專利名稱：變頻器的自動出廠檢測裝置及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變頻器的自動出廠檢測裝置，涉及一種可以自動控制的變頻器出廠檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前，對于將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髟俎D(zhuǎn)變?yōu)榻涣鞯淖冾l器，在出廠時對其是否能正常工作進(jìn)行檢測的方法有以下幾種(1)在被檢測變頻器上連接實際使用的誘導(dǎo)電動機(jī)，或者(2)連接縮小型號的誘導(dǎo)電動機(jī)，進(jìn)行檢測。
此外還有，(3)在被檢測變頻器的交流輸出端經(jīng)由絕緣變壓器連接PWM變頻器進(jìn)行檢測(例參考專利文獻(xiàn)1)。
圖4表示的是上述現(xiàn)有出廠檢測裝置(1)的構(gòu)成圖。
在圖4中，40為出廠檢測控制裝置，43為被檢測的變頻器，44為檢測電機(jī)，45為耦合器，46為負(fù)荷電機(jī)，47為負(fù)荷變頻器。
與被檢測變頻器43相連的檢測電機(jī)44通過耦合器45連接到負(fù)荷電機(jī)46，在該檢測電機(jī)44上連接負(fù)荷變頻器47，變頻器43與變頻器47通過出廠檢測控制裝置40手動控制，進(jìn)行出廠檢測。
檢測過程中，通過從負(fù)荷電機(jī)46對檢測電機(jī)44施加逆向扭矩，使被檢測變頻器43產(chǎn)生高電壓以及高電流，向被檢測變頻器43內(nèi)部的功率半導(dǎo)體元件施加電氣負(fù)荷從而檢出初期不良品。
但是該裝置由于采用手動操作，除需要大量檢測時間之外，控制裝置及負(fù)荷設(shè)備等方面的設(shè)備投資巨大，并需要占用較大的空間。
另外，上述以往的出廠檢測裝置(2)中存在一個麻煩的問題由于是連接縮小模式的誘導(dǎo)電動機(jī)進(jìn)行檢測，故必須每次另行制作與實際誘導(dǎo)電動機(jī)及周邊旋轉(zhuǎn)體裝置等價的縮小模式，有時還必須制作縮小模式的變頻器。
圖5表示的是專利文獻(xiàn)1記載的檢測裝置(3)的系統(tǒng)圖。
在該圖中，100是變頻器檢測裝置，110是相電壓檢測器，120是絕緣變壓器，130是扼流圈，140是DCCT，150是PWM變頻器，160是直流電容器，201是交流電源，202是整流器，203是變頻器。PWM變頻器150由與開關(guān)元件逆并聯(lián)的二極管構(gòu)成的開關(guān)151～156橋接構(gòu)成。
圖中，變頻器203通過內(nèi)置的直流電容和PWM轉(zhuǎn)換器的開關(guān)控制，將來自交流電源201并經(jīng)過整流器202輸入的直流電轉(zhuǎn)換為3相交流電后輸出。
此時，變頻器203的控制電路在輸入從變頻器檢測裝置100的控制電路內(nèi)的預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)數(shù)發(fā)生電路輸出的，誘導(dǎo)電動機(jī)的預(yù)設(shè)電氣角速度ωr和變頻器203輸出的3相電流時，發(fā)出與變頻器203驅(qū)動誘導(dǎo)電動機(jī)時等效的PWM轉(zhuǎn)換器的開關(guān)控制指令。
變頻器檢測裝置100由相電壓檢測器110、絕緣變壓器120、扼流圈130、DCCT140、PWM變頻器150、直流電容器160構(gòu)成。直流電容器160的正極與負(fù)極分別與變頻器203的直流輸入正極和負(fù)極并聯(lián)連接。
這樣，被檢測裝置的變頻器203的交流輸出端經(jīng)由絕緣變壓器120與PWM變頻器150連接，預(yù)設(shè)一個電氣角速度，降低誘導(dǎo)電動機(jī)的微分方程式次數(shù)控制PWM變頻器150，使得根據(jù)變頻器所驅(qū)動誘導(dǎo)電動機(jī)的電氣定數(shù)、預(yù)設(shè)電氣角速度、變頻器的交流輸出電壓三者所計算出的變頻器的相電流指令和變頻器的相電流相等。
由此，絕緣變壓器和PWM變頻器相當(dāng)于一個沒有旋轉(zhuǎn)體、無需結(jié)構(gòu)設(shè)置的等效的誘導(dǎo)電動機(jī)進(jìn)行工作。
專利文獻(xiàn)1日本特開2000-224865號公報發(fā)明內(nèi)容然而，如前所述，上述現(xiàn)有裝置(1)由于采用手動操作，需要大量的檢測時間而且控制裝置、負(fù)荷設(shè)備等方面的設(shè)備投資巨大，并需要占用較大的空間。
上述現(xiàn)有裝置(2)存在一個麻煩的問題，即，由于是連接縮小模式的誘導(dǎo)電動機(jī)進(jìn)行檢測，每次必需制作與實際誘導(dǎo)電動機(jī)及周邊旋轉(zhuǎn)裝置等效的縮小模式，根據(jù)情況有時需要制作縮小模式的變頻器。
上述現(xiàn)有裝置(3)進(jìn)行了對實際誘導(dǎo)電動機(jī)的模擬，但是其難以檢出功率半導(dǎo)體元件的初期不良品。另外，對負(fù)荷器扭矩的控制需在監(jiān)測負(fù)荷電流的同時進(jìn)行手動控制，作業(yè)繁雜，要求檢測人員具有一定的知識和經(jīng)驗。
本發(fā)明要解決上述這些問題，提供一種高速、廉價、無需占用廣闊空間、并可檢出功率半導(dǎo)體元件初期不良品的變頻器出廠檢測裝置。
本發(fā)明為解決上述問題而研制。權(quán)利要求1中所述的變頻器自動出廠檢測裝置發(fā)明的特征為驅(qū)動被檢測變頻器的自動出廠檢測裝置中具有的檢測程序可對前述變頻器產(chǎn)生所需電壓、電流，通過設(shè)定前述檢測程序以自動可變地控制前述變頻器的加速時間及減速時間，可自動檢測變頻器的保護(hù)功能。
權(quán)利要求2中所述發(fā)明的特征為在權(quán)利要求1所述的自動出廠檢測裝置中，前述檢測程序中具有程序可對前述變頻器產(chǎn)生使其不良功率半導(dǎo)體損壞之程度的高電壓或者高電流。
權(quán)利要求3所述的變頻器自動出廠檢測方法發(fā)明的特征為將權(quán)利要求2所述的自動出廠檢測裝置與被檢測變頻器的輸入端連接，在前述變頻器的輸出端連接無負(fù)荷的檢測電機(jī)，通過設(shè)定前述出廠檢測裝置的前述檢測程序，可以對前述變頻器反復(fù)進(jìn)行前述檢測電機(jī)的急加速以及急減速，向前述變頻器中的不良功率半導(dǎo)體施加高電壓或者高電流使其損壞，從而檢出初期不良品。
根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置及方法，因為其使用計算機(jī)自動進(jìn)行出廠檢測，出廠檢測條件可以通過編程任意設(shè)定加速時間、減速時間以及急加速和急減速的重復(fù)次數(shù)等，所以即使是依靠單個電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)也可以通過急加速產(chǎn)生高電流、通過急減速產(chǎn)生高電壓。因而，不需要手動出廠檢測時所必需的對負(fù)荷電機(jī)的扭矩調(diào)整以及對電機(jī)輸出電流的監(jiān)控等作業(yè)，可大幅縮短出廠檢測時間。此外，不需要出廠檢測控制裝置和負(fù)荷電機(jī)，可實現(xiàn)設(shè)備投資的削減和節(jié)省空間。


圖1本發(fā)明涉及的變頻器出廠時的自動檢測裝置的構(gòu)成圖。
圖2表示圖1中計測器、計算機(jī)及多路轉(zhuǎn)換器的一種連接關(guān)系的方塊圖(a)，以及表示計算機(jī)內(nèi)部構(gòu)成概況的方塊圖(b)。
圖3表示輸出電流和母線電壓狀態(tài)的線型圖。
圖4以往的變頻器出廠檢測裝置構(gòu)成圖。
圖5以往的出廠檢測裝置的構(gòu)成圖。
符號說明10出廠檢測控制裝置11控制部11a計測器控制器11b電壓電流發(fā)生器11c計測器11d多路轉(zhuǎn)換器12動力部13被檢測的變頻器14檢測電機(jī)16計算機(jī)16a CPU16b ROM16c RAM16d總線接口16e HDD
具體實施例方式
以下通過圖1對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明涉及的變頻器出廠時的自動檢測裝置的構(gòu)成圖。
在圖1中，10為出廠檢測控制裝置，11為控制部，12為動力部，13為被檢測變頻器，14為檢測電機(jī)。
被檢測變頻器13的輸入端連接本發(fā)明涉及的自動檢測裝置10，變頻器13的輸出端連接檢測電機(jī)14。
自動檢測裝置10由控制部11和控制部11所控制的動力部12構(gòu)成。
圖2為表示控制部11中的計測器11c、計算機(jī)16及多路轉(zhuǎn)換器11d等設(shè)備的一種連接關(guān)系的方塊圖(a)，以及表示計算機(jī)16內(nèi)部構(gòu)成概況的方塊圖(b)。在圖2(a)中，11為控制部，由計測器控制器11a、電壓電流發(fā)生器11b、計測器11c、多路轉(zhuǎn)換器11d、計算機(jī)16組成?？刂撇?1連接著動力部12(圖中未表示)。計算機(jī)16讀入并執(zhí)行檢測程序。計測器控制器11a將計算機(jī)16發(fā)出的指令轉(zhuǎn)換成對計測器11c的控制命令，從而對計測器11c及多路轉(zhuǎn)換器11d等進(jìn)行控制。電壓電流發(fā)生器11b及計測器11c根據(jù)控制命令，輸出模擬信號和偵測被檢測物13發(fā)出的信號。多路轉(zhuǎn)換器11d以1通道/1步驟進(jìn)行檢查，并依據(jù)控制命令選擇通道。
圖2(b)為表示圖1中計算機(jī)內(nèi)部構(gòu)成概況的方塊圖。圖中，16為計算機(jī)，該計算機(jī)16由保存基本操作程序等內(nèi)容的ROM16b、根據(jù)ROM16b所存程序執(zhí)行整體控制操作的CPU16a、保存檢測時各種程序及數(shù)據(jù)的RAM16c、保存出廠檢測所需檢測程序的HDD16e、以及總線接口16d等構(gòu)成。
在進(jìn)行出廠檢測之前預(yù)先編寫出廠檢測程序并保存在ROM16b中。出廠檢測條件由前述程序決定，并每次根據(jù)被檢測物確定條件。以檢出功率半導(dǎo)體元件的初期不良品為目的按照規(guī)定次數(shù)進(jìn)行急加速以及急減速測試，設(shè)定條件如下。在進(jìn)行出廠檢測時讀入并執(zhí)行前述程序。
加速時間按照急加速旋轉(zhuǎn)時在變頻器保護(hù)功能啟動水平以下實現(xiàn)最大輸出電流而進(jìn)行設(shè)定。加速時間越短輸出電流越大。
減速時間按照急減速時在變頻器保護(hù)功能啟動水平以下實現(xiàn)母線電壓最大回生而進(jìn)行設(shè)定。減速時間越短母線電壓越高。
圖3為表示檢測電機(jī)的4種狀態(tài)的輸出電流和母線電壓狀態(tài)的線型圖。
圖中，(A)表示檢測電機(jī)14的4種狀態(tài)。即(1)停止、(2)急加速、(3)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)、(4)急減速。
(B)是與(A)的4種狀態(tài)對應(yīng)的變頻器13的輸出電流，也即流過功率半導(dǎo)體元件的輸出電流。(C)是與(A)的4種狀態(tài)對應(yīng)的母線電壓，也即施加到功率半導(dǎo)體元件上的電壓。
圖中，檢測電機(jī)14穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時的輸出電流(B)以及母線電壓(C)分別呈(α)的波形。
但是由于檢測電機(jī)14的急加速，輸出電流(B)呈現(xiàn)出(β)的大振幅波形。該振幅的大小選擇為在通過電流時正常功率半導(dǎo)體元件不會損壞而接觸不良等異常功率半導(dǎo)體元件會被燒毀的值。
此外，檢測電機(jī)14的急減速產(chǎn)生回生電壓，母線電壓(C)呈現(xiàn)(γ)的過電壓波形。該過電壓的大小選擇正常功率半導(dǎo)體元件不會損壞而異常功率半導(dǎo)體元件因耐絕緣性差會損壞的值。
由此，預(yù)先編寫出廠檢測程序使其能形成如圖2中輸出電流(B)的(β)以及母線電壓(C)的(γ)的波形，在進(jìn)行出廠檢測時讀入并執(zhí)行該程序，從而可以通過以規(guī)定的重復(fù)次數(shù)執(zhí)行急加速以及急減速測試而自動檢出功率半導(dǎo)體元件的初期不良品。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于變頻器出廠自動檢測裝置具有可使變頻器產(chǎn)生所需電壓、電流的檢測程序，通過設(shè)定該檢測程序自動可變地控制變頻器的加速時間以及減速時間，可自動檢測變頻器的保護(hù)功能，特別是檢測程序可以對變頻器產(chǎn)生使前述變頻器中不良功率半導(dǎo)體元件損壞程度的高電壓或者高電流，因而可以實現(xiàn)出廠檢測的自動化，并且可以用單個檢測電機(jī)進(jìn)行出廠檢測以檢出功率半導(dǎo)體元件的初期不良品，還可以縮短檢測時間，降低設(shè)備成本，節(jié)省占用空間。
本發(fā)明是關(guān)于變頻器的出廠檢測裝置，特別對于可自動控制的變頻器出廠檢測裝置具有實用價值。
權(quán)利要求
1.一種變頻器自動出廠檢測裝置，其特征在于被檢測變頻器由該檢測裝置驅(qū)動，該檢測裝置具有檢測程序?qū)η笆鲎冾l器產(chǎn)生所需的電壓、電流，通過設(shè)定前述檢測程序以自動可變地控制前述變頻器的加速時間及減速時間，可自動檢測前述變頻器的保護(hù)功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動出廠檢測裝置，其特征在于前述檢測程序具有對前述變頻器產(chǎn)生可使其不良功率半導(dǎo)體損壞程度的高電壓或者高電流的程序。
3.一種變頻器自動出廠檢測方法，其特征在于將權(quán)利要求2所述的自動出廠檢測裝置與被檢測變頻器的輸入端連接，在前述變頻器的輸出端連接無負(fù)荷的檢測電機(jī)，可以通過設(shè)定前述出廠檢測裝置的前述檢測程序，對前述變頻器反復(fù)進(jìn)行前述檢測電機(jī)的急加速以及急減速，對前述變頻器中不良功率半導(dǎo)體施加高電壓或者高電流使其損壞，從而檢出初期不良品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種變頻器出廠自動檢測裝置。該裝置可以實現(xiàn)出廠檢測的自動化，可檢出功率半導(dǎo)體元件的初期不良，并可縮短檢測時間、降低設(shè)備成本、節(jié)省占用空間。其特征在于用于驅(qū)動被檢測變頻器的出廠自動檢測裝置具有檢測程序，用以向變頻器產(chǎn)生所需的電壓、電流，通過設(shè)定該檢測程序自動可變地控制變頻器的加速時間及減速時間，可以自動檢測變頻器的保護(hù)功能，特別是檢測程序使變頻器產(chǎn)生可將變頻器中不良功率半導(dǎo)體破壞之程度的高電壓或者高電流。
文檔編號H02P27/04GK1809955SQ20048001747
公開日2006年7月26日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月2日
發(fā)明者田中稔久 申請人:株式會社安川電機(jī)