專利名稱：具有故障診斷功能的電動機(jī)驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有故障診斷功能的電動機(jī)驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
在具有與3相交流電源連接，把來自3相交流電源的3相交流電變換為直流電的 AC/DC變換部、把AC/DC變換部輸出的直流電變換為頻率可變的3相交流電來提供給電動機(jī)的DC/AC變換部的電動機(jī)驅(qū)動裝置中，當(dāng)在DC/AC變換部中發(fā)生了過電流時，如果具備獨(dú)立檢測3相輸出電流的3個電流傳感器，則能夠確切地檢測過電流的發(fā)生，還能夠區(qū)別其原因是接地還是相間短路。即，如果在DC/AC變換部中由于接地或相間短路而發(fā)生了過電流， 則3個傳感器的某一個能夠檢測到過電流，如果3個電流檢測器檢測到的電流的總和不是零則判定為接地，如果是零則判定為相間短路。但是，一般為了降低成本使用兩個傳感器，對于剩余的1相以3相電流的總和為零作為前提通過計算來求出。因此，在具有兩個輸出電流傳感器的一般的DC/AC變換部中，如后詳細(xì)所述，存在無法檢測到以接地為原因的過電流的情況，即使能檢測到過電流也無法區(qū)別其原因是接地還是相間短路。因此，在為具有兩個輸出電流傳感器的DC/AC變換部時，在發(fā)生過電流警報時，為了判定其原因是接地還是相間的短路，需要使裝置停止，確認(rèn)電動機(jī)或動力線的絕緣電阻。 此外，在接地間歇的情況下，難以確定原因。另一方面，如上所述在追加電流傳感器使用3個輸出電流傳感器的情況下，在把 AC/DC變換部輸出的直流電提供給多個DC/AC變換部來驅(qū)動多個電動機(jī)的結(jié)構(gòu)的電動機(jī)驅(qū)動裝置中，必須對多個DC/AC變換部中的各個DC/AC變換部追加電流傳感器，因此成本顯著地增加。在JP7-239359A中記載了使用一個或兩個電流傳感器，在運(yùn)轉(zhuǎn)開始前對AC/DC變換部賦予接地檢測用的控制信號來判定接地，由此避免接地。但是沒有記載是接地還是相間短路的判定。在JP4-10536A中記載了在三相交流電源和裝置的交流輸入端子之間設(shè)置零相電流檢測器，在檢測到接地時停止逆變裝置的動作。沒有記載相間短路的檢測。在上述JP7-239359A中引用的JP63-85380A中，記載了設(shè)置檢測向逆變裝置輸入的直流電的電流的檢測器，通過把運(yùn)轉(zhuǎn)開始前向逆變裝置賦予測試用控制信號時的電流檢測圖形與已知的圖形進(jìn)行比較，來檢測接地以及短路。但是，如在JP7-239359A中敘述的那樣(0004段落)，除了具有在檢測出的電流中包含在逆變裝置的環(huán)流二極管中流過的無效電流的缺點(diǎn)之外，還具有無法檢測在運(yùn)轉(zhuǎn)開始后發(fā)生的接地或相間短路，或者在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中間歇發(fā)生的接地的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于將成本的增加抑制為最低地來實(shí)現(xiàn)具有在運(yùn)轉(zhuǎn)時能夠區(qū)別地檢測出接地和相間短路的故障診斷功能的電動機(jī)驅(qū)動裝置。根據(jù)本發(fā)明，提供一種電動機(jī)驅(qū)動裝置，具備把來自3相交流電源的3相交流電變換為直流電的AC/DC變換部、把AC/DC變換部輸出的直流電變換為3相交流電來提供給電動機(jī)的DC/AC變換部，該電動機(jī)驅(qū)動裝置還具備總和電流檢測部，其檢測從所述3相交流電源經(jīng)由所述AC/DC變換部向所述DC/AC變換部的電流的總和；過電流檢測部，其檢測所述 DC/AC變換部的輸出電流中的過電流；以及判定部，其在所述過電流檢測部檢測出過電流時，如果能夠判定為所述總和電流檢測部檢測出的電流的總和不是零則判定為發(fā)生接地， 如果能夠判定為所述總和電流檢測部檢測出的電流的總和是零則判定為發(fā)生相間短路。通過檢測電流的總和，能夠判定在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生了過電流時其原因是接地還是相間短路。因?yàn)樵贏C/DC變換部一側(cè)設(shè)置為了判定而追加的總和電流檢測部和判定部，所以為了驅(qū)動多個電動機(jī)，在DC/AC變換部包含多個逆變器的結(jié)構(gòu)中，與為了判定接地/相間短路對每個逆變器追加電流傳感器時相比可以抑制成本的增加。


圖1說明相間短路。圖2是說明由相間短路引起的過電流的波形圖。圖3說明接地。圖4說明接地引起的過電流。圖5表示本發(fā)明一個實(shí)施例的電動機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)。圖6表示本發(fā)明另一實(shí)施例的電動機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)。圖7表示本發(fā)明另外一實(shí)施例的電動機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)。圖8表示本發(fā)明另外一實(shí)施例的電動機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)。圖9表示本發(fā)明另外一實(shí)施例的電動機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，當(dāng)在DC/AC變換部10的輸出側(cè)例如在S相和T相之間瞬間發(fā)生了短路(相間短路)時，如圖2所示，在S相的電流IjPT相的電流It中出現(xiàn)過電流12、14。在相間短路時，因?yàn)椴淮嬖诮?jīng)由接地的電流的返回，所以在各相電流IK、Is、It之間，保持IE+IS+IT = 0 (1)的關(guān)系。另一方面，如圖3所示，當(dāng)在DC/AC變換部10的輸出側(cè)例如在T相瞬間發(fā)生了與接地的短路(接地)時，如圖4所示，在T相的電流It中出現(xiàn)過電流16。此時，因?yàn)榇嬖诮?jīng)由接地的電流的返回，所以不維持(1)式的關(guān)系。IE+IS+IT 乒 0(2)在DC/AC變換部10的輸出側(cè)設(shè)置3個電流傳感器獨(dú)立地檢測在3相中流過的電流時，通過得到電流的總和，根據(jù)是否維持(1)式的關(guān)系，能夠判斷是接地還是相間短路。但是，一般為了降低成本而使用兩個電流傳感器，對于剩余的1相，以3相的電流的總和為零作為前提通過計算來求出。因此，在使用兩個電流傳感器時，無法區(qū)別接地和相間短路。在圖1所示的例子(在S相和T相之間發(fā)生了相間短路時)中，如果在R相中沒有電流傳感器而在S相和T相中設(shè)置了電流傳感器，則能夠通過在雙方的電流傳感器中檢測到過電流來檢測相間短路。但是，當(dāng)在R相中設(shè)置了電流傳感器，在S相和T相的任意一方中沒有電流傳感器時，即使能夠檢測出以相間短路或接地為原因的過電流，也無法判斷其原因是相間短路還是接地。此外在圖3所示的例子(在T相中發(fā)生了接地時)中，如果在T相中沒有電流傳感器則無法檢測接地導(dǎo)致的過電流的產(chǎn)生。圖5表示本發(fā)明第一實(shí)施例的具備在檢測到過電流時判定其原因是相間短路還是接地的功能的電動機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)。AC/DC變換部18把來自3相交流電源20的3相交流電變換為直流電來進(jìn)行輸出。DC/AC變換部10把AC/DC變換部18輸出的直流電變換為頻率可變的3相交流電來進(jìn)行輸出。關(guān)于控制DC/AC變換部10以及AC/DC變換部18內(nèi)的晶體管的部分省略了圖示。零相電流檢測器22檢測從3相交流電源向AC/DC變換部18提供的3相交流電的電流的總和。電流傳感器MJ6分別檢測從DC/AC變換部10輸出的3相交流電的3相中的2相的電流。過電流檢測部觀根據(jù)電流傳感器24、沈檢測出的電流來檢測過電流。接地/相間短路判定部30在過電流檢測部28檢測到過電流時，根據(jù)零相電流檢測器22檢測到的電流，判定過電流的原因是接地還是相間短路。當(dāng)由于相間短路成為過電流時，與上述DC/AC變換部10的輸出側(cè)相同，關(guān)于AC/ DC變換部18的輸入側(cè)的3相，在相間短路時因?yàn)椴淮嬖诮?jīng)由接地的電流的返回，所以維持與(1)式相同的關(guān)系，在零相電流檢測器22中未檢測到電流。另一方面，在由于接地成為過電流時，流過接地電流，由零相電流檢測器22檢測到該電流。因此，接地/相間短路判定部30當(dāng)在過電流檢測部觀中檢測到過電流時，如果在零相電流檢測器22中判定檢測到的電流的總和為零那樣地小則把過電流的原因判定為相間短路，如果判定電流的總和不為零那樣地大則把過電流的原因判定為接地。另外，在圖5的例子中，因?yàn)樵贒C/AC變換部10的輸出的3相中的2相中檢測到過電流，所以當(dāng)在沒有設(shè)置電流傳感器的相中發(fā)生了接地時，通過過電流檢測部觀無法檢測。但是，因?yàn)樵诹阆嚯娏鳈z測器22中檢測到接地電流，所以接地/相間短路判定部30能夠檢測出接地的發(fā)生。設(shè)為檢測輸入側(cè)的電流的總和，除了零相電流檢測器22之外，還可以使用通過霍爾元件檢測電流周圍的磁場來檢測電流的鉗式傳感器。即，與零相電流檢測器的情況相同， 通過對鉗式傳感器的檢測部的環(huán)把3條電力線全部接通，就能夠檢測電流的總和。圖6表示取代通過零相電流檢測器22檢測輸入側(cè)的3相交流電的電流的總和，而通過電流傳感器32、34、36獨(dú)立地檢測輸入側(cè)的3相交流電的各相的電流，在加法部38使各項的電流相加來得到電流的總和的例子。圖7表示作為檢測輸入側(cè)的電流的總和，通過上述的鉗式傳感器40檢測在從AC/ DC變換部18向DC/AC變換部10提供直流電的兩條線中流過的電流的總和。圖8表示取代圖5例子中的電流傳感器對、26，由電流傳感器44檢測從AC/DC變換部18經(jīng)由DC/AC變換部10內(nèi)的平滑電容器42提供直流電的2條線中的一條線中流過的電流，由此來檢測過電流的例子。作為檢測電流總和的方式，除了參照圖5說明的電流傳感器22之外，還能夠使用參照圖6或圖7說明的電流傳感器。圖9表示DC/AC變換部10是為了驅(qū)動多個電動機(jī)而由多個逆變器10_1、10-2、……構(gòu)成的例子。此時，用于接地/相間短路的判定的電流傳感器22以及接地/相間短路判定部30設(shè)在AC/DC變換部18的一側(cè)，所以與對各個逆變器追加電流傳感器的情況相比成本增加較少。
權(quán)利要求
1.一種電動機(jī)驅(qū)動裝置，具備把來自3相交流電源的3相交流電變換為直流電的AC/ DC變換部、把AC/DC變換部輸出的直流電變換為3相交流電來提供給電動機(jī)的DC/AC變換部，該電動機(jī)驅(qū)動裝置的特征在于，還具備總和電流檢測部，其檢測從所述3相交流電源經(jīng)由所述AC/DC變換部向所述DC/AC變換部的電流的總和；過電流檢測部，其檢測所述DC/AC變換部的輸出電流中的過電流；以及判定部，在所述過電流檢測部檢測出過電流時，如果能夠判定為所述總和電流檢測部檢測出的電流的總和不是零則判定為發(fā)生接地，如果能夠判定為所述總和電流檢測部檢測的電流的總和是零則判定為發(fā)生相間短路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述總和電流檢測部包含檢測在從所述3相交流電源向所述AC/DC變換部供給3相交流電的3條線中流過的電流的總和的電流傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述總和電流檢測部包含分別檢測在從所述3相交流電源向所述AC/DC變換部供給 3相交流電的3條線中流過的電流的3個電流傳感器；和計算所述3個電流傳感器檢測到的電流的總和的總和單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述總和電流檢測部包含檢測在從所述AC/DC變換部向所述DC/AC變換部供給直流電的2條線中流過的電流的總和的電流傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述過電流檢測部包含通過分別檢測在從所述DC/AC變換部向所述電動機(jī)供給3相交流電的3條線中的2條線中流過的電流、來檢測所述過電流的2個電流傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述過電流檢測部包含通過檢測在從AC/DC變換部向所述DC/AC變換部供給直流電的2條線中的一條線中流過的電流、來檢測所述過電流的電流傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6的任意一項所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述DC/AC變換部包含把直流電變換為3相交流電來分別提供給多個電動機(jī)的多個逆變器，所述AC/DC變換部把從3相交流電變換而得的直流電并行地提供給所述多個逆變器。
全文摘要
本發(fā)明能夠?qū)⒊杀疽种茷樽畹偷靥峁┮环N具有故障診斷功能的電動機(jī)驅(qū)動裝置，在運(yùn)轉(zhuǎn)時能夠區(qū)別地檢測接地和相間短路。通過電流傳感器檢測從3相交流電源向AC/DC變換部提供的3相交流電的電流的總和，當(dāng)在過電流檢測部中檢測到過電流時，如果電流傳感器檢測到的電流的總和為零則判斷為相間短路，如果不為零則判斷為接地。
文檔編號G01R31/02GK102208896SQ20111004740
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者原田隆, 堀越真一, 巖下平輔, 白水雅朋 申請人:發(fā)那科株式會社