CN101165505A - 马达绝缘电阻下降检测装置 - Google Patents

Abstract

一种绝缘电阻下降检测装置能够选择多个马达中的一个并检测它的绝缘电阻下降。电源单元连接到分别驱动两个马达的多个马达驱动放大器上。马达通过选择单元选择，且导通接触器S1或S2。当电源单元的平流电容器C在电磁接触器闭合后达到预定电压时，接触器SW1和SW2导通，因此平流电容器C的一端、接触器SW2、电阻器R1和R2、接触器S1或S2、马达线圈、马达的绝缘电阻器Rx、地极G2或G1、接触器SW1和平流电容器C的另一端形成闭合电路。平流电容器C的电压施加到该闭合电路。得到检测电阻器R1两端的电势差并与参考电压进行比较以检测绝缘电阻下降。单个绝缘电阻下降检测装置可以检测多个马达的绝缘下降，从而以低成本获得空间节省的配置。

Description

马达绝缘电阻下降检测装置

技术领域

本发明涉及绝缘电阻下降检测装置，用于检测马达的绝缘下降。

背景技术

长期持续使用马达后，其绝缘性能依赖于工作环境而下降。由于绝缘下降而引起的漏电流导致漏电断电器启动，因此使用马达的装置将突然停止其操作。在这种情况下，马达还是驱动器出现问题是未知的，突然停止的起因调查将花费大量时间。因此，使用马达及其生产线的装置将停止操作很长时间。

传统上，根据前述的漏电流检测进行马达绝缘下降的检测。然而，根据使用传统漏电检测器的检测方法，只能在马达的前级检测马达绝缘下降，从而漏电流具有相当大的值。

因此，提出了一种马达驱动设备，设置有电源单元，用于整流三相AC电源并将其转换为DC电源；还设置有马达放大器，用于将DC电源(例如倒相电路)转换成AC电源，并驱动马达(参见JP 3751300B)。在该马达驱动设备中，可以通过使用电源单元中平滑电容器的电压以低成本检测马达的绝缘下降。

JP 3751300B描述的马达驱动设备中使用的马达绝缘-电阻下降检测装置设置在马达驱动放大器中。如果马达驱动设备包括多个用于驱动马达的马达驱动放大器，则每个放大器必须设置有由其自身驱动的马达绝缘电阻下降检测装置，因而需要更多的空间，并承担更高的成本。

发明内容

本发明提供了一种驱动马达的马达驱动设备中的用于多个马达的绝缘-电阻下降检测装置，能够依次地选择一个马达并以低成本检测所选马达的绝缘电阻的下降。

本发明的绝缘电阻下降检测装置用于通过马达驱动设备驱动的多个马达，该马达驱动设备具有：电源部，用于通过对AC电源提供的经过电源开关的电流进行整流、并通过电容器对电流进行平流来提供DC电压；驱动放大器，用于通过将所述电源部提供的DC电压转换成AC电压来分别驱动与其关联的马达；和驱动控制部，用于控制所述电源开关和所述驱动放大器，所述绝缘电阻下降检测装置包括：接触器，用于在接通时将所述电容器的一端连接到地；控制单元，设置为根据来自所述驱动控制部的关闭所述电源开关的信号接通所述接触器；导电线，用于将所述电容器的另一端连接到一个马达的线圈，从而形成闭合的电路，该闭合的电路包括所述接通的接触器、电容器、所述一个马达的线圈和接地；马达选择单元，设置为选择所述一个马达，使得该选择的一个马达的线圈包括在所述闭合的电路中；以及检测/确定单元，设置为检测流过所述闭合电路的电流和根据检测的电流确定所述选择的一个马达的绝缘电阻的下降。

该马达选择单元可以包括继电器、电磁接触器和半导体开关中的一个，用于选择包括在所述闭合电路中的一个马达。

接触器、控制装置、导电线、马达选择单元和检测/确定单元包括在马达驱动设备中。

根据以上所述的设置，单个绝缘电阻下降检测装置可以检测多个马达的绝缘性下降，从而可以以低成本获得空间节省的配置。

附图说明

附图1是示出根据本发明实施例的绝缘下降检测装置和马达驱动设备的示意电路框图。

具体实施方式

附图1是示出根据本发明实施例的绝缘下降检测装置和马达驱动设备的示意电路框图。

附图中，数字2代表马达驱动设备。马达驱动设备2包括电源单元3和马达驱动放大器4和4’。电源单元3使整流电路7将三相AC电转换成DC电。放大器4和4，将DC电源转换成可选的AC电源以驱动马达5和5’。数字1代表绝缘电阻下降检测装置，用于检测马达的绝缘下降。在本实施例中，电源单元3连接到两个马达驱动放大器4和4’。这种情况下，一个或多个马达驱动放大器连接到电源单元3。

马达驱动设备2的电源单元3设置有整流电路7和平流电容器C。整流电路7对三相AC电源提供的通过电磁接触器6的电流进行整流，并将其转换成DC电(power source)。平流电容器C对整流电路7整流的DC输出进行平流。

而且，马达驱动放大器4和4’分别包括倒相电路，该倒相电路包括开关元件Q1到Q6和Q1’到Q6’，每个都由IGBT或类似的构成，马达驱动放大器4和4’还包括二极管D1到D6和D1’到D6’，分别与开关元件Q1到Q6和Q1’到Q6’并联。

马达驱动放大器4和4’连接到电源单元3的整流电路7的输出线(DC连接部)上，并被提供DC电压。

响应于来自马达驱动设备2的控制装置9的命令，马达驱动放大器4和4’的开关元件Q1到Q6和Q1’到Q6’由控制电路(未示出)进行PWM控制，从而驱动地控制第一和第二马达5和5’。而且，响应于控制装置9的命令对电磁接触器6的接触头进行on/off控制。

上述马达驱动设备2的配置并不基本不同于传统的马达驱动设备。

本发明的绝缘电阻下降检测装置1配置为检测马达驱动设备2驱动的第一和第二马达5和5’的绝缘电阻下降。绝缘电阻下降检测装置1包括控制器10、选择器11、接触器SW1和SW2、接触器S1和S2、电阻器R1和R2、绝缘放大器12、参考电压生成器13、比较器14、用于在平流电容器C两端分压的分压电阻器R3和R4、以及用于对平流电容器C放电的放电电阻器R5。

控制装置9输出的关闭电磁接触器6的信号输入到控制器10。平流电容器C负极端的DC电源输出线配置为通过接触器SW1连接到地极。平流电容器C正极端的DC电源输出线配置为通过接触器SW2、检测电阻器R1、保护电阻器R2和接触器S1连接到马达5和5’的一相线圈。接触器SW1、SW2、S1和S2可以包括继电接触器、电磁接触器、半导体开关等。

进一步，绝缘放大器12连接到检测电阻器R1的相对端，从而可以放大检测电阻器R1的电势差并输出到比较器14。比较器14配置为比较来自参考电压生成器13的参考电压和绝缘放大器12的输出。

以下是绝缘下降检测操作的描述。在任意一个马达的检测绝缘下降中，马达驱动放大器4和4’的操作停止，由选择器11选择将被进行绝缘下降检测的马达。控制器10闭合对应选择器11所选马达的接触器。在本实施例中，在选择了马达5时闭合接触器S1，在选了马达5’时闭合接触器S2。然后，从控制装置9下发命令闭合电磁接触器6。三相AC电源提供的交流电通过整流电路7进行整流，平流电容器C被充电。当平流电容器C经过预定时间后被完全充电时，从控制装置9输出命令打开电磁接触器6。来自控制装置9的、打开接触器6的该命令还输入到绝缘电阻下降检测装置1的控制器10。一接受到该信号，控制器10就接收电阻器R3和R4形成的分压，并将它们与预设的电压相比较。

当电磁接触器6打开时，对平流电容器C进行充电的充电电荷通过放电电阻器R5缓慢放电。此时获得的电压由电阻器R3和R4进行分压，由控制器10检测所得的分压。当达到预设的电压时，控制器10输出马达绝缘下降检测命令，并导通接触器SW1和SW2。因此，平流电容器C的充电电压通过检测电阻器R1施加到所选的马达5或5’的线圈上。由此，平流电容器C正极端的电源输出线形成闭合的电路，该电路包括接触器SW2、检测电阻器R1、保护电阻R2、接触器S1或S2、马达5或5’的一相线圈、马达5或5’的绝缘电阻器Rx或Rx’(包括马达的寄生电容)、接地G2或G1、接触器SW1和平流电容器C的负极端子。平流电容器C的充电电压施加到该闭合电路，从而对应马达5或5’绝缘电阻器Rx或Rx’的电流(漏电流)流过该闭合电流。由该电流生成的检测电阻器R1两端的电势差通过绝缘放大器12进行放大，并通过比较器14与参考电压生成器13的参考电压进行比较。如果绝缘放大器12的输出电压高于参考电压，则从比较器输出绝缘下降信号。该绝缘下降信号输入到例如灯(未示出)的指示器中，通知操作者所选马达的绝缘性下降。或者，该绝缘下降信号输入到控制装置9中并显示在控制装置9的显示单元上。

如果所选马达的绝缘电阻器Rx或Rx’下降，则流过闭合电路的电流(漏电流)增大，从而检测电阻器R1两端的电势差变大，绝缘放大器12的输出电压增大。如果该电压高于参考电压，则从比较器14输出绝缘下降信号。之后，选择器11逐个选择马达，检测绝缘电阻下降。

由此，可以简单地检测每个马达的绝缘下降。由于检测马达绝缘下降的电源是对平流电容器C充电的电能，可以以低成本简单地检测马达的绝缘下降。

尽管上述实施例中设置了接触器SW2，但它并不是必要的。平流电容器C正极端的DC电源输出线可以预先直接连接到检测电阻器R1的一端。当电阻器R3和R4分压的平流电容器的电压达到预设的电压时，在本例中，控制器10响应于随后输出的马达绝缘下降检测命令而闭合接触器SW1，并闭合选择器11选择的接触器(S1或者S2)，从而形成闭合电路。

此外，在本实施例中，绝缘电阻下降检测装置1设置有分压电阻器R3和R4以及放电电阻器R5，用于检测平流电容器C的电压。然而，作为替代，马达驱动设备2本身也可以设置分压电阻器和放电电阻器，用于检测平流电容器C的电压。在此情况下，由马达驱动设备2的分压电阻器所检测的平流电容器C的电压应当仅输入到检测装置1中。

如果电磁接触器6闭合预定时间或更长，而平流电容器C的充电电压达到预定值，且变化很小，可以省略检测平流电容器C的电压的分压电阻器R3和R4以及放电电阻器R5。在这种情况下，控制器10从控制装置9接收信号，打开电磁接触器6。在预定时间内，可以输出马达绝缘下降检测命令从而闭合接触器SW1和SW2以形成闭合电路。平流电容器C的充电电压施加到闭合电路上。

Claims (3)

1.一种绝缘电阻下降检测装置，用于通过马达驱动设备驱动的多个马达，该马达驱动设备具有：

电源部，用于通过对AC电源提供的经过电源开关的电流进行整流、并通过电容器对电流进行平流来提供DC电压；

驱动放大器，用于通过将所述电源部提供的DC电压转换成AC电压来分别驱动与其关联的马达；和

驱动控制部，用于控制所述电源开关和所述驱动放大器，

其特征在于：所述绝缘电阻下降检测装置包括：

接触器，用于在接通时将所述电容器的一端连接到地；

控制单元，设置为根据来自所述驱动控制部的关闭所述电源开关的信号接通所述接触器；

导电线，用于将所述电容器的另一端连接到一个马达的线圈，从而形成闭合的电路，该闭合的电路包括所述接通的接触器、电容器、所述一个马达的线圈和接地；

马达选择单元，设置为选择所述一个马达，使得该选择的一个马达的线圈包括在所述闭合的电路中；以及

检测/确定单元，设置为检测流过所述闭合电路的电流和根据检测的电流确定所述选择的一个马达的绝缘电阻的下降。

2.根据权利要求1所述的绝缘电阻下降检测装置，其中所述马达选择单元包括继电器、电磁接触器和半导体开关中的一个，用于选择包括在所述闭合电路中的一个马达。

3.根据权利要求1所述的绝缘电阻下降检测装置，其中所述接触器、所述控制单元、所述导电线、所述马达选择单元和所述检测/确定单元包括在所述马达驱动设备中。

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