(57)【要約】【課題】商用電源の異常による電圧低下が生じた場合でも、アクティブフィルタのスイッチング素子の破壊を防止することができるようにした空気調和機の制御方法を提供する。【解決手段】入力交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、整流回路と並列に接続したスイッチング素子と、平滑用コンデンサと、シャント抵抗と、アクティブフィルタ制御部とからなるアクティブフィルタと、アクティブフィルタの出力直流電圧を所定周波数、所定電圧の三相交流に変換して圧縮機を駆動するモータに供給するインバータ回路と、アクティブフィルタの入力交流電流を検出する入力電流検出回路と、インバータ回路を制御するマイコン及びインバータ駆動回路とからなり、入力交流電流を所定時間毎に検出し、前回検出の入力交流電流と今回検出の入力交流電流との差の絶対値を算出し、算出した絶対値が所定値以上であれば、アクティブフィルタを停止させる。【選択図】  図３
2004254392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、同整流回路の正側端子に直列に接続したチョークコイルおよび逆阻止ダイオードと、前記チョークコイルと逆阻止ダイオードとの間で前記整流回路と並列に接続したスイッチング素子と、出力直流電圧を平滑化する平滑用コンデンサと、出力直流電圧を検出するための出力直流電圧検出回路と、シャント抵抗を用い電流波形を検出する電流検出回路と、出力直流電圧波形および電流波形をもとにして入力交流電流波形がほぼ正弦波となるように前記スイッチング素子を制御するアクティブフィルタ制御部とからなるアクティブフィルタと、同アクティブフィルタの出力直流電圧を所定周波数、所定電圧の三相交流に変換して圧縮機を駆動するモータに供給するインバータ回路と、前記アクティブフィルタの入力交流電流を検出する入力電流検出回路と、前記インバータ回路の各トランジスタをオン、オフ制御するためのマイクロコンピュータおよびインバータ駆動回路とからなり、
前記入力交流電流を所定時間毎に検出し、前回検出の入力交流電流と今回検出の入力交流電流との差の絶対値を算出し、同算出した絶対値が所定値以上であれば、前記アクティブフィルタを停止させてなることを特徴とする空気調和機の制御方法。
【請求項２】
前記入力交流電流の検出は、同入力交流電流のゼロクロス点から所定時間経過後に行うようにしてなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機の制御方法に係わり、詳しくは、商用電源の電圧の異常低下によるアクティブフィルタの破壊を防止する制御技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般にインバータ装置を有する空気調和機は、商用の交流電源を直流電源に変換し、この直流電源からの出力直流電圧をインバータ手段によって任意の交流電圧に変換して圧縮機のモータに供給する。交流電源を直流電源に変換する手段としては、一般にコンデンサ入力型の電源回路を用いるが、交流電源からの入力交流電流波形が歪波となり、この歪波により高調波電流が発生する。そこで、その高調波電流を抑えるために、入力交流電流波形をほぼ正弦波とする昇圧コンバータ型のアクティブフィルタが提案されている。図１はそのアクティブフィルタを用いた空気調和機の制御装置の一例を示したものである。
【０００３】
図１に示す空気調和機の制御装置は商用の交流電源（例えばＡＣ２００Ｖ，５０／６０Ｈｚ）１をアクティブフィルタ２で直流電源に変換してインバータ回路（インバータ手段）３に供給する。インバータ回路３は、複数のトランジスタとダイオードをそれぞれ並列に接続し、かつ三相ブリッジに接続したものであり、入力直流電源を三相交流に変換して圧縮機を駆動する三相の圧縮機モータ４を駆動する。
【０００４】
アクティブフィルタ２は、ダイオードブリッジからなる整流回路２ａと、この整流回路２ａの正側端子に直列に接続したチョークコイル２ｂおよび逆阻止ダイオード２ｃと、このチョークコイル２ｂと逆阻止ダイオード２ｃとの間で整流回路２ａと並列に接続したスイッチング素子（ＩＧＢＴ；絶縁ゲート形トランジスタ）２ｄと、出力直流電圧を平滑化する平滑用コンデンサ２ｅと、整流回路２ａの全波整流電圧波形を検出するための整流電圧検出回路２ｆと、出力直流電圧を検出するための出力直流電圧検出回路２ｇと、シャント抵抗で電流波形を検出する電流検出回路２ｈと、前記検出した全波整流電圧波形、出力直流電圧波形および電流波形をもとにして前記スイッチング素子２ｄを制御するアクティブフィルタ制御部２ｉとを備えている。
【０００５】
アクティブフィルタ制御部２ｉは力率改善制御用ＩＣやその周辺回路で構成されており、このアクティブフィルタ制御部２ｉは前記全波整流電圧波形、出力直流電圧波形および電流波形を入力し、入力交流電流波形がほぼ正弦波になるようにスイッチング素子２ｄの駆動信号を出力する。
【０００６】
前記アクティブフィルタ２により、入力交流電流波形がほぼ正弦波となり、つまり入力交流電流波形の歪波が小さくなり、結果として高調波電流を低減することができ、力率の向上を図るものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
前記特許文献１は、所定時間毎に、前記入力電流検出回路７により検出された入力交流電流の検出値と基準値とを比較し、検出値が基準値以下であれば前記アクティブフィルタ制御部２ｉが動作停止中であると判断し、圧縮機の運転を停止させ、圧縮機モータの異常な動作を回避するようにしたものである。
【０００８】
ところで、空気調和機の運転中に、何らかの原因で商用電源の異常による電圧低下が生じた場合、例えば、図４に示すように、交流電圧が２３０Ｖから５８Ｖ  へ２サイクル低下したとする。すると、入力交流電流は入力電力を一定にしようと、増加し、又アクティブフィルタは、出力直流電圧を設定出力直流電圧である３８０Ｖとなるように制御しようとするが、交流電圧の低下に追随しきれず、低下してしまう。しかる後、図４のｔ７時において、交流電圧の異常が無くなり、ＡＣ２３０Ｖに復帰したとする。ここで、出力直流電圧が低下しているため、設定出力直流電圧である３８０Ｖまで上昇させようと、平滑用コンデンサへ充電電流が流れる。
この際、アクティブフィルタが動作中の場合、この充電電流がアクティブフィルタのスイッチング素子であるＩＧＢＴへ、素子のオン時に流れこみ、最悪この電流によりスイッチング素子の定格を超え破壊する恐れがあり、この破壊防止方法が望まれている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２０４１８０号公報（第３〜５頁、第１図）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、上記の問題点に鑑み、商用電源の異常による電圧低下が生じた場合でも、アクティブフィルタのスイッチング素子の破壊を防止することができるようにした空気調和機の制御方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するため、入力交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、同整流回路の正側端子に直列に接続したチョークコイルおよび逆阻止ダイオードと、前記チョークコイルと逆阻止ダイオードとの間で前記整流回路と並列に接続したスイッチング素子と、出力直流電圧を平滑化する平滑用コンデンサと、出力直流電圧を検出するための出力直流電圧検出回路と、シャント抵抗を用い電流波形を検出する電流検出回路と、出力直流電圧波形および電流波形をもとにして入力交流電流波形がほぼ正弦波となるように前記スイッチング素子を制御するアクティブフィルタ制御部とからなるアクティブフィルタと、同アクティブフィルタの出力直流電圧を所定周波数、所定電圧の三相交流に変換して圧縮機を駆動するモータに供給するインバータ回路と、前記アクティブフィルタの入力交流電流を検出する入力電流検出回路と、前記インバータ回路の各トランジスタをオン、オフ制御するためのマイクロコンピュータおよびインバータ駆動回路とからなり、
前記入力交流電流を所定時間毎に検出し、前回検出の入力交流電流と今回検出の入力交流電流との差の絶対値を算出し、同算出した絶対値が所定値以上であれば、前記アクティブフィルタを停止させてなる構成となっている。
【００１２】
また、前記入力交流電流の検出は、同入力交流電流のゼロクロス点から所定時間経過後に行うようにしてなる構成となっている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として説明する。
図１は本発明における（従来例も同じ）空気調和機の制御方法を説明する制御装置のを示すブロック図で、図２は本発明による制御方法の動作例を説明するための入力交流電圧・電流の波形図である。
【００１４】
図１において、１は交流電源、２はアクティブフィルタ（コンバータ手段）、３は前記アクティブフィルタ２の出力直流電圧を所定周波数、所定電圧の三相交流に変換して圧縮機を駆動するモータ（圧縮機モータ）４に供給するインバータ回路、５は例えば室内機制御装置等からの指示に応じて圧縮機を所定運転周波数に制御するための制御信号（例えばＰＷＭ信号）等を出力する制御回路（マイクロコンピュータ）、６は前記ＰＷＭ信号に基づいて前記インバータ回路３の各トランジスタをオン、オフ駆動するインバータ駆動回路、７はアクティブフィルタ２の入力交流電流を検出する電流センサ（カレントトランス）７ａを備えた入力電流検出回路である。
【００１５】
前記アクティブフィルタ２は、入力交流電圧を直流電圧に変換する整流回路２ａと、同整流回路２ａの正側端子に直列に接続したチョークコイル２ｂおよび逆阻止ダイオード２ｃと、前記チョークコイル２ｂと逆阻止ダイオード２ｃとの間で前記整流回路２ａと並列に接続したスイッチング素子２ｄと、出力直流電圧を平滑化する平滑用コンデンサ２ｅと、前記整流回路２ａの全波整流電圧波形を検出するための整流電圧検出回路２ｆと、出力直流電圧を検出するための出力直流電圧検出回路２ｇと、シャント抵抗を用い電流波形を検出する電流検出回路２ｈと、前記整流電圧検出回路２ｆで検出した全波整流電圧波形、前記出力直流電圧検出回路２ｇで検出した出力直流電圧波形および前記電流検出回路２ｈで検出した電流波形をもとにして入力交流電流波形がほぼ正弦波となるように前記スイッチング素子２ｄを制御するアクティブフィルタ制御部２ｉとで構成されている。
【００１６】
このように構成において、前記入力交流電流を所定時間毎に検出し、前回検出の入力交流電流と今回検出の入力交流電流との差の絶対値を算出し、同算出した絶対値が所定値以上であれば、前記アクティブフィルタ２を停止させ、前記スイッチング素子２ｄに充電電流が流れない構成となっている。
【００１７】
以下、図２のの入力交流電圧・電流の波形図と、図３の本発明におけるフローチャートを参照しながら制御動作例を説明する。
本発明の制御回路５（マイコン）は、この制御を交流電圧のゼロクロス点毎に行う。まず、空気調和機が正常に動作し、図２の時間ｔ１になったとする。ここで、ｔ１時は交流電圧のゼロクロス点であるため、制御回路５は図３でタイマをスタートさせる（ＳＴ１）。次に、ゼロクロス点から所定時間ｔＡが経過したかどうか判断する（ＳＴ２）。もし所定時間ｔＡが経過していれば（図２のｔ２）、今回の入力交流電流を検出する（ＳＴ３）。時間ｔ２の場合の今回の入力交流電流値をＩｔ２＝１０Ａ  とする。そして、前回の入力交流電流検出値を制御回路５のメモリから読み出す（ＳＴ４）。図２に図示してないが、前回の入力交流電流値Ｉｔ２−１＝１０Ａ  とする。
そして、今回値Ｉｔ２  と前回値Ｉｔ２−１  との差の絶対値を算出する（ＳＴ５）。この場合、｜Ｉｔ２−（Ｉｔ２−１）  ｜＝０Ａ  となり、所定値１０Ａ  未満のため（ＳＴ６）、この制御を終了する。
【００１８】
次に、図２の時間ｔ５になったとする。例えばここで、何らかの原因で異常が生じ、入力交流電圧が２３０Ｖから５８Ｖ（２サイクル）に低下したとする、この入力交流電圧の低下に伴い、入力交流電流の増加、及びアクティブフィルタ２の出力直流電圧の低下が生じる。
時間ｔ５のゼロクロス点において、制御回路５は、上記と同様にフローチャートのＳＴ１から作業を行い、図２の時間ｔ６で入力交流電流ＩＡＣ  を検出（ＳＴ３）し、今回の入力交流電流値Ｉｔ６＝１７Ａ  とする。そして、前回の入力交流電流検出値を制御回路５のメモリから読み出す（ＳＴ４）。前回の入力交流電流値ｔ４＝１０Ａである。そして、今回値Ｉｔ６  と前回値Ｉｔ４  との差の絶対値を算出する（ＳＴ５）。この場合、｜Ｉｔ６−Ｉｔ４  ｜＝７Ａ  となり、所定値１０Ａ  未満のため（ＳＴ６）、この制御を終了する。
【００１９】
更に時間が経過し、図２の時間ｔ１３  となったとする。ここで、入力交流電圧の低下がなくなり、５８Ｖ  から２３０Ｖに復帰したとする。
時間ｔ１３  のゼロクロス点において、制御回路５は、上記と同様にフローチャートのＳＴ１から作業を行い、図２の時間ｔ１４  で入力交流電流ＩＡＣ  を検出（ＳＴ３）し、今回の入力交流電流値Ｉｔ１４＝３１Ａとする。そして、前回の入力交流電流検出値を制御回路５のメモリから読み出す（ＳＴ４）。前回の入力交流電流値ｔ１２＝１７Ａ  である。そして、今回値Ｉｔ１３と前回値Ｉｔ１２との差の絶対値を算出する（ＳＴ５）。この場合、｜Ｉｔ６−Ｉｔ４  ｜＝１７Ａとなり、所定値が１０Ａ  以上となり（ＳＴ６）、アクティブフィルタ２を停止させる。よって、出力直流電圧は入力交流電圧の    ２３０Ｖの√２倍の３２２Ｖとなる。
この結果、商用電源の異常による電圧低下が生じた場合でも、平滑コンデンサ２ｅへの充電電流での、アクティブフィルタ２のスイッチング素子２ｄの破壊を防止することができる。
【００２０】
以上に説明したように、前記入力交流電流を所定時間毎に検出し、前回検出の入力交流電流と今回検出の入力交流電流との差の絶対値を算出し、同算出した絶対値が所定値以上であれば、前記アクティブフィルタ２を停止させる構成とすることにより、商用電源の異常による電圧低下が生じた場合でも、平滑コンデンサ２ｅへの充電電流での、アクティブフィルタ２のスイッチング素子２ｄの破壊を防止することができる空気調和機の制御方法となる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、商用電源の異常による電圧低下が生じた場合でも、平滑コンデンサへの充電電流での、アクティブフィルタのスイッチング素子の破壊を防止することができる空気調和機の制御方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明および従来例に係わる空気調和機の制御方法を説明するための、制御装置のブロック図である。
【図２】本発明による制御方法の動作例を説明するための入力交流電圧・電流の波形図である。
【図３】本発明による空気調和機の制御方法を説明するフローチャートである。
【図４】従来例による動作例を説明するための入力交流電圧・電流の波形図である。
【符号の説明】
１  交流電源
２  アクティブフィルタ
２ａ  整流回路
２ｂ  チョークコイル
２ｃ    逆阻止ダイオード
２ｄ  スイッチング素子（ＩＧＢＴ；絶縁ゲート形トランジスタ）
２ｅ  平滑用コンデンサ
２ｆ  整流電圧検出回路
２ｇ    出力直流電圧検出回路
２ｈ  電流検出回路
２ｉ  アクティブフィルタ制御部
３  インバータ回路（インバータ手段）
４  圧縮機モータ
５  制御回路（マイクロコンピュータ）
６  インバータ駆動回路
７  入力電流検出回路
７ａ  電流センサ（カレントトランス）
【図１】
2004254392.tif 000003
【図２】
2004254392.tif 000004
【図３】
2004254392.tif 000005
【図４】
2004254392.tif 000006