JPH01281353A - 空気調和機の保護回路 - Google Patents

空気調和機の保護回路

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JPH01281353A
JPH01281353A JP63188616A JP18861688A JPH01281353A JP H01281353 A JPH01281353 A JP H01281353A JP 63188616 A JP63188616 A JP 63188616A JP 18861688 A JP18861688 A JP 18861688A JP H01281353 A JPH01281353 A JP H01281353A
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JP
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current
inverter
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JP63188616A
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Inventor
Yoshihiko Yoshikawa
芳彦 吉川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • F25B2600/021Inverters therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

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  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、インバータにより電動機の速度が1lII
御される空気調和機の電気回路に設けられた過電流保護
回路に関するものである。
[従来の技術] 第10図は例えば特關昭60−13−1781号公報に
示された従来の空気調和機の電気回路図である。第10
図において、■は交流商用電源、2は全波整流回路、3
は平滑用コンデンサ、4はインバータであり、インバー
タ4は全波整流回路2から供給される直流電源を任意の
周波数の交流電源に変換するものである。5はインバー
タ4の出力により駆動される電動機であり、電動機5は
冷媒を圧縮する圧縮機を駆動する。6はインバータ、1
に流入する直流電流を検出する電流検出器である。7は
電流検出36が検出した電lX値を所定の値と比較する
比較器、8はタイマー、9はカウンター、10は制御部
であり、制御部10は比較器7、タイマー8.カウンタ
ー9の入力を処理判断してインバータ4を制御する信号
を出力する。
次に、第10図に示す従来の回路の動作について説明す
る。商用電源1からの電力は全波整流回路2で直流に変
換され、この直流電力はインバータ4により任意の制御
された周波数の交流電力に変換されて電動機5に供給さ
れ、電動機5の回転速度が制御される。
運転中、インバータ4に流入する直流電流を電流検出器
6が検出し、その電流値を比較器7へ送る。比較器7は
入力した電流値を所定値と比較し所定値以上であった場
合、すなわち過電流であった場合はその信号を制御部l
Oへ入力し、制御部10はインバータ4へfll1m信
号を出力して電流を遮断させ、電動fi5の運転を所定
時間、例えば3分間停止させる。その時、電動機5が運
転を開始した時から比較器7が過電流と判断した時まで
の時間をタイマー8でカウントし、その時間が設定値以
下であった場合はカウンター9の値(初期値は零)に1
を加える。また、その時間が設定値以」二であったP4
合はカウンター9の値を零にする。
前記停止時間(例えば3分間)が経過したら、電動機5
の運転を再關させる。その後、再び比較器7が過電流と
判断した場合は、前回と同様に、電動機5の運転時間が
所定時間以下であったらカウンター9の値に1を加える
。このようにして、2回連続して、比較器7が所定時間
以内に過電流でりると判断するとカウンター9の値は2
となる。
カウンター9の値が2になったことが制御部lOに人I
】されると、制御部IOはインバータ4に出力して運転
を停止させると共に、異常であるという旨の表示をする
[発明が解決しようとする課題] 従来の空気調和機の保護回路は以」二のように構成され
ているので、電動機またはインバータ等の回路に短絡の
ような異常が発生した場合、その異常分検出し判定する
までに少なくとも2回は過電流を検出しなければならな
いため、その1mの通電流の通電によって二次破壊が発
生するなどの課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので一同の過電流の検出により、その過電流が通常の
負荷変動に起因するものか短絡等の異常に起因するもの
かを判定し、それぞれに対応する処理をとるようにし、
前記二次破壊の発生を防止することができる保護回路を
得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] この発明に係る空気調和機の保1回路は、直流電源の電
流を検出する電流検出器と、該電流検出器が検出した電
流値を通常の過負荷電流値として設定された第1所定値
と比較する第1比較手段と、frN記電流検出器が検出
した電流値を前記第1所定値より高い所定の値に設定さ
れた第2所定値と比較する第2比較手段と、前記第1比
較手段及び第2比較手段からの出力信号に基ずく制御信
号をインバータへ出力する制御部とを設けたものである
[1ヤ用] この発明における空気調和機の保護回路は、電流値の増
加が負荷の変動に起因する場合は、電動機のりアクタン
ス成分により電流波形が矩形波でなく三角波状となるた
め、電流値が低い方の比較レベル(第1所定値)を超え
たFM1麦に高い方の比較レベル(第2所定値)を超え
ることはできない。
これに対して、回路の短絡のような異常事態の場合は1
回路のりアクタンス成分が殆どないため電流波形が矩形
波に近くなり瞬時に電流値が上昇して両比較レベル共に
超えることになる。この相違を利用して、制御部におい
て、検出した電流値を比較レベルが異なる2組の比較手
段で比較した結果、電流値が第1所定値及び第2所定値
の両方共を超えた場合は通電を停止してW常時対応の処
理を指示する制tn信号をインバータに出力するやまた
は、第1所定&fY&び第2所定値の両者を超える場合
でも、その人力信号がほとんど時間差がなく入力した場
合は通電を停止して異常時対応の処理を指示する信号を
、両人力信号が時間差を有して入力した場合は所定時間
通電を停止した後再通電を指示する制御信号をインバー
タに出力するので、l[−1の電流検出及び比較により
装置の状態を¥JI@し、状tr!9に応じた処理がさ
れる。
[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図乃至第9図はこの発明の1実施例を示し、第1図は第
1実施例による制御部の動作を示すフローチャート、第
2図は電気回路図である。
図において、1は商用電源、2は全波整流回路。
3は平滑コンデンサ、4はインバータ、5は電動機、6
は電流検出器、7は第1比較器、27は第2比較器、1
0は制御部、12はマイクロコンピュータである。
第2UAにおいて、全波¥1電流路2は商用電源1の交
流を整流し直流に変換する。このW流を電源として、イ
ンバータ4は任意の指令された周波数の交流に変換して
電動機5に供給し、電動機5の速度を制御する。電動機
5は空気調和機の冷媒を圧縮する圧縮機を駆動して冷却
サイクルまたはヒートポンプサイクルを形成する駆動源
となる電動機である。電流検出器6はインバータ4に供
給される直流電流の大きさを検出する。第1比較器7は
電流検出2S6の検出値を入力し、第1所定値と比較し
、その結果をマイクロコンピュータ12に送る6第1所
定値は電動機5の通常の運転状態より少し高い値であり
、負荷の変動により、正常状態でもこの第1所定値を超
える場合があるが、この第1所定値を超える状態で長時
1m運転することは望ましくないものとする。第2比較
器27は同様に電流検出器6の検出値を入力し、第2所
定値と比較し、その奢吉県をマイクロコンピュータ12
に送る、第2所定値は第1所定値より高い値であり、イ
ンバータを構成している部品の電流定格からくる限¥#
値に設定されている。制御部10はマイクロコンピュー
タ12を内蔵しており、インバーター1に指令信号を出
りして通電のオン・オフ等を行わせる。
次に、この保護回路の動作について説明する。
空気Af0機の電源が入れられると、第2図に示す回路
は作動状態となり制御部10のマイクロコンピュータ1
2もスタートする。第1図のステ・ツブ101にて電流
検出36の検出電流値を受けて第1比較器7は第1所定
値と比較する。検出値が第1所定値以下であればH信号
5検出値が第1所定値を超えていればL信号をマイクロ
コンピュータ12に送る。マイクロコンピュータ12は
これを読み込んでvII所しくステ・ツブ102)、H
″C′あれば通常処理(ステップ103)として初めに
返り以上の動作を繰り返す。
ステ・1プ102においてHでない場合(■−の場合)
は割り込み処理ルーチンに入り、ステップ201にて第
2比較327の出力と読み込む。第2比較327は電流
検出器6の検出値を第2所定値と比較し、検出値が第2
所定値以下であれば1■の信号を、超えていれば]−の
信号をマイクロコンピュータ12に送る。マイクロコン
ピュータ12はこれを受けて判断しくステップ202>
、I、の信号、すなわち検出値が第2所定値を超えてい
ればインバータ4に指令信号を出1道電を停止させると
枕にW?p報LEDを点灯させるというような異常時対
応の処理を行なう(ステ・ツブ203)。
そして異常時対応の処理(ステ・ツブ203)が完了し
たら(ステップ20−41ステ・ツブ205へ移行する
。また、ステップ202で11の信号、すなわち検出値
が第2所定値以下であれば、ステーyプ205へとび、
制御部10はインバータ4に出力して通電を一時停止さ
せ、そのt壷、例えば3分間というような所定の時間が
経過した後、通電を再開させる。以後初めに返り、以上
の過程を繰り返す。
空気調和機が作動して電流が増加する原因には通常のf
¥荷が大きくなった場合と短vr等の異常が発生した場
合とがある0通常の負荷が大きくなって電流が増加した
場合は、電流はりアクタンス成分の大きい電動機5を流
れるため、第3国に示すように、電流の変化は急激では
ない、したがってこの場合は検出値が第1比較器7の比
較レベルである第1所定値を超えた場合(第11−Aの
ステップ102でNOの場合)、その直後に第2所定値
を超えることはなく、第1図のステップ202でYES
となり、通電を一時停止させる処理となる。
すなわち、−時停止して負荷が減少したところで運転を
再開することになる。
これに反して、短絡等の異常が発生した場合は、電流は
電動115のリアクタンスの大きい部分を流れる必要が
ないため、第・1図に示すように、電流の変化は急激で
ある。したがって、図示のように検出値が第1所定値を
超えると同時に第2所定値も超えてしまう。すなわち、
第1図のステップ102でNoとなると同時にステップ
202でNOとなり、n常発生と判断し、通電を停止し
異常時対応の処理を行なわせることになる。
第5図はこの発明の第2実施例による制御部の動作を示
すフローチャートである。空気調和機の電源が入れられ
ると、制御部10のマイクロコンピュータ12も動作を
開始する。電流検出器6の検出電流値を人力して第1比
較器7は第1所定値と比較する。検出値が第1所定値以
下であれば11信号、第1所定値を超えていればL信号
をマイクロコンピュータ12に送る。マイクロコンピュ
ータ12はこれ分読み込み(ステ・1プ101 ) 、
 H信号か否かをv4断しくステップ102)J(信号
であれば通常処理の制御信号をインバータ11に出力し
くステ・ツブ103)、初めに返り、以−Fの過程分繰
り返す。
ステ・ツブ102の判断で14信号でなければ割込み処
理ルーチンに移り、ダウンカウンタをスタートさせる(
ステ・・lプ200)とともに第2比較器27の出力を
読み込む(ステップ201)。ダウンカウンタにセ・・
I卜する値は、通常の負荷変動による過電流の場合に第
2比較器が17信号を出力したときには既にカウントを
終了している値とする。
ステ・ツブ201で読み込んだ第2比?2327の出幻
をステ・・lプ202で判断してl(である、すなわち
、第2所定値以下である場合は、ステ・11301以下
に進み、電流値の比較を繰り返し、第2比較器、第1比
較器共にH信号を出幻するようになれば通常処理(ステ
・ツブ103)に返る。
ステップ202で1−信号、すなわち、第2所定値を超
えている場合は、カウンタを読み込み(ステップ401
)、カウント終了後であれば、通常の過負荷によるもの
として、ステ・ツブ501で制御部10は、通電を一時
停止し所定時間〈例えば3分間)経過後というような負
荷が減少したであろう頃合いに通電を再開させる制御信
号をインバータ4に送る。
ステップ202でし信号で、ステップ1102でカウン
タがカウント中であった場合は、短絡等の故障と判断し
て、制御部lOは、通電を停止するととらに異常時対応
の処理を要求する異常警報L[El)を点灯するという
ような処理をする(ステ・ツブ601)。その後は、故
障箇所の修理というような9!!理を完了しなければ通
電は再開されない。
第6図乃至第9図は第5図のフローチャートの各種の場
合を示す状F1a図である。第6U′Aは通常状態であ
る。電流値は第1所定値以下であり、第1比?2器、第
2比?2器共に1(信号であり、制御信号は通常処理で
ある。第7図は低度の過負荷状態である。電流値は第1
所定値を超え第1比較器はし信号を出力したが、第2比
較器はI(信号であっためで制御13号は通常処理を続
行する。
第8図は重度の過負荷状態である。電動機のりアクタン
スのため、電流は急激には増加することはできないので
、電流は第1所定値を超え、次に第2所定値を超えるが
、第1所定値を超えた時点でカウントをスタートしたダ
ウンカウンタは、電流値が第2所定値を超えたときには
既にカウントを終了しているので、第5図のステ・ププ
402から501へ進み、制御部10は通電を停止し、
所定時間経過後通電を再開するという処理をする。
第9図は短絡等の場合である。この場合は電流は電動機
5のりアクタンスの大きい部分を流れる必要がないので
、電流の変化は急激であり、第1所定値を超えた直後に
第2所定値も超えてしまいダウンカウンタはカウント中
であるので、第5UfAのステ・ツブ402から601
へ進み、制gI部10は通電を停止し異常時対応処理の
窮運信号を出力する。
なお1以上の説明において、比較87及び27の出力の
11とLとを逆に設定してもよいことは勿論である。ま
た、第2実施例において、電流値が第1所定値を超えた
時点から第2所定値を超えた時点までの時間間隔の判定
は、マイクロコンピュータ12をソフトウェアにより使
用する手段を示したが、これは外部のハードウェアによ
り行わせてもよいことは言うまでもない。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、電流値を76なるレ
ベルで比較する21IJi1の比較手段を設けて、1回
の過電流の発生の検出にて、過電流の発生原因が通常の
負荷増加によるものか、短vi¥の異常の発生によるも
のかを判定させて、それぞれに対応する処理を直ちにさ
せるようにしたので、従来の異常の場合における二次破
壊の発生を防止することができる効製がある。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第9図はこの発明の一案施例を示し、第1図
は第1実施例による制御部の動作のフローチャート、第
2図は電気回路図、第3図は過負荷の場合の状態線図、
第4図は短絡(異常)の場合の状態線図、第5UAは第
2実施例によるル制御部の動作のフローチャート、第6
図は第2実施例による通常状態の状態線図、第7図は第
2実施例による低度過RR状態の状態線図、第8図は第
2実施例による重度過負荷状態の状態!1図、第9[’
;?1は第2実施例による短絡状態の状態線図である。 第10図は従来例による電気回路図である。 図において、2は整流回路、4はインバータ。 5は電動機、6は電流検出器、7は第1比較器、27は
第2比較器、10は制御部、12はマイクロコンピュー
タである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)商用電源を整流して直流電源とし、該直流電源か
    らインバータを介して電動機を駆動するように構成され
    た電気回路の過電流を検出し対処させるようにした空気
    調和機の保護回路において、前記直流電源の電流を検出
    する電流検出器と、該電流検出器が検出した電流値を通
    常の過負荷電流値として設定された第1所定値と比較す
    る第1比較手段と、前記電流検出器が検出した電流値を
    前記第1所定値より高い所定の値に設定された第2所定
    値と比較する第2比較手段と、前記第1比較手段及び第
    2比較手段からの信号を入力し、前記インバータに制御
    信号を出力する制御部とを設け、該制御部は、前記第1
    比較手段及び前記第2比較手段から前記電流値がそれぞ
    れ前記第1及び第2所定値を超えたことを示す信号が出
    力されたとき通電停止及び異常時対応の処理を指示する
    制御信号を出力することを特徴とする空気調和機の保護
    回路。
  2. (2)商用電源を整流して直流電源とし、該直流電源か
    らインバータを介して電動機を駆動するように構成され
    た電気回路の過電流を検出し対処させるようにした空気
    調和機の保護回路において、前記直流電源の電流を検出
    する電流検出器と、該電流検出器が検出した電流値を通
    常の過負荷電流値として設定された第1所定値と比較す
    る第1比較手段と、前記電流検出器が検出した電流値を
    前記第1所定値より高い所定の値に設定された第2所定
    値と比較する第2比較手段と、前記第1比較手段及び第
    2比較手段からの信号を入力し、前記インバータに制御
    信号を出力する制御部とを設け、該制御部は、前記第1
    比較手段から前記電流値が前記第1所定値を超えたこと
    を示す信号が、前記第2比較手段から前記電流値が前記
    第2所定値を超えたことを示す信号が共に入力し、両信
    号が時間差を有して入力したときは通電を所定時間停止
    させる制御信号を出力し、両信号がほとんど同時に入力
    したときは通電停止及び異常時対応の処理を指示する制
    御信号を出力することを特徴とする空気調和機の保護回
    路。
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Cited By (3)

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