(57)【要約】【課題】ＤＣ電圧の充電不足による空気調和機の停止や限流抵抗の焼損を防止する空気調和機を提供すること。【解決手段】本発明の空気調和機は、交流電源１の電圧を直流電圧に整流する整流用ダイオードと、平滑用コンデンサ８と、平滑用コンデンサ８の初期充電時の突入電流を限流する限流抵抗２と、限流抵抗２に並列接続して短絡と開放の切り替えが可能な充電用リレー３と、充電用リレー３の短絡と開放の切り替えを制御する制御部１０と、直流電圧をインバータ制御により駆動する負荷９と、交流電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段１１とを備え、ゼロクロス検出手段でゼロクロス点を予め設定された回数連続して検出できない場合、負荷の駆動を停止し、負荷が停止したに充電用リレーを開放する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の電圧を直流電圧に整流する整流用ダイオードと、平滑用コンデンサと、前記平滑用コンデンサの初期充電時の突入電流を限流する限流抵抗と、前記限流抵抗に並列接続して短絡と開放の切り替えが可能な充電用リレーと、前記充電用リレーの短絡と開放の切り替えを制御する制御部と、直流電圧をインバータ制御により駆動する負荷と、前記交流電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段とを備え、前記ゼロクロス検出手段でゼロクロス点を予め設定された回数連続して検出できない場合、前記負荷の駆動を停止し、前記負荷が停止した後に充電用リレーを開放することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
予め設定されているゼロクロス点の検出回数は、前記負荷の運転状況に応じて変更することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
ゼロクロス点を予め設定された回数連続して検出できない場合、前記負荷の駆動を停止し、前記負荷が停止した後に充電用リレーを開放し、さらにその後、ゼロクロス点を予め設定された回数連続して検出した場合、前記充電用リレーを短絡し、その後、前記負荷の駆動を開始することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
ゼロクロス点を予め設定された回数連続して検出できない場合、前記負荷の駆動を停止し、前記負荷が停止した後に充電用リレーを開放し、さらにその後、前記負荷の駆動を停止してから所定時間が経過し、かつ、ゼロクロス点の検出を予め設定された回数連続して検出した場合、前記充電用リレーを短絡し、その後、前記負荷の駆動を開始することを特徴とする請求項１または２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、突入電流抑制回路を有する空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機において、交流電源の電圧を直流電圧に整流するコンバータ装置では、起動時の平滑用コンデンサの初期充電時の大きな突入電流により、整流用ダイオード等の整流回路が破損することを防止するために、充電回路に限流抵抗と短絡と開放を切り替えることができる充電用リレーを並列接続している。図５は従来の空気調和機の電源回路の構成図である。
【０００３】
そして、起動時は充電用リレーを開放することで限流抵抗を介して平滑用コンデンサを充電して整流回路が破損することを防止し、平滑用コンデンサに十分なＤＣ電圧が充電されて突入電流による整流回路破損の恐れがなくなったら充電用リレーを短絡し、通常の運転を行うようにしていた。
【０００４】
また、電源の瞬時停電や瞬時低電圧（以下、瞬停）が発生した場合は、ＤＣ電圧が平滑用コンデンサと、平滑用コンデンサに充電されたＤＣ電圧をインバータ制御により駆動する圧縮機やファンモータ等の負荷による時定数で放電することから、ＤＣ電圧を検出し、ＤＣ電圧が所定の値まで下がると、充電用リレーを開放することで、瞬停復帰時に限流抵抗を介さずに大きな突入電流が流れることを防止していた。
【０００５】
また、ＤＣ電圧の絶対値ではなく、設定された差分値を検出することにより、差分値が大きい場合に充電用リレーを開放することで、大きな突入電流が流れることを防止していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−７４８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成のように、平滑されたＤＣ電圧を用いて圧縮機やファンモータ等の負荷を駆動するインバータ式の空気調和機において、負荷が駆動している状態で充電用リレーを開放し、電源電圧が瞬停復帰した場合に、負荷の消費電力を賄うために限流抵抗に大電流が流れることとなってしまい、ＤＣ電圧の充電不足による空気調和機の停止や限流抵抗の焼損が発生してしまうという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ＤＣ電圧の充電不足による空気調和機の停止や限流抵抗の焼損を防止する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】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、交流電源の電圧を直流電圧に整流する整流用ダイオードと、平滑用コンデンサと、平滑用コンデンサの初期充電時の突入電流を限流する限流抵抗と、限流抵抗に並列接続して短絡と開放の切り替えが可能な充電用リレーと、充電用リレーの短絡と開放の切り替えを制御する制御部と、直流電圧をインバータ制御により駆動する負荷と、交流電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段とを備え、ゼロクロス検出手段でゼロクロス点を予め設定された回数連続し
て検出できない場合、負荷の駆動を停止し、負荷が停止した後に充電用リレーを開放することにより、充電用リレー開放時における限流抵抗を焼損させることなく、または限流抵抗を介して平滑コンデンサに充電することにより生じる充電不足による運転停止を発生させることなく、瞬停復帰時の突入電流を抑制し、さらに再起動時における冷凍サイクルの不均衡も防止することで、安定した空気調和機の起動を可能とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、ＤＣ電圧の充電不足による空気調和機の停止や限流抵抗の焼損を防止する空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の電源回路の構成図
【図２】同実施の形態１における制御のフロー図
【図３】本発明の実施の形態２における制御のフロー図
【図４】本発明の実施の形態３における制御のフロー図
【図５】従来の空気調和機の電源回路の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明の空気調和機は、交流電源の電圧を直流電圧に整流する整流用ダイオードと、平滑用コンデンサと、平滑用コンデンサの初期充電時の突入電流を限流する限流抵抗と、限流抵抗に並列接続して短絡と開放の切り替えが可能な充電用リレーと、充電用リレーの短絡と開放の切り替えを制御する制御部と、直流電圧をインバータ制御により駆動する負荷と、交流電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段とを備え、ゼロクロス検出手段でゼロクロス点を予め設定された回数連続して検出できない場合、負荷の駆動を停止し、負荷が停止した後に充電用リレーを開放することにより、充電用リレー開放時における限流抵抗を焼損させることなく、または限流抵抗を介して平滑コンデンサに充電することにより生じる充電不足による運転停止を発生させることなく、瞬停復帰時の突入電流を抑制し、さらに再起動時における冷凍サイクルの不均衡も防止することで、安定した空気調和機の起動を可能とする。
【００１３】
第２の発明の空気調和機は、特に第１の発明において、予め設定されているゼロクロス点の検出回数は、負荷の運転状況に応じて変更することにより、負荷の運転状況が小さいときには予め設定するゼロクロス点の検出回数を多く設定し、負荷の運転状況が大きいときには予め設定するゼロクロス点の検出回数を少なく設定することで、負荷の運転状況が小さいときにはできるだけ運転を継続することができ、負荷の運転状況が大きいときには早く運転を停止することができる。例えば、圧縮機の低回転時には連続回数を多く設定し、圧縮機の高回転時には連続回数を少なく設定する。なお、負荷の運転状況が小さい時と大きい時との判断は、負荷の種別に応じて異なるため、一義的に決定できるものではないが、予め判断の基準となる閾値よりも大きいか小さいかによって判断する。
【００１４】
第３の発明の空気調和機は、特に第１または第２の発明において、ゼロクロス点を予め設定された回数連続して検出できない場合、負荷の駆動を停止し、負荷が停止した後に充電用リレーを開放し、さらにその後、ゼロクロス点を予め設定された回数連続して検出した場合、充電用リレーを短絡し、その後、負荷の駆動を開始することにより、充電用リレー開放時における限流抵抗を焼損させることなく、または限流抵抗を介して平滑コンデンサに充電することにより生じる充電不足による運転停止を発生させることなく、瞬停復帰時の突入電流を抑制することが可能となる。
【００１５】
第４の発明の空気調和機は、特に第１または第２の発明において、ゼロクロス点を予め設定された回数連続して検出できない場合、負荷の駆動を停止し、負荷が停止した後に充
電用リレーを開放し、さらにその後、負荷の駆動を停止してから所定時間が経過し、かつ、ゼロクロス点の検出を予め設定された回数連続して検出した場合、充電用リレーを短絡し、その後、負荷の駆動を開始することにより、充電用リレー開放時における限流抵抗を焼損させることなく、または限流抵抗を介して平滑コンデンサに充電することにより生じる充電不足による運転停止を発生させることなく、瞬停復帰時の突入電流を抑制し、さらに再起動時における冷凍サイクルの不均衡も防止することで、安定した空気調和機の起動を可能とする。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の電源回路の構成図である。
【００１８】
図１において、交流電源１の電圧を整流用ダイオード４〜７によって直流電圧に整流し、平滑用コンデンサ８によって前記直流電圧を平滑する。
【００１９】
そして、平滑された直流電圧（以下、ＤＣ電圧）をインバータ制御することにより、圧縮機やファンモータ等の負荷９を駆動する。
【００２０】
また、平滑用コンデンサ８の初期充電時の突入電流を限流するために、限流抵抗２と、限流抵抗２に並列接続する短絡および開放の切り替えが可能な充電用リレー３を充電回路に接続し、起動時は充電用リレー３を開放することで限流抵抗２を介して平滑用コンデンサ８を充電して整流回路が破損することを防止する。
【００２１】
また、平滑用コンデンサ８に十分なＤＣ電圧が充電されて、突入電流による整流回路破損の恐れがなくなったら、充電用リレー３を短絡し、通常の運転を行う。また、様々な制御を行う制御部１０を有する。
【００２２】
また、交流電源１から供給される交流電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段１１を設け、制御部１０でゼロクロス検出手段１１で検出したゼロクロス点の回数が予め設定された回数を連続して検出することができなかった場合は、ＤＣ電圧の降下が予測されるため、圧縮機やファンモータ等の負荷９を停止し、負荷が停止した後で充電用のリレーを開放する構成としている。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態１における瞬停時の突入電流を抑制する制御のフロー図である。
【００２４】
まず、ゼロクロス検出手段１１でゼロクロス点を検出し（Ｓ２１）、ゼロクロス点の検出回数が、予め設定された回数を連続して検出することができたかどうか判定（Ｓ２２）する。なお、予め設定された回数は、圧縮機の回転数に応じて可変とし、低回転時には多く設定し、高回転時には少なく設定する。
【００２５】
そして、ゼロクロス点の検出回数が予め設定された回数以上に連続して検出した場合は、圧縮機やファンモータ等の負荷が駆動中かどうかを判定し（Ｓ２３）、駆動中でないと判定された場合には充電用リレー３を開放（Ｓ２５）し、駆動中であると判定された場合には、圧縮機やファンモータ等の負荷を停止（Ｓ２４）し、負荷が停止した後で充電用リレー３を開放（Ｓ２５）する。
【００２６】
このことにより、瞬停発生時に負荷９が駆動している状態で平滑用コンデンサ８への充
電電流抑制のため充電用リレー３を開放し、交流電源１が瞬停復帰した場合に、負荷９が消費する電力を賄うための大電流が限流抵抗２に流れることを防ぎ、限流抵抗２を焼損させることを防止することが可能となる。
【００２７】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における瞬停時の突入電流を抑制する制御のフロー図である。なお、本実施の形態２における電源回路の構成および制御フローの一部は、実施の形態１と同じであるので、実施の形態１と同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００２８】
図３において、負荷が停止した後で充電用リレーを開放（Ｓ２５）した後、ゼロクロス検出手段でゼロクロス点を検出し（Ｓ２６）、ゼロクロス点の検出回数が、予め設定された回数を連続して検出することができたかどうか判定（Ｓ２７）し、検出できていないと判定された場合には充電用リレーを開放した状態を継続し、ゼロクロス点が検出できた判定された場合には、まず充電用リレー３を短絡（Ｓ２８）し、その後で、瞬停発生前の圧縮機と室外ファンモータ等の負荷９が駆動中か判定（Ｓ２３）時に、駆動中であると判定された場合には、前記負荷９を駆動する（Ｓ２９）構成としている。
【００２９】
このことにより、瞬停復帰後に前記充電用リレー３が開放の状態で負荷９が復帰し駆動することで負荷９が消費する電力を賄うための大電流が限流抵抗２に流れることを防ぎ、限流抵抗２を焼損させることを防止することが可能となる。
【００３０】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における瞬停時の突入電流を抑制する制御のフロー図である。なお、本実施の形態３における電源回路の構成および制御フローの一部は、実施の形態１および２と同じであるので、実施の形態１および２と同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００３１】
図４において、負荷が停止した後で充電用リレーを開放（Ｓ２５）した後、ゼロクロス検出手段でゼロクロス点を検出し（Ｓ２６）、検出したゼロクロス点が予め設定された回数を連続して検出できている、かつ負荷９が停止してから設定値以上の時間が経過しているかどうか判定（Ｓ３７）し、ゼロクロス点が検出できていないと判定された場合、またはゼロクロス点は検出されているがあるが負荷停止から設定値以上の時間が経過していないと判定された場合には充電用リレーを開放した状態を継続し、ゼロクロス点が検出されている、かつ前記負荷９停止から設定値以上時間が経過していると判定された場合には、まず充電用リレー３を短絡（Ｓ２８）し、その後で、瞬停発生前の圧縮機や室外ファンモータ等の負荷９が駆動中か判定（Ｓ２３）時に、駆動中であると判定された場合には、前記負荷９を駆動する（Ｓ２９）構成としている。
【００３２】
このことにより、瞬停復帰後に前記充電用リレー３が開放の状態で負荷９が復帰し駆動することで負荷９が消費する電力を賄うための大電流が限流抵抗２に流れることを防ぎ、限流抵抗２を焼損させることを防止することが可能となるとともに、圧縮機や室外ファンモータといった負荷９が停止することによる再起動時の冷凍サイクルの不均衡も防ぎ、安定した空気調和機の起動を可能とする。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように本発明は、突入電流抑制回路を有する全ての空気調和機に適用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１  交流電源
２  限流抵抗
３  充電用リレー
４  整流用ダイオード
５  整流用ダイオード
６  整流用ダイオード
７  整流用ダイオード
８  平滑用コンデンサ
９  負荷
１０  制御部
１１  ゼロクロス検出手段
【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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