(57)【要約】【課題】商用電源以外の電源の電力の有効利用を図ること。【解決手段】直流電圧を交流電圧に変換して負荷に給電するインバータ部４５を備えた電力変換装置において、商用電源３９の交流電圧を入力して直流電圧に整流する第１整流部４３と、発電機３８の交流電圧を直流電圧に整流する第２整流部４７と、第２整流部４７により整流された直流電圧を、第１整流部４３により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧するコンバータ部４９とを備え、第１整流部４３の出力端４３Ａ、４３Ｂ及びコンバータ部４９の出力端４９Ａ、４９Ｂを電源ラインＬ、Ｌ’で接続して、第１整流部４３及びコンバータ部４９のいずれか高いほうの直流電圧を電源ラインＬ、Ｌ’からインバータ部４５に印加するようにした。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の第１入力部と、商用電源以外の電源の第２入力部を備え、前記第１入力部及び前記第２入力部の出力端を電源ラインで接続して、前記第１入力部及び前記第２入力部のいずれか高いほうの電圧を前記電源ラインから負荷に印加するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
商用電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流する第１整流部と、
商用電源以外の電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流するとともに、前記第１整流部により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧を行う変換部とを備え、
前記第１整流部及び前記変換部の出力端を電源ラインで接続して、前記第１整流部及び前記変換部のいずれか高いほうの直流電圧を前記電源ラインから負荷に印加するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
直流電圧を交流電圧に変換して負荷に給電するインバータ部を備えた電力変換装置において、
商用電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流する第１整流部と、
商用電源以外の電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流するとともに、前記第１整流部により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧を行う変換部とを備え、
前記第１整流部及び前記変換部の出力端を電源ラインで接続して、前記第１整流部及び前記変換部のいずれか高いほうの直流電圧を前記電源ラインから前記インバータ部に印加するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の電力変換装置において、
前記変換部は、前記商用電源以外の電源の交流電圧を直流電圧に整流する第２整流部と、
この第２整流部により整流された直流電圧を、前記第１整流部により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧するコンバータ部とを備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記変換部の出力端における直流電圧が、前記第１整流部の出力端における直流電圧よりも低い場合に、前記変換部への電流の逆流を防止するダイオードを備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記第１整流部は、ブリッジ接続した整流ダイオードを有し、
前記第１整流部の出力端における直流電圧が前記変換部の出力端における直流電圧よりも低い場合に、前記第１整流部の上アームにおける整流ダイオードが電流の逆流を防止することを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記商用電源以外の電源は、発電機であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電力変換装置において、
前記発電機が、回転型原動機を動力源としていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記商用電源以外の電源は、自然エネルギーを利用して交流電圧を発生する交流発電手段であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
商用電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流する整流部と、
商用電源以外の電源の直流電圧を入力して、前記整流部により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧を行うコンバータ部とを備え、
前記整流部及び前記コンバータ部の出力端を電源ラインで接続して、前記整流部及び前記コンバータ部のいずれか高いほうの直流電圧を前記電源ラインから負荷に印加するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
直流電圧を交流電圧に変換して負荷に給電するインバータ部を備えた電力変換装置において、
商用電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流する整流部と、
商用電源以外の電源の直流電圧を入力して、前記整流部により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧を行うコンバータ部とを備え、
前記整流部及び前記コンバータ部の出力端を電源ラインで接続して、前記整流部及び前記コンバータ部のいずれか高いほうの直流電圧を前記電源ラインから前記インバータ部に印加するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の電力変換装置において、
前記コンバータ部の出力端における直流電圧が、前記整流部の出力端における直流電圧よりも低い場合に、前記コンバータ部への電流の逆流を防止するダイオードを備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記整流部は、ブリッジ接続した整流ダイオードを有し、
前記整流部の出力端における直流電圧が前記変換部の出力端における直流電圧よりも低い場合に、前記整流部の上アームにおける整流ダイオードが電流の逆流を防止することを特徴とする電力変換装置。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記商用電源以外の電源は、自然エネルギーを利用して直流電圧を発生する直流発電手段であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１５】
請求項２乃至６又は請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記目標直流電圧は、前記商用電源の電圧よりも高い固定値としたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１６】
請求項２乃至６又は請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記目標直流電圧は、測定した前記商用電源の電圧よりも高い電圧値としたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１７】
請求項２乃至６又は請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記目標直流電圧は、前記商用電源以外の電源からの入力電力に応じて設定されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１８】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力変換装置を備え、前記商用電源以外の電源が、空気調和装置の圧縮機を駆動する回転型原動機を動力源とする発電機で構成されることを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商用電源及び商用電源以外の電源のいずれかの電力を負荷に供給する電力変換装置及びこの電力変換装置を備えた空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、直流電圧を交流電圧に変換して負荷に給電するインバータ部を備えた電力変換装置が知られている。また、空気調和装置の圧縮機がエンジンにより駆動されるものが知られている。
【０００３】
上記の電力変換装置として、２つの電源系統のうち、商用電源と、発電機とに切り替えるスイッチを設け、商用電源の電圧を監視して、商用電源の電圧が異常値を示した場合に、商用電源と略同一の安定した電圧を発生させる発電機にスイッチにより切り替えるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１６６１２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の電力変換装置では、電圧を監視してスイッチを切り替える制御を行わなければならない。
【０００６】
また、商用電源から供給される電力の消費を極力少なくして商用電源以外の電源から供給される電力を有効に利用する要請があるが、特に、商用電源以外の電源の電圧が頻繁に変動する場合、例えば、商用電源以外の電源として、空気調和装置における圧縮機を駆動するエンジンを動力源とする発電機を用いる場合、上記の電力変換装置のように、商用電源と商用電源以外の電源をスイッチにて切り替える構成としたのでは、安定して負荷に電力を供給するために頻繁にスイッチを切り変える必要が生じてしまい、スイッチの制御が複雑になってしまうばかりでなく、商用電源以外の電源の電力を有効に利用されないという問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、商用電源以外の電源の電力の有効利用を図る電力変換装置及び空気調和装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、商用電源の第１入力部と、商用電源以外の電源の第２入力部を備え、前記第１入力部及び前記第２入力部の出力端を電源ラインで接続して、前記第１入力部及び前記第２入力部のいずれか高いほうの電圧を前記電源ラインから負荷に印加するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、商用電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流する第１整流部と、商用電源以外の電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流するとともに、前記第１整流部により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧を行う変換部とを備え、前記第１整流部及び前記変換部の出力端を電源ラインで接続して、前記第１整流部及び前記変換部のいずれか高いほうの直流電圧を前記電源ラインから負荷に印加するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、直流電圧を交流電圧に変換して負荷に給電するインバータ部を備えた電力変換装置において、商用電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流する第１整流部と、商用電源以外の電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流するとともに、前記第１整流部により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧を行う変換部とを備え、前記第１整流部及び前記変換部の出力端を電源ラインで接続して、前記第１整流部及び前記変換部のいずれか高いほうの直流電圧を前記電源ラインから前記インバータ部に印加するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
この場合において、前記変換部は、前記商用電源以外の電源の交流電圧を直流電圧に整流する第２整流部と、この第２整流部により整流された直流電圧を、前記第１整流部により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧するコンバータ部とを備えてもよい。
【００１２】
また、前記変換部の出力端における直流電圧が、前記第１整流部の出力端における直流電圧よりも低い場合に、前記変換部への電流の逆流を防止するダイオードを備えてもよい。
【００１３】
更に、前記第１整流部は、ブリッジ接続した整流ダイオードを有し、前記第１整流部の出力端における直流電圧が前記変換部の出力端における直流電圧よりも低い場合に、前記第１整流部の上アームにおける整流ダイオードが電流の逆流を防止するようにしてもよい。
【００１４】
更にまた、前記商用電源以外の電源は、発電機であってもよい。
【００１５】
また、前記発電機が、回転型原動機を動力源としていてもよい。
【００１６】
更に、前記商用電源以外の電源は、自然エネルギーを利用して交流電圧を発生する交流発電手段であってもよい。
【００１７】
また、商用電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流する整流部と、商用電源以外の電源の直流電圧を入力して、前記整流部により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧を行うコンバータ部とを備え、前記整流部及び前記コンバータ部の出力端を電源ラインで接続して、前記整流部及び前記コンバータ部のいずれか高いほうの直流電圧を前記電源ラインから負荷に印加するようにしたことを特徴としている。
【００１８】
また、直流電圧を交流電圧に変換して負荷に給電するインバータ部を備えた電力変換装置において、商用電源の交流電圧を入力して直流電圧に整流する整流部と、商用電源以外の電源の直流電圧を入力して、前記整流部により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧を行うコンバータ部とを備え、前記整流部及び前記コンバータ部の出力端を電源ラインで接続して、前記整流部及び前記コンバータ部のいずれか高いほうの直流電圧を前記電源ラインから前記インバータ部に印加するようにしたことを特徴としている。
【００１９】
この場合において、前記コンバータ部の出力端における直流電圧が、前記整流部の出力端における直流電圧よりも低い場合に、前記コンバータ部への電流の逆流を防止するダイオードを備えてもよい。
【００２０】
また、前記整流部は、ブリッジ接続した整流ダイオードを有し、前記整流部の出力端における直流電圧が前記変換部の出力端における直流電圧よりも低い場合に、前記整流部の上アームにおける整流ダイオードが電流の逆流を防止するようにしてもよい。
【００２１】
更に、前記商用電源以外の電源は、自然エネルギーを利用して直流電圧を発生する直流発電手段であってもよい。
【００２２】
更にまた、前記目標直流電圧は、前記商用電源の電圧よりも高い固定値としてもよい。
【００２３】
また、前記目標直流電圧は、測定した前記商用電源の電圧よりも高い電圧値としてもよい。
【００２４】
更に、前記目標直流電圧は、前記商用電源以外の電源からの入力電力に応じて設定されるようにしてもよい。
【００２５】
また、電力変換装置を備え、前記商用電源以外の電源が、空気調和装置の圧縮機を駆動する回転型原動機を動力源とする発電機で構成されることを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係る空気調和装置の一例としてのガスエンジン駆動型のヒートポンプ式の空気調和装置の一実施の形態における冷媒回路等を示す回路図である。
【００２８】
この図１に示すように、ヒートポンプ式の空気調和装置１０は、室外機１１、室内機１２及び電力変換装置１３を有してなる。この電力変換装置１３は、例えば、室外機１１に設置される。
【００２９】
室外機１１は室外に設置される。室外機１１の構成を説明すると、室外機１１の室外冷媒配管２７には圧縮機１６が配設されるとともに、この圧縮機１６の吸込側にアキュムレータ１５が配設され、圧縮機１６の吐出側に油分離器１７、逆止弁１８及び四方弁１９が順次配設され、この四方弁１９側に室外熱交換器２０、室外膨張弁２１が順次配設されて構成される。室外熱交換器２０には、負圧を利用してこの室外熱交換器２０へ外気（空気）を送風する室外ファン２２が隣接して配置されている。この室外ファン２２は、室外ファンモータ２３によって駆動される。室外ファン２２は、例えば、軸流ファン（例えば、プロペラファン）である。圧縮機１６は、フレキシブルカップリング（ベルト・プーリー）２４等を介して回転型原動機としてのエンジン、例えばガスエンジン２５に連結され、このガスエンジン２５により駆動される。
【００３０】
室内機１２は室内に設置され、室内冷媒配管２８に室内熱交換器３０が配設されるとともに、室内冷媒配管２８において室内熱交換器３０の近傍に室内膨張弁３１が配設されて構成される。上記室内熱交換器３０には、これらの室内熱交換器３０から室内へ送風する室内ファン３２が隣接して配置されている。この室内ファン３２は、室内ファンモータ３３によって駆動される。室内ファン３２は、例えば、クロスフローファンである。
【００３１】
室外機１１は、不図示の制御装置により運転制御される。具体的に、制御装置により室外機１１におけるガスエンジン２５（即ち圧縮機１６）の回転数、四方弁１９の切り換え、室外ファン２２の回転数及び室外膨張弁２１の開度等がそれぞれ制御される。
【００３２】
ガスエンジン２５（即ち圧縮機１６）は、空調負荷に応じて回転数が制御される。つまり、空調負荷が低負荷状態であればガスエンジン２５（即ち圧縮機１６）の回転数を低下させる制御が行われ、空調負荷が高負荷状態であればガスエンジン２５（即ち圧縮機１６）の回転数を増加させる制御が行われる。
【００３３】
また、四方弁１９が切り換えられることにより、空気調和装置１０が冷房運転又は暖房運転に設定される。つまり、四方弁１９を冷房側に切り換えたときには、冷媒が実線矢印の如く流れ、室外熱交換器２０が凝縮器に、室内熱交換器２７が蒸発器になって冷房運転状態となり、室内熱交換器２７が室内を冷房する。また、四方弁１９を暖房側に切り換えたときには、冷媒が破線矢印の如く流れ、室内熱交換器２７が凝縮器に、室外熱交換器２０が蒸発器になって暖房運転状態となり、室内熱交換器２７が室内を暖房する。
【００３４】
圧縮機１６を駆動するガスエンジン２５には、商用電源３９以外の電源としての発電機３８が接続されている。つまり、発電機３８は、フレキシブルカップリング（ベルト・プーリー）２６等を介してガスエンジン２５に連結され、このガスエンジン２５を動力源として発電するものである。例えば、この発電機３８は、ガスエンジン２５の駆動により、三相交流電圧を発生するものである。
【００３５】
電力変換装置１３は、三相交流電源の商用電源３９、又は発電機３８を電源として、空気調和装置１０の負荷である室外ファンモータ２３に適した交流電圧（例えば、電圧の振幅や周波数）に変換して室外ファンモータ２３に電力を供給するものである。
【００３６】
図２は、電力変換装置１３の電気回路図である。
【００３７】
電力変換装置１３は、インバータユニット４１と、コンバータユニット４２とを有している。
【００３８】
インバータユニット４１は、漏電遮断器４０を介して入力される商用電源３９の三相交流電圧ＶＲ、ＶＴ、ＶＳ（例えば、交流電圧約１８０［Ｖ］〜２２０［Ｖ］）を直流電圧Ｖ０（例えば、直流電圧約２５５［Ｖ］〜３１１［Ｖ］）に整流（例えば、全波整流）する第１整流部４３と、第１整流部４３により整流された直流電圧Ｖ０を平滑する第１平滑コンデンサ４４と、整流され平滑された直流電圧Ｖ０、又はコンバータユニット４２にて変換された直流電圧Ｖ２を三相交流電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換して負荷である室外ファンモータ２３に給電するインバータ部４５とを備えている。
【００３９】
第１整流部４３は、６つの整流ダイオードＤ１〜Ｄ６を有し、これら整流ダイオードＤ１〜Ｄ６を三相ブリッジ接続している。
【００４０】
具体的に、商用電源３９からの交流電源ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれに、第１整流部４３の各整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３のアノードが接続され、ハイレベルの直流電源ラインＬ４に、第１整流部４３の各整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３のカソードが接続される。また、商用電源３９からの交流電源ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれに、第１整流部４３の各整流ダイオードＤ４、Ｄ５、Ｄ６のカソードが接続され、ローレベルの直流電源ラインＬ５に、第１整流部４３の各整流ダイオードＤ４、Ｄ５、Ｄ６のアノードが接続される。つまり、第１整流部４３の出力端４３Ａにハイレベルの直流電源ラインＬ４が接続され、第１整流部４３の出力端４３Ｂにローレベルの直流電源ラインＬ５が接続される。
【００４１】
ここで、整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３は、第１整流部４３の上アームの整流ダイオードと称し、整流ダイオードＤ４、Ｄ５、Ｄ６は、第１整流部４３の下アームの整流ダイオードと称する。
【００４２】
このハイレベルの直流電源ラインＬ４における第１整流部４３と第１平滑コンデンサ４４との間には、並列接続した充電抵抗５１及びサイリスタ５２と、リアクトル５３とが配設されている。
【００４３】
コンバータユニット４２は、発電機３８にて発電された場合の三相交流電圧ＶＲ’、ＶＳ’、ＶＴ’を入力して直流電圧Ｖ１に整流するとともに、インバータユニット４１の第１整流部４３により整流される直流電圧Ｖ０（即ち、インバータユニット４１の第１整流部４３により整流され、第１平滑コンデンサ４４にて平滑された直流電圧Ｖ０）よりも高い目標直流電圧Ｖｔ（例えば、３２０［Ｖ］）にすべく、昇圧又は降圧を行う変換部４６を備えている。図２中、Ｖ２は、昇圧又は降圧された場合の出力電圧である。
【００４４】
このとき、目標直流電圧Ｖｔは、商用電源３９の電圧が変動しても発電機３８側から負荷に電力供給できるように、商用電源３９の電圧変動の最大値を整流した場合の直流電圧（例えば、３１１［Ｖ］）よりも高く設定するのが好ましい。これによって、商用電源３９の電圧が変動しても、発電機３８の発電量が十分であれば、常に発電機３８側から負荷に電力供給することが可能となる。
【００４５】
変換部４６は、発電機３８にて発電された場合の三相交流電圧ＶＲ’、ＶＳ’、ＶＴ’を入力して直流電圧Ｖ１に整流する第２整流部４７と、この第２整流部４７にて整流された直流電圧Ｖ１を平滑する第２平滑コンデンサ４８と、整流され平滑された直流電圧Ｖ１を、インバータユニット４１の第１整流部４３により整流される直流電圧Ｖ０（即ち、インバータユニット４１の第１整流部４３により整流され、第１平滑コンデンサ４４にて平滑された直流電圧Ｖ０）よりも高い目標直流電圧Ｖｔにすべく、直流電圧Ｖ２に昇圧又は降圧するコンバータ部４９とを備えている。なお、このコンバータ部４９には、このコンバータ部４９を制御する不図示の制御装置が備えられており、目標直流電圧Ｖｔの設定、及び昇圧降圧の制御を行っている。さらに、このコンバータ部４９は、コンバータ部４９の入力である直流電圧Ｖ１と、出力である直流電圧Ｖ２とを監視している。
【００４６】
第２整流部４７は、６つの整流ダイオードＤ１１〜Ｄ１６を有し、これら整流ダイオードＤ１１〜Ｄ１６をブリッジ接続している。
【００４７】
具体的に、発電機３８からの交流電源ラインＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３のそれぞれに、第２整流部４７の各整流ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３のアノードが接続され、ハイレベルの直流電源ラインＬ１４に、第２整流部４７の各整流ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３のカソードが接続される。また、発電機３８からの交流電源ラインＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３のそれぞれに、第２整流部４７の各整流ダイオードＤ１４、Ｄ１５、Ｄ１６のカソードが接続され、ローレベルの直流電源ラインＬ１５に、第２整流部４７の各整流ダイオードＤ１４、Ｄ１５、Ｄ１６のアノードが接続される。つまり、第２整流部４７の出力端４７Ａにハイレベルの直流電源ラインＬ１４が接続され、整流部４７の出力端４７Ｂにローレベルの直流電源ラインＬ１５が接続される。
【００４８】
第２平滑コンデンサ４８は、ハイレベルの直流電源ラインＬ１４及びローレベルの直流電源ラインＬ１５に接続され、コンバータ部４９は、ハイレベルの直流電源ラインＬ１４及びローレベルの直流電源ラインＬ１５に配設されている。ハイレベルの直流電源ラインＬ１４には、変換部４６（即ち、コンバータ部４９）への電流の逆流を防止するダイオード５４が変換部４６（即ち、コンバータ部４９）の出力端４９Ａ側に配設されている。
【００４９】
ハイレベルの直流電源ラインＬ４と、ハイレベルの直流電源ラインＬ１４とは、ハイレベルの直流電源ラインＬ２０で接続されており、ローレベルの直流電源ラインＬ５と、ローレベルの直流電源ラインＬ１５とは、ローレベルの直流電源ラインＬ２１で接続されている。図２中、ハイレベルの直流電源ラインＬは、ハイレベルの直流電源ラインＬ４、Ｌ１４、Ｌ２０であり、ローレベルの直流電源ラインＬ’は、ローレベルの直流電源ラインＬ５、Ｌ１５、Ｌ２１である。
【００５０】
つまり、電力変換装置１３は、少なくとも第１整流器４３を有する、商用電源３９の第１入力部、及び少なくとも第２整流部４７と、コンバータ部４９とを有する、発電機３８の第２入力部を備えていることとなる。そして、これら第１入力部の出力端４３Ａ、４３Ｂ及び第２入力部の出力端４９Ａ、４９Ｂをそれぞれ電源ラインＬ、Ｌ’で接続して、第１入力部及び第２入力部のいずれか高いほうの電圧を電源ラインＬ、Ｌ’から負荷である室外ファンモータ２３に印加するようになっている。
【００５１】
ここで、コンバータ部４９では、発電機３８の発電により生じる電力が所定電力以下のときには、昇圧できなくなり、一定の電圧を保てなくなる場合がある。この所定電力とは、発電電力量が負荷（室外ファンモータ２３）において必要とされる電力供給量より低下してしまうような電力である。この場合、コンバータ部４９において目標直流電圧Ｖｔに昇圧できないため、コンバータ部４９の出力である直流電圧Ｖ２が、商用電源３９の電源電圧を整流したときの直流電圧Ｖ０よりも低くなり、負荷である室外ファンモータ２３には、商用電源３９から電力供給されることとなる。
【００５２】
また、コンバータ部４９では、目標直流電圧Ｖｔを、商用電源３９以外の電源である発電機３８からの入力電力に応じて設定している。
【００５３】
例えば、コンバータ部４９は、発電機３８にて発電された場合の三相交流電圧ＶＲ’、ＶＳ’、ＶＴ’を整流した直流電圧Ｖ１を目標直流電圧Ｖｔ（３２０［Ｖ］）に昇圧可能な場合であっても、過電流による機器（例えば、発電機３８）の保護の観点から、目標直流電圧Ｖｔの値を変更したり（例えば、３２０［Ｖ］に設定されている目標直流電圧Ｖｔの値を、商用電源３９の交流電圧ＶＲ、ＶＳ、ＶＴを整流した場合の直流電圧Ｖ０（例えば、約２５５［Ｖ］〜３１１［Ｖ］）よりも低い電圧２００［Ｖ］に変更したり）、或いは昇圧を行わないようにしている。
【００５４】
例えば、コンバータ部４９において、目標直流電圧Ｖｔは、発電機３８からの入力電力が所定のしきい値を超えたときは目標直流電圧Ｖｔを商用電源３９の電圧（例えば、交流電圧の線間電圧のピーク値、又は直流電圧Ｖ０）よりも小さい値（例えば、２００［Ｖ］）に設定し、発電機３８からの入力電力が所定のしきい値を超ないときは目標直流電圧Ｖｔを商用電源３９の電圧（交流電圧の線間電圧のピーク値、又は直流電圧Ｖ０）よりも大きい値（例えば、３２０［Ｖ］）に設定している。この所定のしきい値は、入力電力がこの所定のしきい値を超えると発電機３８による通電時に機器（例えば、発電機３８）に過電流が流れるような値である。これによって、発電機３８により発電されて電力変換装置１３に入力される入力電力が、所定のしきい値を超えて上昇する場合には、目標直流電圧Ｖｔが低く設定されるので、発電機３８からはほとんど電流が流れず、商用電源３９によって負荷である室外ファンモータ２３に電力供給されることとなるため、機器（例えば、発電機３８）の過電流が防止される。
【００５５】
このとき、発電機３８からの入力電力は、発電機３８の回転数に比例するので、発電機３８の回転数を不図示の回転数測定部によって測定することにより、発電機３８からの入力電力を測定することができる。この回転数の測定結果は、コンバータ部４９の不図示の制御装置に送られ、この発電機３８の回転数に基づいて入力電力が決定される。尚、発電機３８からの入力電力を電力測定器で直接測定してもよい。
【００５６】
本実施の形態において、ガスエンジン２５は、本来、圧縮機１６を駆動するために用いられるものであり、空調負荷に応じて運転されるので、発電機３８により発電された場合の交流電圧ＶＲ’、ＶＳ’、ＶＴ’は、ガスエンジン２５の回転数に応じて変動する。つまり、ガスエンジン２５の回転数が低下すれば、発電機３８の交流電圧ＶＲ’、ＶＳ’、ＶＴ’は低下する。そして、圧縮機１６を停止する場合、発電機３８において発電が停止する。
【００５７】
このように、圧縮機１６を駆動するようなガスエンジン２５を動力源とする発電機３８を用いる場合、例えば商用電源のバックアップとしての自家発電設備に切り替えるような場合のようにスイッチにて切り替える構成としたのでは、安定して負荷に電力を供給するために、頻繁にスイッチを切り変える必要が生じてしまい、スイッチの制御が複雑になってしまう。
【００５８】
つまり、本実施の形態では、自家発電設備のように商用電源が停止した場合のバックアップのための発電機のように電圧が安定したものではなく、発電時に生じる電圧が頻繁に変動する発電機３８にて発電されるような場合であり、商用電源３９と発電機３８とを切り替えるスイッチを設けたのでは、スイッチを頻繁に制御しなければならないので、制御が複雑になってしまう。
【００５９】
本実施の形態では、変換部４６（つまり、コンバータ部４９）の出力端４９Ａ、４９Ｂ及び第１整流部４３の出力端４３Ａ、４３Ｂを電源ラインＬ、Ｌ’で接続するとともに、このインバータ部４５の入力端４５Ａ、４５Ｂを電源ラインＬ，Ｌ’に接続している。これによって、第１整流部４３及び変換部４６（つまりコンバータ部４９）のいずれか高いほうの直流電圧をインバータ部４５に印加することとなる。すなわち、従来のように、負荷への電力供給源を切り替えるためのスイッチを設けていない。
【００６０】
次に、電力変換装置１３の動作について説明する。
【００６１】
まず、ガスエンジン２５（即ち、圧縮機１６）を高出力（高回転数）で運転している場合について説明する。この場合の高出力（高回転数）運転とは、例えば、発電機３８で発電され、第２整流部４７で整流された直流電圧Ｖ１が、目標直流電圧Ｖｔ（例えば、３２０［Ｖ］）よりも高く、降圧が必要な場合である。
【００６２】
ガスエンジン２５を高出力運転しているときの発電機３８における発電時に発生する三相交流電圧ＶＲ’、ＶＳ’、ＶＴ’は、例えば、約２５０［Ｖ］であるものとする。このとき、第２整流部４７にて整流される直流電圧Ｖ１は、約３５４［Ｖ］である。
【００６３】
コンバータ部４９は、直流電圧Ｖ１が約３５４［Ｖ］であり、目標直流電圧Ｖｔ（例えば、３２０［Ｖ］）よりも高いので、このように、整流された直流電圧Ｖ１が目標直流電圧Ｖｔよりも高い場合は、目標直流電圧Ｖｔにすべく直流電圧Ｖ２（例えば、約３２０［Ｖ］）に降圧する。
【００６４】
この場合、商用電源３９の交流電圧ＶＲ、ＶＳ、ＶＴ（例えば、交流電圧約１８０［Ｖ］〜２２０［Ｖ］）を整流した場合の直流電圧Ｖ０（例えば、直流電圧約２５５［Ｖ］〜３１１［Ｖ］）よりもコンバータ部４９にて降圧された直流電圧Ｖ２（例えば、約３２０［Ｖ］）のほうが高いので、コンバータ部４９にて降圧された直流電圧Ｖ２がインバータ部４５に印加される。これによって、発電機３８による負荷への印加電圧が高くなるような場合でも、目標直流電圧Ｖｔに降圧することで、負荷（室外ファンモータ２３）に対して安定した電力供給を行うことができる。
【００６５】
このとき、コンバータ部４９の直流電圧Ｖ２のほうが第１整流部４３の直流電圧Ｖ０よりも高いので、ハイレベルの直流電源ラインＬ４を通じて商用電源３９側に電流が生じるような状況であるが、第１整流部４３のブリッジ接続された上アームの整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３によって電流の逆流が阻止される。これによって、商用電源３９側への電流の逆流が阻止される。
【００６６】
次に、ガスエンジン２５（即ち、圧縮機１６）が運転しているときに、発電機３８で発電された場合に生じる交流電圧を直流電圧Ｖ１に整流した場合、この直流電圧Ｖ１が、この目標直流電圧Ｖｔ（３２０［Ｖ］）よりも低く、コンバータ部４９において目標直流電圧Ｖｔ（３２０［Ｖ］）に昇圧可能な範囲内である場合、コンバータ部４９において直流電圧Ｖ１が直流電圧Ｖ２（３２０［Ｖ］）に昇圧され、この昇圧された直流電圧Ｖ２が、インバータ部４５に印加される。これによって、発電機３８による負荷への印加電圧が低くなるような場合でも、目標直流電圧Ｖｔに昇圧することで、負荷に対して安定した電力供給を行うことができ、発電機３８から負荷に対して電力供給することができるので、発電機３８により発電される電力を有効に利用することができる。
【００６７】
このとき、第１整流部４３のブリッジ接続された上アームの整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３によって商用電源３９側への電流の逆流が阻止される。
【００６８】
次に、ガスエンジン２５（即ち、圧縮機１６）が運転しているときに、発電機３８で発電された場合に生じる交流電圧を整流したときの直流電圧Ｖ１が、コンバータ部４９において目標直流電圧Ｖｔ（３２０［Ｖ］）に昇圧可能な範囲を下回った場合、即ち、発電機３８の発電により生じる電力が所定電力以下の場合には、コンバータ部４９からは、直流電圧Ｖ０（例えば、直流電圧約２５５［Ｖ］〜３１１［Ｖ］）よりも高い直流電圧（約３２０［Ｖ］）が印加されないので、商用電源３９の交流電圧を整流した場合の直流電圧Ｖ０が、インバータ部４５に印加される。これによって、発電機３８における発電電力が著しく低下した場合には、商用電源３９により負荷への電力供給を行うことができ、安定した運転を保つことができる。
【００６９】
また、コンバータ部４９は、発電機３８にて発電された場合の三相交流電圧ＶＲ’、ＶＳ’、ＶＴ’を整流した入力電圧Ｖ１を目標直流電圧Ｖｔ（例えば、３２０［Ｖ］）に昇圧可能な場合であっても、発電機３８による入力電力が所定のしきい値を超えている場合、３２０［Ｖ］に設定されている目標直流電圧Ｖｔを、商用電源３９の交流電圧ＶＲ、ＶＳ、ＶＴを整流した場合の直流電圧Ｖ０（例えば、直流電圧約２５５［Ｖ］〜３１１［Ｖ］）よりも低い電圧２００［Ｖ］に設定を変更するか、或いは昇圧を行わないようにしている。これによって、商用電源３９から負荷である室外ファンモータ２３に電力供給されることとなる。
【００７０】
尚、このように、コンバータ部４９において、目標直流電圧Ｖｔを商用電源３９の交流電圧ＶＲ、ＶＳ、ＶＴを整流した場合の直流電圧Ｖ０（例えば、直流電圧約２５５［Ｖ］〜３１１［Ｖ］）よりも低い電圧２００［Ｖ］に設定を変更するか、或いは昇圧を行わないようにした場合、通常はコンバータ部４９の出力である直流電圧Ｖ２が２００［Ｖ］となるように制御されているものであるが、発電機３８では、発電が行われているので、発電機３８による三相交流電圧ＶＲ’、ＶＳ’、ＶＴ’を整流した直流電圧Ｖ１が徐々に上昇し、コンバータ部４９の出力である直流電圧Ｖ２が商用電源３９の交流電圧ＶＲ、ＶＳ、ＶＴを整流した場合の直流電圧Ｖ０を上回る場合がある。このような場合、インバータ部４５を介して負荷である室外ファンモータ２３に瞬間的に放電されて、コンバータ部４９の出力である直流電圧Ｖ２が再び目標直流電圧Ｖｔの２００［Ｖ］に近づけられる。つまり、コンバータ部４９の出力である直流電圧Ｖ２が上昇して放電されることがあるが、この期間は短く、コンバータ部４９の出力である直流電圧Ｖ２は、目標直流電圧Ｖｔの２００［Ｖ］に略一定に制御されるものである。
【００７１】
コンバータ部４９の出力である直流電圧Ｖ２のほうが第１整流部４３の直流電圧Ｖ０よりも低くなる場合、ハイレベルの直流電源ラインＬ１４を通じて変換部４６（即ち、コンバータ部４９）に電流が生じるような状況であるが、変換部４６（即ち、コンバータ部４９）の出力端４９Ａ側に設けたダイオード５４によってコンバータ部４９への電流の逆流が阻止される。
【００７２】
次に、ガスエンジン２５が停止している場合、発電機３８も停止しており、発電されず、商用電源３９の交流電圧を整流した場合の直流電圧Ｖ０が、インバータ部４５に印加される。
【００７３】
以上、本実施の形態によれば、商用電源３９の交流電圧を入力して直流電圧に整流する第１整流部４３と、発電機３８の交流電圧を入力して直流電圧に整流する第２整流部４７と、この第２整流部４７により整流された直流電圧を、第１整流部４３により整流される直流電圧よりも高い目標直流電圧にすべく、昇圧又は降圧するコンバータ部４９とを備え、第１整流部４３の出力端４３Ａ、４３Ｂ及びコンバータ部４９の出力端４９Ａ、４９Ｂを電源ラインＬ、Ｌ’で接続するとともに、この電源ラインＬ、Ｌ’にインバータ部４５の入力端４５Ａ、４５Ｂを接続し、第１整流部４３及びコンバータ部４９のいずれか高いほうの直流電圧を電源ラインＬ、Ｌ’からインバータ部４５に印加するようにしたことから、従来のようにスイッチを用いて商用電源３９と発電機３８とを切り替える必要がなくなり、さらに、コンバータ部４９の出力電圧が目標直流電圧に昇圧又は降圧されている場合は、コンバータ部４９、即ち、発電機３８側から負荷であるファンモータ２３に電力供給されるので、発電機３８の電力を有効に利用することができる。
【００７４】
以上、本実施の形態では、商用電源以外の電源が、交流電圧を発生させる発電機である場合について説明したが、これに限るものではなく、自然エネルギーを利用して交流電圧を発生する交流発電手段であってもよい。例えば、自然エネルギーを利用して交流電圧を発生する交流発電手段として、風力発電機等であってもよい。
【００７５】
また、本実施の形態では、電力変換装置を空気調和装置に適用した場合について説明したが、これに限るものではなく、電力供給が必要な負荷を有するシステムに適用する場合であってもよいし、電力変換装置をシステムに組み込むものではなく、単に負荷に電力を供給する場合であってもよい。
【００７６】
また、本実施の形態では、負荷が、空気調和装置の室外ファンモータである場合について説明したが、これに限るものではなく、電力供給を必要とする負荷であれば、いかなる負荷であってもよい。例えば、エンジン等を冷却するファンのファンモータであってもよい。
【００７７】
また、本実施の形態では、発電機の動力源である回転型原動機としてエンジン（例えば、ガスエンジン）の場合について説明したが、これに限るものではなく、発電機の動力源である回転型原動機として、例えば、蒸気タービン、ガスタービン、水力タービン等の場合であってもよい。
【００７８】
また、本実施の形態では、目標直流電圧Ｖｔが、商用電源以外の電源である発電機からの入力電力に応じて設定される場合について説明したが、これに限るものではなく、目標直流電圧Ｖｔが、商用電源の電圧（交流電圧の線間電圧のピーク値又は整流した直流電圧）よりも高い固定値に設定される場合であってもよい。この場合、予め、商用電源の電圧の変動が予測できれば、この予測した変動する電圧の最大値よりも高い固定値に設定すればよい。
【００７９】
また、本実施の形態では、目標直流電圧Ｖｔが、商用電源以外の電源である発電機からの入力電力に応じて設定される場合について説明したが、これに限るものではなく、商用電源の電圧（交流電圧の線間電圧のピーク値又は整流した直流電圧）を測定し、目標直流電圧Ｖｔが、この測定した電圧よりも高い電圧値に設定されるようにしてもよい。
【００８０】
また、図３に、別の実施の形態としての電力変換装置の電気回路図を示す。
【００８１】
この図３において、８０は、電力変換装置であり、図２と同様の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００８２】
この電力変換装置８０は、直流電圧を負荷に印加して電力供給するものであり、商用電源３９側の整流部４３の出力端４３Ａ、４３Ｂ及び商用電源以外の電源である発電機３８側の変換部４６（コンバータ部４９）の出力端４９Ａ、４９Ｂを電源ラインＬ、Ｌ’で接続して、整流部４３及び変換部４６（コンバータ部４９）のいずれか高いほうの直流電圧を電源ラインＬ、Ｌ’から負荷５７に印加するように構成している。つまり、負荷５７の入力端５７Ａ、５７Ｂが、この電源ラインＬ、Ｌ’に接続される。この場合、図２に示すようなインバータ部は省略可能である。これによっても、上記の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００８３】
また、図４に、さらに別の実施の形態としての電力変換装置の電気回路図を示す。
【００８４】
この図４において、９０は、電力変換装置であり、図２と同様の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００８５】
図４において、商用電源以外の電源が、自然エネルギーを利用して直流電圧を発生する直流発電手段としての太陽電池６０の場合である。この場合、直流電圧を発生する太陽電池６０が、コンバータ部４９に接続されるので、図２に示すような第２整流部は省略可能である。即ち、太陽電池６０は、この太陽電池６０の直流電圧を目標直流電圧に昇圧又は降圧するコンバータ部４９に接続される。これによっても、上記の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００８６】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、商用電源以外の電源の電力を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気調和装置の一実施の形態における冷媒回路等を示す回路図である。
【図２】電力変換装置を示す電気回路図である。
【図３】別の実施の形態としての電力変換装置を示す電気回路図である。
【図４】さらに別の実施の形態としての電力変換装置を示す電気回路図である。
【符号の説明】
１０　空気調和装置
１３、８０、９０　電力変換装置
１６　圧縮機
２５　ガスエンジン（エンジン）
３８　発電機
３９　商用電源
４３　第１整流部
４５　インバータ部
４６　変換部
４７　第２整流部
４９　コンバータ部
５４　ダイオード
Ｄ１〜Ｄ６　整流ダイオード
Ｌ、Ｌ’　電源ライン
【図１】
2004147387.tif 000003
【図２】
2004147387.tif 000004
【図３】
2004147387.tif 000005
【図４】
2004147387.tif 000006