(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相交流電源に対して電気的に断続可能であり、接続状態にあるときに前記３相交流電源から３相電動機に向けて３相電圧信号の供給を許容する給電回路と、
前記給電回路中に設けられ、前記３相電動機への前記３相電圧信号の供給を制御すべく切換え作動される切換機器と、
前記３相電圧信号の状態を検出し、この検出結果に基づき、前記切換機器の切換え作動を制御する制御手段と
を具備し、
前記切換機器は、
該切換機器よりも上流側での前記３相電圧信号の上流側相順序に基づき、前記３相交流電源から供給される前記３相電圧信号の相順序を前記３相電動機にとっての正相順序にすべく切換え作動可能なリレー方式の相順序切換器と、
前記相順序切換器の下流にて前記給電回路を開閉可能な開閉器と
を含み、
前記制御手段は、
前記３相電動機の駆動制御を開始する前に前記上流側相順序を検出し、前記相順序切換器に対する切換作動の制御を実施した後、前記開閉器を閉作動させ、
前記開閉器の閉作動から所定時間経過後に、前記相順序切換器の下流にて前記３相電圧信号の下流側相順序を更に検出し、この検出した下流側相順序と前記３相電動機にとっての正相順序とが不一致の場合、前記開閉器を開作動させる、
ことを特徴とする３相電動機の駆動制御装置。
【請求項２】
前記下流側相順序は、前記３相電動機の直上流にて検出されることを特徴とする請求項１に記載の３相電動機の駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記３相電動機の駆動中、前記下流側相順序を更に周期的に検出し、この検出結果が前記３相電動機にとっての正相順序と不一致の場合、前記開閉器を開作動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の３相電動機の駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記３相電動機が駆動停止中にあるとき、前記上流側相順序に基づいて前記３相電圧信号の欠相を更に検出し、この欠相が検出された場合、前記開閉器の開作動を維持することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の３相電動機の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相電動機の駆動制御装置、より詳しくは、車両搭載型の冷凍・冷蔵機器等の圧縮機の駆動に使用される３相電動機に対して好適した駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の駆動制御装置は、３相交流電源と３相電動機とを電気的に接続する給電回路中にリレー方式の相順序切換器（正相・逆相切換リレー回路）を備えており、この相順序切換器はその下流にて検出した３相電圧信号の相順序と３相電動機にとっての正相順序とが不一致である場合、３相電動機に供給される３相電圧信号の相順序を３相電動機の正相順序に一致させるべく切換え、これにより、３相電動機の逆相駆動を防止する（特許文献１）。
【特許文献１】特開2000-152491号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の駆動制御装置の場合、前述した相順序切換器はリレー方式であるため、駆動制御装置の使用環境、具体的には、相順序切換器の周囲の雰囲気やその長期に亘る不作動等により、そのリレー接点に酸化による絶縁被膜が生成されることがあり、この絶縁被膜はリレー接点の接触抵抗を増大させる。
それ故、このような状況下にあると、３相電圧信号の相順序を相順序切換器の下流にて検出しても、ここでの検出は不正確なものとなり、相順序切換器の誤作動、つまり、３相電動機の逆相駆動を招く虞がある。
【０００４】
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところはその使用環境に左右されることなく、３相電動機の駆動を安全に実施することができる３相電動機の駆動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明の３相電動機の駆動制御装置は、３相交流電源に対して電気的に断続可能であり、接続状態にあるときに前記３相交流電源から３相電動機に向けて３相電圧信号の供給を許容する給電回路と、この給電回路中に設けられ、３相電動機への３相電圧信号の供給を制御すべく切換え作動される切換機器と、３相電圧信号の状態を検出し、この検出結果に基づき、切換機器の切換え作動を制御する制御手段とを備える。
そして、本発明の場合、切換機器はこの切換機器よりも上流側での３相電圧信号の上流側相順序に基づき、３相交流電源から供給される３相電圧信号の相順序を３相電動機にとっての正相順序にすべく切換え作動可能なリレー方式の相順序切換器と、相順序切換器の下流にて給電回路を開閉可能な開閉器とを含み、
制御手段は、３相電動機の駆動制御を開始する前に上流側相順序を検出し、順序切換器に対する切換作動の制御を実施した後、開閉器を閉作動させ、開閉器の閉作動から時間経過後に相順序切換器の下流にて３相電圧信号の下流側相順序を更に検出し、この検出した下流側相順序と３相電動機にとっての正相順序とが不一致の場合、開閉器を開作動させる（請求項１）。
【０００６】
上述の駆動制御装置によれば、制御手段は切換機器の上流にて３相電圧信号の状態、即ち、上流側相順序を検出するので、ここでの検出にあたり、上流側相順序が切換機器の内部状態に影響を受けることはない。それ故、制御手段は、検出した３相電圧信号の上流側相順序に基づき、切換機器の切換え作動を適切に行なわせ、３相電動機をその正相状態にて正しく駆動させる。
【０００８】
また、たとえ相順序切換器のリレー接点に絶縁被膜が生成されていても、開閉器の閉作動後、所定時間経過していれば、相順序切換器を流れる電圧信号、即ち、電流はリレー接点の絶縁被膜を焼き切って除去することから、下流側相順序の検出にリレー接点の絶縁被膜が悪影響を及ぼすことはなく、下流側相順序の正確な検出が可能となる。
それ故、相順序切換器と下流側相順序の検出位置との間にて給電回路に配線ミス等の不備が存在していれば、この不備が３相電圧信号の検出した下流側相順序に表れることから、この場合、制御手段は開閉器を開作動させて３相電動機の駆動を直ちに停止させ、３相電動機の逆相での駆動を防止することができる。
【０００９】
好ましくは、下流側相順序は、３相電動機の直上流にて検出され（請求項２）、この場合、配線ミス等の不備の検査範囲が拡大する。
更に好ましくは、制御手段は、３相電動機の駆動中、下流側相順序を更に周期的に検出し、この検出結果が３相電動機にとっての正相順序と不一致の場合、開閉器を開作動させる（請求項３）。この場合、３相電動機の駆動中、何らかの原因により３相電動機に供給される３相電力の相順序に異常が発生しても、この異常を制御手段は直ちに検出して開閉器を開作動させ、３相電動機の逆相での駆動を阻止する。
【００１０】
更に、制御手段は、３相電動機が駆動停止中にあるとき、上流側相順序に基づいて３相電圧信号の欠相を更に検出し、この欠相が検出された場合、開閉器の開作動を維持するのが望ましい（請求項４）。
この場合にも、３相電圧信号の欠相が上流側相順序に基づいて検出されるので、ここでの検出もまた、相順序切換器でのリレー接点の絶縁被膜による悪影響を受けることはない。それ故、３相電圧信号の欠相を正確に検出でき、そして、３相電圧信号の欠相が検出されれば、開閉器の開作動が維持され、３相電動機の駆動も阻止される。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜３の３相電動機の駆動制御装置は、３相交流電源から供給される３相電圧信号の状態を切換機器の上流にて検出するので、ここでの検出は切換機器によって悪影響を受けることがなく、切換機器の適切な切換え作動を介して３相電動機の駆動を正しく実施可能となる。
また、駆動制御装置は、相順序切換器の切換え作動の制御がリレー接点に生成された絶縁被膜による悪影響を受けることがなく、その切換作動を正確に行うことができ、３相電動機の逆相での駆動を確実に防止することができる。そして、切換え作動の制御後、相順序切換器のリレー接点を通じて３相電動機に供給される電流は、リレー接点の絶縁被膜を焼き切って除去することから相順序切換器の適切切換え作動を保証しつつ、リレー接点の清掃を同時に実施可能となる。
更に、請求項４の駆動制御装置は３相電圧信号の位相順序のみならず、その欠相をも正確に検出でき、しかも、３相電動機の不所望な駆動を確実に防止可能となる。
【００１２】
更に、請求項８の駆動制御装置は３相電圧信号の位相順序のみならず、その欠相をも正確に検出でき、しかも、３相電動機の不所望な駆動を確実に防止可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、３相電動機（以下、単に電動機と称する）２の駆動制御装置を概略的に示す。ここで、電動機２は、低温車や低温コンテナ等の車両に搭載された冷凍・冷蔵機の圧縮機の駆動源として使用される。より詳しくは、この種の冷凍・冷蔵機は蓄冷剤を凍結するためのものであって、凍結された蓄冷剤は車両に積み込んだ商品を目的地に運送するまで、低温又は冷凍の状態に保持する。
【００１４】
それ故、このような冷凍・冷蔵等にあっては、蓄冷剤を再冷凍して冷凍状態に維持するために、電動機２が不特定な場所での３相交流電源（以下、単に電源と称する）に電気的に接続され、電動機２は不特定な交流電源からの３相電圧信号の供給を受けることで駆動され、圧縮機を介して冷凍・冷蔵機を運転する。
具体的には、図１に示されるように駆動制御装置は、電動機２のための給電回路４を備え、この給電回路４は電源６に対し、コネクタ８を介して分離可能に接続可能となっている。なお、電動機２もまたコネクタ１０を介して給電回路４に分離可能に接続されるものであってよい。
【００１５】
給電回路４にはリレー方式の相順序切換器１２が配置され、この相順序切換器１２は公知のように電源６からの３相交流をその相順序に従い、電動機２にとっての正相順序にて伝達する第１リレー群１８ａ及び逆相順序にて伝達する第２リレー群１８ｂを含み、これらリレー群１８ａ、１８ｂは対応する電磁コイル２０ａ，２０ｂの一方が励磁されることで選択的にオン作動される。即ち、相順序切換器１２は、第１リレー群１８ａを選択する正相切換え位置と、第２リレー群１８ｂを選択する逆相切換え位置との間にて切換え作動されるが、通常、相順序切換器１２は正相切換え位置にある。
【００１６】
また、給電回路４には、相順序切換器１２と電動機２の間にリレー方式の開閉器２２も配置されている。この開閉器２２はリレー群２４を有し、このリレー群２４はその電磁コイル２６への励磁がオンオフされることで、電動機２への３相電圧信号の供給を断続する。即ち、開閉器２２は給電回路４を開閉作動する。
ここで、前述したように電動機２が冷凍・冷蔵機の圧縮機のための駆動源として使用される場合、通常、開閉器２２は蓄冷剤の温度に基づいて開閉され、電動機２を介して圧縮機の駆動をオンオフする。具体的には、蓄冷剤の温度が設定温度以上に高い場合、開閉器２２は閉作動されることで、電動機２を介して圧縮機を駆動し、これに対し、蓄冷材の温度が設定温度よりも低い場合、開閉器２２は開作動され、電動機２、即ち、圧縮機の駆動を停止させる。
【００１７】
上述した相順序切換器１２及び開閉器２２は、制御手段としての検出／制御器２８に電気的に接続されている。この検出／制御器２８はプログラム可能なマイクロコンピュータから実現されて、相順序切換器１２の電磁コイル２０や開閉器２２の電磁コイル２６に対する励磁信号の供給、つまり、相順序切換器１２の切換作動や開閉器２２の開閉作動を制御するものであり、本実施例の場合、相順序切換器１２及び開閉器２２が検出／制御器２８による制御を受ける切換え機器を構成する。
【００１８】
検出／制御器２８について詳述するにあたり、給電回路４には、相順序切換器１２の上流及び下流にそれぞれ規定された検出位置Ｄ１，Ｄ２から分岐された分岐回路３０，３２がそれぞれ備えられており、これら分岐回路３０，３２は検出／制御器２８に接続されている。検出／制御器２８は、検出位置Ｄ１，Ｄ２を流れる３相電圧信号が分岐回路３０，３２を通じて供給されたとき、これら３相電圧信号の相順序を相順序切換器１２よりも上流の上流側相順序及び相順序切換器１２よりも下流の下流側相順序として検出し、そして、これら上流側及び下流側相順序に基づき、相順序切換器１２の切換作動及び開閉器２２の開閉作動を制御する。
【００１９】
また、検出／制御器２８は３相電圧信号の相順序に加えて、この相順序から欠相の有無もまた併せて判定することができ、ここでの判定は開閉器２２の開閉制御に使用される。
具体的には、図１から明らかなように検出／制御器２８は、冷凍・冷蔵機のための運転スイッチである電源スイッチ３４、表示器３６及び温度センサ３７に電気的に接続されており、温度センサ３７は前述した蓄冷剤の温度を検出する。検出／制御器２８は給電回路４が電源６に接続された状態で、電源スイッチ（電源ＳＷ）３４がオン操作された後、相順序切換器１２の切換作動及び開閉器２２の開閉作動を介して電動機２の駆動制御、つまり、電動機２（冷凍・冷蔵機の圧縮機）の運転制御を実施する。
【００２０】
電動機２の運転制御ルーチンは図２及び図３に示されており、この運転制御ルーチンについて以下に詳述する。なお、温度センサ３７にて検出された蓄冷剤の温度に基づく、開閉器２２の開閉制御は公知であるので、ここでは省略する。
運転制御ルーチンでは先ず、電源の相判定処理が実施され、ここでは、ステップＳ１にて、電源ＳＷ３４が投入された否かが判別され、ここでの判別結果が偽(No)に維持されている限り、ステップＳ１の判別が繰り返され、検出／制御器２８は待機状態となる。
【００２１】
しかしながら、電源ＳＷ３４が投入され、ステップＳ１の判別結果が真(Yes)になれば、電動機２を駆動するに先立ち、相順序切換器１２よりも上流側の３相電圧信号の判定に基づき、その３相電圧信号に欠相が有るか否かが判別され（ステップＳ２）、ここでの判別は、前述の検出位置Ｄ１にて検出された上流側相順序に基づいて実施される。
ステップＳ２の判別結果が真の場合、検出／制御器２８は図３の電源異常処理を実施する。この電源異常処理では、電源スイッチ３４が投入されているか否かが判別され（ステップＳ３）、ここでの判別結果が真の場合、検出／制御器２８は前述した表示器３６に電源異常を表示する一方、開閉器２２を開作動させるか又は開作動の状態にあれば、この開状態に維持することで、電動機２を停止状態とし（ステップＳ４）、冷凍・冷蔵機（圧縮機）を運転させることはない。一方、ステップＳ３の判別結果が偽の場合には、表示器３６の電源異常表示が解除され（ステップＳ５）、この後、ステップＳ１以降の電源の相判定処理が実施される。
【００２２】
一方、前述のステップＳ２の判別結果が偽の場合には、相順序切換器１２よりも上流側の３相電圧信号の判定に基づき、その３相電圧信号の相順序、即ち、前述の上流側相順序が電動機２にとって正相順序にあるか否かが判別される（ステップＳ６）。ここでの判別が真の場合、検出／制御器２８は相順序切換器１２の切換え作動を実施することなく開閉器２２を閉作動させ、電動機２の運転モード（運転中）を実施する（ステップＳ７）。
【００２３】
これに対し、ステップＳ６の判別結果が偽の場合、検出／制御器２８は相順序切換器１２を正相切換え位置から逆相切換え位置に切換え作動させた後（ステップＳ８）、ステップＳ７を実施する。
ここで、電源６から供給される３相電圧信号の相順序が電動機２にとっての正相順序にあるか否かに拘わらず、前述した相順序切換器１２の切換作動制御は電動機２に実際に供給される３相電圧信号の相順序を電動機２にとっての正相順序にする。それ故、電動機２は正相状態にて駆動される。
【００２４】
また、上述した相順序切換器１２の切換作動制御は上流側相順序に基づいて実施されることから、その制御が相順序切換器１２におけるリレー接点の絶縁被膜により悪影響を被ることはなく、電動機２の逆相駆動を確実に防止できる。
この後、次のステップＳ９にて、電源スイッチＳＷが投入されているか否かが判別され（ステップＳ９）、ここでの判別結果が真に維持されていれば、ステップＳ１０以降のステップが実施され、これに対し、ステップＳ９の判別結果が偽の場合、前述したステップＳ１が繰り返して実施され、検出／制御器２８は待機状態に移行する。
【００２５】
ステップＳ１０では電動機２が駆動中にあるか否かが判別される。即ち、電動機２の駆動を受け、圧縮機を介して冷凍・冷蔵機が運転されていても、検出／制御器２８は、冷凍・冷蔵機における蓄冷剤の温度を検出する温度センサ３７からの検出信号に基づき、前述したように開閉器２２を開閉させることから、冷凍・冷蔵機の運転中、電動機２の駆動が一時的に停止されることがあり、このような電動機２の駆動停止がステップＳ１０にて判定される。
【００２６】
ステップＳ１０での判別結果が真の場合、検出／制御器２８は、相順序切換器１２の下流側の３相電圧信号の判定処理、具体的には、ステップＳ１１，Ｓ１２の判別を順次実施し、これら判別処理は、電源ＳＷの投入からステップＳ７が最初に実施された直後にあってはステップＳ７の実施から所定時間後に実施され、この後は、図２及び図３の運転制御ルーチンの実行周期毎に実施される。
【００２７】
具体的には、ステップＳ１１では、３相電圧信号に欠相が有るか否かが判別され、そして、ステップＳ１２では、３相電圧信号が電動機２にとっての正相順序であるか否かが判別され、ここでの判別には、前述した上流側相順序ではなく、検出位置Ｄ２にて検出した下流側相順序が使用される。
ステップＳ１１の判別結果が真、又は、ステップＳ１２の判別結果が偽になった場合には前述した図３のステップＳ３〜Ｓ５の電源異常処理が実施され、電動機２及び圧縮機を保護することができる。これに対し、ステップＳ１１の判別結果が偽で且つステップＳ１２の判別結果が真である限り、前述したステップＳ７の電動機２の運転モードが維持される。
【００２８】
ここで、電源ＳＷ３４の投入後、ステップＳ７の実施（開閉器２２の閉作動）を経て、ステップＳ１１，Ｓ１２の判別が最初に実施されるまでの所定時間は、相順序切換器１２内のリレー接点に絶縁被膜が生成されていたとしても、この絶縁被膜がリレー接点を流れる３相電圧信号、即ち、電流により除去されるのに要する時間である。
それ故、ここでも、ステップＳ１１，Ｓ１２の判別にリレー接点の絶縁被膜が悪影響を及ぼすことはなく、これらステップＳ１１，Ｓ１２の判別を正確に実施可能となる。この結果、ステップＳ１１，Ｓ１２を経て、検出／制御器２８が電源異常処理を実施する状況とは電源６自体の故障や、相順序切換器１２と検出位置Ｄ２との間に配線ミス等の重大な不備がある異常事態を示しているから、このような状況では、電源の異常を表示すると同時に電動機２を直ちに停止し（ステップＳ４）、電動機２を保護することができる。
【００２９】
一方、ステップＳ１０の判別結果が偽の場合には、相順序切換器１２の上流側の３相電圧信号の判定処理、具体的には、前述したステップＳ２と同様なステップＳ１３での判別が実施される。
ステップＳ１３の判別結果が真となる場合、検出／制御器２８は電源異常処理を実施して電動機２及び圧縮機を保護し、これに対し、ステップＳ１３の判別結果が偽の場合、電動機２の運転モード（ステップＳ７）が維持される。
【００３０】
上述の説明から明らかな如く本実施例にあっては、電動機２が運転モード（運転中）にあっても、電動機２に実際に供給される３相電圧信号の欠相及び相順序を検出しているので、電動機２の逆相駆動や異常駆動を確実に防止することができ、電動機２の駆動上の信頼性は高い。
しかも、ステップＳ１０の判別結果が偽になって、電動機２の駆動が一時的に停止され、３相電圧信号、即ち、電流が相順序切換器１２を通じて流れない状況下にあるとき、３相電圧信号の欠相は検出位置Ｄ１にて検出した上流側相順序に基づいて判定されるので、ここでの判定もまた、相順序切換器１２内での前述した絶縁被膜による悪影響を受けることはない。また、検出／制御器２８は、上述の状況下にて、前述した温度センサ３７からの検出信号に基づき、開閉器２２を閉作動させるべき条件が満たされても、ステップＳ１３の判別結果が真である場合にはこの判別結果を優先して、前述した電源異常処理を実施する。この結果、開閉弁２２の開作動が維持されるので、電動機２及び圧縮機の確実な保護が可能となる。
【００３１】
本発明は上述の一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
また、一実施例の場合、検出／制御器２８は３相電力の相順序及び欠相をソフトウエア的に検出するものとして例示されているが、これらをハードウエア的に検出するものであってもよい。
更に、下流側相順序の検出位置Ｄ２は電動機２の直上流、即ち、図１中に示すＤ２’位置にあれば、給電回路４の配線ミス等の重大な不備をより効果的に発見可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一実施例の電動機の駆動制御装置を示した概略構成図である。
【図２】図１中の検出／制御器が実施する運転制御ルーチンのフローチャートの一部を示す図である。
【図３】図２のフローチャートの残部を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
２              電動機
４              給電回路
６              交流電源
８              コネクタ
１２            相順序切換器（切換機器）
１８ａ          第１リレー群
１８ｂ          第２リレー群
２０ａ，２０ｂ  電磁コイル
２２            開閉器（切換機器）
２４            リレー群
２６            電磁コイル
２８            検出／制御器（制御手段）
３０，３２      分岐回路
３４            電源スイッチ
３６            表示器
３７            温度センサ
Ｄ１            第１検出位置
Ｄ２            第２検出位置
【図１】
0005164521.tif 000002
【図２】
0005164521.tif 000003
【図３】
0005164521.tif 000004