CN101769991B - 电动机的绝缘老化检测装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种能够以简单的结构正确地检测多个电动机的绝缘老化的绝缘老化检测装置。在检测老化时用第一开关使滤波电容器的一端A接地，用第二开关使另一端B连接电动机的线圈，通过在变换器部上设置的电压测定电路测定链路电压，用串行通信把链路电压值向各逆变器部的微型计算机传送。用在各逆变器部上设置的电流测定电路测定经由电动机的绝缘电阻Z1、Z2流过的电流，在微型计算机中，从链路电压值以及这些电流值计算绝缘电阻Z1、Z2的值。
Description
技术领域
本发明涉及在能够驱动多个电动机的电动机驱动装置上连接的能够检测多个电动机的绝缘老化的装置。
背景技术
在JP2006-226993A中，记载了一种装置，该装置用于检测在电动机驱动装置上连接的电动机的线圈的绝缘老化，所述电动机驱动装置用整流3相交流电源后通过滤波电容器滤波使之成为直流电源的电源部、和把该直流电源变换为频率可变的交流电源来驱动电动机的电动机驱动放大器构成。在该装置中，利用在切断3相交流电源时在切断后还在滤波电容器中残留一定期间的电荷检测绝缘老化。亦即，在检测绝缘老化时，切断3相交流电源同时使滤波电容器的一端接地、另一端连接电动机的线圈，将经由电动机的绝缘电阻流过的放电电流和基准值进行比较，来检测绝缘老化。
电动机的绝缘老化的程度，例如把10MΩ作为基准进行判断，如果绝缘电阻在其以下就判断为绝缘老化。在上述装置中，不是测定绝缘电阻来判断绝缘老化，而是在假定滤波电容器两端的电压不变的基础上，通过比较放电电流和基准值来判定绝缘老化。但是，滤波电容器两端的电压对应电源电压变动，也随3相交流电源切断后的放电而变化，其变化速度还随负荷的大小而不同。因此在滤波电容器的电压不变的假定的基础上有可能不能正确地检测绝缘老化、而导致错误地输出绝缘老化的警报。
因此，考虑与测定放电电流的同时也测定平滑电容器的两端的电压，从这些数据计算绝缘电阻与基准值比较的方法。
但是，在能够同时驱动多个电动机的电动机驱动装置中，需要对于测定对象的每一个电动机设置这样的测定电路，有装置的结构冗余这样的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够以简单的结构正确地检测多个电动机的绝缘老化的电动机的绝缘老化检测装置。
上述目的通过在电动机驱动装置上连接的检测电动机的绝缘老化的绝缘老化检测装置实现，所述电动机驱动装置具有：具有整流交流电源的整流电路的变换器部；对该整流电路的输出进行滤波的滤波电容器；把来自该变换器部的直流变换为交流、分别驱动多个电动机的多个逆变器部，所述电动机的绝缘老化检测装置具有：在检测绝缘老化时通过导通使所述滤波电容器的一端接地的第一开关；测定所述滤波电容器的两端的电压的电压检测部；在检测绝缘老化时通过导通使所述滤波电容器的另一端分别连接所述多个电动机的线圈的多个第二开关；分别检测通过所述第一开关以及所述多个第二开关导通经由所述多个电动机的各个的绝缘电阻流过的所述滤波电容器的放电电流的多个电流检测部；和从所述电压检测部检测到的电压和所述多个电流检测部的各个检测到的电流，计算所述多个电动机的各个的绝缘电阻的多个绝缘电阻计算部。
理想的是，所述第一开关以及所述电压检测部被设置在所述变换器部，所述多个第二开关、所述多个电流检测部、以及所述多个绝缘电阻计算部分别被设置在所述多个逆变器部，还具有向所述多个绝缘电阻检测部传达所述电压检测部检测到的电压值的通信单元。
附图说明
图1是表示涉及本发明的一个实施形式的具有绝缘老化检测功能的电动机驱动装置的结构的一例的框图，
图2是表示电压以及电流测定电路的具体的结构的一例的图。
具体实施方式
图1表示涉及本发明的一个实施形式的具有绝缘老化检测功能的电动机驱动装置的结构的一例。
在图1中，表示出驱动两台电动机10、12的电动机驱动装置14的例子，但是当然，电动机的台数不限于此。电动机驱动装置14由变换器部18和多个(两个)逆变器部24、26构成。变换器部18具有整流器16，整流3相交流电源17使之成为直流。逆变器部24、26分别具有滤波电容器20、21和逆变器电路22、23，对来自变换器部18的直流进行滤波，变换为频率可变的3相交流后分别驱动两台电动机10、12。
分别在逆变器部24、26上配备的滤波电容器20、21，因为是并联，所以作为具有滤波电容器20、21的电容量的合计的电容量的一个滤波电容器来工作。
在变换器18内，设置开关28和控制电路32，前者在导通时使整流器16的一端即滤波电容器20、21的一端A接地，后者在检测绝缘老化时关断电磁接触器30，并使开关28导通。在变换器18内，还设置电压测定电路38以及A/D变换器40。前者测定用电阻34、36分压整流器16的输出端上的电压亦即滤波电容器20、21的两端的电压(DC链路电压(VDC))，后者将电压测定电路38的输出变换为数字值。开关28的导通关断信息以及A/D变换器40的输出通过串行通信电路42以串行信号的形式向逆变器部24、26发送。
在逆变器部24中，设置开关56，其遵照来自微型计算机44的指令，把滤波电容器20、21的另一端B经由电阻48、50连接在逆变器电路22的输出即电动机10的线圈上。流过电阻48的电流用电流测定电路60通过测定电阻48两端的电位差进行测定。用电流测定电路60测定的电流通过A/D变换器64变换为数字值，供给微型计算机44。
在逆变器部26中，设置开关58，其遵照来自微型计算机46的指令，把滤波电容器20、21的另一端B经由电阻52、54连接在逆变器电路23的输出即电动机12的线圈上。流过电阻52的电流用电流测定电路62通过测定电阻52两端的电位差进行测定。用电流测定电路62测定的电流通过A/D变换器66变换为数字值，供给微型计算机46。
在检测到绝缘老化时，变换器部18的控制电路32关断电磁接触器30，切断来自3相交流电源17的电源的供给，接着使开关28导通，使滤波电容器20、21的一端A接地。开关28的导通的定时和通过电压测定电路38的DC链路电压测定结果，经由串行通信电路42以串行信号的形式向逆变器部24、26的串行通信电路68、70发送。
逆变器部24的微型计算机44，接收来自变换器部18的、表示开关28已经导通的信号，使开关56导通，把滤波电容器20、21的另一端B连接在电动机10的线圈上。由此，因为经由电动机10的接地电阻Z1滤波电容器20、21的放电电流流过，所以用电流测定电路60测定该电流。
微型计算机44，从由变换器部18发送来的DC链路电压值和电流测定电路60测定的电流值，计算绝缘电阻Z1的值，与预定的基准值比较，将其结果作为绝缘电阻老化检测信号输出。
逆变器部26的微型计算机46，接收来自变换器部18的、表示开关28已经导通的信号，使开关58导通，把滤波电容器20、21的另一端B连接在电动机12的线圈上。由此，因为经由电动机10的接地电阻Z2滤波电容器20、21的放电电流流过，所以用电流测定电路62测定该电流。
微型计算机46，从由变换器部18发送来的DC链路电压值和电流测定电路62测定的电流值，计算绝缘电阻Z2的值，与预定的基准值比较，将其结果作为绝缘电阻老化检测信号输出。
另外，连接变换器部18和逆变器部24、26的上述那样的通信单元，只要是能够实现上述功能的，则不是串行通信而是并行通信也可。
通过在变换器部18以及逆变器部24、26中预先设置以上那样的机构，能够对于多个测定对象的电动机，以最小限度的电路结构和构成部件来检测绝缘电阻老化。
特别在用各自不同的机壳构成逆变器部和变换器部的电动机驱动装置的场合，在一个变换器部上连接的逆变器部的数、或者通过逆变器部连接的电动机的数，可以考虑各种各样的组合，但是只要在变换器部和逆变器部之间的通信单元内装入了从变换器部把上述那样的通知使开关导通的定时的信号和电压信息向全部逆变器部传送的机构，则在变换器部上连接的逆变器部的数或者电动机数，不管采取何种组合，都不需变更用于电动机绝缘电阻老化检测功能的特别的设定或者连接，就能够进行通过多个逆变器部在同一变换器部上连接的全部电动机的绝缘电阻老化检测。
另外，如上所述，在本发明中，因为在多个逆变器部中共享一个变换器部的开关导通动作和电压信息，各逆变器部在同一定时一齐进行绝缘电阻老化测定，所以测定需要的时间不依赖对象电动机数是一定的而与一台电动机的测定相同，可以缩短测定时间。另外，对于对象电动机的增减也不需变更设定或者变更连接而可以应对。
图2表示图1的测定电路38、60、62的具体的结构例。它们都是测定检测电阻的端子间的电压的电路，因为检测电阻36、48、62被连接在了一次侧的电路上，所以把使用绝缘放大器72变换为二次侧电位的检测电压输入AD变换器40、64、66，变换为数字数据。
用AD变换器40、64、66变换后的电压以及电流的数字数据，最终用逆变器部24、26的微型计算机44、46处理。关于电压，根据串联连接的电阻34和检测电阻36的分压比的关系，计算DC链路电压(VDC)。关于电流，直接检测检测电阻48、52的端子间的电压，从检测出的电压值和检测电阻48、52的值计算流过检测电阻48、52的电流。
Claims (1)
1.一种电动机的绝缘老化检测装置，其为被连接在电动机驱动装置上的、检测电动机的绝缘老化的装置，所述电动机驱动装置具有：具有对交流电源进行整流的整流电路(16)的变换器部(18)；对所述整流电路的输出进行滤波的滤波电容器(20，21)；和把来自所述变换器部的直流变换为交流、分别驱动多个电动机的多个逆变器部(24，26)，
所述电动机的绝缘老化检测装置具有：
第一开关(28)，其在检测绝缘老化时，通过导通使所述滤波电容器的一端接地；
控制电路(32)，其在检测绝缘老化时，使所述第一开关导通；
串联连接的第一电阻(34)以及第二电阻(36)；
电压测定电路(38)，其通过根据所述第一电阻和所述第二电阻的分压比的关系进行计算来测定所述滤波电容器的两端的电压；
第一A/D变换器(40)，其将所述电压测定电路测定的所述滤波电容器的两端的电压变换为数字值；
第1通信电路(42)，其通过串行通信或并行通信，将与所述电压测定电路测定的所述滤波电容器的两端的电压相当的数字值以及所述第一开关的导通关断信息从所述变换器部向所述多个逆变器部发送；
第2通信电路(68，70)，其通过串行通信或并行通信，接收从所述第1通信电路发送的、与所述电压测定电路测定的所述滤波电容器的两端的电压相当的数字值以及所述第一开关的导通的定时；多个第二开关(56，58)，其在检测绝缘老化时，通过导通使所述滤波电容器的另一端分别连接到所述多个电动机的线圈，
串联连接的第三电阻(48，52)以及第四电阻(50，54)；
多个电流测定电路(60，62)，其通过分别测定所述第三电阻，来分别测定通过所述第一开关以及所述多个第二开关导通经由所述多个电动机的各个的绝缘电阻流过的所述滤波电容器的放电电流；
第二A/D变换器(64，66)，其将所述多个电流测定电路测定的所述滤波电容器的放电电流分别变换为数字值；和
多个微型计算机(44，46)，其从与所述电压测定电路测定的所述滤波电容器的两端的电压相当的数字值以及与所述多个电流测定电路测定的所述滤波电容器的放电电流的各自对应的数字值，计算所述多个电动机的各自的绝缘电阻，
所述第一开关，所述控制电路、所述第一电阻、所述第二电阻、所述电压测定电路、所述第一A/D变换器以及所述第1通信电路，被设置在所述变换器部，
所述第2通信电路、所述多个第二开关、所述第三电阻、所述第四电阻、所述多个电流测定电路、所述第二A/D变换器以及所述多个微型计算机，分别被设置在所述多个逆变器部，
在所述多个逆变器部中的每一个逆变器中，在同一定时一齐进行绝缘电阻老化测定，所述绝缘电阻老化测定包括通过所述多个第二开关的连接、通过所述多个电流测定电路的所述滤波电容器的放电电流的测定、通过所述第二A/D变换器的所述滤波电容器的放电电流向数字值的变换、所述绝缘电阻的计算以及作为所述绝缘电阻与预定的基准值的比较结果的绝缘电阻老化检测信号的输出。
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