(57)【要約】【課題】交流電源の異常等が生じたとしても、モータの駆動を継続可能なモータ駆動装置等を提供する。【解決手段】モータ駆動装置１は、コンバータ回路１１と、インバータ回路１２と、電源電圧検出回路Ｇと、Ｒ相負荷電流センサＦＲ及びＴ相負荷電流センサＦＴと、インバータ制御手段１６と、を備え、インバータ制御手段１６は、電源電圧検出回路Ｇ、Ｒ相負荷電流センサＦＲ、及びＴ相負荷電流センサＦＴの検出値に基づいて、コンバータ回路１１及びインバータ回路１２のうち少なくとも一方の保護を要すると判定した場合、インバータ回路１２の出力を抑制する出力抑制制御を実行する。【選択図】図１
2017022920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から供給される交流電流を直流電流に変換するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路に接続され、前記コンバータ回路から出力される直流電流を交流電流に変換し、変換後の交流電流によってモータを駆動するインバータ回路と、
前記交流電源の電圧を検出する電源電圧検出手段と、
前記交流電源と前記コンバータ回路とを接続する配線に設けられ、前記配線を流れる負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、
前記インバータ回路を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電源電圧検出手段及び前記負荷電流検出手段の検出値に基づいて、前記コンバータ回路及び前記インバータ回路のうち少なくとも一方の保護を要すると判定した場合、前記インバータ回路の出力を抑制する出力抑制制御を実行すること
を特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記出力抑制制御を所定時間実行した後、当該出力抑制制御を解除すること
を特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記出力抑制制御を実行した回数が、前記モータの起動時から起算して所定回数に達した場合、前記インバータ回路によって前記モータを停止させること
を特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置を備えること
を特徴とする機器。
【請求項５】
複数のスイッチング素子を有し、信号線を介して前記制御手段に接続されるアクティブフィルタを備え、
前記アクティブフィルタは、前記電源電圧検出手段及び前記負荷電流検出手段の検出値に基づいて、前記交流電源の電流波形を正弦波に近づけるように前記複数のスイッチング素子のオン／オフを制御し、
前記制御手段は、前記電源電圧検出手段及び前記負荷電流検出手段の検出値を、前記アクティブフィルタから前記信号線を介して受信し、前記検出値に基づいて、前記保護の要否を判定すること
を特徴とする請求項４に記載の機器。
【請求項６】
交流電源から供給される交流電流をコンバータ回路によって直流電流に変換し、前記コンバータ回路から出力される直流電流をインバータ回路によって交流電流に変換し、変換後の交流電流によってモータを駆動するモータ駆動方法であって、
前記交流電源の電圧を検出する電源電圧検出手段の検出値と、前記交流電源と前記コンバータ回路とを接続する配線に設けられる負荷電流検出手段の検出値と、に基づいて、制御手段が、前記コンバータ回路及び前記インバータ回路のうち少なくとも一方の保護を要すると判定した場合、前記インバータ回路の出力を抑制する出力抑制制御を実行すること
を特徴とするモータ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを駆動するモータ駆動装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ回路のスイッチング動作に伴う高調波電流を抑制する装置として、能動型のフィルタ回路であるアクティブフィルタが用いられている。このようなアクティブフィルタに関して、例えば、以下に示す技術が知られている。
【０００３】
すなわち、特許文献１には、空気調和機において、アクティブフィルタの故障発生情報（故障モードを示す情報）を室外機に出力し、所定時間内に同じ故障モードが所定回数以上発生した場合、圧縮機を停止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３４２５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、前記したように、アクティブフィルタの故障発生情報に基づいて、圧縮機の停止の要否が判定される。しかしながら、仮に、交流電源の異常等によってアクティブフィルタが停止したとしても、インバータ回路等に悪影響を及ぼさない範囲で圧縮機を駆動し続ける（つまり、空調運転を継続する）ほうが、ユーザにとっては快適である。
【０００６】
そこで、本発明は、交流電源の異常等が生じたとしても、モータの駆動を継続可能なモータ駆動装置等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、制御手段が、電源電圧検出手段及び負荷電流検出手段の検出値に基づいて、コンバータ回路及びインバータ回路のうち少なくとも一方の保護を要すると判定した場合、前記インバータ回路の出力を抑制する出力抑制制御を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、交流電源の異常等が生じたとしても、モータの駆動を継続可能なモータ駆動装置等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置を含む空気調和機の回路構成図である。
【図２】（ａ）は三相交流電源の線間電圧の波形図であり、（ｂ）は三相ダイオードブリッジによる全波整流後の電圧の波形図であり、（ｃ）は電解コンデンサによる平滑後の直流電圧の波形図である。
【図３】（ａ）は相負荷電流の波形図であり、（ｂ）は三相ダイオードブリッジによる全波整流後の電流の波形図であり、（ｃ）は電解コンデンサによる平滑後の直流電流の波形図である。
【図４】室外機制御手段、インバータ制御手段、及びアクティブフィルタ制御手段を含む機能ブロック図である。
【図５】インバータ制御手段が実行する処理を示すフローチャートである。
【図６】インバータ制御手段が実行する処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の変形例に係るモータ駆動装置を含む空気調和機の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
≪実施形態≫
＜空気調和機の構成＞
図１は、本実施形態に係るモータ駆動装置１を含む空気調和機１００の回路構成図である。
空気調和機１００（機器）は、空調を行う機器であり、図示はしないが、圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、が環状に順次接続されてなる冷媒回路を備えている。そして、前記した冷媒回路において周知のヒートポンプサイクルで冷媒を循環させることによって、冷房／暖房を含む空調運転を行うようになっている。
【００１１】
また、空気調和機１００は、室内機（図示せず）と、図１に示す室外機１０と、Ｒ相負荷電流センサＦＲ（負荷電流検出手段）と、Ｔ相負荷電流センサＦＴ（負荷電流検出手段）と、電源電圧検出回路Ｇ（電源電圧検出手段）と、アクティブフィルタ２０と、を備えている。
【００１２】
室内機は、図示はしないが、前記した室内熱交換器の他に、この室内熱交換器に室内空気を送り込む室内ファンと、室内ファン等を制御する室内機制御手段と、を備えている。
室外機１０は、前記した圧縮機、四方弁、室外熱交換器、及び膨張弁の他に、室外熱交換器に外気を送り込む室外ファン（図示せず）と、図１に示すモータ駆動装置１と、モータＭと、を備えている。なお、図１に示すモータＭは、圧縮機を駆動するモータであり、圧縮機に設置されている。
【００１３】
モータ駆動装置１は、モータＭを駆動する装置である。図１に示すように、モータ駆動装置１は、コンバータ回路１１と、インバータ回路１２と、直流電圧検出回路１３と、直流電流センサ１４と、室外機制御手段１５（制御手段）と、インバータ制御手段１６（制御手段）と、を備えている。
【００１４】
コンバータ回路１１は、三相交流電源Ｅ（交流電源）から供給される交流電流を直流電流に変換する回路である。コンバータ回路１１の入力側（交流側）は、配線Ｒ，Ｓ，Ｔを介して三相交流電源Ｅに接続されている。コンバータ回路１１の出力側（直流側）は、配線ｐ，ｑを介してインバータ回路１２に接続されている。図１に示すように、コンバータ回路１１は、三相ダイオードブリッジ１１ａと、直流リアクトル１１ｂと、電解コンデンサ１１ｃと、を備えている。
【００１５】
三相ダイオードブリッジ１１ａは、配線Ｒ，Ｓ，Ｔを流れる負荷電流を整流するようにブリッジ形に接続された三対のダイオード（図示せず）を備えている。この三対のダイオードのうち、Ｒ相に対応する一対のダイオード（図示せず）について説明すると、正側の配線ｐにカソードが接続される一方のダイオードと、負側の配線ｑにアノードが接続される他方のダイオートと、の接続点である中間端子が、配線Ｒに接続されている（Ｓ相、Ｔ相についても同様）。
【００１６】
直流リアクトル１１ｂは、高調波電流を抑制するリアクトルであり、正側の配線ｐに設けられている。
電解コンデンサ１１ｃ（平滑コンデンサ）は、三相ダイオードブリッジ１１ａによって整流された電流を平滑化するためのコンデンサである。電解コンデンサ１１ｃの正側は配線ｐに接続され、負側は配線ｑに接続されている。
【００１７】
インバータ回路１２は、コンバータ回路１１から出力される直流電流を交流電流に変換し、変換後の交流電流によってモータＭを駆動する回路である。インバータ回路１２は、図示はしないが、２つのスイッチング素子が直列接続されてなる第１レグ、第２レグ、第３レグが、互いに並列接続された構成になっている。前記した第１レグの中間端子、第２レグの中間端子、及び第３レグの中間端子は、それぞれ、モータＭの巻線に接続されている。なお、インバータ回路１２として、例えば、６つのスイッチング素子を含む主回路（図示せず）やドライバ回路（図示せず）をモジュール化して一つのパッケージに収めたＩＰＭ（Intelligent Power Module）を用いることができる。
【００１８】
図２（ａ）は、三相交流電源Ｅの線間電圧（一相分）の波形図である。図２（ａ）に示す例では、三相交流電源Ｅの線間電圧は、正負が交互に入れかわる正弦波状の波形になっている。
図２（ｂ）は、三相ダイオードブリッジ１１ａによる全波整流後の電圧の波形図である。図２（ｂ）に示す例では、三相交流電圧の周期的な変化に伴って、全波整流後の電圧が脈流波形になっている。
図２（ｃ）は、電解コンデンサ１１ｃによる平滑後の直流電圧の波形図である。図２（ｃ）に示す例では、電解コンデンサ１１ｃによって瞬時値が略一定の直流電圧に平滑化されている。
【００１９】
図３（ａ）は、相負荷電流（例えば、Ｒ相負荷電流ｉＲ）の波形図である。図３（ａ）に示す例では、インバータ回路１２のスイッチング素子（図示せず）がスイッチングされることに伴い、負荷電流（相負荷電流）が変動している。なお、このように負荷電流が変動したとしても、後記する補償電流と負荷電流との和である電源電流が正弦波状であれば（つまり、アクティブフィルタ２０によって高調波電流が適切に抑制されていれば）、三相交流電源Ｅ側に悪影響が及ぶことはない。
【００２０】
図３（ｂ）は、三相ダイオードブリッジ１１ａによる全波整流後の電流の波形図である。図３（ｂ）に示す例では、前記した負荷電流の変化に伴い、全波整流後の電流が脈流波形になっている。
図３（ｃ）は、電解コンデンサ１１ｃによる平滑後の直流電流の波形図である。図３（ｃ）に示す例では、電解コンデンサ１１ｃによって、瞬時値が略一定の直流電流に平滑化されている。
【００２１】
図１に示す直流電圧検出回路１３は、インバータ回路１２に印加される直流電圧を検出する回路であり、配線ｐ，ｑに接続されている。
直流電流センサ１４は、インバータ回路１２の直流側の電流を検出するセンサであり、配線ｑに設置されている。
直流電圧検出回路１３によって検出される直流電圧Ｖ０、及び直流電流センサ１４によって検出される直流電流Ｉ０の値は、後記するインバータ制御手段１６に出力される。
【００２２】
室外機制御手段１５は、例えば、マイコンであり、図示はしないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェース等の電子回路を備えている。そして、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。室外機制御手段１５は、室内機（図示せず）に設置された室内機制御手段（図示せず）との間で通信を行い、リモコン（図示せず）の操作信号や、各センサの検出値に基づいて、モータＭの回転速度指令値を生成する機能を有している。また、室外機制御手段１５は、アクティブフィルタ２０とインバータ制御手段１６との間でやり取りされる情報の中継を行う機能も有している。
【００２３】
インバータ制御手段１６は、例えば、マイコンであり、図示はしないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェース等の電子回路を備えている。インバータ制御手段１６は、直流電圧検出回路１３の検出値と、直流電流センサ１４の検出値と、室外機制御手段１５から入力される情報と、に基づいて、インバータ回路１２に所定のＰＷＭ信号（Pulse Width Modulation）を出力する機能を有している。このＰＷＭ信号によってインバータ回路１２の各スイッチング素子（図示せず）のオン／オフが切り替わり、モータＭの巻線に三相交流電流が流れるようになっている。なお、インバータ制御手段１６が実行する処理については後記する。
【００２４】
Ｒ相負荷電流センサＦＲは、Ｒ相負荷電流ｉＲを検出するセンサであり、三相交流電源Ｅとコンバータ回路１１とを接続する配線Ｒに設けられている。
Ｔ相負荷電流センサＦＴは、Ｔ相負荷電流ｉＴを検出するセンサであり、三相交流電源Ｅとコンバータ回路１１とを接続する配線Ｔに設けられている。
Ｒ相負荷電流センサＦＲ及びＴ相負荷電流センサＦＴの検出値は、後記するアクティブフィルタ制御手段２８に出力される。
【００２５】
図１に示す配線Ｕ，Ｖ，Ｗは、アクティブフィルタ２０と配線Ｒ，Ｓ，Ｔとを接続する配線である。配線Ｕの一端は配線Ｒに接続され、他端はアクティブフィルタ２０のスイッチングモジュール２５に接続されている（他の配線Ｖ，Ｗも同様）。
【００２６】
電源電圧検出回路Ｇは、三相交流電源Ｅの線間電圧（電源電圧）を検出する回路である。図１に示す例では、配線Ｕ，Ｖ，Ｗにおいてノイズフィルタ２１と交流リアクトル２２との間に電源電圧検出回路Ｇが設けられている。電源電圧検出回路Ｇの検出値（ＵＶ間電圧ｖＵＶ及びＷＵ間電圧ｖＷＵの瞬時値）は、アクティブフィルタ制御手段２８に出力される。
【００２７】
アクティブフィルタ２０は、インバータ回路１２のスイッチング動作に伴う高調波電流を抑制する（つまり、三相交流電源Ｅの電流波形を正弦波に近づける）ための補償電流を発生させ、この補償電流を配線Ｕ，Ｖ，Ｗに流す能動型のフィルタ回路である。なお、配線Ｒを流れる負荷電流と、配線Ｕを流れる補償電流と、の和が電源電流になっている（他の相についても同様）。
【００２８】
図１に示すように、アクティブフィルタ２０は、ノイズフィルタ２１と、交流リアクトル２２と、Ｕ相補償電流センサ２３と、Ｗ相補償電流センサ２４と、スイッチングモジュール２５と、電解コンデンサ２６と、直流電圧検出回路２７と、アクティブフィルタ制御手段２８と、を備えている。
【００２９】
ノイズフィルタ２１は、補償電流に含まれるノイズを除去するためのフィルタ回路である。ノイズフィルタ２１は、例えば、周知のＬＣフィルタであり、配線Ｕ，Ｖ，Ｗに設置されている。
交流リアクトル２２は、補償電流に含まれるノイズを除去するためのリアクトルである。図１に示す例では、配線Ｕ，Ｖ，Ｗにおいてノイズフィルタ２１とスイッチングモジュール２５との間に交流リアクトル２２が設けられている。
【００３０】
Ｕ相補償電流センサ２３は、配線Ｕに流れるＵ相補償電流ｉＵを検出するセンサであり、配線Ｕに設けられている。
Ｗ相補償電流センサ２４は、配線Ｗに流れるＷ相補償電流ｉＷを検出するセンサであり、配線Ｗに設けられている。
Ｕ相補償電流センサ２３及びＷ相補償電流センサ２４の検出値は、アクティブフィルタ制御手段２８に出力される。
【００３１】
スイッチングモジュール２５は、前記した補償電流を発生させる回路であり、アクティブフィルタ制御手段２８によって制御される。スイッチングモジュール２５は、図示はしないが、２つのスイッチング素子が直列接続されてなる第１レグ、第２レグ、第３レグが、互いに並列接続された構成になっている。前記した第１レグの中間端子は配線Ｕに接続され、第２レグの中間端子は配線Ｖに接続され、第３レグの中間端子は配線Ｗに接続されている。
【００３２】
電解コンデンサ２６は、スイッチングモジュール２５に直流電圧を印加したり、補償電流を過渡的に貯蔵したりするためのコンデンサであり、スイッチングモジュール２５の直流側に接続されている。
直流電圧検出回路２７は、スイッチングモジュール２５の直流側の電圧を検出するセンサであり、電解コンデンサ２６に並列接続されている。直流電圧検出回路２７によって検出される直流電圧ＶＬの値は、アクティブフィルタ制御手段２８に出力される。
【００３３】
アクティブフィルタ制御手段２８は、Ｒ相負荷電流センサＦＲ、Ｔ相負荷電流センサＦＴ、電源電圧検出回路Ｇ、Ｕ相補償電流センサ２３、Ｗ相補償電流センサ２４、及び直流電圧検出回路２７の各検出値に基づいて、スイッチングモジュール２５の各スイッチング素子（図示せず）のオン／オフを切り替えるためのＰＷＭ信号を発生させる。また、アクティブフィルタ制御手段２８は、各相の電源電圧（実効値）、各相の負荷電流（実効値）、及びアクティブフィルタ２０の故障情報を室外機制御手段１５に送信する。
【００３４】
図４は、室外機制御手段１５、インバータ制御手段１６、及びアクティブフィルタ制御手段２８を含む機能ブロック図である。
図４に示すように、アクティブフィルタ制御手段２８は、線間電圧実効値算出部２８ａと、負荷電流実効値算出部２８ｂと、故障判定部２８ｃと、運転／停止部２８ｄと、状態送信部２８ｅと、を備えている。
【００３５】
線間電圧実効値算出部２８ａは、図１に示す電源電圧検出回路Ｇによって検出されるＵＶ間電圧ｖＵＶ及びＷＵ間電圧ｖＷＵの瞬時値に基づいて、ＶＷ間電圧ｖＶＷの瞬時値を算出し、さらに、各線間電圧を実効値に換算する機能を有している。線間電圧実効値算出部２８ａの算出結果である線間電圧の実効値（三相分）は、状態送信部２８ｅに出力される。
【００３６】
負荷電流実効値算出部２８ｂは、図１に示すＲ相負荷電流センサＦＲによって検出されるＲ相負荷電流ｉＲと、Ｔ相負荷電流センサＦＴによって検出されるＴ相負荷電流ｉＴと、に基づいてＳ相負荷電流ｉＳ（瞬時値）を算出し、さらに、各相の負荷電流を実効値に換算する機能を有している。負荷電流実効値算出部２８ｂの算出結果である負荷電流の実効値（三相分）は、状態送信部２８ｅに出力される。
【００３７】
故障判定部２８ｃは、前記したＵＶ間電圧ｖＵＶ、ＷＵ間電圧ｖＷＵ、Ｒ相負荷電流ｉＲ、及びＴ相負荷電流ｉＴに加えて、Ｕ相補償電流ｉＵ（図１参照）、Ｗ相補償電流ｉＷ（図１参照）、及び直流電圧ＶＬ（図１参照）に基づき、アクティブフィルタ２０の故障の有無等を判定する。例えば、Ｕ相補償電流ｉＵ及びＷ相補償電流ｉＷの一方又は両方が所定閾値以上である場合、故障判定部２８ｃは、アクティブフィルタ２０の故障の可能性ありと判定する。また、例えば、直流電圧ＶＬが、電解コンデンサ２６の耐圧に基づく所定閾値以上である場合、故障判定部２８ｃは、アクティブフィルタ２０の故障の可能性ありと判定する。
【００３８】
その他、詳細な説明は省略するが、故障判定部２８ｃは、ＵＶ間電圧ｖＵＶ、ＷＵ間電圧ｖＷＵ、Ｒ相負荷電流ｉＲ、及びＴ相負荷電流ｉＴに基づいて、三相交流電源Ｅに異常（欠相や、三相交流の著しい不平衡）があるか否かを判定する機能も有している。故障判定部２８ｃの判定結果は、運転／停止部２８ｄ及び状態送信部２８ｅに出力される。
【００３９】
運転／停止部２８ｄは、故障判定部２８ｃの判定結果に基づいて、スイッチングモジュール２５の運転／停止を切り替える機能を有している。すなわち、故障判定部２８ｃによって、アクティブフィルタ２０の故障の可能性ありと判定された場合や、三相交流電源Ｅに異常ありと判定された場合、運転／停止部２８ｄは、スイッチングモジュール２５のスイッチング動作を停止する。
【００４０】
状態送信部２８ｅは、線間電圧実効値算出部２８ａから入力される線間電圧の実効値（三相分）と、負荷電流実効値算出部２８ｂから入力される負荷電流の実効値（三相分）と、故障判定部２８ｃの判定結果と、を含むデータを、信号線Ｊを介して室外機制御手段１５のデータ送受信部１５ａに送信する。なお、信号線Ｊは、アクティブフィルタ制御手段２８と室外機制御手段１５とを接続する配線である。
【００４１】
室外機制御手段１５は、データ送受信部１５ａを備えている。データ送受信部１５ａは、状態送信部２８ｅから受信したデータをインバータ制御手段１６に送信する機能を有している。また、データ送受信部１５ａは、後記する電源異常の有無や、出力抑制制御の有無をインバータ制御手段１６から受信し、これらのデータを室内機（図示せず）を介してリモコン（図示せず）に送信する機能も有している。その他、データ送受信部１５ａは、モータＭの実回転速度をインバータ制御手段１６から受信し、フィードバック制御に基づく回転速度指令値をインバータ制御手段１６に送信する機能も有している。
【００４２】
図４に示すように、インバータ制御手段１６は、データ送受信部１６ａと、電源電圧不平衡率算出部１６ｂと、電源異常判定部１６ｃと、出力電力算出部１６ｄと、電解コンデンサ保護判定部１６ｅと、最大負荷電流特定部１６ｆと、三相ダイオードブリッジ保護判定部１６ｇと、出力抑制部１６ｈと、運転／停止部１６ｉと、を備えている。
【００４３】
データ送受信部１６ａは、状態送信部２８ｅから送信されたデータを、前記したデータ送受信部１５ａを介して受信し、受信したデータを電源電圧不平衡率算出部１６ｂ及び最大負荷電流特定部１６ｆに出力（送信）する機能を有している。
【００４４】
電源電圧不平衡率算出部１６ｂは、データ送受信部１６ａから受信したデータに含まれる線間電圧の実効値（三相分）に基づいて、電源電圧の不平衡率ｋを算出する機能を有している。なお、電源電圧の不平衡率ｋとは、三相交流電圧の大きさや位相が異なっている度合いを示す数値であり、周知の方法で算出される。
【００４５】
ちなみに、三相交流電源Ｅが正常である（つまり、各相の電気角が２／３πずつずれており、各相の波高値が略等しい）ときには、電源電圧の不平衡率ｋは略ゼロになる。一方、三相交流電源Ｅが異常である（例えば、欠相や三相不平衡の状態である）ときには、電源電圧の不平衡率ｋが比較的大きな値になる。電源電圧不平衡率算出部１６ｂによって算出される電源電圧の不平衡率ｋは、電源異常判定部１６ｃ及び電解コンデンサ保護判定部１６ｅに出力される。
【００４６】
電源異常判定部１６ｃは、電源電圧不平衡率算出部１６ｂから入力される電源電圧の不平衡率ｋに基づき、三相交流電源Ｅの異常の有無を判定する機能を有している。すなわち、電源異常判定部１６ｃは、電源電圧の不平衡率ｋが所定閾値ｋ１未満である場合には「電源異常なし」と判定し、電源電圧の不平衡率ｋが所定閾値ｋ１以上である場合には「電源異常あり」と判定する。なお、前記した所定閾値ｋ１は、電源異常の有無の判定基準となる閾値であり、予め設定されている。電源異常判定部１６ｃの判定結果は、データ送受信部１６ａ及び運転／停止部１６ｉに出力される。
【００４７】
出力電力算出部１６ｄは、直流電圧検出回路１３（図１参照）によって検出される直流電圧Ｖ０と、直流電流センサ１４（図１参照）によって検出される直流電流Ｉ０と、に基づいて、インバータ回路１２の出力電力Ｐを算出する。
【００４８】
電解コンデンサ保護判定部１６ｅは、電源電圧の不平衡率ｋと、出力電力Ｐと、に基づいて、電解コンデンサ１１ｃ（図１参照）の保護の要否（つまり、コンバータ回路１１の保護の要否：図１参照）を判定する機能を有している。なお、電解コンデンサ１１ｃの保護の要否判定については、後記する。電解コンデンサ保護判定部１６ｅの判定結果は、出力抑制部１６ｈに出力される。
【００４９】
最大負荷電流特定部１６ｆは、データ送受信部１６ａから受信したデータに含まれる負荷電流の実効値（三相分）のうち、その大きさが最大である最大負荷電流ＩＭａｘを特定する機能を有している。最大負荷電流特定部１６ｆによって特定される最大負荷電流ＩＭａｘは、三相ダイオードブリッジ保護判定部１６ｇに出力される。
【００５０】
三相ダイオードブリッジ保護判定部１６ｇは、最大負荷電流特定部１６ｆから入力される最大負荷電流ＩＭａｘに基づき、三相ダイオードブリッジ１１ａ（図１参照）の保護の要否（つまり、コンバータ回路１１の保護の要否：図１参照）を判定する。なお、三相ダイオードブリッジ１１ａの保護の要否判定については、後記する。三相ダイオードブリッジ保護判定部１６ｇの判定結果は、出力抑制部１６ｈに出力される。
【００５１】
出力抑制部１６ｈは、電解コンデンサ保護判定部１６ｅ及び三相ダイオードブリッジ保護判定部１６ｇのうち少なくとも一方から回路部品の「保護を要する」という判定結果が入力された場合、「出力抑制制御」を実行する。前記した「出力抑制制御」とは、モータＭの回転速度を通常制御時よりも強制的に減速することで、インバータ回路１２の出力を抑制する制御である。また、「通常制御」とは、室外機制御手段１５から入力される回転速度指令値に基づいて、モータＭを駆動する制御である。出力抑制部１６ｈは、出力抑制制御の有無を示す信号を、データ送受信部１６ａ及び運転／停止部１６ｉに出力する。
【００５２】
運転／停止部１６ｉは、電源異常判定部１６ｃ及び出力抑制部１６ｈから入力されるデータに基づいて、回路保護のためにモータＭを停止するか否かを判定し、その判定結果に基づくＰＷＭ信号をインバータ回路１２に出力する。また、運転／停止部１６ｉは、モータＭの運転／停止を示す信号を、データ送受信部１６ａを介して室外機制御手段１５（データ送受信部１５ａ）に送信する。なお、運転／停止部１６ｉが実行する処理については後記する。
【００５３】
図５は、インバータ制御手段１６が実行する処理を示すフローチャートである。
なお、図５の「ＳＴＡＲＴ」時にモータＭ（つまり、圧縮機）が起動され、空調運転が開始されたものとする。また、アクティブフィルタ２０（図１参照）からは、インバータ回路１２のスイッチング動作に伴う高調波電流を抑制するための補償電流が供給されるものとする。
【００５４】
ステップＳ１０１においてインバータ制御手段１６は、値ｎをゼロに設定する。前記した値ｎは、出力抑制制御を繰り返すたびにインクリメント（Ｓ１１０：図６参照）される整数である。
ステップＳ１０２においてインバータ制御手段１６は、データ送受信部１６ａによって、線間電圧（三相分）、負荷電流（三相分）、及びアクティブフィルタ２０の故障情報を含むデータを状態送信部２８ｅから受信する。
【００５５】
ステップＳ１０３においてインバータ制御手段１６は、電源電圧不平衡率算出部１６ｂによって、電源電圧の不平衡率ｋを算出する。
ステップＳ１０４においてインバータ制御手段１６は、出力電力算出部１６ｄによって、インバータ回路１２の出力電力Ｐを算出する。
【００５６】
ステップＳ１０５においてインバータ制御手段１６は、ステップＳ１０３で算出した電源電圧の不平衡率ｋ、及びステップＳ１０４で算出した出力電力Ｐに基づいて、電解コンデンサ１１ｃの温度Ｔを推定する。その一例を挙げると、インバータ制御手段１６は、不平衡率ｋ及び出力電力Ｐを所定の関数に代入することで、電解コンデンサ１１ｃの温度Ｔを推定する。前記した関数は、出力電力Ｐが大きくなるにつれて温度Ｔが高くなるように、また、不平衡率ｋが大きくなるにつれて温度Ｔが高くなるように設定されている。
【００５７】
ステップＳ１０６においてインバータ制御手段１６は、最大負荷電流特定部１６ｆによって、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の負荷電流のうち最も大きい最大負荷電流ＩＭａｘを特定する。
【００５８】
ステップＳ１０７においてインバータ制御手段１６は、ステップＳ１０５で推定した温度Ｔが所定閾値Ｔ１以上であるか否かを、電解コンデンサ保護判定部１６ｅによって判定する。前記した所定閾値Ｔ１は、電解コンデンサ１１ｃの保護の要否の判定基準となる閾値であり、予め設定されている。
【００５９】
ステップＳ１０７において電解コンデンサ１１ｃの温度Ｔが所定閾値Ｔ１以上である場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、インバータ制御手段１６は、電解コンデンサ１１ｃの保護を要すると判定し、図６のステップＳ１０９に進む。一方、温度Ｔが所定閾値Ｔ１未満である場合（Ｓ１０７：Ｎｏ）、インバータ制御手段１６は、電解コンデンサ１１ｃの保護を要しない（つまり、通常制御でも電解コンデンサ１１ｃに不具合が生じるおそれはない）と判定し、ステップＳ１０８に進む。
【００６０】
ステップＳ１０８においてインバータ制御手段１６は、ステップＳ１０６で特定した最大負荷電流ＩＭａｘが所定閾値Ｉ１Ｍａｘ以上であるか否かを、三相ダイオードブリッジ保護判定部１６ｇによって判定する。前記した所定閾値Ｉ１Ｍａｘは、三相ダイオードブリッジ１１ａの保護の要否の判定基準となる閾値であり、予め設定されている。
【００６１】
ステップＳ１０８において最大負荷電流ＩＭａｘが所定閾値Ｉ１Ｍａｘ以上である場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、インバータ制御手段１６は、三相ダイオードブリッジ１１ａの保護を要すると判定し、図６のステップＳ１０９に進む。一方、最大負荷電流ＩＭａｘが所定閾値Ｉ１Ｍａｘ未満である場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）、インバータ制御手段１６は、三相ダイオードブリッジ１１ａの保護を要しない（つまり、通常制御でも三相ダイオードブリッジ１１ａに不具合が生じるおそれはない）と判定し、図５の「ＳＴＡＲＴ」に戻る（図６の「ＲＥＴＵＲＮ」）。そして、図５、図６では省略したが、インバータ制御手段１６は、室外機制御手段１５からの回転速度指令値に基づく通常制御を継続する。
【００６２】
図６のステップＳ１０９においてインバータ制御手段１６は、前記した値ｎが所定値Ｎ（所定回数）に達したか否かを判定する。この所定値Ｎは、それまで駆動し続けていたモータＭを、回路保護のために停止させるか否かの判定基準となる閾値であり、予め設定されている。値ｎが所定値Ｎに達していない場合（Ｓ１０９：Ｎｏ）、インバータ制御手段１６の処理はステップＳ１１０に進む。
【００６３】
ステップＳ１１０においてインバータ制御手段１６は、ｎの値をインクリメントする。
ステップＳ１１１においてインバータ制御手段１６は、出力抑制制御を実行する。すなわち、インバータ制御手段１６は、モータＭの回転速度を低下させることで、インバータ回路１２の出力を抑制する制御を所定時間Δｔだけ行う。なお、モータＭの回転速度の低下率や、前記した所定時間Δｔは、事前の実験に基づいて設定されている。このように出力抑制制御を行うことで、三相交流電源Ｅの異常（欠相や三相不平衡）が生じている間もモータＭを駆動し続けることができる。つまり、空気調和機１００による空調運転を継続できるため、ユーザにとっての快適性を従来よりも高めることができる。
【００６４】
ちなみに、三相交流電源Ｅの異常が生じているときには、場合によっては、アクティブフィルタ２０が保護機能によって停止することがある。このような場合でも、出力抑制制御（Ｓ１１１）によってインバータ回路１２の出力を抑えることで、回路部品に悪影響を及ぼさない範囲内でモータＭを駆動し続けることができる。
【００６５】
また、図６では省略したが、出力抑制制御（Ｓ１１１）の実行中も、電解コンデンサ１１ｃの温度Ｔ、及び最大負荷電流ＩＭａｘの算出処理が繰り返される。そして、温度Ｔ及び最大負荷電流ＩＭａｘのうち少なくとも一方が、所定の停止判定閾値以上になった場合、インバータ制御手段１６はモータＭを停止する。これによって、コンバータ回路１１やインバータ回路１２の回路部品を保護できる。
【００６６】
ステップＳ１１２においてインバータ制御手段１６は、回転速度指令値に基づく通常制御を実行する。つまり、インバータ制御手段１６は、出力抑制制御（Ｓ１１１）を解除して、室外機制御手段１５からの回転速度指令値に基づく通常制御（Ｓ１１２）を実行する。これによって、空気調和機１００の冷媒回路（図示せず）において、空調負荷に基づく所定流量の冷媒を流すことができるため、ユーザにとって快適な空調運転を行うことができる。
【００６７】
ステップＳ１１２の処理を行った後、インバータ制御手段１６の処理は、図５のステップＳ１０２に戻る。つまり、インバータ制御手段１６は、回路部品の保護を要する状態が継続している場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ，１０８：Ｙｅｓ）、出力抑制制御を実行した回数が、モータＭの起動時から起算して所定値Ｎに達するまでは（Ｓ１０９：Ｎｏ）、出力抑制制御（Ｓ１１１）と通常制御（Ｓ１１２）とを交互に繰り返す。
【００６８】
また、ステップＳ１０９において値ｎが所定値Ｎに達した場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、インバータ制御手段１６の処理はステップＳ１１３に進む。
ステップＳ１１３においてインバータ制御手段１６は、それまで駆動していたモータＭを停止する。これによって、三相ダイオードブリッジ１１ａを保護できるとともに、電解コンデンサ１１ｃの温度上昇を抑制できる。
【００６９】
ステップＳ１１４においてインバータ制御手段１６は、次回の起動指令があったか否かを判定する。次回の起動指令があった場合（Ｓ１１４：Ｙｅｓ）、インバータ制御手段１６の処理は、図５の「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。一方、次回の起動指令がない場合（Ｓ１１４：Ｎｏ）、インバータ制御手段１６はステップＳ１１４の処理を繰り返す。
【００７０】
その他、図５、図６では省略したが、電源異常判定部１６ｃの判定結果、出力抑制制御の有無、及びアクティブフィルタ２０の故障の有無を含むデータが、データ送受信部１５ａや室内機（図示せず）を介してリモコン（図示せず）に送信される。前記したデータをリモコンに送信することで、インバータ回路１２において過電流が生じた際、その原因がモータＭの負荷によるものか、それとも三相交流電源Ｅの異常によるものかを切り分けてユーザに通知できる。
【００７１】
＜効果＞
本実施形態によれば、三相ダイオードブリッジ１１ａや電解コンデンサ１１ｃの保護を要すると判定した場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ、Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、インバータ制御手段１６は出力抑制制御を実行する（Ｓ１１１）。したがって、三相交流電源Ｅの異常等が発生したときでも、モータＭを即座に停止させずに空調運転を継続できるため、従来よりも空気調和機１００の快適性を高めることができる。また、出力抑制制御を実行して、回路部品に悪影響を及ぼさない範囲内でモータＭを駆動するため、コンバータ回路１１やインバータ回路１２を保護できる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、室外機１０とアクティブフィルタ２０との間に通信機能を持たせて、アクティブフィルタ２０の制御に用いられる線間電圧（電源電圧）や負荷電流等のデータをインバータ制御手段１６に送信するように構成されている。したがって、三相ダイオードブリッジ１１ａの出力側における直流電圧（脈流）に基づいて電源電圧を推定したり、配線ｑに流れる直流電流に基づいて負荷電流を推定したりする従来技術と比較して、室外機１０側において電源電圧及び負荷電流を正確に把握できる。これによって、回路部品を保護するためのマージン（例えば、実際に回路部品に悪影響が出始める出力電力Ｐの値と、出力電力Ｐの閾値と、の間のマージン）を従来よりも小さくできる。つまり、回路部品の定格容量内であれば空調運転を継続できるため、モータＭの駆動／停止が頻繁に繰り返されることを抑制できる。
【００７３】
また、電源電圧及び負荷電流のリップルは、直流リアクトル１１ｂのインダクタンスや電解コンデンサ１１ｃの静電容量に依存するため、従来技術では、電源電圧及び負荷電流を推定するときの誤差を考慮して、回路部品を保護するための閾値をチューニングする必要があった。これに対して本実施形態では、Ｒ相負荷電流センサＦＲ、Ｔ相負荷電流センサＦＴ、及び電源電圧検出回路Ｇの検出値を回路部品の保護の要否判定に用いるため、前記した誤差が、略ゼロになる。したがって、例えば、三相ダイオードブリッジ１１ａの保護の要否に用いる所定閾値Ｉ１Ｍａｘ（Ｓ１０８：図５参照）として、その定格電流を用いることができる。つまり、本実施形態によれば、所定閾値Ｉ１Ｍａｘ等を設定する際のチューニングを行う必要がないため、空気調和機１００の製造に要する手間を省くことができる。
【００７４】
≪変形例≫
以上、本発明に係る空気調和機１００について実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。例えば、次に説明するように空気調和機１００Ａ（図７参照）を構成してもよい。
【００７５】
図７は、変形例に係るモータ駆動装置１Ａを含む空気調和機１００Ａの回路構成図である。
空気調和機１００Ａは、実施形態で説明した空気調和機１００（図１参照）から直流電圧検出回路１３、アクティブフィルタ２０、配線Ｕ，Ｖ，Ｗ、及び信号線Ｊを省略し、さらに、室外機１０Ａに電源電圧検出回路ＧＡ（電源電圧検出手段）を設けた構成になっている。
電源電圧検出回路ＧＡは、配線ｐ（三相ダイオードブリッジ１１ａと直流リアクトル１１ｂとの間）と、配線ｑと、に接続されている。電源電圧検出回路ＧＡの検出値（図２（ｂ）参照）は、室外機制御手段１５を介してインバータ制御手段１６Ａに出力される。また、Ｒ相負荷電流センサＦＲ及びＴ相負荷電流センサＦＴの検出値も、室外機制御手段１５を介してインバータ制御手段１６Ａに出力される。
インバータ制御手段１６Ａは、電源電圧検出回路ＧＡの検出値に基づいて、三相交流電源Ｅの各相の線間電圧（実効値）を推定するとともに、インバータ回路１２に印加される直流電圧を推定する。そして、インバータ制御手段１６Ａは、Ｒ相負荷電流センサＦＲ、Ｔ相負荷電流センサＦＴ、及び直流電流センサ１４の検出値と、前記した線間電圧及び直流電圧と、に基づいて、インバータ回路１２を制御する。なお、インバータ制御手段１６Ａが実行する処理については、実施形態（図５、図６参照）と同様であるから説明を省略する。このように、アクティブフィルタ２０（図１参照）を設けない構成であっても、三相交流電源Ｅで異常が生じた際、出力抑制制御によってモータＭの駆動を継続できる。
【００７６】
また、実施形態では、出力抑制制御（Ｓ１１１）を実行した回数が、モータＭの起動時から起算して所定回数に達した場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、モータＭを停止する（Ｓ１１３）という処理について説明したが、これに限らない。例えば、出力抑制制御の頻度（単位時間当たりの回数）が所定値以上である場合、モータＭを停止するようにしてもよい。
【００７７】
また、実施形態では、出力抑制制御（Ｓ１１１）を所定時間行った後、通常制御（Ｓ１１２）に戻す処理について説明したが、これに限らない。例えば、ステップＳ１１２の処理を省略し、出力抑制制御（Ｓ１１１）を所定時間行った後、インバータ制御手段１６の処理をステップＳ１０２に戻すようにしてもよい。
【００７８】
また、実施形態では、電源異常判定部１６ｃの判定結果を出力抑制制御に用いない場合について説明したが、これに限らない。例えば、電源電圧の不平衡率ｋが所定閾値ｋ１以上である場合、電源異常判定部１６ｃによって三相交流電源Ｅに異常ありと判定するとともに、インバータ回路１２の「保護を要する」と判定して、出力抑制制御を行うようにしてもよい。また、起動時からの「電源異常あり」の判定回数が所定回数に達した場合、モータＭを停止するようにしてもよい。
【００７９】
また、例えば、図１、図４に示す空気調和機１００の構成から電源電圧不平衡率算出部１６ｂ及び電源異常判定部１６ｃを省略してもよい。そして、電解コンデンサ保護判定部１６ｅによって、出力電力Ｐに基づき電解コンデンサ１１ｃの温度Ｔを推定し、この温度Ｔが所定閾値Ｔ１以上になった場合に、出力抑制部１６ｈによって出力抑制制御を行うようにしてもよい。
また、例えば、図１に示す空気調和機１００の構成から最大負荷電流特定部１６ｆ及び三相ダイオードブリッジ保護判定部１６ｇを省略し、電解コンデンサ保護判定部１６ｅからの情報に基づき、出力抑制部１６ｈによって出力抑制制御を行うようにしてもよい。
【００８０】
また、実施形態では、各相の電源電圧及び負荷電流をアクティブフィルタ２０において実効値に換算し、この実効値を室外機制御手段１５に送信する構成について説明したが、これに限らない。例えば、電源電圧検出回路Ｇ、Ｒ相負荷電流センサＦＲ、及びＴ相負荷電流センサＦＴの検出値を、アクティブフィルタ制御手段２８を介して室外機１０に送信し、室外機１０側で実効値の換算処理を行うようにしてもよい。
また、実施形態では、電源電圧検出回路Ｇをアクティブフィルタ２０に含めない構成について説明したが、アクティブフィルタ２０の筐体に電源電圧検出回路Ｇを収容してもよい。
【００８１】
また、実施形態では、電解コンデンサ保護判定部１６ｅ及び三相ダイオードブリッジ保護判定部１６ｇによって、回路部品の保護の要否を判定する構成について説明したが、これに限らない。例えば、インバータ回路１２の温度を検出する温度検出回路（図示せず）と、この温度検出回路の検出値に基づいてインバータ回路１２の保護の要否を判定するインバータ回路保護判定手段（図示せず）と、を追加してもよい。当該構成において、温度検出回路の検出値が所定閾値以上になった場合、インバータ回路保護判定手段によって「インバータ回路の保護を要する」と判定し、出力抑制部１６ｈによって出力抑制制御を実行する。これによって、インバータ回路１２の保護を図ることができる。つまり、コンバータ回路１１及びインバータ回路１２のうち少なくとも一方の保護を要すると判定した場合に出力抑制制御を実行するようにしてもよい。
【００８２】
また、実施形態では、電源電圧検出回路Ｇによって三相交流電源Ｅの線間電圧を検出する構成について説明したが、これに代えて、三相交流電源Ｅの相電圧を検出するようにしてもよい。また、実施形態では、「交流電源」が三相交流電源Ｅである場合について説明したが、例えば、「交流電源」が単相交流電源である場合にも適用できる。
【００８３】
また、実施形態では、モータ駆動装置１等を備える「機器」が空気調和機１００である場合について説明したが、除湿機、空気清浄機、洗濯機等、他の「機器」にも適用できる。
【００８４】
また、実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
【符号の説明】
【００８５】
１００，１００Ａ  空気調和機（機器）
１０，１０Ａ  室外機
１，１Ａ  モータ駆動装置
１１    コンバータ回路
１２  インバータ回路
１３  直流電圧検出回路
１４  直流電流センサ
１５  室外機制御手段（制御手段）
１６，１６Ａ  インバータ制御手段（制御手段）
１６ａ  データ送受信部
１６ｂ  電源電圧不平衡率算出部
１６ｃ  電源異常判定部
１６ｄ  出力電力算出部
１６ｅ  電解コンデンサ保護判定部
１６ｆ  最大負荷電流特定部
１６ｇ  三相ダイオードブリッジ保護判定部
１６ｈ  出力抑制部
１６ｉ  運転／停止部
２０  アクティブフィルタ
２５  スイッチングモジュール
２８  アクティブフィルタ制御手段
２８ａ  線間電圧実効値算出部
２８ｂ  負荷電流実効値算出部
２８ｃ  故障判定部
２８ｄ  運転／停止部
２８ｅ  状態送信部
Ｅ  三相交流電源（交流電源）
ＦＲ  Ｒ相負荷電流センサ（負荷電流検出手段）
ＦＴ  Ｔ相負荷電流センサ（負荷電流検出手段）
Ｇ，ＧＡ  電源電圧検出回路（電源電圧検出手段）
Ｊ  信号線
Ｍ  モータ
Ｒ，Ｔ  配線
【図１】
2017022920.tif 000003
【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】
2017022920.tif 000009