１３ａ１と、空気調和機１の室内機１０に供給される直流電力を出力する出力部１３ａ２とを有している。変圧器１３ａにおいて、出力部１３ａ２は入力部１３ａ１と電気的に絶縁されている。変圧器１３ｄは、直流電源２からの直流電力が供給される入力部１３ｄ１と、空気調和機１の室内機１０に供給される直流電力を出力する出力部１３ｄ２とを有しており、出力部１３ｄ２は入力部１３ｄ１と電気的に絶縁されている。変圧器１３ｅは、直流電源２からの直流電力が供給される入力部１３ｅ１と、空気調和機１の室内機１０に供給される直流電力を出力する出力部１３ｅ２とを有しており、出力部１３ｅ２は入力部１３ｅ１と電気的に絶縁されている。ここで、図３の一点鎖線Ａを境界とした場合の、変圧器１３ａの入力部１３ａ１、変圧器１３ｄの入力部１３ｄ１、及び変圧器１３ｅの入力部１３ｅ１の配置方向は、「一次側」とも称される。また、図３の一点鎖線Ａを境界とした場合の、変圧器１３ａの出力部１３ａ２、変圧器１３ｄの出力部１３ｄ２、及び変圧器１３ｅの出力部１３ｅ２の配置方向は、「二次側」とも称される。
【００４７】
空気調和機１は、直流電源２等に漏洩遮断器の設置されていない物件５に設置される場合であっても、信頼性及び安全性の確保が必要となる場合がある。本実施の形態１に係る空気調和機１では、出力部１３ａ２、１３ｄ２、１３ｅ２は、入力部１３ａ１、１３ｄ１、１３ｅ１と電気的に絶縁されているため、空気調和機１の一次側の漏電等による、空気調和機１の二次側にある制御部１４等の損傷が抑制される。また、本実施の形態１に係る空気調和機１では、出力部１３ａ２、１３ｄ２、１３ｅ２が、入力部１３ａ１、１３ｄ１、１３ｅ１と絶縁されているため、使用者が触れる可能性のある空気調和機１の二次側部分に高電流が流れる可能性が抑制され、直流電源２と使用者が触れる可能性のある部分との絶縁が確保される。また、空気調和機１における二次側の回路端子等の二次側部分と大地との間で電気回路が形成される、いわゆる地絡が発生した場合であっても、大地に高電流が流れる可能性が抑制される。大地に高電流が流れる可能性が抑制されることによって、空気調和機１に収容される他機器への影響、例えば制御部１４等の損傷等が抑制される。したがって、直流電源２から直流電力が供給される直流電力変換器１２を絶縁型電力変換器１３として構成することにより、空気調和機１の信頼性及び安全性を向上させることができる。
【００４８】
電力制御基板３０ａは、変圧器１３ａ、１３ｄ、１３ｅと並列接続され、直流電源２から電力が供給される電力低下検知装置５０を有している。電力低下検知装置５０は、直流電源２から室内機１０に供給される直流電力が低下しているか否かを検知し、検知結果に応じて制御部１４に出力される検知信号を切り換えるように構成される。また、図３の一点鎖線Ａで概略的に示すように、電力低下検知装置５０においては、制御部１４の側の出力側回路５０ｂは、直流電源２の側の入力側回路５０ａと電気的に絶縁されるように構成される。電力低下検知装置５０において出力側回路５０ｂを入力側回路５０ａと電気的に絶縁することにより、空気調和機１の一次側の漏電等による、空気調和機１の二次側にある制御部１４等の損傷が抑制される。また、電力低下検知装置５０において出力側回路５０ｂを入力側回路５０ａと電気的に絶縁することにより、使用者が触れる可能性のある空気調和機１の二次側部分に高電流が流れる可能性が抑制され、直流電源２と使用者が触れる可能性のある部分との絶縁が確保される。また、空気調和機１における二次側の回路端子等の二次側部分と大地との間で電気回路が形成される、いわゆる地絡が発生した場合であっても、大地に高電流が流れる可能性が抑制される。大地に高電流が流れる可能性が抑制されることによって、空気調和機１に収容される他機器への影響、例えば制御部１４等の損傷等が抑制される。したがって、電力低下検知装置５０において出力側回路５０ｂを入力側回路５０ａと電気的に絶縁することによって、空気調和機１の信頼性及び安全性を向上させることができる。また、本実施の形態１に係る空気調和機１は、絶縁型電力変換器１３と、電力低下検知装置５０とを有することにより、空気調和機１の信頼性及び安全性を更に向上させることができる。
【００４９】
図３に示すように、電力制御基板３０ａは、一端が直流電源２の正極側に接続され、直流電源２から第１運転制御装置３０に突入電流が流れるのを防止する突入電流防止回路３０ｃを有する構成にできる。また、図３に示すように、電力制御基板３０ａは、突入電流防止回路３０ｃの他の一端と、直流電源２の負極側との間に分岐接続されたコンデンサ３６を有する構成にできる。図３では、突入電流防止回路３０ｃが矩形の点線領域で示されている。
【００５０】
突入電流防止回路３０ｃは、直流電源２の正極側に接続された突入電流防止抵抗器３２と、突入電流防止抵抗器３２に並列に接続されたリレースイッチ３４とを有している。なお、図３では、突入電流防止回路３０ｃは直流電源２の正極側に接続された構成としたが、直流電源２の負極側に接続された構成としてもよい。また、突入電流防止回路３０ｃ及びコンデンサ３６は、突入電流防止回路３０ｃの一端をコンデンサ３６の一端と直列に接続し、突入電流防止回路３０ｃの他の一端を直流電源２の正極側に分岐接続し、コンデンサ３６の他の一端を直流電源２の負極側に分岐接続した構成としてもよい。
【００５１】
突入電流防止抵抗器３２には、セメント抵抗器又は巻線抵抗器等が用いられる。突入電流防止抵抗器３２は、例えば、複数のセメント抵抗器を直列接続して構成される。
【００５２】
リレースイッチ３４は、例えば、電磁継電器、バイポーラトランジスタ、酸化金属半導体電界効果トランジスタ、サイリスタ、又は絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ等のスイッチング素子で構成できる。具体的には、リレースイッチ３４は、例えば、シリコン素子よりバンドギャップが大きい炭化ケイ素素子、窒化ガリウム素子、又はダイヤモンド素子等のワイドバンドギャップ半導体のスイッチング素子として構成できる。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、リレースイッチ３４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電力損失が低いため、突入電流防止回路３０ｃでの電力損失を抑制することができ、室内機１０の運転効率を向上させることができる。
【００５３】
なお、酸化金属半導体電界効果トランジスタはＭＯＳＦＥＴと略称される。また、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタはＩＧＢＴと略称される。また、シリコン素子はＳｉ素子と略称される。また、炭化ケイ素素子はＳｉＣ素子と略称される。また、窒化ガリウム素子はＧａＮ素子と略称される。
【００５４】
コンデンサ３６は、直流電源２から供給される直流電力を安定化させて、絶縁型電力変換器１３、電力低下検知装置５０、及びインバータ基板３０ｂに安定化させた直流電力を供給するための平滑コンデンサである。コンデンサ３６としては、例えば、電解コンデンサが用いられるが、フィルムコンデンサを用いることもできる。
【００５５】
突入電流防止回路３０ｃにおける、リレースイッチ３４の動作について説明する。
【００５６】
リレースイッチ３４が、停止状態、すなわち開放状態である場合、突入電流防止抵抗器３２に電流が流れる状態となる。リレースイッチ３４が、駆動状態、すなわち閉止状態である場合、突入電流防止抵抗器３２の両端がリレースイッチ３４によって短絡されるため、突入電流防止抵抗器３２に電流が流れない状態となる。すなわち、突入電流防止回路３０ｃでは、リレースイッチ３４を切り替えることによって、突入電流防止回路３０ｃから出力される電流を制御することができる。電力制御基板３０ａにおいては、リレースイッチ３４の切り替えは、例えば、制御部１４で行われるように構成できる。
【００５７】
室内機１０が停止している間は、リレースイッチ３４は停止状態、すなわち開放状態で維持されている。すなわち、室内機１０の駆動開始時においては、突入電流防止抵抗器３２に電流が流れる状態となっている。
【００５８】
室内機１０が駆動してから定常運転状態となるまでの過渡運転状態においては、室内機１０が停止状態から駆動状態に切り替わるため、直流電源２から室内機１０に流れる突入電流が発生する。しかしながら、突入電流防止抵抗器３２に電流が流れる状態であるため、突入電流防止回路３０ｃから絶縁型電力変換器１３、電力低下検知装置５０、及びインバータ基板３０ｂに流れる突入電流のピーク値は、突入電流防止抵抗器３２によって低減できる。
【００５９】
室内機１０が定常運転状態となった後は、リレースイッチ３４は、駆動状態、すなわち閉止状態に切り替えられ、突入電流防止抵抗器３２がリレースイッチ３４によって短絡される。すなわち、室内機１０が定常運転状態となった後は、突入電流防止抵抗器３２には電流が流れない状態となる。したがって、室内機１０が定常運転状態となった後は、突入電流防止抵抗器３２における電力損失を回避することができる。
【００６０】
室内機１０が、駆動状態から停止状態に切り替わる場合、リレースイッチ３４が、停止状態、すなわち開放状態に切り替えられる。室内機１０の駆動停止時においても、直流電源２から室内機１０に流れる突入電流が発生する。しかしながら、突入電流防止抵抗器３２に電流が流れる状態であるため、突入電流防止回路３０ｃから絶縁型電力変換器１３、電力低下検知装置５０、及びインバータ基板３０ｂに流れる突入電流のピーク値は、突入電流防止抵抗器３２によって低減できる。
【００６１】
以上のことから、電力制御基板３０ａは、突入電流防止回路３０ｃを有することにより、絶縁型電力変換器１３、電力低下検知装置５０、及びインバータ基板３０ｂ等に突入電流が流れることを回避できるため、空気調和機１の信頼性を向上させることができる。
【００６２】
電力制御基板３０ａは、インバータ基板３０ｂとの間で制御信号等のアナログ信号又はディジタル信号を双方向にシリアル通信するシリアル通信部１９を有している。シリアル通信部１９は、受電制御用の通信部１８と別個に構成しても、受電制御用の通信部１８と一体化して構成してもよい。
【００６３】
インバータ基板３０ｂは、複数の直流電力変換器１２と、インバータ制御部１５と、インバータ駆動部１７と、インバータ装置３８とを有している。
【００６４】
インバータ基板３０ｂにおいて、複数の直流電力変換器１２は、電力制御基板３０ａの第４電力変換器１２ｄから供給された直流電力を変換する第６電力変換器１２ｆを有している。また、インバータ基板３０ｂにおいて、複数の直流電力変換器１２は、第６電力変換器１２ｆから供給された直流電力を変換する第７電力変換器１２ｇを有している。
【００６５】
第６電力変換器１２ｆは、例えば定格電圧１２Ｖの電源として、室内機１０を構成する回路又はアクチュエータに直流電力を供給する。第７電力変換器１２ｇは、例えば定格電圧５Ｖの電源として、インバータ基板３０ｂに直流電力を供給する。なお、第６電力変換器１２ｆ及び第７電力変換器１２ｇは、チョッパ方式のバックコンバータ等の非絶縁型電力変換器として構成できるが、絶縁型電力変換器１３として構成してもよい。
【００６６】
インバータ制御部１５は、中央演算装置、メモリ等を備えたマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッシングユニットとして構成され、例えば、定格電圧５Ｖの電源として機能する第７電力変換器１２ｇから直流電力が供給される。また、インバータ制御部１５は、電力制御基板３０ａのシリアル通信部１９にシリアル接続され、電力制御基板３０ａの制御部１４と、シリアル通信部１９を介して、制御信号等のアナログ信号又はディジタル信号を双方向にシリアル通信するように構成される。インバータ制御部１５は、集積回路等の電子部品を組み合わせることにより、埋込システムとして構成される。なお、図３を含む以下の図面においては、インバータ制御部１５の内部構造については図示していない。
【００６７】
インバータ制御部１５は、複数のインバータ装置３８を周波数制御する制御回路である。インバータ制御部１５がマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッシングユニットとして構成される場合、インバータ制御部１５が実行する制御処理は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアは、制御プログラムとして記述される。メモリは、制御プログラムを格納するインバータ制御部１５の記憶部として構成される。メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリとして構成できる。中央演算装置は、メモリに格納された制御プログラムを読み出して実行することにより、制御処理を実現する演算部として構成される。
【００６８】
なお、インバータ制御部１５は専用のハードウェアとして構成してもよい。インバータ制御部１５が専用のハードウェアとして構成される場合、インバータ制御部１５は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらを組み合わせて構成できる。インバータ制御部１５は、各々の制御処理を個々のハードウェアで実現できるように構成してもよいし、各々の制御処理を一つのハードウェアで行うように構成してもよい。なお、「ＡＳＩＣ」は特定用途向け集積回路の略称であり、「ＦＰＧＡ」はフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。
【００６９】
また、インバータ制御部１５は、制御処理の一部を専用のハードウェアで実現し、残余の制御処理をマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッシングユニットで実現するように構成してもよい。
【００７０】
インバータ駆動部１７は、インバータ制御部１５からの制御信号に基づき、インバータ装置３８を周波数制御するためのパルス信号を生成するインバータ駆動回路である。インバータ基板３０ｂは、１以上のインバータ駆動部１７を有するように構成でき、例えば、図３に示すように、２つのインバータ駆動部１７として、第１インバータ駆動部１７ａと、第２インバータ駆動部１７ｂとを有する構成にできる。第１インバータ駆動部１７ａは、定格電圧１５Ｖの電源として機能する電力制御基板３０ａの第４電力変換器１２ｄから直流電力が供給される。第２インバータ駆動部１７ｂは、定格電圧１５Ｖの電源として機能する電力制御基板３０ａの第５電力変換器１２ｅから直流電力が供給される。図３においては、第１インバータ駆動部１７ａ及び第２インバータ駆動部１７ｂは、ともに、三相インバータを駆動するパルス信号を生成する三相インバータ駆動回路として構成されているが、該構成に限定されない。例えば、インバータ駆動部１７は、単相インバータを駆動するパルス信号を生成する単相インバータ駆動回路として構成してもよい。また、複数のインバータ駆動部１７の一部を単相インバータ駆動回路として構成し、複数のインバータ駆動部１７の他の一部を三相インバータ駆動回路として構成してもよい。
【００７１】
インバータ装置３８は、直流電源２から突入電流防止回路３０ｃを介して供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置であり、交流電力を供給する交流電源として機能する。インバータ基板３０ｂは、１以上のインバータ装置３８を有するように構成でき、例えば、図３に示すように、２つのインバータ装置３８として、第１インバータ装置３８ａと第２インバータ装置３８ｂとを有する構成にできる。第１インバータ装置３８ａでは、第１インバータ駆動部１７ａから入力されるパルス信号により、第１インバータ装置３８ａから出力される交流電力の周波数が制御される。第２インバータ装置３８ｂでは、第２インバータ駆動部１７ｂから入力されるパルス信号により、第２インバータ装置３８ｂから出力される交流電力の周波数が制御される。図３において第１インバータ装置３８ａ及び第２インバータ装置３８ｂは、ともに、三相インバータとして構成されているが、該構成に限定されない。例えば、インバータ装置３８は、単相インバータとして構成してもよい。また、複数のインバータ装置３８の一部を単相インバータとして構成し、複数のインバータ装置３８の他の一部を三相インバータとして構成してもよい。なお、インバータ装置３８の内部の回路構成については、図３には示していない。
【００７２】
インバータ装置３８が三相インバータとして構成される場合、インバータ装置３８の内部回路は、例えば、三相ブリッジ接続された６つのインバータ用スイッチング素子を備える構成にできる。インバータ用スイッチング素子は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタで構成されるが、バイポーラトランジスタ、酸化金属半導体電界効果トランジスタ、又はサイリスタ等のスイッチング素子で構成してもよい。具体的には、インバータ用スイッチング素子は、例えば、シリコン素子よりバンドギャップが大きい炭化ケイ素素子、窒化ガリウム素子、又はダイヤモンド素子等のワイドバンドギャップ半導体のスイッチング素子として構成できる。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、インバータ用スイッチング素子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、ヒートシンク等のインバータ用の放熱フィンを小型化させることができるため、インバータ装置３８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電力損失が低いため、インバータ装置３８での電力損失を抑制することができ、室内機１０の運転効率を向上させることができる。
【００７３】
各々のインバータ用スイッチング素子には、インバータ装置３８の出力側から逆向きに流れる電流を環流させることにより、インバータ用スイッチング素子を保護するためのインバータ用逆流防止素子が接続されている。インバータ用逆流防止素子としては、例えば、整流ダイオード、ショットキーバリアダイオード等のフライホイールダイオードが用いられる。インバータ用逆流防止素子は、各々のインバータ用スイッチング素子の両端に並列接続される。
【００７４】
また、インバータ装置３８は、室内機１０の駆動開始時又は駆動停止時における直流電源２からの過渡的な高電圧がインバータ用スイッチング素子に印加されるのを抑制するスナバ回路を有するように構成できる。スナバ回路は、スナバコンデンサ及びスナバ抵抗器が直列接続された抵抗キャパシタンス回路であり、インバータ用スイッチング素子の両端に並列接続される。また、インバータ装置３８は、インバータ装置３８から流れる電流を検知するためのシャント抵抗器を有する構成にできる。シャント抵抗器は、例えば、インバータ装置３８の出力側に直列接続される。なお、抵抗キャパシタンス回路は、ＲＣ回路とも略称される。
【００７５】
インバータ装置３８の出力側には、室内機１０の各種アクチュエータ、例えば送風ファンを駆動するための電動機７０が接続されている。室内機１０は、１以上の電動機７０を有するように構成でき、例えば、図３に示すように、２つの電動機７０として、第１電動機７０ａと、第２電動機７０ｂとを有する構成にできる。第１電動機７０ａにおいては、第１インバータ装置３８ａから出力される交流電流により、第１電動機７０ａの回転周波数が制御される。第２電動機７０ｂにおいては、第２インバータ装置３８ｂから出力される交流電流により、第２電動機７０ｂの回転周波数が制御される。インバータ装置３８が三相インバータである場合、電動機７０は、交流電動機である三相誘導電動機、又はブラシレス直流電動機として構成される。インバータ装置３８が単相インバータである場合は、交流電動機である単相誘導電動機として構成できる。
【００７６】
特に、室内機１０の各種アクチュエータを駆動する電動機７０として、ブラシレス直流電動機を用いる場合、インバータ駆動部１７は、パルス信号としてパルス幅変調信号をインバータ装置３８に出力するパルス幅変調インバータ駆動回路として構成される。また、インバータ装置３８は、インバータ装置３８に入力された直流電圧を、交流電圧であるパルス幅変調電圧に変換して、交流電流であるパルス幅変調電圧を電動機７０に出力するパルス幅変調インバータ回路として構成される。なお、パルス幅変調信号はＰＷＭ信号、パルス幅変調インバータ駆動回路はＰＷＭインバータ駆動回路、パルス幅変調電圧はＰＷＭ電圧、パルス幅変調インバータ回路はＰＷＭインバータ回路とそれぞれ略称される。
【００７７】
以上、室内機１０の第１運転制御装置３０の構成について説明したが、空気調和機１の運転制御装置８は、いずれも、上述の第１運転制御装置３０と同様に構成できる。例えば、室外機２０の第２運転制御装置４０は、上述の第１運転制御装置３０と同様に構成できる。また、空気調和機１が複数の室内機１０と複数の室外機２０を有する場合であっても、いずれの室内機１０及び室外機２０においても、運転制御装置８は上述の第１運転制御装置３０と同様に構成できる。
【００７８】
次に、運転制御装置８の電力低下検知装置５０について図４を用いて説明する。
【００７９】
図４は、本実施の形態１に係る電力低下検知装置５０の一例を示す概略図である。電力低下検知装置５０は、直流電源２に接続された分圧器５２と、分圧器５２に接続された第１比較器５４ａと、第１比較器５４ａに接続された第１光検出器５６ａとを備える。図４の一点鎖線Ａで概略的に示すように、第１光検出器５６ａにおいて、電力低下検知装置５０の制御部１４の側の出力側回路５０ｂは、直流電源２の側の入力側回路５０ａと電気的に絶縁されている。第１光検出器５６ａの出力側回路５０ｂの側は、制御部１４の第１入力ポート１４ａに接続されている。
【００８０】
前述したように、直流電源２は、無停電電源装置等として構成される。すなわち、直流電源２は、直流電源システムとして構成されている。直流電源２は、例えば、直流電力を出力する直流電力供給部２ａと、接地抵抗回路２ｂとを有するように構成される。
【００８１】
接地抵抗回路２ｂは、例えば図４に示すように、第１接地抵抗器２ｂ１と第２接地抵抗器２ｂ２とを有する構成にできる。接地抵抗回路２ｂでは、第１接地抵抗器２ｂ１の一端と第２接地抵抗器２ｂ２の一端とが直列接続されている。第１接地抵抗器２ｂ１の他の一端は、直流電力供給部２ａの正極側に接続されている。第２接地抵抗器２ｂ２の他の一端は、直流電源２の負極側に接続されている。
【００８２】
第１接地抵抗器２ｂ１及び第２接地抵抗器２ｂ２には、例えば、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった固定抵抗器が用いられる。
【００８３】
また、直流電源２は、第１接地抵抗器２ｂ１と第２接地抵抗器２ｂ２との間の接続部が直流電源接地部８０に接地するように構成されている。該構成によれば、直流電源２の端子等に使用者が触れた場合、又は、直流電源２の端子等と大地との間に電気回路が形成される、いわゆる地絡が発生した場合であっても、直流電源２から流れる電流は、第２分圧抵抗器５２ｂを介して流れるため、電流の量が制限される。したがって、直流電源２に電力低下検知装置５０の安全性及び信頼性を向上させることができる。
【００８４】
分圧器５２は、直流電源２から出力された電圧を分圧するように構成されている。分圧器５２は、例えば図４に示すように、第１分圧抵抗器５２ａと第２分圧抵抗器５２ｂとを有する構成にできる。分圧器５２は、第１分圧抵抗器５２ａの一端と第２分圧抵抗器５２ｂの一端とが直列接続されている。第１分圧抵抗器５２ａの他の一端は、直流電源２の正極側に接続されている。第２分圧抵抗器５２ｂの他の一端は、直流電源２の負極側に接続されている。また、第１分圧抵抗器５２ａと第２分圧抵抗器５２ｂとの間の接続部は、第１比較器５４ａの入力側に接続されている。
【００８５】
第１分圧抵抗器５２ａ及び第２分圧抵抗器５２ｂには、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった小型の固定抵抗器が用いられる。第１分圧抵抗器５２ａ及び第２分圧抵抗器５２ｂは、例えば、チップ抵抗器として構成される。
【００８６】
図４に示すように、直流電源２から出力された電圧は、分圧器５２によって、第２分圧抵抗器５２ｂの両端に印加される電圧に分圧され、出力電圧Ｅｓとして、第１比較器５４ａに入力される。
【００８７】
第１比較器５４ａは、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓを予め定められた第１基準電圧Ｅｒｅｆ１と比較して、前記出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１よりも大きい場合に第１電気信号を第１光検出器５６ａに出力するように構成される。第１比較器５４ａは、例えば図４に示すように、第１演算増幅器５４ａ１と、第１基準電圧源５４ａ２を有する構成にできる。図４に示すように、第１演算増幅器５４ａ１の正極側の電源端子には、演算増幅器駆動電源９２ａが接続され、第１演算増幅器５４ａ１を駆動するための電力が供給される。図４を含む以下の図面では図示しないが、演算増幅器駆動電源９２ａは、運転制御装置８の一次側に搭載された直流電力変換器１２として、例えば、定格電圧１５Ｖの電力を第１演算増幅器５４ａ１に供給するように構成される。また、第１演算増幅器５４ａ１の負極側の電源端子は、直流電源２の負極側に接続されている。
【００８８】
第１演算増幅器５４ａ１は、２つの入力端子と、１つの出力端子とを有し、２つの入力端子間の電位差に応じて出力端子から電気信号を出力する差動増幅回路である。第１演算増幅器５４ａ１の２つの入力端子は、非反転入力端子と、反転入力端子とからなる。非反転入力端子は、分圧器５２、すなわち、第１分圧抵抗器５２ａと第２分圧抵抗器５２ｂとの間の接続部に接続されており、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが印加される。反転入力端子には、第１基準電圧源５４ａ２の正極側が接続されており、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１が印加される。第１演算増幅器５４ａ１は、スイッチング素子を含む集積回路として構成される。
【００８９】
第１基準電圧源５４ａ２は、一定の直流電圧を第１演算増幅器５４ａ１に出力する電圧調整器である。第１基準電圧源５４ａ２の正極は、第１演算増幅器５４ａ１の反転入力端子に接続され、第１基準電圧源５４ａ２の負極は、直流電源２の負極側に接続されている。第１比較器５４ａでは、第１基準電圧源５４ａ２から第１演算増幅器５４ａ１の反転入力端子に第１基準電圧Ｅｒｅｆ１が入力される。第１基準電圧源５４ａ２は、例えば、スイッチング素子を含む集積回路として構成できる。スイッチング素子を含む集積回路の例としては、例えばシャントレギュレータが挙げられる。なお、第１基準電圧源５４ａ２は、第１演算増幅器５４ａ１と同一の集積回路上に構成してもよい。
【００９０】
なお、第１比較器５４ａで用いられるスイッチング素子は、例えば、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、又は酸化金属半導体電界効果トランジスタ等のスイッチング素子で構成できる。
【００９１】
第１比較器５４ａでは、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが予め定められた第１基準電圧Ｅｒｅｆ１と比較され、出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１よりも大きい場合に、第１電気信号が第１光検出器５６ａに出力される。
【００９２】
第１光検出器５６ａは、第１比較器５４ａに接続され、第１比較器５４ａから出力された第１電気信号を受信して第１光信号５６ａ１を送信する第１発光器５７ａと、第１発光器５７ａからの第１光信号５６ａ１を受信する第１受光器５８ａとを有するように構成されている。第１光検出器５６ａにおいて、第１受光器５８ａは、第１発光器５７ａと電気的に絶縁されている。第１光検出器５６ａは、外部からの光を遮断するために、例えば集積回路として構成されている。
【００９３】
図４に示すように、第１発光器５７ａは、第１発光側抵抗器５７ａ１と、第１発光素子５７ａ２と、第１スイッチング素子５７ａ３と、第１ベース端子抵抗器５７ａ４と、第１端子間抵抗器５７ａ５とを有する構成にできる。第１発光器５７ａにおいて、第１発光側抵抗器５７ａ１、第１発光素子５７ａ２、及び第１スイッチング素子５７ａ３は直列に接続されている。具体的には、第１発光側抵抗器５７ａ１の一端は、入力側電源９０ａに接続されている。図４を含む以下の図面では図示しないが、入力側電源９０ａは、運転制御装置８の一次側に搭載された直流電力変換器１２として、例えば、定格電圧１５Ｖの電力を第１発光器５７ａに供給するように構成される。第１発光側抵抗器５７ａ１の他の一端は、第１発光素子５７ａ２の陽極側に接続されている。第１発光素子５７ａ２の陰極側は、第１スイッチング素子５７ａ３のコレクタ端子に接続されている。第１スイッチング素子５７ａ３のエミッタ端子は、直流電源２の負極側に接続されている。第１ベース端子抵抗器５７ａ４は、第１スイッチング素子５７ａ３のベース端子と、第１比較器５４ａの出力端子との間に接続されている。第１端子間抵抗器５７ａ５は、第１スイッチング素子５７ａ３のベース端子と、第１ベース端子抵抗器５７ａ４との間に分岐接続され、第１スイッチング素子５７ａ３のエミッタ端子に接続されている。
【００９４】
なお、コレクタ端子は、アノード端子又はドレイン端子と称される場合がある。また、エミッタ端子は、カソード端子又はソース端子等と称される場合がある。また、ベース端子は、ゲート端子等と称される場合がある。
【００９５】
第１発光側抵抗器５７ａ１は、第１発光素子５７ａ２及び第１スイッチング素子５７ａ３に過電流が流れることによる第１発光素子５７ａ２及び第１スイッチング素子５７ａ３の損傷を防ぐための保護抵抗器である。第１ベース端子抵抗器５７ａ４及び第１端子間抵抗器５７ａ５は、第１スイッチング素子５７ａ３に過電流が流れることによる第１スイッチング素子５７ａ３の損傷を防ぐための保護抵抗器である。第１発光側抵抗器５７ａ１、第１ベース端子抵抗器５７ａ４、及び第１端子間抵抗器５７ａ５には、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった小型の固定抵抗器が用いられる。第１発光側抵抗器５７ａ１、第１ベース端子抵抗器５７ａ４、及び第１端子間抵抗器５７ａ５は、例えば、チップ抵抗器として構成される。
【００９６】
第１発光素子５７ａ２は、陽極側から陰極側に順方向に通電された際に第１光信号５６ａ１を送信する半導体素子である。第１発光素子５７ａ２としては、例えば赤外線を発光する赤外発光ダイオード等が用いられる。
【００９７】
第１スイッチング素子５７ａ３は、第１比較器５４ａから送信された第１電気信号を受信して駆動するように構成されている。第１スイッチング素子５７ａ３は、例えば、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、又は酸化金属半導体電界効果トランジスタ等のスイッチング素子で構成できる。
【００９８】
図４に示すように、第１受光器５８ａは、第１受光側抵抗器５８ａ１と、第１受光素子５８ａ２とを有する構成にできる。第１受光器５８ａにおいて、第１受光側抵抗器５８ａ１及び第１受光素子５８ａ２は直列に接続されている。具体的には、第１受光側抵抗器５８ａ１の一端は、出力側電源９５ａに接続されている。出力側電源９５ａは、運転制御装置８の二次側に搭載された直流電力変換器１２、例えば、定格電圧５Ｖの電力を供給する第３電力変換器１２ｃとして構成される。第１受光側抵抗器５８ａ１の他の一端は、第１受光素子５８ａ２の一端に接続されている。第１受光素子５８ａ２の他の一端は、出力側回路基準電位部８５ａに接続されている。出力側回路基準電位部８５ａは、例えば、変圧器１３ａの出力部１３ａ２の負極側に構成することができる。出力側回路基準電位部８５ａを変圧器１３ａの出力部１３ａ２の負極側に構成することにより、絶縁破壊が発生した場合であっても、空気調和機１の二次側部分と大地との間で電気回路が形成されることによる、地絡電流の発生を回避できる。また、第１受光側抵抗器５８ａ１と第１受光素子５８ａ２との間の接続部は、制御部１４の第１入力ポート１４ａに接続されている。第１受光器５８ａは、制御部１４の第１入力ポート１４ａに第１検知信号を送信するように構成されている。
【００９９】
第１受光側抵抗器５８ａ１は、第１受光素子５８ａ２に過電流が流れることによる第１受光素子５８ａ２の損傷を防ぐための保護抵抗器である。また、第１受光側抵抗器５８ａ１は、第１光信号５６ａ１を第１受光素子５８ａ２が受信しないときに、制御部１４で検知される第１検知信号が、出力側電源９５ａの定格電圧とほぼ同一の高電位の信号となるように設けられたプルアップ抵抗器である。第１受光側抵抗器５８ａ１には、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった小型の固定抵抗器が用いられる。第１受光側抵抗器５８ａ１は、例えば、チップ抵抗器として構成される。
【０１００】
第１受光素子５８ａ２は、第１発光素子５７ａ２からの第１光信号５６ａ１を受信して駆動するように構成されたスイッチング素子である。図４に示すように、第１受光素子５８ａ２としては、フォトトランジスタを用いることができる。第１受光素子５８ａ２としてフォトトランジスタを用いた場合、フォトトランジスタのコレクタとベースの接合部が、第１発光素子５７ａ２からの第１光信号５６ａ１を受信する受光部として用いられる。また、第１受光素子５８ａ２としてフォトトランジスタを用いた場合、フォトトランジスタのコレクタ端子が、第１受光側抵抗器５８ａ１に接続され、フォトトランジスタのエミッタ端子が、出力側回路基準電位部８５ａに接続される。なお、第１受光素子５８ａ２としては、フォトトランジスタの代わりに、シリコン製フォトダイオード等の受光素子を用いてもよい。第１受光素子５８ａ２は、第１発光素子５７ａ２からの第１光信号５６ａ１を受信することにより駆動され、第１受光器５８ａは、無通電状態から通電状態に切り替わる。
【０１０１】
次に、本実施の形態１に係る電力低下検知装置５０の動作について、具体例を用いて説明する。
【０１０２】
例えば、直流電源２の定格直流電圧が２６０〜３８０Ｖである場合を考える。分圧器５２は、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値が８８ｋΩ、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値が５ｋΩとなるように構成したとする。また、第１比較器５４ａは、第１基準電圧源５４ａ２の第１基準電圧Ｅｒｅｆ１が１４Ｖとなるように構成したとする。
【０１０３】
直流電源２の直流電圧が２６０Ｖより大きく、空気調和機１に電力が安定して供給されている場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは１４Ｖ以上となる。直流電源２の定格直流電圧が２６０Ｖより大きい場合、第１比較器５４ａから第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号が送信される。第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号が送信された場合、第１電気信号により第１発光器５７ａの第１スイッチング素子５７ａ３が駆動状態となる。第１スイッチング素子５７ａ３が駆動状態の場合、第１発光器５７ａの第１発光素子５７ａ２が通電されて、第１光信号５６ａ１が、第１発光素子５７ａ２から第１受光器５８ａの第１受光素子５８ａ２に送信される。第１光信号５６ａ１は、第１受光素子５８ａ２で受信され、第１受光器５８ａは通電状態となる。したがって、第１受光器５８ａから制御部１４の第１入力ポート１４ａに入力され、制御部１４で検知される第１検知信号は、出力側回路基準電位部８５ａの電位とほぼ同一の低電位の信号となる。
【０１０４】
一方、直流電源２の直流電圧が下限値である２６０Ｖ以下となり、空気調和機１に供給される電力が低下している場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは１４Ｖ未満となる。直流電源２の定格直流電圧が２６０Ｖ以下の場合、第１比較器５４ａから第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号は送信されない。第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号が送信されない場合、第１発光器５７ａの第１スイッチング素子５７ａ３は停止状態となる。第１スイッチング素子５７ａ３が停止状態の場合、第１発光器５７ａの第１発光素子５７ａ２は通電されないため、第１光信号５６ａ１は、第１発光素子５７ａ２から第１受光器５８ａの第１受光素子５８ａ２に送信されない。第１光信号５６ａ１が、第１受光素子５８ａ２に送信されない場合、第１受光器５８ａは無通電状態となる。したがって、第１受光器５８ａから制御部１４の第１入力ポート１４ａに入力され、制御部１４で検知される第１検知信号は、出力側電源９５ａの定格電圧とほぼ同一の高電位の信号となる。
【０１０５】
なお、電力低下検知装置５０における、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値、及び第１基準電圧Ｅｒｅｆ１は、上述の例に限られない。例えば、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値を１１０ｋΩ、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値を２０ｋΩ、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１を４０Ｖとした場合であっても、直流電源２の直流電圧が２６０Ｖ以下であるか否かを検知できる。また、電力低下検知装置５０で検知可能な直流電源２の直流電圧は、２６０Ｖには限られず、２６０Ｖ以外の電圧であっても、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値、及び第１基準電圧Ｅｒｅｆ１を調整することにより検知できる。
【０１０６】
以上のとおり、本実施の形態１の電力低下検知装置５０においては、直流電源２から出力される直流電圧が所定の値よりも低下したか否かによって、制御部１４に出力する第１検知信号を切り換えることができるため、制御部１４で直流電源２の出力電力の低下を検知できる。また、電力低下検知装置５０の制御部１４の側の出力側回路５０ｂは、直流電源２の側の入力側回路５０ａと電気的に絶縁されているため、一次側の漏電等による、二次側にある制御部１４等の損傷が抑制される。また、電力低下検知装置５０において出力側回路５０ｂを入力側回路５０ａと電気的に絶縁することにより、使用者が触れる可能性のある部分に高電流が流れる可能性が抑制され、直流電源２と使用者が触れる可能性のある部分との絶縁が確保される。したがって、本実施の形態１によれば、直流電源２との絶縁を確保しつつ、直流電源２を監視することが可能となるため、空気調和機１及び運転制御装置８の信頼性及び安全性を確保可能な電力低下検知装置５０を提供することができる。
【０１０７】
次に、本実施の形態１の運転制御装置８での制御処理の一例について、具体的に説明する。
【０１０８】
図５は、直流電源２の電圧と、電動機７０の駆動に用いられるインバータ装置３８の駆動周波数ｆとの関係を概略的に示すグラフである。横軸は直流電源２の電圧を示し、縦軸はインバータ装置３８の駆動周波数ｆを示している。
【０１０９】
図５で示した直線状の点線は、電動機７０の駆動において、理想的な直流電源２の電圧とインバータ装置３８の駆動周波数ｆの関係を示している。点線の上側の領域は、電動機７０の駆動電流が増加する領域であり、点線から離れるにしたがって、電動機７０の巻線における発熱量が増加し、電動機７０の巻線の温度が上昇するため、電動機７０の巻線での電力損失が増加する。更に、電動機７０の発熱量の増加により、電動機７０の周囲温度が上昇した場合には、電動機７０の動作が制限される場合がある。
【０１１０】
ブラシレス直流電動機等の電動機７０の駆動に必要な、直流電源２から出力される直流電圧の範囲が２６０〜３８０Ｖであり、この直流電圧の範囲でのインバータ装置３８の駆動周波数ｆが第１周波数ｆ１である場合を考える。直流電源２から出力される直流電圧が２６０Ｖ以下となった場合、図５に示されるように、電動機７０の巻線での電力損失が増加する。例えば、直流電源２が無停電電源装置であり、蓄電池を有しており、直流電源２から出力される直流電圧が２６０Ｖ以下となった場合を考える。この場合、運転制御装置８が直流電圧の低下が直流電源２の蓄電池の容量低下によって発生していると判断し、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを第２周波数ｆ２に早めに低下させることができれば、電動機７０の長時間の運転継続が可能となる。したがって、図５の実線の折れ線に示すように、運転制御装置８が、直流電源２から出力される直流電圧が２６０Ｖ以下に低下するのを検知し、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを第２周波数ｆ２に低下させることができれば、電動機７０の巻線での電力損失を抑制し、電動機７０の動作が制限されるのを回避できる。
【０１１１】
図６は、本実施の形態１に係る運転制御装置８における制御処理の一例を示すフローチャートである。本実施の形態１の運転制御装置８において、制御部１４は、空気調和機１の駆動時に、当該制御処理を常時実行するように構成できる。
【０１１２】
ステップＳ１１では、制御部１４では、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第１比較器５４ａの第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下であるか否かが判定される。前述したように、出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下である場合、制御部１４で検知される第１検知信号は高電位の信号となる。また、出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値より大きい場合、制御部１４で検知される第１検知信号は低電位の信号となる。また、前述したように、直流電源２の電圧に低下が見られる場合は、出力電圧Ｅｓは第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下となり、直流電源２の電圧が安定して供給されている場合は、出力電圧Ｅｓは第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値より大きくなる。すなわち、ステップＳ１１では、制御部１４では、直流電源２の電圧が安定して供給されているか否かを判定することができる。
【０１１３】
分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下であると判定された場合は、ステップＳ１２において、制御部１４では、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを、第１周波数ｆ１より小さい第２周波数ｆ２とする制御が行われる。すなわち、ステップＳ１２においては、制御部１４では、直流電源２の電圧が低下していることを示す高電位の第１検知信号を受信した場合、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを通常の駆動周波数である第１周波数ｆ１より小さい第２周波数ｆ２とする制御が行われる。
【０１１４】
分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値より大きいと判定された場合は、ステップＳ１３において、制御部１４は、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを第１周波数ｆ１とする制御を行う。すなわち、ステップＳ１３においては、制御部１４では、直流電源２の電圧が安定していることを示す低電位の第１検知信号を受信した場合、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを通常の駆動周波数である第１周波数ｆ１とする制御が行われる。
【０１１５】
以上に示すように、本実施の形態１の運転制御装置８の制御部１４は、インバータ装置３８の駆動周波数ｆの制御を行うように構成される。また、本実施の形態１の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値よりも大きい場合に、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを第１周波数ｆ１とするように構成される。また、本実施の形態１の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下となった場合に、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを前記第１周波数ｆ１よりも低い第２周波数ｆ２とするように構成される。
【０１１６】
上述の構成によれば、直流電源２の電圧が低下した場合であっても、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを低下させるように制御することができ、電動機７０の巻線の温度上昇を抑えつつ、空気調和機１の運転を継続することが可能となる。
【０１１７】
電動機７０の駆動電流の増加を回避する保護回路としては、例えば、溶断により駆動電流を遮断するヒューズ式過電流保護器、スイッチング動作により駆動電流を遮断するリセットタイプ過電流保護器、又は電動機７０の過熱保護器等が挙げられる。しかしながら、これらの保護回路が動作した場合には、電動機７０の駆動が停止されてしまうため、空気調和機１の信頼性が低下するという課題がある。しかしながら、上述の構成によれば、電動機７０の巻線の温度上昇を抑えつつ、空気調和機１の運転を継続することが可能となるため、空気調和機１の信頼性を確保することが可能となる。
【０１１８】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る運転制御装置８の電力低下検知装置５０について、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態２に係る電力低下検知装置５０の一例を示す概略図である。なお、直流電源２、分圧器５２、第１比較器５４ａ、及び第１光検出器５６ａの構造は、上述の実施の形態１と同一であるため説明を省略する。
【０１１９】
電力低下検知装置５０は、分圧器５２に第１比較器５４ａと並列接続される第２比較器５４ｂと、第２比較器５４ｂに接続された第２光検出器５６ｂとを備える。図７の一点鎖線Ａで概略的に示すように、第２光検出器５６ｂにおいて、電力低下検知装置５０の制御部１４の側の出力側回路５０ｂは、直流電源２の側の入力側回路５０ａと電気的に絶縁されている。第２光検出器５６ｂの出力側回路５０ｂの側は、制御部１４の第２入力ポート１４ｂに接続されている。
【０１２０】
第１分圧抵抗器５２ａと第２分圧抵抗器５２ｂとの間の接続部は、第２比較器５４ｂの入力側に接続されている。図７に示すように、直流電源２から出力された電圧は、分圧器５２によって分圧され、出力電圧Ｅｓとして、第２比較器５４ｂに入力される。
【０１２１】
第２比較器５４ｂは、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓを予め定められた第２基準電圧Ｅｒｅｆ２と比較して、前記出力電圧Ｅｓが第２基準電圧Ｅｒｅｆ２よりも大きい場合に第２電気信号を第２光検出器５６ｂに出力するように構成される。第２比較器５４ｂは、例えば図７に示すように、第２演算増幅器５４ｂ１と、第２基準電圧源５４ｂ２を有する構成にできる。図７に示すように、第２演算増幅器５４ｂ１には、演算増幅器駆動電源９２ｂが接続され、第２演算増幅器５４ｂ１を駆動するための電力が供給される。図７を含む以下の図面では図示しないが、演算増幅器駆動電源９２ｂは、運転制御装置８の一次側に搭載された直流電力変換器１２として、例えば、定格電圧１５Ｖの電力を第２演算増幅器５４ｂ１に供給するように構成される。また、第２演算増幅器５４ｂ１の負極側の電源端子は、直流電源２の負極側に接続されている。
【０１２２】
第２演算増幅器５４ｂ１は、２つの入力端子と、１つの出力端子とを有し、２つの入力端子間の電位差に応じて出力端子から電気信号を出力する差動増幅回路である。第２演算増幅器５４ｂ１の２つの入力端子は、非反転入力端子と、反転入力端子とからなる。非反転入力端子は、分圧器５２、すなわち、第１分圧抵抗器５２ａと第２分圧抵抗器５２ｂとの間の接続部に接続されており、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが印加される。反転入力端子には、第２基準電圧源５４ｂ２の正極側が接続されており、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２が印加される。第２演算増幅器５４ｂ１は、スイッチング素子を含む集積回路として構成される。
【０１２３】
第２基準電圧源５４ｂ２は、一定の直流電圧を第２演算増幅器５４ｂ１に出力する電圧調整器である。第２基準電圧源５４ｂ２の正極は、第２演算増幅器５４ｂ１の反転入力端子に接続され、第２基準電圧源５４ｂ２の負極は、直流電源２の負極側に接続されている。第２比較器５４ｂでは、第２基準電圧源５４ｂ２から第２演算増幅器５４ｂ１の反転入力端子に第２基準電圧Ｅｒｅｆ２が入力される。第２基準電圧源５４ｂ２は、例えば、スイッチング素子を含む集積回路として構成できる。スイッチング素子を含む集積回路の例としては、例えばシャントレギュレータが挙げられる。なお、第２基準電圧源５４ｂ２は、第２演算増幅器５４ｂ１と同一の集積回路上に構成してもよい。
【０１２４】
なお、第２比較器５４ｂで用いられるスイッチング素子は、例えば、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、又は酸化金属半導体電界効果トランジスタ等のスイッチング素子で構成できる。
【０１２５】
第２比較器５４ｂでは、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが予め定められた第２基準電圧Ｅｒｅｆ２と比較され、出力電圧Ｅｓが第２基準電圧Ｅｒｅｆ２よりも大きい場合に、第２電気信号が第２光検出器５６ｂに出力される。
【０１２６】
第２光検出器５６ｂは、第２比較器５４ｂに接続され、第２比較器５４ｂから出力された第２電気信号を受信して第２光信号５６ｂ１を送信する第２発光器５７ｂと、第２発光器５７ｂからの第２光信号５６ｂ１を受信する第２受光器５８ｂとを有するように構成されている。第２光検出器５６ｂにおいて、第２受光器５８ｂは、第２発光器５７ｂと電気的に絶縁されている。第２光検出器５６ｂは、外部からの光を遮断するために、例えば集積回路として構成されている。
【０１２７】
図７に示すように、第２発光器５７ｂは、第２発光側抵抗器５７ｂ１と、第２発光素子５７ｂ２と、第２スイッチング素子５７ｂ３と、第２ベース端子抵抗器５７ｂ４と、第２端子間抵抗器５７ｂ５とを有する構成にできる。第２発光器５７ｂにおいて、第２発光側抵抗器５７ｂ１、第２発光素子５７ｂ２、及び第２スイッチング素子５７ｂ３は直列に接続されている。具体的には、第２発光側抵抗器５７ｂ１の一端は、入力側電源９０ａに接続されている。図７を含む以下の図面では図示しないが、入力側電源９０ａは、運転制御装置８の一次側に搭載された直流電力変換器１２として、例えば、定格電圧１５Ｖの電力を第２発光器５７ｂに供給するように構成される。第２発光側抵抗器５７ｂ１の他の一端は、第２発光素子５７ｂ２の陽極側に接続されている。第２発光素子５７ｂ２の陰極側は、第２スイッチング素子５７ｂ３のコレクタ端子に接続されている。第２スイッチング素子５７ｂ３のエミッタ端子は、直流電源２の負極側に接続されている。第２ベース端子抵抗器５７ｂ４は、第２スイッチング素子５７ｂ３のベース端子と、第２比較器５４ｂの出力端子との間に接続されている。第２端子間抵抗器５７ｂ５は、第２スイッチング素子５７ｂ３のベース端子と、第２ベース端子抵抗器５７ｂ４との間に分岐接続され、第２スイッチング素子５７ｂ３のエミッタ端子に接続されている。
【０１２８】
なお、コレクタ端子は、アノード端子又はドレイン端子と称される場合がある。また、エミッタ端子は、カソード端子又はソース端子等と称される場合がある。また、ベース端子は、ゲート端子等と称される場合がある。
【０１２９】
第２発光側抵抗器５７ｂ１は、第２発光素子５７ｂ２及び第２スイッチング素子５７ｂ３に過電流が流れることによる第２発光素子５７ｂ２及び第２スイッチング素子５７ｂ３の損傷を防ぐための保護抵抗器である。第２ベース端子抵抗器５７ｂ４及び第２端子間抵抗器５７ｂ５は、第２スイッチング素子５７ｂ３に過電流が流れることによる第２スイッチング素子５７ｂ３の損傷を防ぐための保護抵抗器である。第２発光側抵抗器５７ｂ１、第２ベース端子抵抗器５７ｂ４、及び第２端子間抵抗器５７ｂ５には、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった小型の固定抵抗器が用いられる。第２発光側抵抗器５７ｂ１、第２ベース端子抵抗器５７ｂ４、及び第２端子間抵抗器５７ｂ５は、例えば、チップ抵抗器として構成される。
【０１３０】
第２発光素子５７ｂ２は、陽極側から陰極側に順方向に通電された際に第２光信号５６ｂ１を送信する半導体素子である。第２発光素子５７ｂ２としては、例えば赤外線を発光する赤外発光ダイオード等が用いられる。
【０１３１】
第２スイッチング素子５７ｂ３は、第２比較器５４ｂから送信された第２電気信号を受信して駆動するように構成されている。第２スイッチング素子５７ｂ３は、例えば、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、又は酸化金属半導体電界効果トランジスタ等のスイッチング素子で構成できる。
【０１３２】
図７に示すように、第２受光器５８ｂは、第２受光側抵抗器５８ｂ１と、第２受光素子５８ｂ２とを有する構成にできる。第２受光器５８ｂにおいて、第２受光側抵抗器５８ｂ１及び第２受光素子５８ｂ２は直列に接続されている。具体的には、第２受光側抵抗器５８ｂ１の一端は、出力側電源９５ｂに接続されている。出力側電源９５ｂは、運転制御装置８の二次側に搭載された直流電力変換器１２、例えば、定格電圧５Ｖの電力を供給する第３電力変換器１２ｃとして構成される。第２受光側抵抗器５８ｂ１の他の一端は、第２受光素子５８ｂ２の一端に接続されている。第２受光素子５８ｂ２の他の一端は、出力側回路基準電位部８５ｂに接続されている。出力側回路基準電位部８５ｂは、例えば、変圧器１３ａの出力部１３ａ２の負極側に構成することができる。出力側回路基準電位部８５ｂを変圧器１３ａの出力部１３ａ２の負極側に構成することにより、絶縁破壊が発生した場合であっても、空気調和機１の二次側部分と大地との間で電気回路が形成されることによる、地絡電流の発生を回避できる。また、第２受光側抵抗器５８ｂ１と第２受光素子５８ｂ２との間の接続部は、制御部１４の第２入力ポート１４ｂに接続されている。第２受光器５８ｂは、制御部１４の第２入力ポート１４ｂに第２検知信号を送信するように構成されている。
【０１３３】
第２受光側抵抗器５８ｂ１は、第２受光素子５８ｂ２に過電流が流れることによる第２受光素子５８ｂ２の損傷を防ぐための保護抵抗器である。また、第２受光側抵抗器５８ｂ１は、第２光信号５６ｂ１を第２受光素子５８ｂ２が受信しないときに、制御部１４で検知される第２検知信号が、出力側電源９５ｂの定格電圧とほぼ同一の高電位の信号となるように設けられたプルアップ抵抗器である。第２受光側抵抗器５８ｂ１には、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった小型の固定抵抗器が用いられる。第２受光側抵抗器５８ｂ１は、例えば、チップ抵抗器として構成される。
【０１３４】
第２受光素子５８ｂ２は、第２発光素子５７ｂ２からの第２光信号５６ｂ１を受信して駆動するように構成されたスイッチング素子である。図７に示すように、第２受光素子５８ｂ２としては、フォトトランジスタを用いることができる。第２受光素子５８ｂ２としてフォトトランジスタを用いた場合、フォトトランジスタのコレクタとベースの接合部が、第２発光素子５７ｂ２からの第２光信号５６ｂ１を受信する受光部として用いられる。また、第２受光素子５８ｂ２としてフォトトランジスタを用いた場合、フォトトランジスタのコレクタ端子が、第２受光側抵抗器５８ｂ１に接続され、フォトトランジスタのエミッタ端子が、出力側回路基準電位部８５ｂに接続される。なお、第２受光素子５８ｂ２としては、フォトトランジスタの代わりに、シリコン製フォトダイオード等の受光素子を用いてもよい。第２受光素子５８ｂ２は、第２発光素子５７ｂ２からの第２光信号５６ｂ１を受信することにより駆動され、第２受光器５８ｂは、無通電状態から通電状態に切り替わる。
【０１３５】
次に、本実施の形態２に係る電力低下検知装置５０の動作について、具体例を用いて説明する。
【０１３６】
例えば、直流電源２の定格直流電圧が２６０〜３８０Ｖである場合を考える。分圧器５２は、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値が８８ｋΩ、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値が５ｋΩとなるように構成したとする。また、第１比較器５４ａは、第１基準電圧源５４ａ２の第１基準電圧Ｅｒｅｆ１が１４Ｖとなるように構成し、第２比較器５４ｂは、第２基準電圧源５４ｂ２の第２基準電圧Ｅｒｅｆ２が５．４Ｖとなるように構成したとする。
【０１３７】
直流電源２の直流電圧が２６０Ｖより大きく、空気調和機１に電力が安定して供給されている場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは１４Ｖ以上となる。
【０１３８】
直流電源２の定格直流電圧が２６０Ｖより大きい場合、第１比較器５４ａから第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号が送信される。第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号が送信された場合、第１電気信号により第１発光器５７ａの第１スイッチング素子５７ａ３は駆動状態となる。第１スイッチング素子５７ａ３が駆動状態の場合、第１発光器５７ａの第１発光素子５７ａ２が通電されて、第１光信号５６ａ１が、第１発光素子５７ａ２から第１受光器５８ａの第１受光素子５８ａ２に送信される。第１光信号５６ａ１は、第１受光素子５８ａ２で受信され、第１受光器５８ａは通電状態となる。したがって、第１受光器５８ａから制御部１４の第１入力ポート１４ａに入力され、制御部１４で検知される第１検知信号は、出力側回路基準電位部８５ａの電位とほぼ同一の低電位の信号となる。
【０１３９】
一方、直流電源２の直流電圧が下限値である２６０Ｖ以下となり、空気調和機１に供給される電力が低下している場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは１４Ｖ未満となる。直流電源２の定格直流電圧が２６０Ｖ以下の場合、第１比較器５４ａから第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号は送信されない。第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号が送信されない場合、第１発光器５７ａの第１スイッチング素子５７ａ３が停止状態となる。第１スイッチング素子５７ａ３が停止状態の場合、第１発光素子５７ａ２は通電されないため、第１光信号５６ａ１は、第１発光素子５７ａ２から第１受光器５８ａの第１受光素子５８ａ２に送信されない。第１光信号５６ａ１が第１受光素子５８ａ２に送信されない場合、第１受光器５８ａは無通電状態となる。したがって、第１受光器５８ａから制御部１４の第１入力ポート１４ａに入力され、制御部１４で検知される第１検知信号は、出力側電源９５ａの定格電圧とほぼ同一の高電位の信号となる。
【０１４０】
また、直流電源２の直流電圧が２６０Ｖ以下となった場合であっても、１００Ｖよりも大きい場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは５．４Ｖ以上となる。
【０１４１】
直流電源２の定格直流電圧が１００Ｖより大きい場合、第２比較器５４ｂから第２光検出器５６ｂの第２発光器５７ｂに第２電気信号が送信される。第２光検出器５６ｂの第２発光器５７ｂに第２電気信号が送信された場合、第２電気信号により第２発光器５７ｂの第２スイッチング素子５７ｂ３は駆動状態となる。第２スイッチング素子５７ｂ３が駆動状態の場合、第２発光器５７ｂの第２発光素子５７ｂ２が通電されて、第２光信号５６ｂ１が、第２発光素子５７ｂ２から第２受光器５８ｂの第２受光素子５８ｂ２に送信される。第２光信号５６ｂ１は、第２受光素子５８ｂ２で受信され、第２受光器５８ｂは通電状態となる。したがって、第２受光器５８ｂから制御部１４の第２入力ポート１４ｂに入力され、制御部１４で検知される第２検知信号は、出力側回路基準電位部８５ｂの電位とほぼ同一の低電位の信号となる。
【０１４２】
一方、直流電源２の直流電圧が下限値である１００Ｖ以下となった場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは５．４Ｖ未満となる。直流電源２の定格直流電圧が２６０Ｖ以下の場合、第２比較器５４ｂから第２光検出器５６ｂの第２発光器５７ｂに第２電気信号は送信されない。第２光検出器５６ｂの第２発光器５７ｂに第２電気信号が送信されない場合、第２発光器５７ｂの第２スイッチング素子５７ｂ３が停止状態となる。第２スイッチング素子５７ｂ３が停止状態の場合、第２発光素子５７ｂ２は通電されないため、第２光信号５６ｂ１は、第２発光素子５７ｂ２から第２受光器５８ｂの第２受光素子５８ｂ２に送信されない。第２光信号５６ｂ１が第２受光素子５８ｂ２に送信されない場合、第２受光器５８ｂは無通電状態となる。したがって、第２受光器５８ｂから制御部１４の第２入力ポート１４ｂに入力され、制御部１４で検知される第２検知信号は、出力側電源９５ｂの定格電圧とほぼ同一の高電位の信号となる。
【０１４３】
なお、電力低下検知装置５０における、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１、及び第２基準電圧Ｅｒｅｆ２は、上述の例に限られない。例えば、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値を１１０ｋΩ、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値を２０ｋΩ、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１を４０Ｖとした場合であっても、直流電源２の直流電圧が２６０Ｖ以下であるか否かを検知できる。また、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２を１５．３９Ｖとした場合、直流電源２の直流電圧が１００Ｖ以下であるか否かを検知できる。また、電力低下検知装置５０で検知可能な直流電源２の直流電圧は、２６０Ｖ、１００Ｖには限られない。２６０Ｖ、１００Ｖ以外の電圧であっても、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１、及び第２基準電圧Ｅｒｅｆ２を調整することにより電力低下検知装置５０で検知できる。
【０１４４】
以上のとおり、本実施の形態２の電力低下検知装置５０においては、直流電源２から出力される直流電圧が所定の値よりも低下したか否かによって、制御部１４に出力する第１検知信号及び第２検知信号を切り換えることができる。したがって、制御部１４で直流電源２の出力電力の低下を細分化して検知できる。また、電力低下検知装置５０の制御部１４の側の出力側回路５０ｂは、直流電源２の側の入力側回路５０ａと電気的に絶縁されているため、一次側の漏電等による、二次側にある制御部１４等の損傷が抑制される。また、電力低下検知装置５０において出力側回路５０ｂを入力側回路５０ａと電気的に絶縁することにより、使用者が触れる可能性のある部分に高電流が流れる可能性が抑制され、直流電源２と使用者が触れる可能性のある部分との絶縁が確保される。よって、本実施の形態２によれば、直流電源２との絶縁を確保しつつ、直流電源２を更に細分化して監視することが可能となるため、空気調和機１及び運転制御装置８の更なる信頼性及び安全性を確保可能な電力低下検知装置５０を提供することができる。
【０１４５】
第１比較器５４ａの第１基準電圧源５４ａ２及び第２比較器５４ｂの第２基準電圧源５４ｂ２の変形例について、図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態２に係る電力低下検知装置５０の別の一例を示す概略図である。なお、図８の第１基準電圧源５４ａ２及び第２基準電圧源５４ｂ２に係る構成以外については、上述の図７と同一であるため説明を省略する。
【０１４６】
図８に示すように、第１基準電圧源５４ａ２は、入力側電源９０ｂと直流電源２の負極側との間に直列に接続された、第１基準電圧源正極側抵抗器５４ａ３と、第１基準電圧源負極側抵抗器５４ａ４とを有する分圧回路として構成してもよい。第１基準電圧源正極側抵抗器５４ａ３の一端は、入力側電源９０ｂに接続される。第１基準電圧源正極側抵抗器５４ａ３の他の一端は、第１基準電圧源負極側抵抗器５４ａ４の一端に接続される。第１基準電圧源負極側抵抗器５４ａ４の他の一端は、直流電源２の負極側に接続される。第１基準電圧源正極側抵抗器５４ａ３と、第１基準電圧源負極側抵抗器５４ａ４との間の接続部は、第１演算増幅器５４ａ１の反転入力端子に接続される。図８を含む以下の図面では図示しないが、入力側電源９０ｂは、運転制御装置８の一次側に搭載された直流電力変換器１２として、例えば、定格電圧１５Ｖの電力を第１基準電圧源正極側抵抗器５４ａ３及び第１基準電圧源負極側抵抗器５４ａ４に供給するように構成される。第１基準電圧源正極側抵抗器５４ａ３及び第１基準電圧源負極側抵抗器５４ａ４には、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった小型の固定抵抗器が用いられる。第１基準電圧源正極側抵抗器５４ａ３及び第１基準電圧源負極側抵抗器５４ａ４は、例えば、チップ抵抗器として構成される。
【０１４７】
例えば、入力側電源９０ｂの定格電圧を１５Ｖとして、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１を１４Ｖとする場合、第１基準電圧源５４ａ２は、第１基準電圧源正極側抵抗器５４ａ３の抵抗値が１０ｋΩ、第１基準電圧源負極側抵抗器５４ａ４の抵抗値が１４０ｋΩとなるように構成できる。
【０１４８】
また、図８に示すように、第２基準電圧源５４ｂ２は、入力側電源９０ｃと直流電源２の負極側との間に直列に接続された、第２基準電圧源正極側抵抗器５４ｂ３と、第２基準電圧源負極側抵抗器５４ｂ４とを有する分圧回路として構成してもよい。第２基準電圧源正極側抵抗器５４ｂ３の一端は、入力側電源９０ｃに接続される。第２基準電圧源正極側抵抗器５４ｂ３の他の一端は、第２基準電圧源負極側抵抗器５４ｂ４の一端に接続される。第２基準電圧源負極側抵抗器５４ｂ４の他の一端は、直流電源２の負極側に接続される。第２基準電圧源正極側抵抗器５４ｂ３と、第２基準電圧源負極側抵抗器５４ｂ４との間の接続部は、第２演算増幅器５４ｂ１の反転入力端子に接続される。図８を含む以下の図面では図示しないが、入力側電源９０ｃは、運転制御装置８の一次側に搭載された直流電力変換器１２、例えば、定格電圧１５Ｖの電力を第２基準電圧源正極側抵抗器５４ｂ３及び第２基準電圧源負極側抵抗器５４ｂ４に供給するように構成される。第２基準電圧源正極側抵抗器５４ｂ３及び第２基準電圧源負極側抵抗器５４ｂ４には、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった小型の固定抵抗器が用いられる。第２基準電圧源正極側抵抗器５４ｂ３及び第２基準電圧源負極側抵抗器５４ｂ４は、例えば、チップ抵抗器として構成される。
【０１４９】
例えば、入力側電源９０ｃの定格電圧を１５Ｖとして、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２を５．４Ｖとする場合、第２基準電圧源５４ｂ２は、第２基準電圧源正極側抵抗器５４ｂ３の抵抗値が１６０ｋΩ、第２基準電圧源負極側抵抗器５４ｂ４の抵抗値が９０ｋΩとなるように構成できる。
【０１５０】
第１基準電圧源５４ａ２及び第２基準電圧源５４ｂ２を分圧回路として構成すれば、抵抗器のみの簡単な回路で、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１及び第２基準電圧Ｅｒｅｆ２を生成できるため、電力低下検知装置５０を廉価に製造することができ、電力低下検知装置５０の小型化を図ることができる。
【０１５１】
第１比較器５４ａ及び第２比較器５４ｂの変形例について、図９を用いて説明する。図９は、本実施の形態２に係る電力低下検知装置５０の別の一例を示す概略図である。なお、図９の第１比較器５４ａ及び第２比較器５４ｂに係る構成以外については、上述の図７と同一であるため説明を省略する。
【０１５２】
図９に示すように、電力低下検知装置５０において、第１比較器５４ａは第１ツェナーダイオード５５ａとして構成してもよい。第１比較器５４ａとして第１ツェナーダイオード５５ａを用いる場合、第１ツェナーダイオード５５ａの負極側と分圧器５２との間に第１電流制限抵抗器５５ａ１が接続される。第１ツェナーダイオード５５ａの正極側は第１受光器５８ａに接続される。第１ツェナーダイオード５５ａは、第１比較器５４ａの第１基準電圧Ｅｒｅｆ１に応じた降伏電圧を有するように構成される。
【０１５３】
第１電流制限抵抗器５５ａ１は、第１ツェナーダイオード５５ａに過電流が流れることによる第１ツェナーダイオード５５ａの損傷を防ぐための保護抵抗器である。第１電流制限抵抗器５５ａ１には、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった小型の固定抵抗器が用いられる。第１電流制限抵抗器５５ａ１は、例えば、チップ抵抗器として構成される。
【０１５４】
第１ツェナーダイオード５５ａは、例えば、出力電圧Ｅｓが１４Ｖを超える場合に、第１電気信号が第１光検出器５６ａに出力され、出力電圧Ｅｓが１４Ｖ以下の場合に、第１電気信号が第１光検出器５６ａに出力されないように構成できる。上述の構成の第１ツェナーダイオード５５ａを用いる場合においては、出力電圧Ｅｓが１４Ｖを超える場合に、制御部１４で検知される第１検知信号は、出力側回路基準電位部８５ａの電位とほぼ同一の低電位の信号となる。また、出力電圧Ｅｓが１４Ｖ以下の場合は、制御部１４で検知される第１検知信号は、出力側電源９５ａの定格電圧とほぼ同一の高電位の信号となる。
【０１５５】
また、図９に示すように、電力低下検知装置５０において、第２比較器５４ｂは第２ツェナーダイオード５５ｂとして構成してもよい。第２比較器５４ｂとして第２ツェナーダイオード５５ｂを用いる場合、第２ツェナーダイオード５５ｂの負極側と分圧器５２との間に第２電流制限抵抗器５５ｂ１が接続される。第２ツェナーダイオード５５ｂの正極側は第２受光器５８ｂに接続される。第２ツェナーダイオード５５ｂは、第２比較器５４ｂの第２基準電圧Ｅｒｅｆ２に応じた降伏電圧を有するように構成される。
【０１５６】
第２電流制限抵抗器５５ｂ１は、第２ツェナーダイオード５５ｂに過電流が流れることによる第２ツェナーダイオード５５ｂの損傷を防ぐための保護抵抗器である。第２電流制限抵抗器５５ｂ１には、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった小型の固定抵抗器が用いられる。第２電流制限抵抗器５５ｂ１は、例えば、チップ抵抗器として構成される。
【０１５７】
第２ツェナーダイオード５５ｂは、例えば、出力電圧Ｅｓが５．４Ｖを超える場合に、第２電気信号が第２光検出器５６ｂに出力され、出力電圧Ｅｓが５．４Ｖ以下の場合に、第２電気信号が第２光検出器５６ｂに出力されないように構成できる。上述の構成の第２ツェナーダイオード５５ｂを用いる場合においては、出力電圧Ｅｓが５．４Ｖを超える場合に、制御部１４で検知される第２検知信号は、出力側回路基準電位部８５ｂの電位とほぼ同一の低電位の信号となる。また、出力電圧Ｅｓが５．４Ｖ以下の場合は、制御部１４で検知される第２検知信号は、出力側電源９５ｂの定格電圧とほぼ同一の高電位の信号となる。
【０１５８】
次に、本実施の形態２の運転制御装置８での制御処理の一例について、具体的に説明する。
【０１５９】
本実施の形態２では、ブラシレス直流電動機等の電動機７０の駆動に必要な、直流電源２から出力される直流電圧の範囲が２６０〜３８０Ｖであり、この直流電圧の範囲でのインバータ装置３８の駆動周波数ｆが第１周波数ｆ１である場合を考える。直流電源２から出力される直流電圧が２６０Ｖ以下となった場合、前述の図５に示されるように、電動機７０の巻線での電力損失が増加する。例えば、直流電源２が無停電電源装置であり、蓄電池を有しており、直流電源２から出力される直流電圧が２６０Ｖ以下となった場合を考える。この場合、運転制御装置８が直流電圧の低下が直流電源２の蓄電池の容量低下によって発生していると判断し、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを第２周波数ｆ２に早めに低下させることができれば、電動機７０の長時間の運転継続が可能となる。したがって、図５の実線の折れ線に示すように、運転制御装置８が、直流電源２から出力される直流電圧が２６０Ｖ以下に低下するのを検知し、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを第２周波数ｆ２に低下させることができれば、電動機７０の巻線での電力損失を抑制し、電動機７０の動作が制限されるのを回避できる。
【０１６０】
また、本実施の形態２では、直流電源２から出力される直流電圧の低下により、空気調和機１の動作が不安定となる以下の（１）〜（２）の問題が生じる場合を考える。
（１）直流電圧が８７Ｖ以下に低下した場合、第１電力変換器１２ａからの分散電源システムである、第２電力変換器１２ｂ及び第３電力変換器１２ｃの定格電圧が確保できなくなる。すなわち、定格電圧１２Ｖの第２電力変換器１２ｂ、及び定格電圧５Ｖの第３電力変換器１２ｃの動作が不安定となる。したがって、第３電力変換器１２ｃから制御部１４への電力供給が不安定になる。
（２）直流電圧が７５Ｖ以下に低下した場合、ブラシレス直流電動機等の電動機７０の駆動に必要な電力が確保できなくなり、過電流保護のための動作モードに移行し、場合によっては停止する。
【０１６１】
特に、第３電力変換器１２ｃから制御部１４への電力供給が不安定となった場合、制御部１４が正常に動作せず、空気調和機１の安全性及び信頼性が損なわれる可能性がある。したがって、直流電圧が例えば１００Ｖ以下になった場合には、前述の図２で説明したように、直流電源２からの電力供給を停止し、送電部２１から制御部１４への電力の供給を開始し、全アクチュエータの動作を停止し、不揮発データをメモリに保存しつつ復電を待つように制御すれば、制御部１４の動作が不安定になるのを回避できる。また、前述のような受電切り替え機能が無い場合においても、Ｅｓの値がＥｒｅｆ２以下となるのを検知した際に、全アクチュエータの動作を停止し、不揮発データをメモリに保存しつつ復電を待つ制御とすることで、電源電圧低下に伴う不安定な動作を抑止できる。また、その後停電から復電した際にメモリの不揮発データを読み込む事で停止前の条件で運転を再開することが可能となる。
【０１６２】
図１０は、本実施の形態２に係る運転制御装置８における制御処理の一例を示すフローチャートである。本実施の形態２の運転制御装置８において、制御部１４は、通常の給電動作が行われている間に、当該制御処理を実行するように構成できる。また、通常運転時において、インバータ装置３８の駆動周波数ｆは、第１周波数ｆ１であるものとする。
【０１６３】
ステップＳ２１では、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第１比較器５４ａの第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下であるか否かが判定され、直流電源２の電圧が安定して供給されているか否かを判定する。
【０１６４】
分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下であると判定された場合は、ステップＳ２２において、制御部１４では、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを、第１周波数ｆ１より小さい第２周波数ｆ２とする制御が行われる。分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値より大きいと判定された場合は、インバータ装置３８の駆動周波数ｆは、第１周波数ｆ１で維持される。また、通常の給電動作が行われている間、ステップＳ２１の判定処理が繰り返される。
【０１６５】
ステップＳ２３では、制御部１４では、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第２比較器５４ｂの第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値以下であるか否かが判定され、制御部１４の駆動に必要な電力が確保できるか否かが判定される。出力電圧Ｅｓの値が、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値より大きいと判定された場合、ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理が繰り返される。
【０１６６】
分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値以下であると判定された場合は、ステップＳ２４において、通常の給電動作、すなわち直流電源２からの電力供給が停止される。また、送電部２１から制御部１４への電力の供給が開始される。その後、空気調和機１は、通常の給電動作の復旧待ち状態となり、必要に応じて、使用者に対して電圧低下異常が発報される。
【０１６７】
以上に示すように、本実施の形態２の運転制御装置８の制御部１４は、インバータ装置３８の駆動周波数ｆの制御を行うように構成される。また、本実施の形態２の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値よりも大きい場合に、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを第１周波数ｆ１とするように構成される。また、本実施の形態２の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下となった場合に、前記インバータ装置３８の駆動周波数ｆを第１周波数ｆ１よりも低い第２周波数ｆ２とするように構成される。また、本実施の形態２の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値以下となった場合に、直流電源２から第１空気調和ユニット１００への電力の供給、すなわち通常の給電動作を停止するように構成される。また、本実施の形態２の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値以下となった場合に、送電部２１から制御部１４への電力の供給を開始するように構成される。
【０１６８】
上述の構成によれば、直流電源２の電圧が低下した場合であっても、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを低下させるように制御することができ、電動機７０の巻線の温度上昇を抑えつつ、空気調和機１の運転を継続することが可能となる。また、上述の構成によれば、直流電源２の電圧が低下した場合であっても、通常の給電動作を停止し、送電部２１から制御部１４に電力の供給を行うことができる。したがって、上述の構成によれば、制御部１４の動作が送電部２１からの電力供給により保証されるため、空気調和機１の安全性及び信頼性を確保できる。
【０１６９】
なお、空気調和機１の電圧低下を検知する方法としては、母線電圧監視回路で母線電圧の低下を検知する方法がある。しかしながら、母線電圧の低下の情報は、インバータ装置３８で用いられるものであるから、母線電圧監視回路はインバータ基板３０ｂに設けられる。したがって、母線電圧の低下の情報はインバータ基板３０ｂのインバータ制御部１５で処理されるため、母線電圧の低下の情報を受信してから、制御部１４に送信されるまでに、遅延が発生する可能性がある。
【０１７０】
一方、上述の構成によれば、制御部１４で電圧が低下したことを検知できるため、電圧低下の情報が遅延することはない。したがって、上述の構成によれば、制御部１４で電圧が低下したことを検知できることにより、空気調和機１の安全性及び信頼性を向上させることができる。
【０１７１】
図１１は、本実施の形態２に係る運転制御装置８における制御処理の別の一例を示すフローチャートである。本実施の形態２の運転制御装置８において、制御部１４は、送電部２１から制御部１４への電力の供給時に、直流電源２から第１空気調和ユニット１００への電力の供給が開始された場合、当該制御処理を実行するように構成できる。
【０１７２】
ステップＳ３１では、制御部１４では、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第２比較器５４ｂの第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値より大きいか否かが判定され、制御部１４の駆動に必要な電力が確保できるか否かが判定される。分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値以下であると判定された場合、出力電圧Ｅｓの値が、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値より大きいと判定されるまで、ステップＳ３１の判定処理が繰り返される。
【０１７３】
分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値より大きいと判定された場合は、ステップＳ３２において、送電部２１から制御部１４への電力の供給が停止される。また、制御部１４では、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを、第２周波数ｆ２とする制御が行われる。
【０１７４】
ステップＳ３３では、制御部１４では、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第１比較器５４ａの第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値より大きいか否かが判定され、直流電源２の電圧が安定して供給されているか否かを判定する。出力電圧Ｅｓの値が、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下であると判定された場合、ステップＳ３１〜Ｓ３３の処理が繰り返される。
【０１７５】
分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値より大きいと判定された場合は、ステップＳ３４において、制御部１４では、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを、第１周波数ｆ１とする制御が行われる。
【０１７６】
以上に示すように、本実施の形態２の運転制御装置８の制御部１４は、送電部２１から制御部１４への電力の供給時に直流電源２から第１空気調和ユニット１００への電力の供給が開始された場合に、空気調和機１の駆動を通常運転に戻すように構成される。具体的には、本実施の形態２の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値より大きい場合に、送電部２１から制御部１４への電力供給を停止するように構成される。また、本実施の形態２の運転制御装置８の制御部１４は、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを第２周波数ｆ２とするように構成される。また、本実施の形態２の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値よりも大きい場合に、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを第１周波数ｆ１とするように構成される。
【０１７７】
上述の構成によれば、電圧低下状態からの電力復旧の際に、制御部１４及びインバータ装置３８への電力供給状態を判定することができるため、制御部１４及びインバータ装置３８の誤動作等を回避することができる。
【０１７８】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る運転制御装置８の電力低下検知装置５０について、図１２を用いて説明する。図１２は、本実施の形態３に係る電力低下検知装置５０の一例を示す概略図である。なお、直流電源２、分圧器５２、第１比較器５４ａ、第２比較器５４ｂ、第１光検出器５６ａ、及び第２光検出器５６ｂの構造は、上述の実施の形態と同一であるため説明を省略する。
【０１７９】
電力低下検知装置５０は、分圧器５２に第１比較器５４ａ及び前記第２比較器５４ｂと並列接続された第３比較器５４ｃと、第３比較器５４ｃに接続された第３光検出器５６ｃとを備える。図１２の一点鎖線Ａで概略的に示すように、第３光検出器５６ｃにおいて、電力低下検知装置５０の制御部１４の側の出力側回路５０ｂは、直流電源２の側の入力側回路５０ａと電気的に絶縁されている。第３光検出器５６ｃの出力側回路５０ｂの側は、制御部１４の第３入力ポート１４ｃに接続されている。
【０１８０】
第１分圧抵抗器５２ａと第２分圧抵抗器５２ｂとの間の接続部は、第３比較器５４ｃの入力側に接続されている。図１２に示すように、直流電源２から出力された電圧は、分圧器５２によって分圧され、出力電圧Ｅｓとして、第３比較器５４ｃに入力される。
【０１８１】
第３比較器５４ｃは、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓを予め定められた第３基準電圧Ｅｒｅｆ３と比較して、前記出力電圧Ｅｓが第３基準電圧Ｅｒｅｆ３よりも大きい場合に第３電気信号を第３光検出器５６ｃに出力するように構成される。第３比較器５４ｃは、例えば図１２に示すように、第３演算増幅器５４ｃ１と、第３基準電圧源５４ｃ２を有する構成にできる。図１２に示すように、第３演算増幅器５４ｃ１には、演算増幅器駆動電源９２ｃが接続され、第３演算増幅器５４ｃ１を駆動するための電力が供給される。図１２を含む以下の図面では図示しないが、演算増幅器駆動電源９２ｃは、運転制御装置８の一次側に搭載された直流電力変換器１２として、例えば、定格電圧１５Ｖの電力を第３演算増幅器５４ｃ１に供給するように構成される。また、第３演算増幅器５４ｃ１の負極側の電源端子は、直流電源２の負極側に接続されている。
【０１８２】
第３演算増幅器５４ｃ１は、２つの入力端子と、１つの出力端子とを有し、２つの入力端子間の電位差に応じて出力端子から電気信号を出力する差動増幅回路である。第３演算増幅器５４ｃ１の２つの入力端子は、非反転入力端子と、反転入力端子とからなる。非反転入力端子は、分圧器５２、すなわち、第１分圧抵抗器５２ａと第２分圧抵抗器５２ｂとの間の接続部に接続されており、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが印加される。反転入力端子には、第３基準電圧源５４ｃ２の正極側が接続されており、第３基準電圧Ｅｒｅｆ３が印加される。第３演算増幅器５４ｃ１は、スイッチング素子を含む集積回路として構成される。
【０１８３】
第３基準電圧源５４ｃ２は、一定の直流電圧を第３演算増幅器５４ｃ１に出力する電圧調整器である。第３基準電圧源５４ｃ２の正極は、第３演算増幅器５４ｃ１の反転入力端子に接続され、第３基準電圧源５４ｃ２の負極は、直流電源２の負極側に接続されている。第３比較器５４ｃでは、第３基準電圧源５４ｃ２から第３演算増幅器５４ｃ１の反転入力端子に第３基準電圧Ｅｒｅｆ３が入力される。第３基準電圧源５４ｃ２は、例えば、スイッチング素子を含む集積回路として構成できる。スイッチング素子を含む集積回路の例としては、例えばシャントレギュレータが挙げられる。なお、第３基準電圧源５４ｃ２は、第３演算増幅器５４ｃ１と同一の集積回路上に構成してもよい。
【０１８４】
なお、第３比較器５４ｃで用いられるスイッチング素子は、例えば、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、又は酸化金属半導体電界効果トランジスタ等のスイッチング素子で構成できる。
【０１８５】
第３比較器５４ｃでは、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが予め定められた第３基準電圧Ｅｒｅｆ３と比較され、出力電圧Ｅｓが第３基準電圧Ｅｒｅｆ３よりも小さい場合に、第３電気信号が第３光検出器５６ｃに出力される。
【０１８６】
第３光検出器５６ｃは、第３比較器５４ｃに接続され、第３比較器５４ｃから出力された第３電気信号を受信して第３光信号５６ｃ１を送信する第３発光器５７ｃと、第３発光器５７ｃからの第３光信号５６ｃ１を受信する第３受光器５８ｃとを有するように構成されている。第３光検出器５６ｃにおいて、第３受光器５８ｃは、第３発光器５７ｃと電気的に絶縁されている。第３光検出器５６ｃは、外部からの光を遮断するために、例えば集積回路として構成されている。
【０１８７】
図１２に示すように、第３発光器５７ｃは、第３発光側抵抗器５７ｃ１と、第３発光素子５７ｃ２と、第３スイッチング素子５７ｃ３と、第３ベース端子抵抗器５７ｃ４と、第３端子間抵抗器５７ｃ５とを有する構成にできる。第３発光器５７ｃにおいて、第３発光側抵抗器５７ｃ１、第３発光素子５７ｃ２、及び第３スイッチング素子５７ｃ３は直列に接続されている。具体的には、第３発光側抵抗器５７ｃ１の一端は、入力側電源９０ａに接続されている。図１２を含む以下の図面では図示しないが、入力側電源９０ａは、運転制御装置８の一次側に搭載された直流電力変換器１２として、例えば、定格電圧１５Ｖの電力を第３発光器５７ｃに供給するように構成される。第３発光側抵抗器５７ｃ１の他の一端は、第３発光素子５７ｃ２の陽極側に接続されている。第３発光素子５７ｃ２の陰極側は、第３スイッチング素子５７ｃ３のコレクタ端子に接続されている。第３スイッチング素子５７ｃ３のエミッタ端子は、直流電源２の負極側に接続されている。第３ベース端子抵抗器５７ｃ４は、第３スイッチング素子５７ｃ３のベース端子と、第３比較器５４ｃの出力端子との間に接続されている。第３端子間抵抗器５７ｃ５は、第３スイッチング素子５７ｃ３のベース端子と、第３ベース端子抵抗器５７ｃ４との間に分岐接続され、第３スイッチング素子５７ｃ３のエミッタ端子に接続されている。
【０１８８】
なお、コレクタ端子は、アノード端子又はドレイン端子と称される場合がある。また、エミッタ端子は、カソード端子又はソース端子等と称される場合がある。また、ベース端子は、ゲート端子等と称される場合がある。
【０１８９】
第３発光側抵抗器５７ｃ１は、第３発光素子５７ｃ２及び第３スイッチング素子５７ｃ３に過電流が流れることによる第３発光素子５７ｃ２及び第３スイッチング素子５７ｃ３の損傷を防ぐための保護抵抗器である。第３ベース端子抵抗器５７ｃ４及び第３端子間抵抗器５７ｃ５は、第３スイッチング素子５７ｃ３に過電流が流れることによる第３スイッチング素子５７ｃ３の損傷を防ぐための保護抵抗器である。第３発光側抵抗器５７ｃ１、第３ベース端子抵抗器５７ｃ４、及び第３端子間抵抗器５７ｃ５には、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった小型の固定抵抗器が用いられる。第３発光側抵抗器５７ｃ１、第３ベース端子抵抗器５７ｃ４、及び第３端子間抵抗器５７ｃ５は、例えば、チップ抵抗器として構成される。
【０１９０】
第３発光素子５７ｃ２は、陽極側から陰極側に順方向に通電された際に第３光信号５６ｃ１を送信する半導体素子である。第３発光素子５７ｃ２としては、例えば赤外線を発光する赤外発光ダイオード等が用いられる。
【０１９１】
第３スイッチング素子５７ｃ３は、第３比較器５４ｃから送信された第３電気信号を受信して駆動するように構成されている。第３スイッチング素子５７ｃ３は、例えば、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、又は酸化金属半導体電界効果トランジスタ等のスイッチング素子で構成できる。
【０１９２】
図１２に示すように、第３受光器５８ｃは、第３受光側抵抗器５８ｃ１と、第３受光素子５８ｃ２とを有する構成にできる。第３受光器５８ｃにおいて、第３受光側抵抗器５８ｃ１及び第３受光素子５８ｃ２は直列に接続されている。具体的には、第３受光側抵抗器５８ｃ１の一端は、出力側電源９５ｃに接続されている。出力側電源９５ｃは、運転制御装置８の二次側に搭載された直流電力変換器１２、例えば、定格電圧５Ｖの電力を供給する第３電力変換器１２ｃとして構成される。第３受光側抵抗器５８ｃ１の他の一端は、第３受光素子５８ｃ２の一端に接続されている。第３受光素子５８ｃ２の他の一端は、出力側回路基準電位部８５ｃに接続されている。出力側回路基準電位部８５ｃは、例えば、変圧器１３ａの出力部１３ａ２の負極側に構成することができる。出力側回路基準電位部８５ｃを変圧器１３ａの出力部１３ａ２の負極側に構成することにより、絶縁破壊が発生した場合であっても、空気調和機１の二次側部分と大地との間で電気回路が形成されることによる、地絡電流の発生を回避できる。また、第３受光側抵抗器５８ｃ１と第３受光素子５８ｃ２との間の接続部は、制御部１４の第３入力ポート１４ｃに接続されている。第３受光器５８ｃは、制御部１４の第３入力ポート１４ｃに第３検知信号を送信するように構成されている。
【０１９３】
第３受光側抵抗器５８ｃ１は、第３受光素子５８ｃ２に過電流が流れることによる第３受光素子５８ｃ２の損傷を防ぐための保護抵抗器である。また、第３受光側抵抗器５８ｃ１は、第３光信号５６ｃ１を第３受光素子５８ｃ２が受信しないときに、制御部１４で検知される第３検知信号が、出力側電源９５ｃの定格電圧とほぼ同一の高電位の信号となるように設けられたプルアップ抵抗器である。第３受光側抵抗器５８ｃ１には、金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗といった小型の固定抵抗器が用いられる。第３受光側抵抗器５８ｃ１は、例えば、チップ抵抗器として構成される。
【０１９４】
第３受光素子５８ｃ２は、第３発光素子５７ｃ２からの第３光信号５６ｃ１を受信して駆動するように構成されたスイッチング素子である。図１２に示すように、第３受光素子５８ｃ２としては、フォトトランジスタを用いることができる。第３受光素子５８ｃ２としてフォトトランジスタを用いた場合、フォトトランジスタのコレクタとベースの接合部が、第３発光素子５７ｃ２からの第３光信号５６ｃ１を受信する受光部として用いられる。また、第３受光素子５８ｃ２としてフォトトランジスタを用いた場合、フォトトランジスタのコレクタ端子が、第３受光側抵抗器５８ｃ１に接続され、フォトトランジスタのエミッタ端子が、出力側回路基準電位部８５ｃに接続される。なお、第３受光素子５８ｃ２としては、フォトトランジスタの代わりに、シリコン製フォトダイオード等の受光素子を用いてもよい。第３受光素子５８ｃ２は、第３発光素子５７ｃ２からの第３光信号５６ｃ１を受信することにより駆動され、第３受光器５８ｃは、無通電状態から通電状態に切り替わる。
【０１９５】
次に、本実施の形態３に係る電力低下検知装置５０の動作について、具体例を用いて説明する。
【０１９６】
例えば、直流電源２の定格直流電圧が２６０〜３８０Ｖである場合を考える。分圧器５２は、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値が８８ｋΩ、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値が５ｋΩとなるように構成したとする。また、第１比較器５４ａは、第１基準電圧源５４ａ２の第１基準電圧Ｅｒｅｆ１が１４Ｖとなるように構成したとする。第２比較器５４ｂは、第２基準電圧源５４ｂ２の第２基準電圧Ｅｒｅｆ２が１１．８２Ｖとなるように構成したとする。第３比較器５４ｃは、第３基準電圧源５４ｃ２の第３基準電圧Ｅｒｅｆ３が５．４Ｖとなるように構成したとする。
【０１９７】
直流電源２の直流電圧が２６０Ｖより大きく、空気調和機１に電力が安定して供給されている場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは１４Ｖ以上となる。
【０１９８】
直流電源２の定格直流電圧が２６０Ｖより大きい場合、第１比較器５４ａから第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号が送信される。第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号が送信された場合、第１電気信号により第１発光器５７ａの第１スイッチング素子５７ａ３が駆動状態となる。第１スイッチング素子５７ａ３が駆動状態の場合、第１発光器５７ａの第１発光素子５７ａ２が通電されて、第１光信号５６ａ１が、第１発光素子５７ａ２から第１受光器５８ａの第１受光素子５８ａ２に送信される。第１光信号５６ａ１は、第１受光素子５８ａ２で受信され、第１受光器５８ａは通電状態となる。したがって、第１受光器５８ａから制御部１４の第１入力ポート１４ａに入力され、制御部１４で検知される第１検知信号は、出力側回路基準電位部８５ａの電位とほぼ同一の低電位の信号となる。
【０１９９】
一方、直流電源２の直流電圧が下限値である２６０Ｖ以下となり、空気調和機１に供給される電力が低下している場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは１４Ｖ未満となる。直流電源２の定格直流電圧が２６０Ｖ以下の場合、第１比較器５４ａから第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号は送信されない。第１光検出器５６ａの第１発光器５７ａに第１電気信号が送信されない場合、第１発光器５７ａの第１スイッチング素子５７ａ３は停止状態となる。第１スイッチング素子５７ａ３が停止状態の場合、第１発光素子５７ａ２は通電されないため、第１光信号５６ａ１は、第１発光素子５７ａ２から第１受光器５８ａの第１受光素子５８ａ２に送信されない。第１光信号５６ａ１が第１受光素子５８ａ２に送信されない場合、第１受光器５８ａは無通電状態となる。したがって、第１受光器５８ａから制御部１４の第１入力ポート１４ａに入力され、制御部１４で検知される第１検知信号は、出力側電源９５ａの定格電圧とほぼ同一の高電位の信号となる。
【０２００】
また、直流電源２の直流電圧が２６０Ｖ以下となった場合であっても、２２０Ｖよりも大きい場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは１１．８２Ｖ以上となる。
【０２０１】
直流電源２の定格直流電圧が２２０Ｖより大きい場合、第２比較器５４ｂから第２光検出器５６ｂの第２発光器５７ｂに第２電気信号が送信される。第２光検出器５６ｂの第２発光器５７ｂに第２電気信号が送信された場合、第２電気信号により第２発光器５７ｂの第２スイッチング素子５７ｂ３が駆動状態となる。第２スイッチング素子５７ｂ３が駆動状態の場合、第２発光器５７ｂの第２発光素子５７ｂ２が通電されて、第２光信号５６ｂ１が、第２発光素子５７ｂ２から第２受光器５８ｂの第２受光素子５８ｂ２に送信される。第２光信号５６ｂ１は、第２受光素子５８ｂ２で受信され、第２受光器５８ｂは通電状態となる。したがって、第２受光器５８ｂから制御部１４の第２入力ポート１４ｂに入力され、制御部１４で検知される第２検知信号は、出力側回路基準電位部８５ｂの電位とほぼ同一の低電位の信号となる。
【０２０２】
一方、直流電源２の直流電圧が下限値である２２０Ｖ以下となった場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは１１．８２Ｖ未満となる。直流電源２の定格直流電圧が２２０Ｖ以下の場合、第２比較器５４ｂから第２光検出器５６ｂの第２発光器５７ｂに第２電気信号は送信されない。第２光検出器５６ｂの第２発光器５７ｂに第２電気信号が送信されない場合、第２発光器５７ｂの第２スイッチング素子５７ｂ３は停止状態となる。第２スイッチング素子５７ｂ３が停止状態の場合、第２発光素子５７ｂ２は通電されないため、第２光信号５６ｂ１は、第２発光素子５７ｂ２から第２受光器５８ｂの第２受光素子５８ｂ２に送信されない。第２光信号５６ｂ１が第２受光素子５８ｂ２に送信されない場合、第２受光器５８ｂは無通電状態となる。したがって、第２受光器５８ｂから制御部１４の第２入力ポート１４ｂに入力され、制御部１４で検知される第２検知信号は、出力側電源９５ｂの定格電圧とほぼ同一の高電位の信号となる。
【０２０３】
また、直流電源２の直流電圧が２２０Ｖ以下となった場合であっても、１００Ｖよりも大きい場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは５．４Ｖ以上となる。
【０２０４】
直流電源２の定格直流電圧が１００Ｖより大きい場合、第３比較器５４ｃから第３光検出器５６ｃの第３発光器５７ｃに第３電気信号が送信される。第３光検出器５６ｃの第３発光器５７ｃに第３電気信号が送信された場合、第３電気信号により第３発光器５７ｃの第３スイッチング素子５７ｃ３が駆動状態となる。第３スイッチング素子５７ｃ３が駆動状態の場合、第３発光器５７ｃの第３発光素子５７ｃ２が通電されて、第３光信号５６ｃ１が、第３発光素子５７ｃ２から第３受光器５８ｃの第３受光素子５８ｃ２に送信される。第３光信号５６ｃ１は、第３受光素子５８ｃ２で受信され、第３受光器５８ｃは通電状態となる。したがって、第３受光器５８ｃから制御部１４の第３入力ポート１４ｃに入力され、制御部１４で検知される第３検知信号は、出力側回路基準電位部８５ｃの電位とほぼ同一の低電位の信号となる。
【０２０５】
一方、直流電源２の直流電圧が下限値である１００Ｖ以下となった場合、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓは５．４Ｖ未満となる。直流電源２の定格直流電圧が１００Ｖ以下の場合、第３比較器５４ｃから第３光検出器５６ｃの第３発光器５７ｃに第３電気信号は送信されない。第３光検出器５６ｃの第３発光器５７ｃに第３電気信号が送信されない場合、第３発光器５７ｃの第３スイッチング素子５７ｃ３は停止状態となる。第３スイッチング素子５７ｃ３が停止状態の場合、第３発光素子５７ｃ２は通電されないため、第３光信号５６ｃ１は、第３発光素子５７ｃ２から第３受光器５８ｃの第３受光素子５８ｃ２に送信されない。第３光信号５６ｃ１が第３受光素子５８ｃ２に送信されない場合、第３受光器５８ｃは無通電状態となる。したがって、第３受光器５８ｃから制御部１４の第３入力ポート１４ｃに入力され、制御部１４で検知される第３検知信号は、出力側電源９５ｃの定格電圧とほぼ同一の高電位の信号となる。
【０２０６】
なお、電力低下検知装置５０における、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１、及び第２基準電圧Ｅｒｅｆ２は、上述の例に限られない。例えば、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値を１１０ｋΩ、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値を２０ｋΩ、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１を４０Ｖとした場合であっても、直流電源２の直流電圧が２６０Ｖ以下であるか否かを検知できる。また、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２を３３．８４Ｖとした場合、直流電源２の直流電圧が２２０Ｖ以下であるか否かを検知できる。また、第３基準電圧Ｅｒｅｆ３を１５．３９Ｖとした場合、直流電源２の直流電圧が１００Ｖ以下であるか否かを検知できる。また、電力低下検知装置５０で検知可能な直流電源２の直流電圧は、２６０Ｖ、２２０Ｖ、１００Ｖには限られない。２６０Ｖ、２２０Ｖ、１００Ｖ以外の電圧であっても、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２、及び第３基準電圧Ｅｒｅｆ３を調整することにより電力低下検知装置５０で検知できる。
【０２０７】
以上のとおり、本実施の形態３の電力低下検知装置５０においては、直流電源２から出力される直流電圧が所定の値よりも低下したか否かによって、制御部１４に出力する第１検知信号、第２検知信号、及び第３検知信号を切り換えることができる。したがって、制御部１４で直流電源２の出力電力の低下を細分化して検知できる。また、電力低下検知装置５０の制御部１４の側の出力側回路５０ｂは、直流電源２の側の入力側回路５０ａと電気的に絶縁されているため、一次側の漏電等による、二次側にある制御部１４等の損傷が抑制される。また、電力低下検知装置５０において出力側回路５０ｂを入力側回路５０ａと電気的に絶縁することにより、使用者が触れる可能性のある部分に高電流が流れる可能性が抑制され、直流電源２と使用者が触れる可能性のある部分との絶縁が確保される。よって、本実施の形態３によれば、直流電源２との絶縁を確保しつつ、直流電源２を更に細分化して監視することが可能となるため、空気調和機１及び運転制御装置８の更なる信頼性及び安全性を確保可能な電力低下検知装置５０を提供することができる。
【０２０８】
次に、本実施の形態３の運転制御装置８での制御処理の一例について、具体的に説明する。
【０２０９】
本実施の形態３では、ブラシレス直流電動機等の第１電動機７０ａの駆動に必要な、直流電源２から出力される直流電圧の範囲が２６０〜３８０Ｖであり、この直流電圧の範囲での第１インバータ装置３８ａの駆動周波数ｆａが第１周波数ｆ１である場合を考える。直流電源２から出力される直流電圧が２６０Ｖ以下となった場合、前述の図５に示されるように、第１電動機７０ａの巻線での電力損失が増加する。例えば、直流電源２が無停電電源装置であり、蓄電池を有しており、直流電源２から出力される直流電圧が２６０Ｖ以下となった場合を考える。この場合、運転制御装置８が直流電圧の低下が直流電源２の蓄電池の容量低下によって発生していると判断し、インバータ装置３８の駆動周波数ｆを第２周波数ｆ２に早めに低下させることができれば、電動機７０の長時間の運転継続が可能となる。したがって、図５の実線の折れ線に示すように、運転制御装置８が、直流電源２から出力される直流電圧が２６０Ｖ以下に低下するのを検知し、第１インバータ装置３８ａの駆動周波数ｆａを第２周波数ｆ２に低下させることができれば、第１電動機７０ａの巻線での電力損失を抑制し、第１電動機７０ａの動作が制限されるのを回避できる。
【０２１０】
また、本実施の形態３では、ブラシレス直流電動機等の第２電動機７０ｂの駆動に必要な、直流電源２から出力される直流電圧の範囲が２２０〜３４０Ｖであり、この直流電圧の範囲での第２インバータ装置３８ｂの駆動周波数ｆｂが第３周波数ｆ３である場合を考える。直流電源２から出力される直流電圧が２２０Ｖ以下となった場合、第２電動機７０ｂの巻線での電力損失が増加する。したがって、直流電源２から出力される直流電圧が２２０Ｖ以下に低下するのを検知し、第２インバータ装置３８ｂの駆動周波数ｆｂを第４周波数ｆ４に低下させることができれば、第２電動機７０ｂの巻線での電力損失を抑制し、第２電動機７０ｂの動作が制限されるのを回避できる。
【０２１１】
また、本実施の形態３では、直流電源２から出力される直流電圧の低下により、空気調和機１の動作が不安定となる以下の（１）〜（２）の問題が生じる場合を考える。
（１）直流電圧が８７Ｖ以下に低下した場合、第１電力変換器１２ａからの分散電源システムである、第２電力変換器１２ｂ及び第３電力変換器１２ｃの定格電圧が確保できなくなる。すなわち、定格電圧１２Ｖの第２電力変換器１２ｂ、及び定格電圧５Ｖの第３電力変換器１２ｃの動作が不安定となる。したがって、第３電力変換器１２ｃから制御部１４への電力供給が不安定になる。
（２）直流電圧が７５Ｖ以下に低下した場合、ブラシレス直流電動機等の電動機７０の駆動に必要な電力が確保できなくなり、過電流保護のための動作モードに移行し、場合によっては停止する。
【０２１２】
特に、第３電力変換器１２ｃから制御部１４への電力供給が不安定となった場合、制御部１４が正常に動作せず、空気調和機１の安全性及び信頼性が損なわれる可能性がある。したがって、直流電圧が例えば１００Ｖ以下になった場合には、前述の図２で説明したように、直流電源２からの電力供給を停止し、送電部２１から制御部１４への電力の供給を開始し、全アクチュエータの動作を停止し、不揮発データをメモリに保存しつつ復電を待つように制御すれば、制御部１４の動作が不安定になるのを回避できる。また、前述のような受電切り替え機能が無い場合においても、Ｅｓの値がＥｒｅｆ２以下となるのを検知した際に、全アクチュエータの動作を停止し、不揮発データをメモリに保存しつつ復電を待つ制御とすることで、電源電圧低下に伴う不安定な動作を抑止できる。また、その後、停電から復電した際にメモリの不揮発データを読み込む事で停止前の条件で運転を再開することが可能となる。
【０２１３】
図１３は、本実施の形態３に係る運転制御装置８における制御処理の一例を示すフローチャートである。本実施の形態３の運転制御装置８において、制御部１４は、通常の給電動作が行われている間に、当該制御処理を実行するように構成できる。また、通常運転時において、第１インバータ装置３８ａの駆動周波数ｆａは、第１周波数ｆ１であるものとし、第２インバータ装置３８ｂの駆動周波数ｆｂは、第３周波数ｆ３であるものとする。
【０２１４】
ステップＳ４１では、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第１比較器５４ａの第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下であるか否かが判定され、直流電源２の電圧が安定して供給されているか否かを判定する。
【０２１５】
分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下であると判定された場合は、ステップＳ４２において、制御部１４では、第１インバータ装置３８ａの駆動周波数ｆａを、第１周波数ｆ１より小さい第２周波数ｆ２とする制御が行われる。分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値より大きいと判定された場合は、第１インバータ装置３８ａの駆動周波数ｆａは、第１周波数ｆ１で維持される。また、通常の給電動作が行われている間、ステップＳ４１の判定処理が繰り返される。
【０２１６】
ステップＳ４３では、制御部１４では、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第２比較器５４ｂの第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値以下であるか否かが判定され、第２インバータ装置３８ｂの駆動に必要な電力が確保できるか否かが判定される。出力電圧Ｅｓの値が、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値より大きいと判定された場合、第２インバータ装置３８ｂの駆動周波数ｆｂは、第３周波数ｆ３で維持され、ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理が繰り返される。
【０２１７】
分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値以下であると判定された場合は、ステップＳ４４において、出力電圧Ｅｓの値が第１基準電圧Ｅｒｅｆ１から第２基準電圧Ｅｒｅｆ２まで低下した電圧低下時間Ｔが、基準時間Ｔ０以上であるか否かが判定される。基準時間Ｔ０は、例えば、電圧低下による制御部１４の誤動作が生じないように設定される。
【０２１８】
電圧低下時間Ｔが、基準時間Ｔ０以上であるであると判定された場合は、ステップＳ４５において、ステップＳ４５において、制御部１４では、第２インバータ装置３８ｂの駆動周波数ｆｂを、第３周波数ｆ３より小さい第４周波数ｆ４とする制御が行われる。
【０２１９】
ステップＳ４６では、制御部１４では、分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第３比較器５４ｃの第３基準電圧Ｅｒｅｆ３の値以下であるか否かが判定され、制御部１４の駆動に必要な電力が確保できるか否かが判定される。出力電圧Ｅｓの値が、第３基準電圧Ｅｒｅｆ３の値より大きいと判定された場合、ステップＳ４１〜Ｓ４６の処理が繰り返される。
【０２２０】
分圧器５２から出力される出力電圧Ｅｓの値が、第３基準電圧Ｅｒｅｆ３の値以下であると判定された場合、又は、ステップＳ４４において、電圧低下時間Ｔが、基準時間Ｔ０未満であると判定された場合、ステップＳ４７において、通常の給電動作、すなわち直流電源２からの電力供給が停止される。また、送電部２１から制御部１４への電力の供給が開始される。その後、空気調和機１は、通常の給電動作の復旧待ち状態となり、必要に応じて、使用者に対して電圧低下異常が発報される。
【０２２１】
以上に示すように、本実施の形態３の運転制御装置８の制御部１４は、第１インバータ装置３８ａ及び第２インバータ装置３８ｂの周波数制御を行うように構成される。また、本実施の形態３の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値よりも大きい場合に、第１インバータ装置３８ａの駆動周波数ｆａを第１周波数ｆ１とするように構成される。また、本実施の形態３の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値よりも大きい場合に、第２インバータ装置３８ｂの駆動周波数ｆｂを第３周波数ｆ３とするように構成される。また、本実施の形態３の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第１基準電圧Ｅｒｅｆ１の値以下となった場合に、第１インバータ装置３８ａの駆動周波数ｆａを第１周波数ｆ１よりも低い第２周波数ｆ２とするように構成される。また、本実施の形態３の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第２基準電圧Ｅｒｅｆ２の値以下となった場合に、第２インバータ装置３８ｂの駆動周波数ｆｂを第３周波数ｆ３よりも低い第４周波数ｆ４とするように構成される。また、本実施の形態３の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第３基準電圧Ｅｒｅｆ３の値以下となった場合に、直流電源２から第１空気調和ユニット１００への電力の供給、すなわち通常の給電動作を停止するように構成される。また、本実施の形態３の運転制御装置８の制御部１４は、分圧器５２から出力された出力電圧Ｅｓが第３基準電圧Ｅｒｅｆ３の値以下となった場合に、送電部２１から制御部１４への電力の供給を開始するように構成される。
【０２２２】
上述の構成によれば、直流電源２の電圧が低下した場合であっても、複数のインバータ装置３８の駆動周波数ｆを低下させるように制御することができ、複数の電動機７０の巻線の温度上昇を抑えつつ、空気調和機１の運転を継続することが可能となる。また、上述の構成によれば、直流電源２の電圧が低下した場合であっても、通常の給電動作を停止し、送電部２１から制御部１４に電力の供給を行うことができる。したがって、上述の構成によれば、制御部１４の動作が送電部２１からの電力供給により保証されるため、空気調和機１の更なる安全性及び信頼性を確保できる。
【０２２３】
また、本実施の形態３の運転制御装置８の制御部１４は、電圧低下時間Ｔが、基準時間Ｔ０を超える場合に、直流電源２から第１空気調和ユニット１００への電力の供給、すなわち通常の給電動作を停止するように構成される。また、本実施の形態３の運転制御装置８の制御部１４は、電圧低下時間Ｔが、基準時間Ｔ０を超える場合に、送電部２１から制御部１４への電力の供給を開始するように構成される。
【０２２４】
上述の構成によれば、直流電源２に急な電圧低下が生じる可能性が予測できるため、制御部１４の誤動作を未然に回避することが可能となる。また、なだらかな電圧低下が生じた際には、電動機７０の駆動周波数を低くする等、消費電力を抑えた制御に切り替えることにより、長時間運転状態を継続することが可能となる。
【０２２５】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る運転制御装置８の電力低下検知装置５０について、図１４を用いて説明する。図１４は、本実施の形態４に係る電力低下検知装置５０の一例を示す概略図である。
【０２２６】
図１４では、第１光検出器５６ａの第１受光器５８ａにおいて、第１受光素子５８ａ２のエミッタ端子が、制御部１４のアナログポート１４０に接続されている。また、第２光検出器５６ｂの第２受光器５８ｂにおいて、第２受光素子５８ｂ２のエミッタ端子が、制御部１４のアナログポート１４０に接続されている。すなわち、第１光検出器５６ａの出力側及び第２光検出器５６ｂの出力側は、同一のアナログポート１４０に接続された構成となっている。また、第１受光素子５８ａ２のエミッタ端子及び第２受光素子５８ｂ２のエミッタ端子には、アナログポート用分圧抵抗器５９の一端が直列接続されている。すなわち、電力低下検知装置５０の出力側回路５０ｂにおいては、第１受光器５８ａ及び第２受光器５８ｂが、アナログポート用分圧抵抗器５９を介して並列に接続された回路が構成されている。また、アナログポート用分圧抵抗器５９の他の一端は、出力側回路基準電位部８５ｄに接続されている。出力側回路基準電位部８５ｄは、例えば、変圧器１３ａの出力部１３ａ２の負極側に構成することができる。出力側回路基準電位部８５ｄを変圧器１３ａの出力部１３ａ２の負極側に構成することにより、絶縁破壊が発生した場合であっても、空気調和機１の二次側部分と大地との間で電気回路が形成されることによる、地絡電流の発生を回避できる。以上の構成により、アナログポート１４０では、アナログポート用分圧抵抗器５９の両端に印加されている電圧値が検知され、アナログの検知信号として制御部１４に送信される。その他の構造は、上述の実施の形態２と同一であるため、説明は省略する。
【０２２７】
直流電源２の定格直流電圧が２６０〜３８０Ｖである場合を考える。分圧器５２は、第１分圧抵抗器５２ａの抵抗値が８８ｋΩ、第２分圧抵抗器５２ｂの抵抗値が５ｋΩとなるように構成したとする。また、第１比較器５４ａは、第１基準電圧源５４ａ２の第１基準電圧Ｅｒｅｆ１が１４Ｖとなるように構成し、第２比較器５４ｂは、第２基準電圧源５４ｂ２の第２基準電圧Ｅｒｅｆ２が５．４Ｖとなるように構成したとする。また第１受光側抵抗器５８ａ１の抵抗値が、アナログポート用分圧抵抗器５９の抵抗値と同一となるように構成したとする。また、第２受光側抵抗器５８ｂ１の抵抗値が、アナログポート用分圧抵抗器５９の抵抗値の４倍となるように構成したとする。また、出力側電源９５ａ、９５ｂの定格電圧が５Ｖとなるように構成したとする。
【０２２８】
上述の構成の場合、直流電源２の電圧が２６０Ｖを超えている場合、アナログポート１４０で検知される電圧値は２．８Ｖとなる。また、直流電源２の電圧が２６０Ｖ以下であるが、１００Ｖを超えている場合、アナログポート１４０で検知される電圧値は１Ｖとなる。また、直流電源２の電圧が１００Ｖ以下である場合、アナログポート１４０で検知される電圧値は０Ｖとなる。
【０２２９】
したがって、上述の構成によれば、制御部１４にアナログポート１４０を１ポート設けるのみで、直流電源２の電源電圧を細分化して監視することができるため、制御部１４の小型化を図ることができる。
【０２３０】
その他の実施の形態．
本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、本発明の電力低下検知装置５０は、４つ以上の比較器及び光検出器をそれぞれ有する構成としてもよい。
【０２３１】
また、上述の実施の形態は、互いに組み合わせることができる。例えば、上述の実施の形態２に記載の比較器の変形例は、他の実施の形態に適用してもよい。
【符号の説明】
【０２３２】
１  空気調和機、１ａ  接続ケーブル、２  直流電源、２ａ  直流電力供給部、２ｂ  接地抵抗回路、２ｂ１  第１接地抵抗器、２ｂ２  第２接地抵抗器、３  照明、５  物件、８  運転制御装置、１０  室内機、１１ａ  スイッチング回路、１１ｄ  スイッチング回路、１１ｅ  スイッチング回路、１２  直流電力変換器、１２ａ  第１電力変換器、１２ｂ  第２電力変換器、１２ｃ  第３電力変換器、１２ｄ  第４電力変換器、１２ｅ  第５電力変換器、１２ｆ  第６電力変換器、１２ｇ  第７電力変換器、１３  絶縁型電力変換器、１３ａ  変圧器、１３ａ１  入力部、１３ａ２  出力部、１３ｄ  変圧器、１３ｄ１  入力部、１３ｄ２  出力部、１３ｅ  変圧器、１３ｅ１  入力部、１３ｅ２  出力部、１４  制御部、１４ａ  第１入力ポート、１４ｂ  第２入力ポート、１４ｃ  第３入力ポート、１５  インバータ制御部、１６  受電切替部、１７  インバータ駆動部、１７ａ  第１インバータ駆動部、１７ｂ  第２インバータ駆動部、１８  通信部、１９  シリアル通信部、２０  室外機、２１  送電部、２８  通信部、３０  第１運転制御装置、３０ａ  電力制御基板、３０ｂ  インバータ基板、３０ｃ  突入電流防止回路、３２  突入電流防止抵抗器、３４  リレースイッチ、３６  コンデンサ、３８  インバータ装置、３８ａ  第１インバータ装置、３８ｂ  第２インバータ装置、４０  第２運転制御装置、５０  電力低下検知装置、５０ａ  入力側回路、５０ｂ  出力側回路、５２  分圧器、５２ａ  第１分圧抵抗器、５２ｂ  第２分圧抵抗器、５４ａ  第１比較器、５４ａ１  第１演算増幅器、５４ａ２  第１基準電圧源、５４ａ３  第１基準電圧源正極側抵抗器、５４ａ４  第１基準電圧源負極側抵抗器、５４ｂ  第２比較器、５４ｂ１  第２演算増幅器、５４ｂ２  第２基準電圧源、５４ｂ３  第２基準電圧源正極側抵抗器、５４ｂ４  第２基準電圧源負極側抵抗器、５４ｃ  第３比較器、５４ｃ１  第３演算増幅器、５４ｃ２  第３基準電圧源、５５ａ  第１ツェナーダイオード、５５ａ１  第１電流制限抵抗器、５５ｂ  第２ツェナーダイオード、５５ｂ１  第２電流制限抵抗器、５６ａ  第１光検出器、５６ａ１  第１光信号、５６ｂ  第２光検出器、５６ｂ１  第２光信号、５６ｃ  第３光検出器、５６ｃ１  第３光信号、５７ａ  第１発光器、５７ａ１  第１発光側抵抗器、５７ａ２  第１発光素子、５７ａ３  第１スイッチング素子、５７ａ４  第１ベース端子抵抗器、５７ａ５  第１端子間抵抗器、５７ｂ  第２発光器、５７ｂ１  第２発光側抵抗器、５７ｂ２  第２発光素子、５７ｂ３  第２スイッチング素子、５７ｂ４  第２ベース端子抵抗器、５７ｂ５  第２端子間抵抗器、５７ｃ  第３発光器、５７ｃ１  第３発光側抵抗器、５７ｃ２  第３発光素子、５７ｃ３  第３スイッチング素子、５７ｃ４  第３ベース端子抵抗器、５７ｃ５  第３端子間抵抗器、５８ａ  第１受光器、５８ａ１  第１受光側抵抗器、５８ａ２  第１受光素子、５８ｂ  第２受光器、５８ｂ１  第２受光側抵抗器、５８ｂ２  第２受光素子、５８ｃ  第３受光器、５８ｃ１  第３受光側抵抗器、５８ｃ２  第３受光素子、５９  アナログポート用分圧抵抗器、７０  電動機、７０ａ  第１電動機、７０ｂ  第２電動機、８０  直流電源接地部、８５ａ  出力側回路基準電位部、８５ｂ  出力側回路基準電位部、８５ｃ  出力側回路基準電位部、８５ｄ  出力側回路基準電位部、９０ａ  入力側電源、９０ｂ  入力側電源、９０ｃ  入力側電源、９２ａ  演算増幅器駆動電源、９２ｂ  演算増幅器駆動電源、９２ｃ  演算増幅器駆動電源、９５ａ  出力側電源、９５ｂ  出力側電源、９５ｃ  出力側電源、１００  第１空気調和ユニット、１４０  アナログポート、２００  第２空気調和ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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