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公開番号2024158533
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023073796
出願日2023-04-27
発明の名称欠相検出装置、圧縮機用欠相検出システムおよび欠相検出方法
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20241031BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回路基板の実装面積を抑制しながら、三相交流電源の欠相を検出することのできる欠相検出装置を提供する。
【解決手段】この欠相検出装置2は、電力変換部1に電力を供給する三相交流電源101のうち2つの線間電圧を検出するとともに、線間電圧を線間電圧に対応するパルスに変換する変換部21と、2つの線間電圧に対応するパルスの立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジを検出するとともに、検出された2つの線間電圧に対応するパルスの立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジに関する情報に基づいて、三相交流電源101のうちの少なくとも1つの相の欠相を検出する制御を行う制御部22とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力変換部に電力を供給する三相交流電源のうち２つの線間電圧を検出するとともに、前記線間電圧を前記線間電圧に対応するパルスに変換する変換部と、
２つの前記線間電圧に対応する前記パルスの立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジに関する情報を検出するとともに、検出された２つの前記線間電圧に対応する前記パルスの前記立ち上がりのエッジおよび前記立ち下がりのエッジに関する情報に基づいて前記三相交流電源から供給される電力のうちの少なくとも１つの相の欠相を検出する制御を行う制御部とを備える、欠相検出装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記制御部は、
前記変換部が検出した一方の前記線間電圧に対応する前記パルスにおいて、前記立ち上がりのエッジおよび前記立ち下がりのエッジが発生したことを示す情報を含む第１検出情報と、他方の前記線間電圧に対応する前記パルスの前記立ち上がりのエッジおよび前記立ち下がりのエッジが発生したことを示す情報を含む第２検出情報とを検出し、検出された前記第１検出情報および前記第２検出情報に基づいて前記三相交流電源から供給される電力のうちの少なくとも１つの相の欠相を検出する制御を行う、請求項１に記載の欠相検出装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１検出情報と前記第２検出情報との両方を検出した場合に、前記三相交流電源から供給される電力のうちの少なくとも１つの相の欠相を検出する、請求項２に記載の欠相検出装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１検出情報および前記第２検出情報の両方を検出した回数をカウントするカウンタ部を含み、
所定の時間内に前記カウンタ部がカウントした回数がしきい値を超えた場合に、前記三相交流電源から供給される電力のうちの少なくとも１つの相の欠相を検出する、請求項２に記載の欠相検出装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１検出情報および前記第２検出情報が所定の時間内に検出されなかった場合に、前記三相交流電源から供給される電力のうちの２つ以上の相が欠相していると判定する制御を行う、請求項２に記載の欠相検出装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記三相交流電源から供給される電力が正常な状態における２つの前記パルスの発生時間の差より短い周期で、前記第１検出情報および前記第２検出情報を検出する制御を行う、請求項２に記載の欠相検出装置。
【請求項７】
三相交流電源から電力供給回路を通して供給された電力を変換する電力変換装置と、
前記電力変換装置から電力が供給される圧縮機と、
前記三相交流電源の少なくとも１つの相の欠相を検出する欠相検出装置とを備え、
前記欠相検出装置は、
前記三相交流電源のうち２つの線間電圧を検出するとともに、前記線間電圧を前記線間電圧に対応するパルスに変換する変換部と、
前記線間電圧に対応する前記パルスの立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジに関する情報を検出するとともに、検出された２つの前記立ち上がりのエッジおよび前記立ち下がりのエッジに関する情報に基づいて前記三相交流電源から供給される電力の少なくとも１つの相の欠相を検出する制御部とを備える、圧縮機用欠相検出システム。
【請求項８】
電力変換部に電力を供給する三相交流電源の欠相を検出する方法であって、
前記三相交流電源のうち２つの線間電圧を検出するとともに、前記線間電圧を前記線間電圧に対応するパルスに変換する変換工程と、
前記線間電圧に対応する前記パルスの立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジに関する情報を検出するとともに、検出された少なくとも２つの前記立ち上がりのエッジおよび前記立ち下がりのエッジに関する情報に基づいて前記三相交流電源から供給される電力の少なくとも１つの相の欠相を検出する検出工程とを備える、欠相検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、欠相検出装置、圧縮機用欠相検出システムおよび欠相検出方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、三相平衡負荷を駆動する電力変換装置において、機器の保護を行うために三相交流電源の欠相を検出する欠相検出装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１に記載の欠相検出装置は、三相交流電源の線間電圧を検出してパルスに変換するフォトカプラと、フォトカプラから出力されたパルスに基づいて線間電圧に同期した欠相判定パルスを生成する欠相判定パルス生成手段としてのコンパレータとによって構成されている。そして、この特許文献１に記載の欠相検出装置は、コンパレータにより生成された欠相判定パルスの有無をＣＰＵによりカウントし、一定時間カウント値がゼロであれば三相交流電源の欠相と判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－０６６５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、三相交流電源の欠相を検出するために、三相交流電源の線間電圧を検出してパルスに変換するフォトカプラに加えて、欠相判定パルスを生成するコンパレータが必要となる。この場合、欠相検出装置を構成する回路基板上に、検出する線間電圧の数に応じて複数のコンパレータを実装する必要があるため、欠相検出装置を構成する回路基板において、実装に必要な面積（実装面積）が増加するという問題がある。そのため、回路基板の実装面積を抑制しながら、三相交流電源から供給される電力の欠相を検出することのできる欠相検出装置が求められている。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、回路基板の実装面積を抑制しながら、三相交流電源から供給される電力の欠相を検出することのできる欠相検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による欠相検出装置は、電力変換部に電力を供給する三相交流電源のうち２つの線間電圧を検出するとともに、線間電圧を線間電圧に対応するパルスに変換する変換部と、２つの線間電圧に対応するパルスの立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジに関する情報を検出するとともに、検出された２つの線間電圧に対応するパルスの立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジに関する情報に基づいて三相交流電源から供給される電力のうちの少なくとも１つの相の欠相を検出する制御を行う制御部とを備える。
【０００７】
この発明の第１の局面による欠相検出装置は、上記のように、２つの線間電圧に対応するパルスの立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジに関する情報を検出するとともに、検出された２つの線間電圧に対応するパルスの立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジに関する情報に基づいて三相交流電源から供給される電力のうちの少なくとも１つの相の欠相を検出する制御を行う制御部を備えている。これにより、欠相検出装置が、２つの線間電圧に対応するパルスの立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジに関する情報に基づいて、欠相を直接検出する制御部を備えるため、コンパレータを用いることなく、三相交流電源のうちの少なくとも１つの相の欠相を検出することができる。また、電圧の検出は２つの線間電圧を検出すればよいので、装置の小型化が可能になる。その結果、回路基板の実装面積を抑制しながら、三相交流電源から供給される電力の欠相を検出することができる。
【０００８】
上記第１の局面による欠相検出装置において、好ましくは、制御部は、変換部が検出した一方の線間電圧に対応するパルスにおいて、立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジの少なくとも一方が発生したことを示す情報を含む第１検出情報と、他方の線間電圧に対応するパルスの立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジの少なくとも一方が発生したことを示す情報を含む第２検出情報とを検出し、検出された第１検出情報および第２検出情報に基づいて三相交流電源から供給される電力の欠相を検出する制御を行う。このように構成すれば、制御部が、立ち上がりのエッジおよび立ち下がりのエッジの少なくとも一方が発生したかどうかという単純な情報に基づいて、欠相を検出することができる。その結果、制御部の処理負荷を抑制しながら、三相交流電源から供給される電力のうちの少なくとも１つの相の欠相を検出できるようになる。
【０００９】
この場合、好ましくは、制御部は、第１検出情報と第２検出情報との両方を検出した場合に、三相交流電源のうちの少なくとも１つの相の欠相を検出する。このように構成すれば、制御部が欠相を検出する際に、検出した情報の数という単純な入力処理に基づいて欠相を検出することができる。その結果、制御部の処理負荷を抑制しながら、三相交流電源から供給される電力の欠相を検出することができる。
【００１０】
上記検出された第１検出情報および第２検出情報に基づいて三相交流電源のうちの少なくとも１つの相の欠相を検出する制御を行う欠相検出装置において、好ましくは、制御部は、第１検出情報および第２検出情報の両方が検出された回数をカウントするカウンタ部を含み、所定の時間内にカウンタ部がカウントした回数がしきい値を超えた場合に、三相交流電源のうちの少なくとも１つの相の欠相を検出する制御を行う。このように構成すれば、ノイズなどの外乱によって、一時的に第１検出情報および第２検出情報が両方検出された場合に、制御部が欠相を誤検出してしまうことを抑制することができる。その結果、三相交流電源から供給される電力の欠相を高精度で検出することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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