专利名称：空调控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及空调控制装置，尤其涉及通过将三相交流电压整流并变换成频率可变的交流电压供给逆变器装置、使形成冷冻循环的压缩机在能力上得到控制的空调控制装置。
本发明又涉及通过将对三相交流电压整流所得的整流电压变换成频率可变的交流电压供给逆变器装置，使形成冷冻循环的压缩机和鼓风机得以可变速地驱动的空调机和空调机用的多脉冲整流器。
背景技术：
具有能力上控制压缩机的逆变器装置的空调控制装置在结构上做成将三相交流电压变换成直流电压，并将该直流电压变换成频率可变的交流电压，供给驱动形成冷冻循环的压缩机的电动机(下文称为压缩机电机)。
图20是示出这种已有空调控制装置的组成的电路图。该图中，空调控制装置10具有电源端子板11和逆变器装置12。逆变器装置12包含的组成部分为整流电路13、平滑电容器14、逆变器主电路15、微计算机16和变流器CT。这里，整流电路13的交流输入端连接电源端子板11的负载端，并且在该电源端子板11的电源端连接三相交流电源1。整流电路13的直流输出端连接平滑电容器14，同时还连接逆变器主电路15的直流输入端。该逆变器主电路15的交流输出端连接压缩机2。而且，结构上做成在将整流电路13连接到电源端子板11的通路上设置作为电流传感器的变流器CT，并使微计算机16根据该变流器CT的电流检测值和图中省略示出的室温传感器的检测值，通过图中省略示出的驱动电路控制逆变器主电路15。
根据上述组成，整流电路13将从三相交流电源1接受的三相交流电压加以全波整流，并且平滑电容器14使该整流电路13输出的直流(脉动电流)平滑后，加到逆变器主电路15。逆变器主电路15将IDBT等开关元件连接成三相桥路，按规定顺序控制这些开关元件的通断，从而输出PWM的三相交流电压，并将该三相交流电压供给压缩机2。
这时，作为逆变器控制单元的微计算机16控制逆变器主电路15的开关元件的通断频率，使压缩机2发挥适应空调负载的空调能力，同时还根据变流器CT的检测值控制通断频率，以便不形成过电流状态或不超过规定的电流极限值。
此情况下，整流电路13将交流加以整流并变换成直流时，在直流端产生大电流波纹，该波纹在商用三相交流电源1方成为高次谐波，引起各种故障。作为减小该高次谐波用的措施，通常在三相电源的通路设置有源滤波器。
作为减小高次谐波的其它措施，已提出称为“多脉冲整流器(18脉冲处理器或12脉冲整流器)”的整流器(例如参考日本国专利公开2002-10646号公报)，该整流器具有1个输出对三相交流电压偏差规定角度的相位的三相交流电压的变压器、以及2个将该变压器的输出加以全波整流并变换成直流后供给主电路的整流电路输出通路的辅助整流电路。
上述有源滤波器对减小高次谐波有效，但器件本身造价高，因而成为空调控制装置价格升高的一个原因。
反之，多脉冲整流器比有源滤波器价廉，但存在难用于通常的空调机的问题。即，为了将逆变器主电路15的耗电抑制到限定值以下，变流器CT检测出整流电路的交流输入通路的电流，并且微计算机16进行控制，使该交流输入电流不超过预先设定的电流设定值，但已有的空调控制装置添加多脉冲整流器的组成单元时，绕过变流器CT，将三相交流变换成直流，供给逆变器主电路15。
因此，微计算机16不顾空调机的输入电流超过设定值，将变流器CT的电流检测值控制成不超过电流限定值，从而不能限制交流输入电流，有可能不能保护逆变器主电路15。
根据设置空调机的房屋中物品的用电设备的容量和占该用电设备容量的空调机耗电量的比率决定该空调机是否需要对付高次谐波的措施，所以实际上同一空调机也随设置的物品产生需要对付高次谐波的措施的情况和不需要该措施的情况。因此，作为空调机的空调控制装置，希望具有任一情况下都能应对的通用性的空调控制装置。
具有可变速地驱动压缩机和鼓风机的逆变器装置的空调机结构上一般做成将三相交流电压变换成直流电压，并将该直流电压变换成频率可变的交流电压后，供给驱动电动机。
这时，用将二极管连接成桥路的全波整流器将交流变换成直流，则直流端产生大电流波纹，该波纹成为商用三相交流电源方的高次谐波。此高次谐波引起各种故障时，需要在三相电源通路设置例如有源滤波器，以减小高次谐波，但根据用电设备的状况，有时不需要减小高次谐波。
即，是否需要减小高次谐波，取决于空调机的容量与包含该空调机的全部用电设备的电源容量的比率。例如，不用整流器而用交流原样以一定速度驱动交流电机的设备多的用电设备中，即使设置空调机，作为整个设备，高次谐波的比率也低，因而不必限制高次谐波。反之，如果使用含有整流器的逆变器的空调机的比率或容量大，就需要减小高次谐波。
作为减小高次谐波的措施，上述有源滤波器本身造价高，所以成为空调机价格升高的一个原因。因此，作为较廉价的减小高次谐波的措施，提出称为“多脉冲整流器(18脉冲处理器或12脉冲整流器)”的整流器(例如参考日本国专利公开2002-10646号公报)，该整流器具有对三相交流电压按原样加以整流的整流电路、1个输出对该三相交流电压偏差规定角度的相位的三相交流电压的变压器、以及2个将该变压器的输出加以全波整流并变换成直流后供给对三相交流电压按原样加以整流的整流电路输出通路的辅助整流电路。
可通过先将上述多脉冲整流器作为空调机直流电源装入，构成价廉且能减小高次谐波的空调机。然而，如上文所述，不需要使采用逆变器装置的空调机都具有抑制高次谐波的功能，需要按设置的空调机的容量和用电设备的容量的关系仅在高次谐波成问题时减小高次谐波的措施。
多脉冲整流器由于流通大电流，其重量大到几公斤至几十公斤的程度。所以，装有多脉冲整流器的空调机存在重量大的问题。因此，考虑不是全部空调机都装多脉冲整流器，而是分别准备设置多脉冲整流器的空调机和不设置该整流器的空调机的机种，依据需要减小高次谐波时和不需要时各自的状况选择机种。然而，根据生产、销售的观点，机种增加造成物流、销售、生产管理等工作量增加，因而极力寻求具有通用性的空调机。
发明内容
本发明是考虑上述状况而完成的，其第1目的为提供一种具有通用性的空调控制装置，可不使用有源滤波器之类的高价器件，即使连接多脉冲整流器也能可靠地限制交流输入电流。
本发明的第2目的为提供一种具有通用性的空调机，能根据用电设备的设置状况，仅在高次谐波成问题时，连接多脉冲整流器。
本发明的第3目的为提供最适合这种具有通用性的空调机的多脉冲整流器。
本发明的第4目的为提供一种在不需要多脉冲整流器的状况下也能充分确保使用安全性的空调机。
本发明第1方面提供一种空调控制装置，具有对从三相交流电源接受的三相交流电压进行整流的整流电路、将整流电路的输出变换成频率可变的交流电压供给驱动形成冷冻循环的压缩机的电动机的逆变器主电路、检测出整流电路的输入电流的电流传感器、以及将逆变器主电路控制成在根据空调负载改变压缩机的能力的同时还使所述电流传感器检测出的电流值不超过规定值的逆变器控制单元，其特征为具有参数更改单元，以便可加接多脉冲整流器，将输入三相交流电源的三相交流电压并输出对该三相交流电压偏差规定角度的相位的三相交流电压的变压器的三相交流电压输出加以整流后，供给整流电路的输出端，而且在整流电路连接多脉冲整流器时，更改逆变器控制单元的控制参数，使电流设定值减小规定值。
本发明第5方面提供一种空调控制装置，具有对从三相交流电源接受的三相交流电压进行整流的整流电路、将整流电路的输出变换成频率可变的交流电压供给驱动形成冷冻循环的压缩机的电动机的逆变器主电路、检测出整流电路的输入电流的电流传感器、以及将逆变器主电路控制成在根据空调负载改变所述压缩机的能力的同时还使电流传感器检测出的电流值不超过规定值的逆变器控制单元，其特征为具有参数更改单元，以便可加接多脉冲整流器，将输入三相交流电源的三相交流电压并输出对该三相交流电压超前规定角度的相位的第1三相交流电压和迟后规定角度的相位的第2三相交流电压的变压器的各三相交流电压输出加以整流后，供给整流电路的输出端，而且在整流电路连接多脉冲整流器时，更改逆变器控制单元的控制参数，使电流设定值减小规定值。
本发明第9方面提供一种空调机，具有对从三相交流电源接受的三相交流电压进行整流的整流电路、以及由三相桥接的多个开关元件组成并将整流电路的输出变换成频率可变的交流电压供给可变速地驱动形成冷冻循环的压缩机或鼓风机的电动机的逆变器主电路，其特征为设置可对整流电路的输出端供给直流电力的外部端子。
本发明第14方面提供一种空调机，具有对从三相交流电源接受的三相交流电压进行整流的整流电路、以及由三相桥接的多个开关元件组成并将整流电路的输出变换成频率可变的交流电压供给可变速地驱动形成冷冻循环的压缩机或鼓风机的电动机的逆变器主电路，其特征为在整流电路的输出端连接多脉冲整流器的输出端，该多脉冲整流器将输入三相交流电源的三相交流电压并输出对该三相交流电压偏差规定角度的相位的三相交流电压的变压器的三相交流电压输出加以整流后输出。
本发明第15方面提供一种空调机用的多脉冲整流器，其特征为具有将输入三相交流电源的三相交流电压并输出对该三相交流电压偏差规定角度的相位的三相交流电压的变压器的三相交流电压输出加以整流的整流电路，将该整流器的输出供给对从三相交流电源接受的三相交流电压进行整流的主整流电路和利用逆变器电路使主整流电路的直流输出可变速地驱动电动机的空调机中所述主整流电路的直流输出端。
图1是示出实施方式1的组成的电路图。
图2是说明构成图1的脉冲整流器的变压器的线圈结构用的变压器矢量图。
图3是结构上做成满足图2所示的变压器矢量图的变压器32的线圈结构图。
图4是示出三相交流电流输入波形模拟结果以便对不具有脉冲整流器的空调控制装置和实施方式1进行比较的波形图。
图5是示出供给逆变器主电路的直流电压波形的测量结果以便对不具有脉冲整流器的空调控制装置和实施方式1进行比较的波形图。
图6是示出区分限流区和常规运转区的阈值的改变状态以说明实施方式1的运作的图。
图7(a)、(b)是示出实施方式1的主单元的安装状态的室外机壳体的局部立体图。
图8是示出本发明实施方式2的组成的电路图。
图9是示出本发明实施方式3的组成的电路图。
图10是示出本发明实施方式4的组成的电路图。
图11是示出图10所示的实施方式4中应用多脉冲整流器时的组成例的电路图。
图12是示出多脉冲整流器的组成的俯视图。
图13是示出提醒注意连接多脉冲整流器用的端子部为导电状态的单元的图。
图14是示出提醒注意连接多脉冲整流器用的端子部为导电状态的单元另一组成例的图。
图15是示出与提醒注意连接多脉冲整流器用的端子部为导电状态的单元一起使安全性提高的组成例的图。
图16(a)是本发明实施方式5的概略组成图，图16(b)是示出作为任选件另加的多脉冲整流器的概略组成的俯视图。
图17(a)是示出构成本发明实施方式6的逆变器装置的内部组成的电路图，图17(b)是示出该逆变器装置的主单元安装状态的立体图，图17(c)是该逆变器装置连接的多脉冲整流器的俯视图。
图18是示出构成本发明实施方式7的多脉冲整流器的详细组成的俯视图和空调控制装置连接该多脉冲整流器的连接状态的电路图。
图19(a)、(b)是示出图17所示的主单元的变换例实施方式的立体图。
图20是示出已有空调控制装置的组成的电路图。
具体实施例方式
下面，根据附图所示的较佳实施方式详细说明本发明。
(空调控制装置)图1是示出本发明实施方式1的组成的电路图，具体是使空调控制装置20A另外带有作为18脉冲整流器组成单元的脉冲整流器30。
图1中，空调控制装置20A具有分别连接电源端子板21和直流输入端子板29的逆变器装置22A。逆变器装置22A的组成部分包含整流电路23、平滑电容器24、逆变器主电路25、微计算机26A、电流器27和EEPROM28A。
这里，整流电路23的交流输入端连接电源端子板21负载方，并且该电源端子板21的电源方连接三相交流电源1。整流电路23的直流输出的连接平滑电容器24，同时还连接逆变器主电路25的直流输入端。该逆变器主电路25的交流输出端连接压缩机电机2。
在电源端子板21连接整流电路23的通路上设置作为电流传感器的变流器27，并且结构上做成微计算机26A根据该变流器27的电流检测值和未示出的室温传感器的检测值等控制逆变器主电路25。在整流电路23的输出通路中连接直流输入端子板29的负载方。
微计算机26A连接作为可从外部操作进行互换的非易失性存储器的EEPROM28A，微计算机26A按照该EEPROM28A的控制参数控制逆变器主电路25。该EEPRIM28A在结构上做成将其端子插入连接到设在印刷电路板上的插孔，使以后能方便地更换，后文将说明。
另一方面，脉冲整流器30的组成部分包含通过电源端子板21连接三相交流电源1用的电源端子板31、通过该电源端子板31输入三相交流电压并且分别输出对该三相交流电压矢量上超前约40度相位的三相交流电压和迟后约40度相位的三相交流电压的变压器32、对该变压器32输出的相位超前的三相交流电压进行整流的辅助整流电路33、对该变压器32输出的相位迟后的三相交流电压进行整流的辅助整流电路34、以及将这些辅助整流电路33、34的各直流输出端并联后连接到所述直流输入端子板29的电源方用的直流输出端子板35。
图2是表示构成18脉冲整流器的变压器32的具体线圈结构的变压器矢量图。图2中，用正三角形R1、S1、T1表示电源的三相交流电压。将3等分以该正三角形的顶点R1为中心画成连接其余的2个顶点S1、T1的圆弧而得的2个点分别取为T3、R2。又，将3等分以该正三角形的顶点T1为中心画成连接其余的2个顶点R1、S1的圆弧而得的2个点分别取为R3、S2。
接着，将通过正三角形的顶点R1平行于对置的一边的直线与通过圆弧上的2个点T3、R2的直线和通过圆弧上的2个点R3、S2的直线的交点分别取为R4、R5。将通过正三角形的顶点S1平行于对置的一边的直线与通过圆弧上的2个点R3、S2的直线和通过圆弧上的2个点S3、P2的直线的交点分别取为S4、S5。又，将通过正三角形的顶点T1平行于对置的一边的直线与通过圆弧上的2个点S3、T2的直线和通过圆弧上的2个点T3、R2的直线的交点分别取为T4、T5。
这样，形成连接点R4-R5-S4-S5-T4-T5-R4的六角形变压器矢量图。其中线段R4-R5对应于R相第1线圈322，线段S4-T4对应于R相第2线圈323，线段S4-S5对应于S相第1线圈325，线段T5-R4对应于S相第2线圈326，线段T4-T5对应于T相第1线圈328，线段R5-S4对应于T相第2线圈329。线段的长度相当于对R、S、V各相的铁芯的线圈圈数，添加在各线段的一个端部的“·”表示极性例如为“正”。
图3是满足图2所示变压器矢量图的变压器32的线圈结构图，将示出图2中的等分点和交点的符号表示为相应的线圈端子或抽头。该图3中，在R相铁芯321卷绕R相第1线圈322和R相第2线圈323，其中在R相第1线圈322设置中间抽头R1，在R相第2线圈323设置中间抽头T2、S3。在S相铁芯324卷绕S相第1线圈325和S相第2线圈326，其中在S相第1线圈45设置中间抽头S1，在S相第2线圈326设置中间抽头R2、T3。又，在T相铁芯327卷绕T相第1线圈328和T相第2线圈329，其中在T相第1线圈328设置中间抽头T1，在T相第2线圈329设置中间抽头S2、R3。
R相第1线圈322的一端R4连接S相第2线圈326的一端R4，S相第1线圈325的一端S4连接T相第2线圈329的一端S4，T相第1线圈328的一端T4连接R相第2线圈323的一端T4；R相第1线圈322的另一端R5连接T相第2线圈329的另一端R5，S相第1线圈325的另一端S5连接R相第2线圈323的另一端S5，T相第1线圈328的另一端T5连接S相第2线圈326的另一端T5。从中间抽头R1、S1、T1引出导线，形成三相交流的输入端子R1、S1、T1，从中间抽头R2、S2、T2引出导线，形成三相交流的输入端子R2、S2、T2，并且从中间抽头R3、S3、T3引出导线，形成三相交流的输入端子R3、S3、T3。
下面说明上述那样构成的实施方式1的运作。
三相交流电源1的三相交流电压由整流电路(下文称为主整流电路，以便与其它整流电路区别)23加以全波整流，并且在平滑电容器24使输出的直流(脉动电流)平滑后，供给逆变器主电路25。这里，微计算机26A控制逆变器主电路25，使其输出频率与空调负载对应的三相交流电压，同时还执行限制输出频率的控制，使变流器27的电流检测值不超过EEPROM28A中写入的电流设定值。由此，在能力上控制压缩机电机2，使其适应空调负载。
众所周知，逆变器主电路25的输出频率越高，供给逆变器主电路25的直流电流的波纹越大，三相交流电源1方的高次谐波分量也大。构成脉冲整流器30的变压器32输出大小等于其输入的三相交流电压而且相位超前约40度的三相交流电压和相位迟后约40度的三相交流电压。
这些输出中，从变压器32的第2三相交流输出端子R3、S3、T3输出的相位超前的三相交流电压由辅助整流电路33加以全波整流，从变压器32的第1三相交流输出端子R2、S2、T2输出的相位迟后的三相交流电压由辅助整流电路34加以全波整流。由于辅助整流电路33和34的各输出端子被并联，组合2个直流分量(脉动电流分量)，并通过直流输出端子板35和直流输入端子板29供给主整流电路23上连接逆变器主电路25的直流电流通路。
由此，将主整流电路23输出的电压波纹的谷填没。换句话说，辅助整流电路33和34导通，使主整流电路23输出的电压波纹的谷填没。结果，供给逆变器主电路25的直流电压波纹减小，电源方出现的高次谐波分量也减小。
实施方式1的组成在具有直流输入端子板29的空调控制装置20A添加脉冲整流器30，因而即使不使用高价的有源滤波器，仅通过添加脉冲整流器30，也能减小供给逆变器主电路25的直流电压波纹和交流电源方的高次谐波分量。
图4(a)是不具有脉冲整流器30的空调控制装置20A的三相交流电流的输入电流波形模拟结果，图4(b)是添加脉冲整流器30的空调控制装置20A的三相交流电流的输入电流波形模拟结果。图5的电压波形P是不具有脉冲整流器30的空调控制装置20A的直流电压波形测量结果，电压波形Q是添加脉冲整流器30时的直流电压波形测量结果。
从这些模拟结果和测量结果可知，通过仅添加脉冲整流器30，使供给逆变器主电路25的直流电压的波纹和交流电源方的高次谐波分量减小。
图1所示的实施方式1中，不设置脉冲整流器时，完全通过主整流电路23供给驱动压缩机电机2的电力。反之，添加脉冲整流器30时，除主整流电路23外，还从辅助整流电路33和34供给压缩机电机2的驱动电力，因而变流器27的检测电流变小。
所以，添加脉冲整流器30时，必须改变电流设定值，用于控制成主整流电路23的电源方设置的变流器27的检测电流值不超过限定值。
因此，本实施方式在结构上做成装有脉冲整流器30时，使写入包含电流限定值的控制参数的EEPROM28A可换，并且在不连接脉冲整流器30时安装写入电流设定值大的控制参数的该EEPROM28A，而连接脉冲整流器时使用写入电流设定值小的控制参数的EEPROM28A。
图6示出区分限流区和常规运转区的阈值，在连接脉冲整流器30前，电流为上升趋势时将设定值A取为限定值，电流为下降趋势时将设定值B(＜A)取为限定值，而在连接脉冲整流器后，电流为上升趋势时将设定值A’(＜A)取为限定值，电流为下降趋势时将设定值B’(＜B)取为限定值。
于是，连接脉冲整流器30前，安装将设定值A和设定值B作为控制参数写入的EEPROM28A；连接脉冲整流器30后，换成将设定值A和设定值B作为控制参数写入的EEPROM28A。
本实施方式说明了微计算机26A按照可从外部操作互换的EEPROM28A的控制参数控制逆变器主电路25的组成，但该组成也可为使微计算机26A本身的ROM等具有包含上述设定值A、B和A’、B’时，即用具有EEPROM28A的功能的微计算机时，如图1所示，设置在连接脉冲整流器30的前后变换通断状态的开关28B，并且根据开关28B的状态切换上述设定值。
图7(a)是示出收装插入脉冲整流器时的空调控制装置20A的室外机40的关键部的立体图，图7(b)是示出卸除装在室外机40的内部的逆变器箱50的前面板后的端子和电缆等的安装状态的立体图。这些图中，在室外机40的一个端部装有逆变器箱50和脉冲整流器箱60，并由侧面板41覆盖。
在侧面板41下端的一方(附图的右侧下端)安装管线布设板41A，通过该板41A导入三相电源电缆42和地线43，将其连接到逆变器箱50，进而由直流电源电缆45连接此逆变器箱50和脉冲整流器箱60。在逆变器箱50的内部安装装有构成图1所示的逆变器装置22A的单元的印刷电路板51，同时还在其下部安装电源端子板21、开关28B和直流端子板29等。
这时，在逆变器箱50的后面板所装的电源端子板21的电源方连接所述三相电源电缆42和44，并由三相内部布线46将该电源端子板21的负载方连接到印刷电路板51。用螺钉53将地线43以罗纹固定在电源端子板21附近的后面板上。
在电源端子板21的侧面安装直流输入端子板29和开关28A，其中直流输入端子板29的电源方连接直流电源电缆45，并且其负载方由未示出的连接线连接到印刷电路板51。
使所述三相电源电缆42、地线43、三相电源电缆44和直流电源电缆45通过逆变器箱50的侧面板54并引出，将三相电源电缆42接到未示出的三相交流电源，地线43接地，三相电源电缆44和直流电源电缆45接到脉冲整流器箱60。
装在直流电源电缆45的下部的开关28B在未设脉冲整流器30时处于“常规”位置，添加脉冲整流30时切换到“18P”的位置。
这样，根据实施方式1，能提供具有通用性的空调控制装置，可不用有源滤波器之类的高价器件，而且连接多脉冲整流器也能可靠地限制交流输入电流。
实施方式1中，还可用跳线进行处理，以代替用于进行与互换EEPROM28A相同的动作的开关28B。用切断电源也不使数据消失的ROM等存储器代替EEPROM，也能取得与上述相同的效果。
图8是示出本发明实施方式2的组成的电路图，图中与示出实施方式1的图1中相同的单元标注相同的符号，省略其说明。这里所示的构成空调控制装置20B的逆变器装置22B，其组成与实施方式1的不同点是去除图1中的EEPROM28A和开关28B，代之以配备包含检测出主整流电路23的输出电压的电压检测功能、根据该电压检测功能的检测值并依据例如图5的电压波形的不同而探测出连接脉冲整流器30的连接探测功能、以及上述参数更改功能的微计算机26B。
通过这样组成，微计算机26B自动探测主整流电路23连接脉冲整流器30，并且用将电流设定值A、B变换成电流设定值A’、B’的控制参数执行与实施方式1相同的控制。因此，仅需在逆变器装置22B加接脉冲整流器，不需要其它人为操作，所以取得不仅节省劳力而且部件便于管理的优点。
这样，根据实施方式2，能提供具有通用性的空调控制装置，可不用有源滤波器之类的高价器件，而且连接多脉冲整流器也能可靠地限制交流输入电流。
图9是示出本发明实施方式3的组成的电路图，图中与示出实施方式1的图1中相同的单元标注相同的符号，省略其说明。
这里所示的空调控制装置在冷冻循环中将2个压缩机电机2A、2B并联，而且设置2个空调控制装置20A，以分别驱动这些压缩机电机2A、2B。这两个空调控制装置20A共同连接三相交流电源1，但对直流输入端子板29供给直流电力的脉冲整流器30仅为1个。
该脉冲整流器30的组成为具有使对相位超前的三相交流电压进行整流的辅助整流电路33的输出和对相位迟后的三相交流电压进行整流的辅助整流电路34的输出相互独立地输出用的4路直流输出端子36，将一直流输出供给驱动压缩机电机2A的空调控制装置20A，另一直流输出则供给驱动压缩机电机2B的空调控制装置20A。
这里，设使压缩机电机2A与2B大致同步驱动，则与图1所示的实施方式1相比，供给逆变器主电路25的电流波纹略为变大，但交流电源1方产生的高次谐波分量与图1所示的实施方式1的大致相等。
根据发明人等的模拟结果可知，即使将压缩机电机2A和2B的一方以高能力运转，另一方以低能力运转，也能取得近似于空调控制装置20A分别设置脉冲整流器30的组成的特性。
这样，根据实施方式3，能提供一种空调控制装置，即便是具有2个空调控制装置20A的空调机，也可不用有源滤波器之类的高价器件，而且可使应用方便。
(空调机)图10是示出本发明实施方式4的组成的电路图。该图中，三相交流电源1连接空调机的空调控制装置10，并且该空调控制装置10连接驱动构成空调机冷冻循环的压缩机的电动机(下文称为压缩机电机)2。空调控制装置10具有连接三相交流电源1用的电源端子板11、将三相交流电压变换成频率可变的交流电压供给压缩机电机2的逆变器装置12、以及从外部输入多脉冲整流器的直流电压的直流输入端子板17。
其中，逆变器装置12的组成部分包含将多个整流元件连接成三相桥路并将其输入端连接到电源端子板11的负载方的整流电路(下文称为主整流电路，以便与其它整流电路区别)13、分别连接整流电路13的输出端并且使脉动电流平滑的平滑电容器14、将平滑后的直流变换成频率可变的交流的逆变器主电路15、以及根据整流电路13的输出方的电压及图中省略的电流传感器和室温传感器的各检测值等控制构成逆变器主电路15的开关元件通断以取得规定空调能力的微计算机16。而且，将直流输入端子板17的负载方连接到连接整流电路13和逆变器主电路15的正(+)直流线路和负(-)直流线路。
下面说明上述那样构成的实施方式4的运作。通过在电源端子板11的电源方连接三相交流电源1，对整流电路13施加三相交流电压。整流电路13将三相交流电压加以全波整流，并输出直流(脉动电流)，此直流被平滑电容器14平滑后，供给逆变器主电路15。微计算机16根据整流电路13的输出方的电压、图中省略的电流传感器和室温传感器的各检测值等，控制构成逆变器主电路15的开关元件的通断，以取得规定空调能力。直流端子板17在其电源方连接后文阐述的多脉冲整流器，并且仅在高次谐波成问题时连接多脉冲整流器，用于减小电流波纹和抑制高次谐波。即，在需要减小高次谐波时，空调控制装置10本身不加改造就可连接多脉冲整流器。
图11是示出图10所示的实施方式4中应用多脉冲整流器时的组成例的电路图，图中与图1相同的单元标注相同的符号，省略其说明。这里，多脉冲整流器30的组成部分包含连接空调控制装置10的电源端子板11的电源方用的电源端子板31、通过该电源端子板31输入三相交流电压并且分别输出对该三相交流电压相位超前约40度的三相交流电压和相位迟后约40的的三相交流电压的变压器32、将该变压器32输出的相位超前的三相交流电压加以整流的辅助整流电路33、将该变压器32输出的相位迟后的三相交流电压加以整流的辅助整流电路34、以及将这些辅助整流电路33和34的各直流输出端并联后接到所述直流输入端子板17的电源方用的直流输出端子板25。
下面说明该多脉冲整流器30的运作。众所周知，逆变器主电路15的输出频率越高，供给逆变器主电路15的直流电流的波纹越大，三相交流电源1方的高次谐波分量也大。构成脉冲整流器30的变压器32输出大小等于其输入的三相交流电压而且相位超前约40度的三相交流电压和相位迟后约40度的三相交流电压。
这些输出中，相位超前的三相交流电压由辅助整流电路33加以全波整流，相位迟后的三相交流电压由辅助整流电路34加以全波整流。由于辅助整流电路33和34的各输出端子被并联，组合2个直流分量(脉动电流分量)，并通过直流输出端子板35和直流输入端子板17供给主整流电路13上连接逆变器主电路15的直流电流通路。由此，将主整流电路13输出的电压波纹的谷填没。
换句话说，辅助整流电路33和34导通，使主整流电路13输出的电压波纹的谷填没。结果，供给逆变器主电路15的直流电压波纹减小，电源方出现的高次谐波分量也减小。
图12是示出多脉冲整流器39的组成的俯视图，变压器32是具有3脚铁芯的心式变压器，上部轭铁装有绝缘的端子板36。端子板36沿轭铁形成细长，其两端具有从变压器32的侧端面鼓出的平面形状。在端子板36的纵向中央部安装将电源端子板31和直流输出端子板35综合为一体的5极端子板，与电源端子板31对应的电源方端子上连接三相电源电缆44，与直流输出端子板35对应的负载方端子上连接直流电源电缆45。在端子板36的一个端部安装辅助整流电路33，另一个端部安装辅助整流电路34。
该辅助整流电路33和34在各自的顶部具有3个交流输入端子和2个直流输出端子，辅助整流电路33的交流输入端子连接相位超前的三相交流电压线圈，辅助整流电路34的交流输入端子连接相位迟后的三相交流电压线圈。将辅助整流电路33和34的直流输出端子并联在直流输出端子板35的电源方。由此，构成用图4说明的多脉冲整流器30。将该多脉冲整流器30装在图7中的脉冲整流箱50内。
这样，需要减小高次谐波时，仅在空调机的外部端子上安装由变压器和辅助整流器组成的多脉冲整流器即可，能使空调机本身具有通用性。
通常的多脉冲整流器的主整流电路采用空调机本身设置的整流电路，因而多脉冲整流电路方不需要主整流电路，能有效利用空调机原本具有的部件。
另一方面，作为空调机用的多脉冲整流器，不需要将三相交流电源电压原样整流成直流的主整流电路，可减少部件数。
图10所示的实施方式1中，以连接线连接三相交流电源1的状态对处于图7(b)所示那样并行设置在后面板的状态下的直流输入端子板17的各端子连续施加直流高压，不管是否设置多脉冲整流器30。存在维修人员仍不知情而不小心碰到时发生触电的危险。
作为其对策，图13在直流输入端子板17的表面粘贴印有“注意高压，可能触电，通电时勿碰”的注意语牌91。这样，通过表示提醒注意端子板为通电状态，能防患触电事态于未然。
图14是提醒注意端子部处在通电状态有危险用的另一组成例，在直流输入端子板17的负载方连接直流布线、电源方不敷设布线的状态下，电源方的正、负端子之间连接通电告警用灯92，同时还在直流输入端子板17的电源方17a的下部区A粘贴印有“注意高压，灯亮期间正在通电”的注意语牌91。这样，能防患触电事态于未然。
图15是积极消除触电危险的组成例，用安全罩94覆盖直流输入端子板17的端子暴露面，而且在直流输入端子板17的电源方17a的下部区A粘贴印有“注意高压，除连接选择的设备时外，勿拆卸安全罩”的注意语牌91。由此，能大体上完善地排除触电的危险。
这样，利用上述实施方式4，能获得具有通用性的空调机，根据用电设备的设置状况，可仅在高次谐波成问题时连接多脉冲整流器。而且，在不需要多脉冲整流器的状况下，也能充分确保其使用安全性。
图16(a)是本发明实施方式2的概略组成图，图16(b)是示出此空调机中作为任选件添加的多脉冲整流器20的概略组成的俯视图。这些图中，与示出实施方式1的图1和图6相同的单元标注相同的符号，省略其说明。使用连接器，以代替构成实施方式1的直流输入端子板17。这时，将构成连接器的一方的阴构件18A的一对接点连接到连接主整流电路13和逆变器主电路15的直流通路，同时还将其纳入收装逆变器装置12的逆变器箱50(参考图7)的内部。
结构上还组成在构成连接器的另一方的阳构件18B的一对接点上连接从多脉冲整流器30引出的直流电源电缆45，并且在连接多脉冲整流器30时，将另一方的阳构件18B导入空调控制装置10(即逆变器箱45)的内部，与一方的阴构件18A接合。
根据此组成，由于将连接器的一方的构件装在逆变器箱50的内部，与使用直流输入端子板17时相比，不需要注意语牌，在谋求组成简易的同时，还能进一步提供安全性。
又由于将成为主整流电路13的直流电流通路外部端子的连接器的一方构件取为阴型，进行连接器连接作业时，不会使操作者不小心碰到而触电，可进行安全的连接作业。
这样，利用上述实施方式2，也能获得具有通用性的空调机，根据用电设备的设置状况，可仅在高次谐波成问题时连接多脉冲整流器。而且，在不需要多脉冲整流器的状况下，也能充分确保其使用安全性。
图17是本发明实施方式6的概略组成图，其中图17(a)是示出逆变器装置12的内部组成的电路图，图11(b)是示出构成此逆变器装置12的多脉冲整流器的主单元的安装状态的立体图，图11(c)是逆变器装置12连接的多脉冲整流器30的俯视图。
这些图中，将构成逆变器装置12的各种单元装在印刷电路板60上。而且，在印刷电路板60的一个端部竖立状设置固紧端子的阳端19p、19n，在连接主整流电路13和逆变器主电路15的直流电流通路进行印刷电路布线。
另一方面，结构上又做成在从多脉冲整流器30引出的直流电源电缆35上连接固紧端子的阴端29P、29N。而且，连接多脉冲整流器30时，将固紧端子的阴端29P、29N导入空调控制装置10(即逆变器箱50)的内部，与固紧端子的阳端19p、19n接合。
根据此结构，由于固紧端子的阳端19p、19n处在逆变器箱50的内部，与使用直流输入端子板17时相比，不需要注意语牌，在谋求组成简化的同时，能进一步提高安全性。
这样，利用上述实施方式6，也能获得具有通用性的空调机，根据用电设备的设置状况，可仅在高次谐波成问题时连接多脉冲整流器。而且，在不需要多脉冲整流器的状况下，也能充分确保其使用安全性。
上面说明的在印刷电路板上设置固紧端子的例子，但也可用连接并固定在印刷电路板60上的螺钉端子19g，如图18所示。这时，直流电源电缆35方的前端部的端子为圆形端子29g，该圆形端子29g利用通过其孔的螺钉30g以螺纹固定在螺钉端子19g中。
图19是本发明实施方式7的概略组成图，其中图12(a)是示出多脉冲整流器30A的详细组成的俯视图，图12(b)是示出将多脉冲整流器连接到空调控制装置10的连接状态的电路图。图中与示出实施方式1的图1和图6相同的单元标注相同的符号，省略其说明。
此实施方式的多脉冲整流器30A相对于构成上述各实施方式的多脉冲整流器30而言，结构上做成将纵向延伸的端子板36A装在变压器32上，并且在其延伸的端部安装电源端子板31A，在端子板36A的电源方连接电源端子板31的负载端，在空调控制装置10的电源端子板11的电源方连接端子板36A的负载端，而且将电源端子板31的电源方直接连接到三相交流电源1。
根据此结构，多脉冲整流器30A的内部布线数增多，但三相交流的电源电缆在一个端子上连接一条线即可，从而取得多脉冲整流器30A的添加、去除工序比上述实施方式容易的优点。此实施方式中的连接线对空调控制装置10的连接方式可采用上述实施方式中说明的任一种方法。
这样，利用上述实施方式7，也能获得具有通用性的空调机，根据用电设备的设置状况，可仅在高次谐波成问题时连接多脉冲整流器。而且，在不需要多脉冲整流器的状况下，也能充分确保其使用安全性。
上述实施方式4至7说明了驱动压缩机电机的空调控制装置。然而，在大型空调机的情况下，室外方鼓风机使用风量大、耗电大的电动机。而且，近年来为了使这种鼓风机节能，一直利用逆变器装置进行驱动。
因此，这种空调机中，当然也可用由逆变器装置可变速地驱动该鼓风机的电动机的空调控制装置。
从以上的说明可知，根据本发明，能提供一种具有通用性的空调控制装置，可不用有源滤波器之类的高价器件，而且连接多脉冲整流器，也能可靠地限制交流输入电流。
利用本发明，能提供一种具有通用性的空调机，可仅在高次谐波成问题时连接多脉冲整流器。而且，能提供最适合这种空调机的空调机用多脉冲整流器。
权利要求
1.一种空调控制装置，包括对从三相交流电源接受的三相交流电压进行整流的整流电路、将所述整流电路的输出变换成频率可变的交流电压供给驱动形成冷冻循环的压缩机的电动机的逆变器主电路、检测出所述整流电路的输入电流的电流传感器、以及将所述逆变器主电路控制成在根据空调负载改变所述压缩机的能力的同时还使所述电流传感器检测出的电流值不超过规定值的逆变器控制单元，其特征在于，具有参数更改单元，以便可加接多脉冲整流器，将输入所述三相交流电源的三相交流电压并输出对该三相交流电压偏差规定角度的相位的三相交流电压的变压器的三相交流电压输出加以整流后，供给所述整流电路的输出端，而且在所述整流电路连接所述多脉冲整流器时，更改所述逆变器控制单元的控制参数，使所述电流设定值减小规定值。
2.如权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，所述逆变器控制单元具有包含检测出所述整流电路的输出电压的电压检测单元、根据所述电压检测单元的检测值探测出所述整流电路连接所述多脉冲整流器的连接探测单元、以及所述参数更改单元的微计算机，所述微计算机自动探测出所述整流电路连接所述多脉冲整流器，并更改与所述电流设定值对应的控制参数。
3.如权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，所述参数更改单元由存储与所述电流设定值对应的控制参数、并且在所述整流电路连接所述多脉冲整流器时可从外部操作进行互换的非易失性存储器组成，所述逆变器控制单元由按照所述非易失性存储器的控制参数控制所述逆变器主电路的微计算机组成。
4.如权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，具有所述整流电路连接所述多脉冲整流器时可由外部操作切换通断状态的开关单元或形成导通状态的跳线，所述逆变器控制单元由包含根据所述开关单元或跳线的状态探测出所述整流电路连接所述多脉冲整流器的连接探测单元、以及所述参数更改单元的微计算机组成。
5.一种空调控制装置，包括对从三相交流电源接受的三相交流电压进行整流的整流电路、将所述整流电路的输出变换成频率可变的交流电压供给驱动形成冷冻循环的压缩机的电动机的逆变器主电路、检测出所述整流电路的输入电流的电流传感器、以及将所述逆变器主电路控制成在根据空调负载改变所述压缩机的能力的同时还使所述电流传感器检测出的电流值不超过规定值的逆变器控制单元，其特征在于，具有参数更改单元，以便可加接多脉冲整流器，将输入所述三相交流电源的三相交流电压并输出对该三相交流电压超前规定角度的相位的第1三相交流电压和迟后规定角度的相位的第2三相交流电压的变压器的各三相交流电压输出加以整流后，供给所述整流电路的输出端，而且在所述整流电路连接所述多脉冲整流器时，更改所述逆变器控制单元的控制参数，使所述电流设定值减小规定值。
6.如权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，所述逆变器控制单元具有包含检测出所述整流电路的输出电压的电压检测单元、根据所述电压检测单元的检测值探测出所述整流电路连接所述多脉冲整流器的连接探测单元、以及所述参数更改单元的微计算机，所述微计算机自动探测出所述整流电路连接所述多脉冲整流器，并更改与所述电流设定值对应的控制参数。
7.如权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，所述参数更改单元由存储与所述电流设定值对应的控制参数、并且在所述整流电路连接所述多脉冲整流器时可从外部操作进行互换的非易失性存储器组成，所述逆变器控制单元由按照所述非易失性存储器的控制参数控制所述逆变器主电路的微计算机组成。
8.如权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，具有所述整流电路连接所述多脉冲整流器时可由外部操作切换通断状态的开关单元或形成导通状态的跳线，所述逆变器控制单元由包含根据所述开关单元或跳线的状态探测出所述整流电路连接所述多脉冲整流器的连接探测单元、以及所述参数更改单元的微计算机组成。
9.一种空调机，包括对从三相交流电源接受的三相交流电压进行整流的整流电路、以及由三相桥接的多个开关元件组成并将所述整流电路的输出变换成频率可变的交流电压供给可变速地驱动形成冷冻循环的压缩机或鼓风机的电动机的逆变器主电路，其特征在于，设置可对所述整流电路的输出端供给直流电力的外部端子。
10.如权利要求9所述的空调机，其特征在于，具有收装所述整流电路和逆变器主电路的控制箱，所述控制箱在其外表面部具有连接三相交流电源的交流端子板，所述外部端子是设置在交流端子板附近的直流端子板。
11.如权利要求10所述的空调机，其特征在于，所述直流端子板的端子部设置罩盖，同时还在所述直流端子板或其附近具有提醒注意端子部为通电状态的单元。
12.如权利要求9所述的空调机，其特征在于，所述外部端子是可相互插入、拔出并且在插入时接电的连接器的阴构件。
13.如权利要求1所述的空调机，其特征在于，所述外部端子是装在印刷电路板上的固紧端子。
14.一种空调机，包括对从三相交流电源接受的三相交流电压进行整流的整流电路、以及由三相桥接的多个开关元件组成并将所述整流电路的输出变换成频率可变的交流电压供给可变速地驱动形成冷冻循环的压缩机或鼓风机的电动机的逆变器主电路，其特征在于，在所述整流电路的输出方连接多脉冲整流器的输出端，该多脉冲整流器将输入所述三相交流电源的三相交流电压并输出对该三相交流电压偏差规定角度的相位的三相交流电压的变压器的三相交流电压输出加以整流后输出。
15.一种空调机用的多脉冲整流器，其特征在于，具有将输入所述三相交流电源的三相交流电压并输出对该三相交流电压偏差规定角度的相位的三相交流电压的变压器的三相交流电压输出加以整流的整流电路，将该整流器的输出供给对从所述三相交流电源接受的三相交流电压进行整流的主整流电路和利用逆变器电路使所述主整流电路的直流输出可变速地驱动电动机的空调机中所述主整流电路的直流输出端。
全文摘要
包含变压器(32)和将该变压器输出的三相交流电压整流后供给整流电路输出端的辅助整流电路(33、34)，该变压器每当整流电路(23)对三相交流电压进行整流并通过逆变器主电路(25)将所得直流电压变换成频率可变的交流电压以驱动压缩机(2)时，将逆变器主电路控制成不使整流电路输入电流超过电流设定值之际，输入三相交流电源的三相交流电压，并输出对该三相交流电压偏差规定角度的相位的三相交流电压；还具有参数更改单元(28A)，以便能连接整流电路可加接的多脉冲整流器，并且在连接多脉冲整流器时，更改逆变器控制单元的控制参数，使电流设定值减小规定值。又具有对整流电路输出端供给直流电力用的外部端子。
文档编号F25B1/00GK1742425SQ200480002780
公开日2006年3月1日 申请日期2004年1月27日 优先权日2003年1月28日
发明者山下哲司, 植杉通可, 蛭间淳之, 小林壮宽 申请人:东芝开利株式会社