JP2006238577A - Three-phase phase interruption detection circuit of air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、三相交流電源を電源とする機器において三相交流電源の欠相検出を行ない、機器の保護を行なう三相欠相検出回路に関するものである。 The present invention relates to a three-phase open phase detection circuit that performs phase loss detection of a three-phase AC power source in a device that uses a three-phase AC power source as a power source and protects the device.
従来、この種の三相欠相検出回路は、三相交流電源の各相とニュートラル相間の電圧をそれぞれ検出し、各相の位相をもとに欠相を判断している(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of three-phase phase loss detection circuit detects the voltage between each phase and neutral phase of a three-phase AC power source, and determines the phase loss based on the phase of each phase. 1).
図5は、特許文献1に記載された従来の三相欠相検出回路を示すもので、図6はその信号波形を示したものである。図5に示すように、三相交流電源1の各相とニュートラル相間の電圧を検出する手段として、フォトカプラ101を用いた位相検出回路10と、この位相検出回路10より出力された各相の信号をもとに欠相を判定する制御部9から構成されている。
FIG. 5 shows a conventional three-phase phase loss detection circuit described in
この構成において、位相検出回路10により検出された、各相とニュートラル相間の信号は、正常な場合、図6に示すように各相間の位相差がt1となる。この位相差t1が所定の範囲に入っていれば正常、所定範囲外であれば欠相として、制御部9が判定を行なう。
しかしながら、前記従来の構成では、三相負荷3が電動機のように中性点31を有している場合、三相負荷3へ通電中に三相交流電源1の例えばR相に欠相が生じたとき、三相負荷3のR相負荷端子32には中性点31と同電位であるR相負荷端子電圧が発生し、R相−N間に配置されたフォトカプラ101に印加される。
However, in the conventional configuration, when the three-
フォトカプラ101に印加されるR相負荷端子電圧は電源電圧のほぼ1/2の電圧であるが、三相交流電源1として広範囲の電源電圧、例えば定格±15%に対応させようとした場合、部品ばらつきを考えるとフォトカプラ101が誤検出してしまい、図6と同じような検出信号が制御部9に入力され制御部9が正常と判定し、欠相検出ができないという課題を有していた。
The R-phase load terminal voltage applied to the
また、三相欠相検出のために専用の回路を追加する必要があり、かつ、電源電圧を検出するため、回路の実装設計において絶縁距離を要し実装面積を大きく必要とする課題、および、コストアップの課題を有していた。 In addition, it is necessary to add a dedicated circuit for three-phase phase loss detection, and in order to detect the power supply voltage, a problem that requires an insulation distance and a large mounting area in the circuit mounting design, and There was a problem of cost increase.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、三相負荷へ通電中に電線断線又は接続線の外れ等による三相交流電源の欠相が発生した場合においても、誤検出すること無く欠相検出を確実に行ない、機器を保護することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems. Even when a phase failure of a three-phase AC power source occurs due to disconnection of a wire or disconnection of a connection line during energization of a three-phase load, the present invention can be detected without erroneous detection. The purpose is to ensure phase detection and protect the equipment.
また、実装面積への影響を小さくし、コストアップも低減することを目的とする。 Another object of the present invention is to reduce the influence on the mounting area and reduce the cost increase.
前記従来の課題を解決するために、本発明の三相欠相検出回路は、三相交流電源と、この三相交流電源に開閉器を介して接続される三相負荷と、この開閉器の開及び閉の制御を行なう制御部を具備し、前記三相交流電源の第1相目の電流を検出する第1の電流検出回路
と、三相交流電源の第2相目の電流と第3相目の電流を逆位相で同時に検出する第2の電流検出回路を設け、それぞれの出力を整流平滑する第1の整流平滑手段、第2の整流比較手段と、それぞれの整流平滑手段からの出力電圧を比較する電圧比較手段を設け、電圧比較手段は、第1の整流平滑手段の出力が所定値以下を検出した場合、または、第1の整流平滑手段の出力電圧と第2の整流平滑手段の出力電圧の差が一定値以下の場合に前記制御部により前記開閉器を開とするものである。
In order to solve the conventional problems, a three-phase open phase detection circuit according to the present invention includes a three-phase AC power source, a three-phase load connected to the three-phase AC power source via a switch, and the switch A control unit that controls opening and closing; a first current detection circuit that detects a current of a first phase of the three-phase AC power source; a second phase current of a three-phase AC power source; A second current detection circuit that simultaneously detects the current of the phase in the opposite phase is provided, and outputs from the first rectification smoothing means, the second rectification comparison means that rectify and smooth the respective outputs, and the respective rectification smoothing means Voltage comparison means for comparing voltages is provided, and the voltage comparison means detects when the output of the first rectifying / smoothing means is a predetermined value or less, or the output voltage of the first rectifying / smoothing means and the second rectifying / smoothing means The switch is opened by the control unit when the difference in the output voltage is less than a certain value It is.
第1相目の欠相は第1の整流平滑手段からの出力低下、第2相目、第3相目の欠相は第1の整流平滑手段の出力電圧と第2の整流平滑手段の出力電圧の差を電圧比較手段で検出することにより、三相負荷へ通電中の欠相においても確実に欠相検知可能で、三相負荷への通電を開閉器により遮断することができ、機器の保護ができる。 The first phase missing phase is a decrease in output from the first rectifying and smoothing means, and the second phase and third phase missing phases are the output voltage of the first rectifying and smoothing means and the output of the second rectifying and smoothing means. By detecting the voltage difference with the voltage comparison means, it is possible to reliably detect the phase failure even when the three-phase load is energized, and the power to the three-phase load can be shut off by the switch. Can protect.
また、本発明の三相欠相検出回路は、三相負荷を圧縮機とし、第1および第2の電流検出回路を圧縮機の過電流保護用電流検出回路と兼ねたものである。 The three-phase phase loss detection circuit of the present invention uses a three-phase load as a compressor and the first and second current detection circuits also serve as a compressor overcurrent protection current detection circuit.
これによって、三相欠相検出のために専用の回路を追加する必要がなく、実装面積への影響、コストアップが低減できる。 As a result, it is not necessary to add a dedicated circuit for detecting the three-phase phase loss, and the influence on the mounting area and cost increase can be reduced.
本発明の三相欠相検出回路は、三相負荷へ通電中の欠相検知を確実に、かつ、小実装面積、低コストで実現でき、機器の保護ができる The three-phase phase loss detection circuit of the present invention can reliably detect phase loss during energization of a three-phase load, can be realized with a small mounting area and low cost, and can protect equipment.
第1の発明は、三相交流電源と、この三相交流電源に開閉器を介して接続される三相負荷と、この開閉器の開及び閉の制御を行なう制御部を具備し、前記三相交流電源の第1相目の電流を検出する第1の電流検出回路と、三相交流電源の第2相目の電流と第3相目の電流を逆位相で同時に検出する第2の電流検出回路を設け、それぞれの出力を整流平滑する第1の整流平滑手段、第2の整流比較手段と、それぞれの整流平滑手段からの出力電圧を比較する電圧比較手段を設け、電圧比較手段は、第1の整流平滑手段の出力が所定値以下を検出した場合、または、第1の整流平滑手段の出力電圧と第2の整流平滑手段の出力電圧の差が一定値以下の場合に前記制御部により前記開閉器を開とすることにより、三相負荷へ通電中の欠相においても確実に欠相検知可能で、三相負荷への通電を開閉器により遮断することができ、機器の保護ができる。 A first invention includes a three-phase AC power source, a three-phase load connected to the three-phase AC power source via a switch, and a control unit that controls opening and closing of the switch. A first current detection circuit that detects the first phase current of the phase AC power supply and a second current that simultaneously detects the second phase current and the third phase current of the three phase AC power supply in opposite phases A detection circuit is provided, a first rectifying / smoothing means for rectifying and smoothing each output, a second rectifying / comparing means, and a voltage comparing means for comparing output voltages from the respective rectifying / smoothing means, and the voltage comparing means, When the output of the first rectifying / smoothing means is detected to be equal to or less than a predetermined value, or when the difference between the output voltage of the first rectifying / smoothing means and the output voltage of the second rectifying / smoothing means is a certain value or less, the control unit By opening the switch by means of the Phase loss can be detected, power to the three-phase load can be shut off by a switch, and equipment can be protected.
第2の発明は、特に、第1の発明の三相負荷を圧縮機とし、第1および第2の電流検出回路を圧縮機の過電流保護用電流検出回路と兼ねたことにより、三相欠相検出のために専用の回路を追加する必要がなく、実装面積への影響、コストアップが低減できる。 In particular, the second aspect of the present invention uses a three-phase load according to the first aspect of the present invention as a compressor, and the first and second current detection circuits also serve as a current detection circuit for overcurrent protection of the compressor. There is no need to add a dedicated circuit for phase detection, and the effect on mounting area and cost increase can be reduced.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における三相欠相検出回路の回路図を示すものである。図1において、三相交流電源1は開閉器2を介して三相負荷である圧縮機3に接続されている。三相交流電源1から圧縮機3への各相(R相、S相、T相)のうちの1相(R相)の電流を検出するR相電流検出回路4と、残りの2相(S相、T相)の電流を逆位相で同時に検出するS相T相電流検出回路5が設けられ、それぞれの出力は整流平滑するR相電流値整流平滑回路6、S相T相電流値整流平滑回路7に接続され、R相電流値整流平滑回路6の出力電圧V1とS相T相電流値整流平滑回路7の出力電圧V2は制御部8に設けられた電圧比較回路9へ入力され、制御部8は電圧比較回路9の入力に応じ開閉器2を
制御するように構成されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram of a three-phase phase loss detection circuit according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a three-phase
以上のように構成された三相欠相検出回路について、以下その動作、作用を説明する。まず、欠相のない場合の動作を説明する。圧縮機3に流れる電流はR相電流検出回路4、S相T相電流検出回路5により検出される。R相、S相、T相の電流は図2のR1、S1、T1のように位相が120度ずれた波形であり、R相電流検出回路4の出力はR1と同様の波形、S相T相電流検出回路5の出力はS相電流の逆位相−S1とT相電流T1の和で−S1+T1の波形となり、そのピーク値はR1、S1,T1の√3倍になる。R1はR相電流値整流平滑回路6により、−S1+T1はS相T相電流値整流平滑回路7により整流平滑されV1、V2の直流電圧波形となり、V2はV1の√3倍の値となる。V1、V2は電圧比較回路9に入力され、R相電流値整流平滑回路6の出力V1の大きさが第1の設定値(A1)以上第2の設定値(A2)以下、かつ、V2の大きさが第3の設定値(A3)以下、かつ、V1とV2の電圧差が一定値以上でV1<V2の場合正常と判断し、制御部8は開閉器2を閉制御する。V1が第2の設定値(A2)以上、V2が第3の設定値(A3)以上の場合は過電流と判断し、開閉器2を開制御する。
The operation and action of the three-phase phase loss detection circuit configured as described above will be described below. First, the operation when there is no phase loss will be described. The current flowing through the
例えば空気調和機の冷凍サイクルの異常により圧縮機3の電流が大きくなりすぎた場合、開閉器2への通電を停止、開閉器2を開制御し圧縮機3への通電を停止し保護制御を行う。図2のように欠相がなく過電流もない場合は保護制御を行わない。
For example, when the current of the
次に、R相に欠相が生じた場合について説明する。R相が欠相になった場合R相電流がゼロになるため、図3に示すようにR相電流検出回路4の出力波形R1はゼロとなりR相電流値整流平滑回路6の出力V1はゼロになる。R相電流値整流平滑回路6の出力V1が第1の設定値(A1)以下のため、R相欠相と判断し、開閉器2を開制御し、圧縮機3への通電を停止し欠相保護制御を行う。
Next, a case where an open phase occurs in the R phase will be described. When the R phase is lost, the R phase current becomes zero. Therefore, as shown in FIG. 3, the output waveform R1 of the R phase
S相に欠相が生じた場合について、図4により説明する。S相が欠相時は、圧縮機3はR相、T相の2相により駆動されるため、単相運転になる。そのため、R相の電流とT相の電流はR1、T1のように位相が180度ずれた交流波形となる。S相電流はゼロのため−S1+T1の波形はT1と同様になる。R相電流値整流平滑回路6、S相T相電流値整流平滑回路7の出力波形はV1、V2となりV1=V2となる。電圧比較回路9ではV1とV2の電圧比較を行い、その電圧差が一定値以下でV1<V2でない場合欠相と判断し、制御部8は開閉器2を開制御し圧縮機3への通電を停止し欠相保護制御を行う。
The case where a phase failure occurs in the S phase will be described with reference to FIG. When the S phase is open, the
T相に欠相が生じた場合も、S相欠相時と同様、電圧比較回路9でのV1とV2の電圧比較により欠相保護制御を行う。 Even when a phase loss occurs in the T phase, the phase loss protection control is performed by comparing the voltages V1 and V2 in the voltage comparison circuit 9 as in the case of the phase loss in the S phase.
以上のように、本実施の形態においてはR相の電流を検出するR相電流検出回路と、S相とT相の電流を逆位相で同時に検出するS相T相電流検出回路を設け、それぞれの出力を整流平滑するR相整流平滑回路、S相T相整流比較手段と、それぞれの整流平滑回路からの出力電圧を比較する電圧比較回路を設け、R相整流平滑回路の出力が所定値以下を検出した場合、または、R相整流平滑回路の出力電圧V1とS相T相整流平滑回路の出力電圧V2の差が一定値以下を検出した場合に欠相保護制御を行い圧縮機への通電を開閉器により遮断することで機器の保護ができる。 As described above, in the present embodiment, an R-phase current detection circuit that detects an R-phase current and an S-phase and T-phase current detection circuit that simultaneously detect S-phase and T-phase currents in opposite phases are provided. An R-phase rectifying / smoothing circuit for rectifying and smoothing the output of the S-phase, an S-phase / T-phase rectifying / comparing means, and a voltage comparing circuit for comparing the output voltages from the respective rectifying / smoothing circuits are provided, and the output of the R-phase rectifying / smoothing circuit is below a predetermined value. Is detected, or when the difference between the output voltage V1 of the R-phase rectifying / smoothing circuit and the output voltage V2 of the S-phase / T-phase rectifying / smoothing circuit is detected to be equal to or less than a predetermined value, the phase loss protection control is performed and the compressor is energized. The device can be protected by shutting off the switch with a switch.
また、R相およびS相T相電流検出回路を圧縮機の過電流保護用電流検出回路と兼ねたことにより、三相欠相検出のために専用の回路を追加する必要がなく、実装面積への影響、コストアップが低減できる。 In addition, since the R-phase and S-phase T-phase current detection circuits are also used as the current detection circuit for overcurrent protection of the compressor, it is not necessary to add a dedicated circuit for detecting the three-phase phase loss, thus reducing the mounting area. Impact and cost increase can be reduced.
以上のように、本発明にかかる空気調和機の三相欠相検出回路は、三相負荷へ通電中の欠相検知を確実に、かつ、小実装面積、低コストで実現でき、機器の保護ができるので、三相交流電源を電源とするインバータ機器等の欠相検出による機器の保護の用途にも適用できる。 As described above, the three-phase phase loss detection circuit of the air conditioner according to the present invention can realize the phase loss detection while energizing the three-phase load reliably, with a small mounting area and at a low cost, and can protect the equipment. Therefore, it can also be applied to the protection of equipment by detecting phase loss such as inverter equipment using a three-phase AC power supply as a power source.
1 三相交流電源
2 開閉器
3 三相負荷
4 R相電流検出回路
5 S相T相電流検出回路
6 R相電流値整流平滑回路
7 S相T相電流値整流平滑回路
8 制御部
9 電圧比較回路
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JP2005048367A JP2006238577A (en) | 2005-02-24 | 2005-02-24 | Three-phase phase interruption detection circuit of air conditioner |
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CN112310944A (en) * | 2019-07-30 | 2021-02-02 | 上海海立电器有限公司 | Compressor protection method and compressor drive controller |
CN116626405A (en) * | 2023-07-20 | 2023-08-22 | 深圳鹏城新能科技有限公司 | Open-phase detection circuit |
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2005
- 2005-02-24 JP JP2005048367A patent/JP2006238577A/en active Pending
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