エンジン駆動式空気調和装置の室外機
【課題】三相電源にも単相電源にも接続できると共に、欠相を確実に検出することができるエンジン駆動式空気調和装置を提供する。
【解決手段】三相電源または単相電源に接続可能な電源端子台を備え、電源を単相電源と三相電源とに接続可能としている。三相電源の相間電圧レベルを検出する検出器と、検出器の出力信号に基づいて欠相を判定する判定手段とを備えている。
【解決手段】三相電源または単相電源に接続可能な電源端子台を備え、電源を単相電源と三相電源とに接続可能としている。三相電源の相間電圧レベルを検出する検出器と、検出器の出力信号に基づいて欠相を判定する判定手段とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン駆動式空気調和装置の室外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン駆動式空気調和装置は、エンジンの駆動によって冷媒回路のコンプレッサを駆動させることにより、冷媒の圧縮・吸込を行い、冷房または暖房といった空調を行うものである。
【０００３】
特許文献１に係る従来技術は、コンプレッサの駆動電動機として三相誘導電動機を用いる空気調和装置を想定しており、三相誘導電動機を対象としている。三相誘導電動機のみを対象とすれば、正常時は各相電流がバランスした状態であるのに対し、欠相時は相電流がアンバランスな不平衡状態となり、この違いを、電流検出器で検出することが出来る。しかし内蔵している補機が単相の電動機の場合も存在する。更に、熱交換用ファンモータやウォータポンプといった大電力電動機以外にも、電磁弁、スタータモータ、コンプレッサクラッチ、制御系基板のように、単相電源から電源供給される負荷が多数存在する。このような空調装置では、スタンバイ状態や動作中のさまざまな状態により、各相電流は電流値、相間バランスとも刻々と変化する。例えば、制御基板は単相電源（R−S相）を電源とするが、スタンバイ状態では、この制御基板しか通電されておらず、Ｔ相には電流が流れていないため、電流アンバランスとなり、欠相との区別が出来ない。
【特許文献１】特開平９−９４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジン駆動式空気調和装置の空調機によれば、電源は経済的理由により三相電源に接続されることが多い。しかしながら空調機の据付場所によっては、三相電源が据付場所に用意されておらず、単相電源しか用意されていない場合もある。この場合、三相電源を新規に据付場所に設備することは、かえってコスト高となる。このため三相電源にも接続できると共に単相電源にも接続できる便利なエンジン駆動式空気調和装置が要望されている。
【０００５】
本発明は、三相電源にも単相電源にも接続できると共に、欠相を確実に検出することができるエンジン駆動式空気調和装置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】
【０００６】
本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置の室外機は、三相電源または単相電源に接続可能な電源端子台を備え、電源を単相電源と三相電源とに接続可能としたエンジン駆動式空気調和装置の室外機において、三相電源に対応した相間電圧レベルを検出する検出器と、検出器の出力信号に基づいて欠相を判定する判定手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置の室外機によれば、三相電源の相間電圧レベルを検出器により検出する。そして判定手段は、検出器の出力信号に基づいて欠相を判定する。室外器がスタンバイ状態、動作中のさまざまな状態により、各相電流が電流値、相間電圧レベルが刻々と変化したとしても、相間電圧を監視することにより欠相を検出することができる。更に、相間電圧レベルを検出することで、三相に均等配分された負荷により、欠相相に中間電圧が発生したとしても、確実に欠相を検出することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置の室外機によれば、三相電源にも単相電源にも接続できると共に、欠相を確実に検出することができるエンジン駆動式空気調和装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
空調作用を行うための電動機等の負荷類は、基本的には、三相に均等分配されており、平衡状態性を向上させている。しかし室外機に据えつけられている電気機器等の負荷の動作状態によっては、欠相時において各相間電圧レベルが異なることがある。この点について本発明によれば、検出器は、三相電源に対応するＳ−Ｔ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第１検出器と、三相電源に対応するＳ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第２検出器と、三相電源に対応するＴ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第３検出器とを備えていることが好ましい。この場合、三相に分配された負荷類の動作状態の影響を避けつつ欠相を検出することができる。
【００１０】
本システムは瞬間的な欠相が生じたとしても、負荷の動作不良、負荷故障を引き起こすものではない。そこで判定手段は、検出器が一定時間Ｔ１（例えば１０秒であるが、これに限定されるものではない）以上にわたり、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と判定する形態を採用することができる。これにより瞬間的な停電、近傍に配置された大型電動機等の起動時の電圧歪等により誤動作することが抑制され、欠相の判定の信頼性を高めることができる。
【００１１】
本システムは瞬間的な欠相が生じたとしても、負荷の動作不良、負荷故障を引き起こすものではない。そこで判定手段は、検出器が一定時間Ｔ１以上を越える長さの一定時間Ｔ２（例えば１分間であるが、これに限定されるものではない）以上、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と確定し、異常報知処理を行う形態を採用することができる。これにより欠相の判定の信頼性を高めつつ、異常を報知することができる。
【００１２】
検出器には、交流電圧の一方向にのみ電流を流す逆方向電流素子手段が接続されている形態を採用することができる。検出器に回り込んで誤検知することを抑制できるため、欠相を確実に検出することができる。
【００１３】
判定手段は、電源投入時に、供給電源が三相電源か単相電源かの判定を行うと共に、供給電源が三相電源であるとき、その後、検出器の出力信号に基づいて欠相を判定することができるこの場合、供給電源が三相電源か単相電源かの判定については、三相電源に対応した相間電圧レベルを検出する検出器の出力信号に基づいて欠相を判定し、欠相が存在するときには、判定手段は、供給電源が単相電源であると判定することができる。
【００１４】
電源端子台に接続される第２コネクタと、電源端子台に接続される第３コネクタと、第２コネクタに接続される形態と第３コネクタに接続される形態とにそれぞれ切替可能な切替コネクタとを備えることができる。また単相電源または三相電源のいずれかにより駆動される空気調和用の動作を行う負荷類を備えることができる。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を参照して具体的に説明する。エンジン駆動式空気調和装置の室外機は、単相電源及び三相電源の双方に対応できるものである。室外機は、図１に示すように、電源端子台１０、切替コネクタとして機能する第１コネクタ２０、単相電源に接続されるとき使用される第２コネクタ３０、三相電源に接続されるとき使用される第３コネクタ４０をもつ。更に、室外機は、マイコンを搭載するコントローラ（判定手段）３８０、欠相を検出して欠相信号をコントローラ３８０に入力する電源監視回路４００をもつ。電源端子台１０は、ＡＣ２００ボルト単相電源と、ＡＣ２００ボルト三相電源とに切替え接続可能とされている。電源端子台１０は第１端子１１、第２端子１２、第３端子１３を有する。
【００１６】
第１コネクタ２０、第２コネクタ３０、第３コネクタ４０は互いに独立している。第１コネクタ２０は、電源端子台１０に接続される供給電源が単相電源が三相電源かによって切り替えられるコネクタである。第１コネクタ２０は、三相電源を室外機に接続するときには第３コネクタ４０に接続される。第１コネクタ２０は、単相電源を室外機に接続するときには第２コネクタ３０に接続される。
【００１７】
第１コネクタ２０は第１端子２１、第２端子２２、第３端子２３を有する。第２コネクタ３０は第１端子３１、第２端子３２、第３端子３３を有する。第３コネクタ４０は第１端子４１、第２端子４２、第３端子４３を有する。第１コネクタ２０については、第１コネクタ２０の第３端子２３はトランジスタＴｒのベースに電流制限用の抵抗５００を介して接続されている。トランジスタＴｒのコレクタはコントローラ３８０及び抵抗５００を介して電源回路の電源電位（Ｖｄｄ）に接続されている。トランジスタＴｒのエミッタは接地されている。第１コネクタ２０の第１端子２１は、トランスＴｒを介して電源端子台１０の第２端子１２に接続されている。
【００１８】
第２コネクタ３０については、第２コネクタ３０の第１端子３１は電源端子台１０の第１端子１１に接続されている。第２コネクタ３０の第２端子３２は電源端子台１０の第２端子１２に接続されている。第２コネクタ３０の第３端子３３は電源回路の電源電位（Ｖｄｄ）に接続されている。
【００１９】
第３コネクタ４０の第１端子４１と第２端子４２はいずれも電源端子台１０の第３端子１３に接続されている。第３コネクタ４０の第３端子４３は接地されている。第１コネクタ２０、第２コネクタ３０、第３コネクタ４０によれば、第３端子２３、３３、４３は、切り替え設定時における過誤接続を検出する検出端子になっている。
【００２０】
熱交換機ファンモータＦＭ１、熱交換機ファンモータＦＭ２、冷却水ポンプＷＰ等を単相負荷として設けられている。スタータモータＳＴＲ、コンプレッサクラッチＣ／Ｐの電源用トランスＴ１を単相負荷として設けられている。ガス電磁弁ＧＶ、その他の電磁弁ＥＶ、コントローラ３８０等の制御系ユニットの電源用トランスＴ２を単相負荷として設けられている。
【００２１】
上記した負荷はすべていずれも単相電源（２００ボルト）で駆動可能な単相負荷とされている。定格運転時において不平衡状態とならないように、単相負荷は三相にほぼバランスがとれるように振り分けられている。なお、単相負荷は欠相が生じたとしても、電動機の過電流や発熱といった問題を抑制できる。
【００２２】
マイコン及び記憶媒体を備えるコントローラ３８０は、電源監視回路４００の信号に基づいて欠相を判定する判定手段を構成している。コントローラ３８０は、リレー３１０、３２０、３５０、３６０をオンまたはオフさせることにより、上記した各負荷をそれぞれオン動作またはオフ動作させる。
【００２３】
室外機と三相電源（２００ボルト）とを接続する接続するときについて説明を加える。この場合、図１に示すように、作業者が三相電源のＲ相、Ｓ相、Ｔ相をそれぞれ電源端子台１０の第１端子１１、第２端子１２、第３端子１３に接続する。更に第１コネクタ２０を第３コネクタ４０と接続する。これにより図１に示すように第１端子２１と第１端子４１とを接続し、第２端子２２と第２端子４２とを接続し、第３端子２３と第３端子４３とを接続する。第１コネクタ２０とコネクタ４０とは、この接続構造とは逆には接続されないようにされている。このように第１コネクタ２０と第３コネクタ４０と接続した状態において、リレー３１０、３２０がオンとなると、三相電源のＳ相−Ｔ相間に接続されている負荷は駆動される。リレー３５０、３６０がオンとなると、三相電源のＲ相−Ｓ相間に接続されている負荷は駆動される。モータドライバ３７０により熱交換機ファンモータＦＭ１、熱交換機ファンモータＦＭ２、熱交換機ファンモータＦＭ３、冷却水ポンプＷＰが駆動される。
【００２４】
上記したように室外機と三相電源（２００ボルト）とが接続されているときには、図１に示すように、三相電源のＲ相、Ｓ相、Ｔ相はそれぞれ電源端子台１０の第１端子１１、第２端子１２、第３端子１３に接続されている。更に図１に示すように第１コネクタ２０の第３端子２３は、第３コネクタ４０のうち接地されている第３端子４３に接続されているため、Ｌｏｗ状態である。このため第１コネクタ２０の第３端子２３に接続されているトランジスタＴｒのベースにはベース電圧が供給されず、トランジスタＴｒはターンオフ状態である。この場合、トランジスタＴｒのコレクタ・エミッタ間が非導通であり、トランジスタＴｒのコレクタ電位がＨｉｇｈとなるため、信号線５１３を介してＨｉｇｈ信号がコントローラ３８０に入力される。このため室外機が三相電源に接続されていることがコントローラ３８０により検出される。この結果、コントローラ３８０は報知手段としての７セグメントＬＥＤ（ＬＥＤ）の点灯及び消灯の一方を行い、室外機が三相電源に接続されている旨がコントローラ３８０により検出される。このように７セグメントＬＥＤ（ＬＥＤ）の点灯及び消灯状態を検出すれば、室外機が三相電源に接続されている旨が報知される。
【００２５】
また、室外機を単相電源（２００ボルト）に接続するときについて説明を加える。この場合、作業者は、図２に示すように、単相電源を電源端子台１０の第１端子１１と第２端子１２に接続する。更に、第１コネクタ２０と第２コネクタ３０とを接続する。これにより第１端子２１と第１端子３１とを接続し、第２端子２２と第２端子３２とを接続し、第３端子２３と第３端子３３とを接続する。第１コネクタ２０と第２コネクタ３０は、この接続形態とは逆に接続されないようになっている。このように第１コネクタ２０の第１端子２１は電源端子台１０の第１端子１１に接続されると共に、第１コネクタ２０の第２端子２２は電源端子台１０の第２端子１２に接続されるが、負荷には接続されていない。第１コネクタ２０の第３端子２３は第２コネクタ３０の第３端子３３を介して電源回路の電源電圧（Ｖｄｄ）に接続される。このためトランジスタＴｒのベースにベース電流が電流制限用の抵抗５００を介して流れ、トランジスタＴｒがターンオンし、トランジスタＴｒのコレクタ・エミッタ間が導通状態となり、トランジスタＴｒのコレクタの電位がＬｏｗとなるため、信号線５１３を介してＬｏｗ信号がコントローラ３８０に入力される。このため室外機が単相電源に接続されていることがコントローラ３８０により検出される。この結果、コントローラ３８０は報知手段としての７セグメントＬＥＤ（ＬＥＤ）の点灯及び消灯の他方を行い、室外機が単相電源に接続されている旨を報知する。
【００２６】
従って、トランジスタＴｒは、第１コネクタ２０が単相給電用の第２コネクタ３０に接続されているか、あるいは、三相給電用の第３コネクタ４０に接続されているかを検出する検出手段（半導体検出素子）として機能できる。換言すると、トランジスタＴｒは、室外機が三相電源に接続されているか単相電源に接続されているかどうかを検出する検出手段として機能することができる。故に、コントローラ３８０は、電源投入時における電源端子台１０に繋がれている電源が三相電源であるか単相電源であるかを判定する判定手段として機能することができる。
【００２７】
図３を参照して電源監視回路４００について説明を加える。図３に示すように、電源監視回路４００は、欠相を検出する検出器として機能するスイッチング素子としてのフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３を備える。図３に示すように、フォトカプラＰＣ１は三相電源接続時におけるＳ−Ｔ相間に接続された第１検出器であり、発光素子としてのフォトダイオードＰＤ１と、フォトダイオードＰＤ１の光を受光してターンオンする受光素子としてのフォトトランジスタＰＴ１とを有する。フォトカプラＰＣ２は三相電源接続時におけるＲ−Ｓ相間に接続された第２検出器であり、フォトダイオードＰＤ２と、フォトダイオードＰＤ２の光を受光してターンオンするフォトトランジスタＰＴ２とを有する。フォトカプラＰＣ３は三相電源接続時におけるＲ−Ｔ相間に接続された第３検出器であり、フォトダイオードＰＤ３と、フォトダイオードＰＤ３の光を受光してターンオンするフォトトランジスタＰＴ３とを有する。図３から理解できるように、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３には各相間電圧レベルに応じた電流が流れる。
【００２８】
図３に示すように、Ｓ−Ｔ間において、抵抗Ｒ２、フォトダイオードＰＤ１、ダイオードＤ１４、抵抗Ｒ１が直列に接続されている。Ｓ−Ｒ間において、抵抗Ｒ２、フォトダイオードＰＤ２、ダイオードＤ１５、抵抗Ｒ３が直列に接続されている。Ｒ−Ｔ間において、抵抗Ｒ４、第１フォトダイオードＰＤ３、ダイオードＤ２０、抵抗Ｒ１が直列に接続されている。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は電流制限用のの抵抗値は基本的には等しいものとされている。フォトダイオードＰＤ１に対してバイパス用の抵抗Ｒ５が並行に接続されている。フォトダイオードＰＤ２に対してバイパス用の抵抗Ｒ６が並行に接続されている。フォトダイオードＰＤ３に対してバイパス用抵抗Ｒ７が並行に接続されている。抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７の抵抗値は基本的には等しいものとされている。フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３は同種のものとされている。ダイオードＤ１４、Ｄ１５、Ｄ２０は、交流電圧の一方向にのみ電流を流す逆方向電流素子手段として機能することができる。つまり、ダイオードＤ１４は、交流電圧の一方向にのみ、即ちＳ相→Ｔ相のみへ電流を流す逆方向電流素子手段として機能することができる。ダイオードＤ１５は、交流電圧の一方向にのみ、即ちＳ相→Ｒ相のみへ電流を流す逆方向電流素子手段として機能することができる。ダイオードＤ２０は、交流電圧の一方向にのみ、即ちＲ相→Ｔ相のみへ電流を流す逆方向電流素子手段として機能することができる。
【００２９】
図３に示すように、フォトトランジスタＰＴ１のコレクタはプルアップ抵抗Ｒ８を介して電源電圧（Ｖｃｃ）に接続されている。フォトトランジスタＰＴ２のコレクタはプルアップ抵抗Ｒ９を介して電源電圧（Ｖｃｃ）に接続されている。フォトトランジスタＰＴ３のコレクタはプルアップ抵抗Ｒ１０を介して電源電圧（Ｖｃｃ）に接続されている。図３に示すように、フォトトランジスタＰＴ１のコレクタに繋がる信号線１０１、フォトトランジスタＰＴ２のコレクタに繋がる信号線１０２、フォトトランジスタＰＴ３のコレクタに繋がる信号線１０３が設けられている。信号線１０１、１０２、１０３はコントローラ３８０に検出信号として入力される。フォトトランジスタＰＴ１〜ＰＴ３のエミッタは接地されている。
【００３０】
フォトトランジスタＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３がターンオフのときには、信号線１０１、１０２、１０３はいずれもＨｉｇｈ状態であり、Ｈ−Ｌ判定用のスレッショルド電圧を越える。これに対してフォトトランジスタＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３がターンオンのときには、信号線１０１、１０２、１０３はいずれもＬｏｗ状態であり、Ｈ−Ｌ判定用のスレッショルド電圧未満となる。フォトカプラＰＣ１がターンオンすると、コントローラ３８０によりＳ−Ｔ相間電圧ありと判定される。フォトカプラＰＣ２がターンオンすると、コントローラ３８０によりＳ−Ｒ相間電圧ありと判定される。フォトカプラＰＣ３がターンオンすると、コントローラ３８０によりＲ−Ｔ相間電圧ありと判定される。
【００３１】
フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３はそれぞれ相間電圧の交流半波に対してターンオンするため、デューティ比が５０％を越えることはない。この場合、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３のデューティ比、オン時間は、基本的には相間電圧レベル（電位差）に対応した値となる。このため電源監視回路４００における各抵抗の抵抗値の設定により、相間電圧レベルとフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３のターンオン時間とを関係づけることができる。三相電源が正常に室外機に接続されて正常に給電されているときには、フォトカプラＰＣ１はＳ−Ｔ相間の電圧によりターンオンし、フォトカプラＰＣ２はＳ−Ｒ相間の電圧によりターンオンし、フォトカプラＰＣ３はＲ−Ｔ相間の電圧により、それぞれ１２０度の位相差をもって交流入力の半波ごとにターンオンする。欠相時には、欠相につながったフォトカプラがターンオンできなくなる。
【００３２】
図３は、図２に示すように室外機を単相電源に接続している場合、あるいは、室外機を三相電源に接続させたにもかかわらず三相のうちＴ相が欠相している場合を示している。この場合、フォトダイオードＰＤ２が発光するため、フォトトランジスタＰＴ２がターンオンし、フォトトランジスタＰＴ２のコレクタ・エミッタ間が導通し、信号線１０２の電位はＬｏｗとなる。この場合、フォトダイオードＰＤ１は非導通であるため、フォトトランジスタＰＴ１がターンオンせず、フォトトランジスタＰＴ１のコレクタ・エミッタ間は非導通であり、信号線１０１はＨｉｇｈ状態である。またフォトダイオードＰＤ３は非導通であるため、フォトトランジスタＰＴ３がターンオンせず、フォトトランジスタＰＴ３のコレクタ・エミッタ間は非導通であり、信号線１０３はＨｉｇｈ状態である。
【００３３】
このように図３に示す場合（Ｔ相が欠相している）には、フォトカプラＰＣ２はＳ−Ｒ相により位相１２０度ごとにターンオンするが、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ３は常時オフ状態となる。他の相の欠相についても同様のことがいえる。この結果、コントローラ３８０は、図２に示すように単相電源に接続している単相判定、あるいは、三相電源における欠相判定を行うことができる。
【００３４】
さて、上記した負荷が基本的には三相に均等配分されている。この場合、欠相相に中間電圧が発生する。即ち、運転中に例えばＴ相が欠相すると、Ｒ−Ｔ相に入っている負荷の負荷バランス、電流の回り込みで、Ｔ相には中間電位が発生することがある。例えば、定格運転のように負荷バランスがとれた状態で、Ｔ相が欠相したとき、Ｓ−Ｔ相、Ｒ−Ｔ相には、Ｓ−Ｒ相電圧の約１／２の電圧（中間電圧）が発生することがある。この場合、抵抗値が等しい抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３による分圧により、フォトダイオードＰＤ１のアノード側もＳ−Ｒ相電圧の約１／２の電圧となる。この場合、フォトダイオードＰＤ１のアノードとカソード（Ｔ相）間は電位差が基本的にないことから、中間電圧が生じたとしても、フォトカプラＰＣ１は常時オフ状態に維持されることになる。
【００３５】
なお、Ｓ相が欠相しているときには、フォトダイオードＰＤ２は非導通であるため、フォトトランジスタＰＴ２がターンオンしないため、信号線１０２はＬｏｗ状態であり、Ｓ相の欠相が検出される。Ｒ相が欠相しているときには、フォトダイオードＰＤ３は非導通であるため、フォトトランジスタＰＴ３がターンオンしないため、信号線１０３はＬｏｗ状態であり、Ｒ相の欠相が検出される。
【００３６】
従って本実施形態によれば、コントローラ３８０は、フォトトランジスタＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３のコレクタに繋がる信号線１０１、１０２、１０３の信号に基づいて、電源端子台１０が三相電源に接続されているか単相電源に接続されているかを検出して判定することができる。更に、三相電源に接続されているとき、コントローラ３８０は、信号線１０１、１０２、１０３の電位により三相のうちの欠相検出を行うことができる。
【００３７】
以上説明したように本実施例によれば、電源投入時において、コントローラ３８０は、電源端子台１０に接続される供給電源が単相電源であるか三相電源であるかの判定を行う。三相電源と判定されたときには、コントローラ３８０は常時、欠相検知を行う。
【００３８】
空調作用を行うための電動機等の負荷類は、基本的には三相に均等分配されており、平衡状態性を向上させている。しかし室外機に据えつけられている電気機器等の負荷の動作状態によっては、欠相時において各相間電圧レベルが異なることがある。この点について本実施例によれば、三相電源に対応するＳ−Ｔ相間に配置され相間電圧レベルを検出するフォトカプラＰＣ１と、三相電源に対応するＳ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出するフォトカプラＰＣ２と、三相電源に対応するＴ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出するフォトカプラＰＣとを備えている。このため三相に分配された負荷類の動作状態の影響を避けつつ欠相を検出することができる。
【００３９】
本実施例に係るシステムは瞬間的な欠相が生じたとしても、負荷の動作不良、負荷故障を引き起こすものではない。そこでコントローラ３８０は、検出器としてのフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３が一定時間Ｔ１（例えば１０秒）以上にわたり、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と判定することにしている。これにより瞬間的な停電、近傍に配置された大型電動機等の起動時の電圧歪等により、欠相の誤検出することが抑制され、欠相の判定の信頼性を高めることができる。
【００４０】
更に本システムは瞬間的な欠相が生じたとしても、負荷の動作不良、負荷故障を引き起こすものではない。そこでコントローラ３８０は、検出器としてのフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３が一定時間Ｔ１以上を越える長さの一定時間Ｔ２（例えば１分間）、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と確定し、異常報知処理を行うことにしている。これにより欠相の判定の信頼性を高めつつ、異常を報知することができる。検出器としてのフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３には、交流電圧の一方向にのみ電流を流す逆方向電流素子手段としてのダイオードＤ１４、Ｄ１５、Ｄ２０が接続されている。これによりフォトカプラＰＣ１、ＰＣ、ＰＣに電流が回り込んで誤検知することを抑制でき、欠相を確実に検出することができる。
【００４１】
図４及び図５はコントローラ３８０のマイコンが実行する制御則のフローチャートを示す。フローチャートはこれに限定されるものではない。図４に示すように、先ず、電源が投入されているか否かの読み込みを行う（ステップＳ１２）。電源が投入されていなければ、メインルーチンにリターンする。電源が投入されていれば（ステップＳ１４）、供給電源が三相電源であるか単相電源であるか判定する（ステップＳ１６）。判定は、トランジスタＴｒのコレクタに繋がる信号線５１３の電位の検出に基づいて行っても良い。あるいは、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３の出力信号に基づいて欠相が生じているかどうか検出し、欠相が生じていれば単相電源に接続されていると判定しても良い。双方おこなっても良い。供給電源が三相電源であれば、その旨を７セグメントＬＥＤに表示すると共に（ステップＳ１８）、欠相検知を行う（ステップＳ２０）。運転終了か否か判定する（ステップＳ２２）。運転終了であればメインルーチンにリターンする。運転継続であれば、ステップＳ２０に戻り、欠相検知を繰り返す。供給電源が三相電源であれば、その旨を７セグメントＬＥＤに表示する（ステップＳ２６）。
【００４２】
図５は欠相検知処理を示す。フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３の信号線１０１、１０２、１０３の出力信号を読み込む（ステップＳ２０２）。欠相が一定時間Ｔ１（例えば１０秒）以上継続しているか否か判定する（ステップＳ２０４）。欠相が一定時間Ｔ１（例えば１０秒）以上継続していなければ、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３の信号線１０１、１０２、１０３の出力信号の読み込みを続ける。欠相が一定時間Ｔ１以上継続していれば、欠相ありと判定される（ステップＳ２０６）。更に、欠相が一定時間Ｔ２（例えば１分間、Ｔ２＞Ｔ１）以上継続していれば（ステップＳ２０８）、警報器や警報灯等の異常報知要素３８２に警報信号を出力し、異常報知を行ない（ステップＳ２１０）、運転を終了する。
【００４３】
前述したように、本システムは瞬間的な欠相が生じたとしても、負荷の動作不良、負荷故障を引き起こすものではない。そこで、一定時間Ｔ１（例えば１０秒）以上にわたり、欠相状態を示す信号が出力されているとき、欠相が生じていると判定する。これにより瞬間的な停電、近傍に配置された大型電動機等の起動時の電圧歪等により誤動作することが抑制され、欠相の判定の信頼性を高めることができる。更に、一定時間Ｔ１以上を越える長さの一定時間Ｔ２（例えば１分間）、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と確定し、異常報知処理を行う。これにより欠相の判定の信頼性を高めつつ、異常を報知することができる。
【００４４】
（他の実施例）その他、本発明は上記した図面に示す実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は空気調和用の動作を行う負荷類を備え、電源を単相電源と三相電源とに接続可能としたエンジン駆動式空気調和装置の室外機に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】三相電源が接続されている状態を示す室外機の要部のシステム図である。
【図２】単相電源が接続されている状態を示す室外機の要部のシステム図である。
【図３】電源開始回路の回路図である。
【図４】コントローラのマイコンが実行する制御則のフローチャートである。
【図５】コントローラのマイコンが実行する制御則のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１０は電源端子台、２０はコネクタ（切替コネクタ）、３０は単相給電用のコネクタ、４０は三相給電用のコネクタ、ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３…フォトカプラ（検出器）、Ｄ１４、Ｄ１５、Ｄ２０はダイオード（逆方向電流素子手段）、３８０はコントローラ（判定手段）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン駆動式空気調和装置の室外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン駆動式空気調和装置は、エンジンの駆動によって冷媒回路のコンプレッサを駆動させることにより、冷媒の圧縮・吸込を行い、冷房または暖房といった空調を行うものである。
【０００３】
特許文献１に係る従来技術は、コンプレッサの駆動電動機として三相誘導電動機を用いる空気調和装置を想定しており、三相誘導電動機を対象としている。三相誘導電動機のみを対象とすれば、正常時は各相電流がバランスした状態であるのに対し、欠相時は相電流がアンバランスな不平衡状態となり、この違いを、電流検出器で検出することが出来る。しかし内蔵している補機が単相の電動機の場合も存在する。更に、熱交換用ファンモータやウォータポンプといった大電力電動機以外にも、電磁弁、スタータモータ、コンプレッサクラッチ、制御系基板のように、単相電源から電源供給される負荷が多数存在する。このような空調装置では、スタンバイ状態や動作中のさまざまな状態により、各相電流は電流値、相間バランスとも刻々と変化する。例えば、制御基板は単相電源（R−S相）を電源とするが、スタンバイ状態では、この制御基板しか通電されておらず、Ｔ相には電流が流れていないため、電流アンバランスとなり、欠相との区別が出来ない。
【特許文献１】特開平９−９４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジン駆動式空気調和装置の空調機によれば、電源は経済的理由により三相電源に接続されることが多い。しかしながら空調機の据付場所によっては、三相電源が据付場所に用意されておらず、単相電源しか用意されていない場合もある。この場合、三相電源を新規に据付場所に設備することは、かえってコスト高となる。このため三相電源にも接続できると共に単相電源にも接続できる便利なエンジン駆動式空気調和装置が要望されている。
【０００５】
本発明は、三相電源にも単相電源にも接続できると共に、欠相を確実に検出することができるエンジン駆動式空気調和装置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】
【０００６】
本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置の室外機は、三相電源または単相電源に接続可能な電源端子台を備え、電源を単相電源と三相電源とに接続可能としたエンジン駆動式空気調和装置の室外機において、三相電源に対応した相間電圧レベルを検出する検出器と、検出器の出力信号に基づいて欠相を判定する判定手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置の室外機によれば、三相電源の相間電圧レベルを検出器により検出する。そして判定手段は、検出器の出力信号に基づいて欠相を判定する。室外器がスタンバイ状態、動作中のさまざまな状態により、各相電流が電流値、相間電圧レベルが刻々と変化したとしても、相間電圧を監視することにより欠相を検出することができる。更に、相間電圧レベルを検出することで、三相に均等配分された負荷により、欠相相に中間電圧が発生したとしても、確実に欠相を検出することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置の室外機によれば、三相電源にも単相電源にも接続できると共に、欠相を確実に検出することができるエンジン駆動式空気調和装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
空調作用を行うための電動機等の負荷類は、基本的には、三相に均等分配されており、平衡状態性を向上させている。しかし室外機に据えつけられている電気機器等の負荷の動作状態によっては、欠相時において各相間電圧レベルが異なることがある。この点について本発明によれば、検出器は、三相電源に対応するＳ−Ｔ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第１検出器と、三相電源に対応するＳ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第２検出器と、三相電源に対応するＴ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第３検出器とを備えていることが好ましい。この場合、三相に分配された負荷類の動作状態の影響を避けつつ欠相を検出することができる。
【００１０】
本システムは瞬間的な欠相が生じたとしても、負荷の動作不良、負荷故障を引き起こすものではない。そこで判定手段は、検出器が一定時間Ｔ１（例えば１０秒であるが、これに限定されるものではない）以上にわたり、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と判定する形態を採用することができる。これにより瞬間的な停電、近傍に配置された大型電動機等の起動時の電圧歪等により誤動作することが抑制され、欠相の判定の信頼性を高めることができる。
【００１１】
本システムは瞬間的な欠相が生じたとしても、負荷の動作不良、負荷故障を引き起こすものではない。そこで判定手段は、検出器が一定時間Ｔ１以上を越える長さの一定時間Ｔ２（例えば１分間であるが、これに限定されるものではない）以上、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と確定し、異常報知処理を行う形態を採用することができる。これにより欠相の判定の信頼性を高めつつ、異常を報知することができる。
【００１２】
検出器には、交流電圧の一方向にのみ電流を流す逆方向電流素子手段が接続されている形態を採用することができる。検出器に回り込んで誤検知することを抑制できるため、欠相を確実に検出することができる。
【００１３】
判定手段は、電源投入時に、供給電源が三相電源か単相電源かの判定を行うと共に、供給電源が三相電源であるとき、その後、検出器の出力信号に基づいて欠相を判定することができるこの場合、供給電源が三相電源か単相電源かの判定については、三相電源に対応した相間電圧レベルを検出する検出器の出力信号に基づいて欠相を判定し、欠相が存在するときには、判定手段は、供給電源が単相電源であると判定することができる。
【００１４】
電源端子台に接続される第２コネクタと、電源端子台に接続される第３コネクタと、第２コネクタに接続される形態と第３コネクタに接続される形態とにそれぞれ切替可能な切替コネクタとを備えることができる。また単相電源または三相電源のいずれかにより駆動される空気調和用の動作を行う負荷類を備えることができる。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を参照して具体的に説明する。エンジン駆動式空気調和装置の室外機は、単相電源及び三相電源の双方に対応できるものである。室外機は、図１に示すように、電源端子台１０、切替コネクタとして機能する第１コネクタ２０、単相電源に接続されるとき使用される第２コネクタ３０、三相電源に接続されるとき使用される第３コネクタ４０をもつ。更に、室外機は、マイコンを搭載するコントローラ（判定手段）３８０、欠相を検出して欠相信号をコントローラ３８０に入力する電源監視回路４００をもつ。電源端子台１０は、ＡＣ２００ボルト単相電源と、ＡＣ２００ボルト三相電源とに切替え接続可能とされている。電源端子台１０は第１端子１１、第２端子１２、第３端子１３を有する。
【００１６】
第１コネクタ２０、第２コネクタ３０、第３コネクタ４０は互いに独立している。第１コネクタ２０は、電源端子台１０に接続される供給電源が単相電源が三相電源かによって切り替えられるコネクタである。第１コネクタ２０は、三相電源を室外機に接続するときには第３コネクタ４０に接続される。第１コネクタ２０は、単相電源を室外機に接続するときには第２コネクタ３０に接続される。
【００１７】
第１コネクタ２０は第１端子２１、第２端子２２、第３端子２３を有する。第２コネクタ３０は第１端子３１、第２端子３２、第３端子３３を有する。第３コネクタ４０は第１端子４１、第２端子４２、第３端子４３を有する。第１コネクタ２０については、第１コネクタ２０の第３端子２３はトランジスタＴｒのベースに電流制限用の抵抗５００を介して接続されている。トランジスタＴｒのコレクタはコントローラ３８０及び抵抗５００を介して電源回路の電源電位（Ｖｄｄ）に接続されている。トランジスタＴｒのエミッタは接地されている。第１コネクタ２０の第１端子２１は、トランスＴｒを介して電源端子台１０の第２端子１２に接続されている。
【００１８】
第２コネクタ３０については、第２コネクタ３０の第１端子３１は電源端子台１０の第１端子１１に接続されている。第２コネクタ３０の第２端子３２は電源端子台１０の第２端子１２に接続されている。第２コネクタ３０の第３端子３３は電源回路の電源電位（Ｖｄｄ）に接続されている。
【００１９】
第３コネクタ４０の第１端子４１と第２端子４２はいずれも電源端子台１０の第３端子１３に接続されている。第３コネクタ４０の第３端子４３は接地されている。第１コネクタ２０、第２コネクタ３０、第３コネクタ４０によれば、第３端子２３、３３、４３は、切り替え設定時における過誤接続を検出する検出端子になっている。
【００２０】
熱交換機ファンモータＦＭ１、熱交換機ファンモータＦＭ２、冷却水ポンプＷＰ等を単相負荷として設けられている。スタータモータＳＴＲ、コンプレッサクラッチＣ／Ｐの電源用トランスＴ１を単相負荷として設けられている。ガス電磁弁ＧＶ、その他の電磁弁ＥＶ、コントローラ３８０等の制御系ユニットの電源用トランスＴ２を単相負荷として設けられている。
【００２１】
上記した負荷はすべていずれも単相電源（２００ボルト）で駆動可能な単相負荷とされている。定格運転時において不平衡状態とならないように、単相負荷は三相にほぼバランスがとれるように振り分けられている。なお、単相負荷は欠相が生じたとしても、電動機の過電流や発熱といった問題を抑制できる。
【００２２】
マイコン及び記憶媒体を備えるコントローラ３８０は、電源監視回路４００の信号に基づいて欠相を判定する判定手段を構成している。コントローラ３８０は、リレー３１０、３２０、３５０、３６０をオンまたはオフさせることにより、上記した各負荷をそれぞれオン動作またはオフ動作させる。
【００２３】
室外機と三相電源（２００ボルト）とを接続する接続するときについて説明を加える。この場合、図１に示すように、作業者が三相電源のＲ相、Ｓ相、Ｔ相をそれぞれ電源端子台１０の第１端子１１、第２端子１２、第３端子１３に接続する。更に第１コネクタ２０を第３コネクタ４０と接続する。これにより図１に示すように第１端子２１と第１端子４１とを接続し、第２端子２２と第２端子４２とを接続し、第３端子２３と第３端子４３とを接続する。第１コネクタ２０とコネクタ４０とは、この接続構造とは逆には接続されないようにされている。このように第１コネクタ２０と第３コネクタ４０と接続した状態において、リレー３１０、３２０がオンとなると、三相電源のＳ相−Ｔ相間に接続されている負荷は駆動される。リレー３５０、３６０がオンとなると、三相電源のＲ相−Ｓ相間に接続されている負荷は駆動される。モータドライバ３７０により熱交換機ファンモータＦＭ１、熱交換機ファンモータＦＭ２、熱交換機ファンモータＦＭ３、冷却水ポンプＷＰが駆動される。
【００２４】
上記したように室外機と三相電源（２００ボルト）とが接続されているときには、図１に示すように、三相電源のＲ相、Ｓ相、Ｔ相はそれぞれ電源端子台１０の第１端子１１、第２端子１２、第３端子１３に接続されている。更に図１に示すように第１コネクタ２０の第３端子２３は、第３コネクタ４０のうち接地されている第３端子４３に接続されているため、Ｌｏｗ状態である。このため第１コネクタ２０の第３端子２３に接続されているトランジスタＴｒのベースにはベース電圧が供給されず、トランジスタＴｒはターンオフ状態である。この場合、トランジスタＴｒのコレクタ・エミッタ間が非導通であり、トランジスタＴｒのコレクタ電位がＨｉｇｈとなるため、信号線５１３を介してＨｉｇｈ信号がコントローラ３８０に入力される。このため室外機が三相電源に接続されていることがコントローラ３８０により検出される。この結果、コントローラ３８０は報知手段としての７セグメントＬＥＤ（ＬＥＤ）の点灯及び消灯の一方を行い、室外機が三相電源に接続されている旨がコントローラ３８０により検出される。このように７セグメントＬＥＤ（ＬＥＤ）の点灯及び消灯状態を検出すれば、室外機が三相電源に接続されている旨が報知される。
【００２５】
また、室外機を単相電源（２００ボルト）に接続するときについて説明を加える。この場合、作業者は、図２に示すように、単相電源を電源端子台１０の第１端子１１と第２端子１２に接続する。更に、第１コネクタ２０と第２コネクタ３０とを接続する。これにより第１端子２１と第１端子３１とを接続し、第２端子２２と第２端子３２とを接続し、第３端子２３と第３端子３３とを接続する。第１コネクタ２０と第２コネクタ３０は、この接続形態とは逆に接続されないようになっている。このように第１コネクタ２０の第１端子２１は電源端子台１０の第１端子１１に接続されると共に、第１コネクタ２０の第２端子２２は電源端子台１０の第２端子１２に接続されるが、負荷には接続されていない。第１コネクタ２０の第３端子２３は第２コネクタ３０の第３端子３３を介して電源回路の電源電圧（Ｖｄｄ）に接続される。このためトランジスタＴｒのベースにベース電流が電流制限用の抵抗５００を介して流れ、トランジスタＴｒがターンオンし、トランジスタＴｒのコレクタ・エミッタ間が導通状態となり、トランジスタＴｒのコレクタの電位がＬｏｗとなるため、信号線５１３を介してＬｏｗ信号がコントローラ３８０に入力される。このため室外機が単相電源に接続されていることがコントローラ３８０により検出される。この結果、コントローラ３８０は報知手段としての７セグメントＬＥＤ（ＬＥＤ）の点灯及び消灯の他方を行い、室外機が単相電源に接続されている旨を報知する。
【００２６】
従って、トランジスタＴｒは、第１コネクタ２０が単相給電用の第２コネクタ３０に接続されているか、あるいは、三相給電用の第３コネクタ４０に接続されているかを検出する検出手段（半導体検出素子）として機能できる。換言すると、トランジスタＴｒは、室外機が三相電源に接続されているか単相電源に接続されているかどうかを検出する検出手段として機能することができる。故に、コントローラ３８０は、電源投入時における電源端子台１０に繋がれている電源が三相電源であるか単相電源であるかを判定する判定手段として機能することができる。
【００２７】
図３を参照して電源監視回路４００について説明を加える。図３に示すように、電源監視回路４００は、欠相を検出する検出器として機能するスイッチング素子としてのフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３を備える。図３に示すように、フォトカプラＰＣ１は三相電源接続時におけるＳ−Ｔ相間に接続された第１検出器であり、発光素子としてのフォトダイオードＰＤ１と、フォトダイオードＰＤ１の光を受光してターンオンする受光素子としてのフォトトランジスタＰＴ１とを有する。フォトカプラＰＣ２は三相電源接続時におけるＲ−Ｓ相間に接続された第２検出器であり、フォトダイオードＰＤ２と、フォトダイオードＰＤ２の光を受光してターンオンするフォトトランジスタＰＴ２とを有する。フォトカプラＰＣ３は三相電源接続時におけるＲ−Ｔ相間に接続された第３検出器であり、フォトダイオードＰＤ３と、フォトダイオードＰＤ３の光を受光してターンオンするフォトトランジスタＰＴ３とを有する。図３から理解できるように、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３には各相間電圧レベルに応じた電流が流れる。
【００２８】
図３に示すように、Ｓ−Ｔ間において、抵抗Ｒ２、フォトダイオードＰＤ１、ダイオードＤ１４、抵抗Ｒ１が直列に接続されている。Ｓ−Ｒ間において、抵抗Ｒ２、フォトダイオードＰＤ２、ダイオードＤ１５、抵抗Ｒ３が直列に接続されている。Ｒ−Ｔ間において、抵抗Ｒ４、第１フォトダイオードＰＤ３、ダイオードＤ２０、抵抗Ｒ１が直列に接続されている。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は電流制限用のの抵抗値は基本的には等しいものとされている。フォトダイオードＰＤ１に対してバイパス用の抵抗Ｒ５が並行に接続されている。フォトダイオードＰＤ２に対してバイパス用の抵抗Ｒ６が並行に接続されている。フォトダイオードＰＤ３に対してバイパス用抵抗Ｒ７が並行に接続されている。抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７の抵抗値は基本的には等しいものとされている。フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３は同種のものとされている。ダイオードＤ１４、Ｄ１５、Ｄ２０は、交流電圧の一方向にのみ電流を流す逆方向電流素子手段として機能することができる。つまり、ダイオードＤ１４は、交流電圧の一方向にのみ、即ちＳ相→Ｔ相のみへ電流を流す逆方向電流素子手段として機能することができる。ダイオードＤ１５は、交流電圧の一方向にのみ、即ちＳ相→Ｒ相のみへ電流を流す逆方向電流素子手段として機能することができる。ダイオードＤ２０は、交流電圧の一方向にのみ、即ちＲ相→Ｔ相のみへ電流を流す逆方向電流素子手段として機能することができる。
【００２９】
図３に示すように、フォトトランジスタＰＴ１のコレクタはプルアップ抵抗Ｒ８を介して電源電圧（Ｖｃｃ）に接続されている。フォトトランジスタＰＴ２のコレクタはプルアップ抵抗Ｒ９を介して電源電圧（Ｖｃｃ）に接続されている。フォトトランジスタＰＴ３のコレクタはプルアップ抵抗Ｒ１０を介して電源電圧（Ｖｃｃ）に接続されている。図３に示すように、フォトトランジスタＰＴ１のコレクタに繋がる信号線１０１、フォトトランジスタＰＴ２のコレクタに繋がる信号線１０２、フォトトランジスタＰＴ３のコレクタに繋がる信号線１０３が設けられている。信号線１０１、１０２、１０３はコントローラ３８０に検出信号として入力される。フォトトランジスタＰＴ１〜ＰＴ３のエミッタは接地されている。
【００３０】
フォトトランジスタＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３がターンオフのときには、信号線１０１、１０２、１０３はいずれもＨｉｇｈ状態であり、Ｈ−Ｌ判定用のスレッショルド電圧を越える。これに対してフォトトランジスタＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３がターンオンのときには、信号線１０１、１０２、１０３はいずれもＬｏｗ状態であり、Ｈ−Ｌ判定用のスレッショルド電圧未満となる。フォトカプラＰＣ１がターンオンすると、コントローラ３８０によりＳ−Ｔ相間電圧ありと判定される。フォトカプラＰＣ２がターンオンすると、コントローラ３８０によりＳ−Ｒ相間電圧ありと判定される。フォトカプラＰＣ３がターンオンすると、コントローラ３８０によりＲ−Ｔ相間電圧ありと判定される。
【００３１】
フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３はそれぞれ相間電圧の交流半波に対してターンオンするため、デューティ比が５０％を越えることはない。この場合、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３のデューティ比、オン時間は、基本的には相間電圧レベル（電位差）に対応した値となる。このため電源監視回路４００における各抵抗の抵抗値の設定により、相間電圧レベルとフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３のターンオン時間とを関係づけることができる。三相電源が正常に室外機に接続されて正常に給電されているときには、フォトカプラＰＣ１はＳ−Ｔ相間の電圧によりターンオンし、フォトカプラＰＣ２はＳ−Ｒ相間の電圧によりターンオンし、フォトカプラＰＣ３はＲ−Ｔ相間の電圧により、それぞれ１２０度の位相差をもって交流入力の半波ごとにターンオンする。欠相時には、欠相につながったフォトカプラがターンオンできなくなる。
【００３２】
図３は、図２に示すように室外機を単相電源に接続している場合、あるいは、室外機を三相電源に接続させたにもかかわらず三相のうちＴ相が欠相している場合を示している。この場合、フォトダイオードＰＤ２が発光するため、フォトトランジスタＰＴ２がターンオンし、フォトトランジスタＰＴ２のコレクタ・エミッタ間が導通し、信号線１０２の電位はＬｏｗとなる。この場合、フォトダイオードＰＤ１は非導通であるため、フォトトランジスタＰＴ１がターンオンせず、フォトトランジスタＰＴ１のコレクタ・エミッタ間は非導通であり、信号線１０１はＨｉｇｈ状態である。またフォトダイオードＰＤ３は非導通であるため、フォトトランジスタＰＴ３がターンオンせず、フォトトランジスタＰＴ３のコレクタ・エミッタ間は非導通であり、信号線１０３はＨｉｇｈ状態である。
【００３３】
このように図３に示す場合（Ｔ相が欠相している）には、フォトカプラＰＣ２はＳ−Ｒ相により位相１２０度ごとにターンオンするが、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ３は常時オフ状態となる。他の相の欠相についても同様のことがいえる。この結果、コントローラ３８０は、図２に示すように単相電源に接続している単相判定、あるいは、三相電源における欠相判定を行うことができる。
【００３４】
さて、上記した負荷が基本的には三相に均等配分されている。この場合、欠相相に中間電圧が発生する。即ち、運転中に例えばＴ相が欠相すると、Ｒ−Ｔ相に入っている負荷の負荷バランス、電流の回り込みで、Ｔ相には中間電位が発生することがある。例えば、定格運転のように負荷バランスがとれた状態で、Ｔ相が欠相したとき、Ｓ−Ｔ相、Ｒ−Ｔ相には、Ｓ−Ｒ相電圧の約１／２の電圧（中間電圧）が発生することがある。この場合、抵抗値が等しい抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３による分圧により、フォトダイオードＰＤ１のアノード側もＳ−Ｒ相電圧の約１／２の電圧となる。この場合、フォトダイオードＰＤ１のアノードとカソード（Ｔ相）間は電位差が基本的にないことから、中間電圧が生じたとしても、フォトカプラＰＣ１は常時オフ状態に維持されることになる。
【００３５】
なお、Ｓ相が欠相しているときには、フォトダイオードＰＤ２は非導通であるため、フォトトランジスタＰＴ２がターンオンしないため、信号線１０２はＬｏｗ状態であり、Ｓ相の欠相が検出される。Ｒ相が欠相しているときには、フォトダイオードＰＤ３は非導通であるため、フォトトランジスタＰＴ３がターンオンしないため、信号線１０３はＬｏｗ状態であり、Ｒ相の欠相が検出される。
【００３６】
従って本実施形態によれば、コントローラ３８０は、フォトトランジスタＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３のコレクタに繋がる信号線１０１、１０２、１０３の信号に基づいて、電源端子台１０が三相電源に接続されているか単相電源に接続されているかを検出して判定することができる。更に、三相電源に接続されているとき、コントローラ３８０は、信号線１０１、１０２、１０３の電位により三相のうちの欠相検出を行うことができる。
【００３７】
以上説明したように本実施例によれば、電源投入時において、コントローラ３８０は、電源端子台１０に接続される供給電源が単相電源であるか三相電源であるかの判定を行う。三相電源と判定されたときには、コントローラ３８０は常時、欠相検知を行う。
【００３８】
空調作用を行うための電動機等の負荷類は、基本的には三相に均等分配されており、平衡状態性を向上させている。しかし室外機に据えつけられている電気機器等の負荷の動作状態によっては、欠相時において各相間電圧レベルが異なることがある。この点について本実施例によれば、三相電源に対応するＳ−Ｔ相間に配置され相間電圧レベルを検出するフォトカプラＰＣ１と、三相電源に対応するＳ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出するフォトカプラＰＣ２と、三相電源に対応するＴ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出するフォトカプラＰＣとを備えている。このため三相に分配された負荷類の動作状態の影響を避けつつ欠相を検出することができる。
【００３９】
本実施例に係るシステムは瞬間的な欠相が生じたとしても、負荷の動作不良、負荷故障を引き起こすものではない。そこでコントローラ３８０は、検出器としてのフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３が一定時間Ｔ１（例えば１０秒）以上にわたり、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と判定することにしている。これにより瞬間的な停電、近傍に配置された大型電動機等の起動時の電圧歪等により、欠相の誤検出することが抑制され、欠相の判定の信頼性を高めることができる。
【００４０】
更に本システムは瞬間的な欠相が生じたとしても、負荷の動作不良、負荷故障を引き起こすものではない。そこでコントローラ３８０は、検出器としてのフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３が一定時間Ｔ１以上を越える長さの一定時間Ｔ２（例えば１分間）、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と確定し、異常報知処理を行うことにしている。これにより欠相の判定の信頼性を高めつつ、異常を報知することができる。検出器としてのフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３には、交流電圧の一方向にのみ電流を流す逆方向電流素子手段としてのダイオードＤ１４、Ｄ１５、Ｄ２０が接続されている。これによりフォトカプラＰＣ１、ＰＣ、ＰＣに電流が回り込んで誤検知することを抑制でき、欠相を確実に検出することができる。
【００４１】
図４及び図５はコントローラ３８０のマイコンが実行する制御則のフローチャートを示す。フローチャートはこれに限定されるものではない。図４に示すように、先ず、電源が投入されているか否かの読み込みを行う（ステップＳ１２）。電源が投入されていなければ、メインルーチンにリターンする。電源が投入されていれば（ステップＳ１４）、供給電源が三相電源であるか単相電源であるか判定する（ステップＳ１６）。判定は、トランジスタＴｒのコレクタに繋がる信号線５１３の電位の検出に基づいて行っても良い。あるいは、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３の出力信号に基づいて欠相が生じているかどうか検出し、欠相が生じていれば単相電源に接続されていると判定しても良い。双方おこなっても良い。供給電源が三相電源であれば、その旨を７セグメントＬＥＤに表示すると共に（ステップＳ１８）、欠相検知を行う（ステップＳ２０）。運転終了か否か判定する（ステップＳ２２）。運転終了であればメインルーチンにリターンする。運転継続であれば、ステップＳ２０に戻り、欠相検知を繰り返す。供給電源が三相電源であれば、その旨を７セグメントＬＥＤに表示する（ステップＳ２６）。
【００４２】
図５は欠相検知処理を示す。フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３の信号線１０１、１０２、１０３の出力信号を読み込む（ステップＳ２０２）。欠相が一定時間Ｔ１（例えば１０秒）以上継続しているか否か判定する（ステップＳ２０４）。欠相が一定時間Ｔ１（例えば１０秒）以上継続していなければ、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３の信号線１０１、１０２、１０３の出力信号の読み込みを続ける。欠相が一定時間Ｔ１以上継続していれば、欠相ありと判定される（ステップＳ２０６）。更に、欠相が一定時間Ｔ２（例えば１分間、Ｔ２＞Ｔ１）以上継続していれば（ステップＳ２０８）、警報器や警報灯等の異常報知要素３８２に警報信号を出力し、異常報知を行ない（ステップＳ２１０）、運転を終了する。
【００４３】
前述したように、本システムは瞬間的な欠相が生じたとしても、負荷の動作不良、負荷故障を引き起こすものではない。そこで、一定時間Ｔ１（例えば１０秒）以上にわたり、欠相状態を示す信号が出力されているとき、欠相が生じていると判定する。これにより瞬間的な停電、近傍に配置された大型電動機等の起動時の電圧歪等により誤動作することが抑制され、欠相の判定の信頼性を高めることができる。更に、一定時間Ｔ１以上を越える長さの一定時間Ｔ２（例えば１分間）、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と確定し、異常報知処理を行う。これにより欠相の判定の信頼性を高めつつ、異常を報知することができる。
【００４４】
（他の実施例）その他、本発明は上記した図面に示す実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は空気調和用の動作を行う負荷類を備え、電源を単相電源と三相電源とに接続可能としたエンジン駆動式空気調和装置の室外機に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】三相電源が接続されている状態を示す室外機の要部のシステム図である。
【図２】単相電源が接続されている状態を示す室外機の要部のシステム図である。
【図３】電源開始回路の回路図である。
【図４】コントローラのマイコンが実行する制御則のフローチャートである。
【図５】コントローラのマイコンが実行する制御則のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１０は電源端子台、２０はコネクタ（切替コネクタ）、３０は単相給電用のコネクタ、４０は三相給電用のコネクタ、ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３…フォトカプラ（検出器）、Ｄ１４、Ｄ１５、Ｄ２０はダイオード（逆方向電流素子手段）、３８０はコントローラ（判定手段）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相電源または単相電源に接続可能な電源端子台を備え、電源を単相電源と三相電源とに接続可能としたエンジン駆動式空気調和装置の室外機において、
三相電源に対応した相間電圧レベルを検出する検出器と、前記検出器の出力信号に基づいて欠相を判定する判定手段とを備えていることを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外器。
【請求項２】
請求項１において、前記検出器は、三相電源に対応するＳ−Ｔ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第１検出器と、三相電源に対応するＳ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第２検出器と、三相電源に対応するＴ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第３検出器とを備えていることを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外機。
【請求項３】
請求項１において、前記判定手段は、前記検出器が一定時間Ｔ１以上にわたり、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と判定することを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外機。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記判定手段は、前記検出器が一定時間Ｔ１以上を越える長さの一定時間Ｔ２以上、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と確定し、異常報知処理を行うことを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外機。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項において、前記検出器には、交流電圧の一方向にのみ電流を流す逆方向電流素子手段が接続されていることことを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外機。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項において、前記判定手段は、電源投入時に、供給電源が三相電源か単相電源かの判定を行うと共に、供給電源が三相電源であるとき、その後、前記検出器の出力信号に基づいて欠相を判定することを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外機。
【請求項１】
三相電源または単相電源に接続可能な電源端子台を備え、電源を単相電源と三相電源とに接続可能としたエンジン駆動式空気調和装置の室外機において、
三相電源に対応した相間電圧レベルを検出する検出器と、前記検出器の出力信号に基づいて欠相を判定する判定手段とを備えていることを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外器。
【請求項２】
請求項１において、前記検出器は、三相電源に対応するＳ−Ｔ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第１検出器と、三相電源に対応するＳ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第２検出器と、三相電源に対応するＴ−Ｒ相間に配置され相間電圧レベルを検出する第３検出器とを備えていることを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外機。
【請求項３】
請求項１において、前記判定手段は、前記検出器が一定時間Ｔ１以上にわたり、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と判定することを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外機。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記判定手段は、前記検出器が一定時間Ｔ１以上を越える長さの一定時間Ｔ２以上、欠相状態を示す信号を出力したとき、欠相と確定し、異常報知処理を行うことを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外機。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項において、前記検出器には、交流電圧の一方向にのみ電流を流す逆方向電流素子手段が接続されていることことを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外機。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項において、前記判定手段は、電源投入時に、供給電源が三相電源か単相電源かの判定を行うと共に、供給電源が三相電源であるとき、その後、前記検出器の出力信号に基づいて欠相を判定することを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置の室外機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−３０４３（Ｐ２００６−３０４３Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８２１２７（Ｐ２００４−１８２１２７）
【出願日】平成１６年６月２１日（２００４．６．２１）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２１日（２００４．６．２１）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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