CN105358997A - 绝缘检测器以及电子设备 - Google Patents

Abstract

一种绝缘检测器(30)，其与电子设备连接，该电子设备具有用于以简易的结构高精度地对负载或设备的对地或相对于框体的绝缘电阻进行检测或测量的设备内电容器和电池中的某一个或双方，该绝缘检测器(30)具有：绝缘检测器内电容器(31)；电压检测部(33)，其对绝缘检测器内电容器(31)的电压进行检测；以及电流路径形成开关(32)，其用于将地或框体、设备内电容器(22)、以及绝缘检测器内电容器(31)进行串联连接而形成包含电子设备的绝缘电阻在内的电流路径，通过由电压检测部(33)对绝缘检测器内电容器(31)的电压的变化的时间常数进行测量，从而对绝缘电阻进行测量，与设备内电容器(22)的电容值相比，绝缘检测器内电容器(31)的电容值是在绝缘电阻的测量中能够忽略的值。

Description

绝缘检测器以及电子设备

技术领域

本发明涉及一种绝缘检测器以及具有该绝缘检测器的电子设备，该绝缘检测器对负载、例如电动机的绝缘发生了劣化或接地短路进行检测。

背景技术

由于电子设备的绝缘材料通常会逐年劣化，因此优选对该劣化进行监视并采取措施，应该利用漏电断路器保护由于绝缘破坏而导致的漏电，优选能够对绝缘性的降低进行监视而对绝缘破坏进行预测，防患于未然。另外，漏电断路器能够对装置的对地漏电流进行检测，但由于绝缘材料的劣化所导致的绝缘电阻的变化很小，因此对该变化进行测量是困难的。例如，在工场的生产现场使用的工作机械中，使用多个电动机、例如主轴电动机或伺服电动机，但电动机的框体和线圈之间的绝缘材料逐年劣化。在上述工作机械中，通常，如果由于电动机的绝缘的劣化而流过大的漏电流，则与系统电源连接的漏电断路器进行动作，装置整体停止。在该情况下，由于装置突然停止，因此对生产的影响大，且难以确定漏电的原因部位，恢复也花费时间。因此，需要高精度地对装置或负载、例如电动机的对地或相对于框体的绝缘电阻的劣化进行检测的机构，或者定期地对绝缘电阻进行检测而预知其劣化、能够实现装置的预防维护的机构。

在专利文献1中公开了下述技术，即，利用蓄积在平滑电容器(capacitor)中的电压而使电流流过负载，但不对该电流进行检测，而对平滑电容器的电压的变化进行监视，根据其时间常数而对绝缘电阻进行计算。能够想到，在专利文献1公开的技术中，由于测量对象不是微弱的电流，而是难以产生噪声(noise)的电容器的电压变化，因此能够实现抗噪声性能强的高精度的测量。

在专利文献2中，以“廉价地获得能够预知电动机的绝缘劣化的电动机驱动装置”为课题，公开了下述电动机驱动装置，即，“在电动机驱动放大器8未进行动作时，将继电器触点K1接通而形成与接地G2连接的电动机10的壳体、电动机线圈、电阻R1、电阻R2、继电器触点K1、二极管D4、D5、D6、交流电源1、接地G1的闭合回路。由此，交流电源1的对地间电压施加于该闭合回路。在电动机10的绝缘电阻大时，在闭合回路中流动的电流小，由电阻R1导致的电位差小。如果电动机的绝缘劣化，则漏电流增加而电阻R1的电位差超过由齐纳二极管所决定的基准电压，在这种情况下，输出信号从比较器32输出，信号从光耦合器35输出，将绝缘电阻降低在控制装置11的显示器上进行显示。能够简单地、廉价地预知电动机的绝缘劣化而防止漏电等所导致的突然的运转停止”。在专利文献1公开的技术中，从进行驱动的设备侧对工作机械的电动机的绝缘电阻进行测量。

专利文献1：日本特开昭60－78359号公报

专利文献2：日本特开2005－16958号公报

发明内容

但是，根据上述专利文献1所记载的现有技术，平滑电容器是为了使电压稳定化而设置的，其电容值通常是非常大的值。另一方面，作为测量对象的绝缘电阻的电阻值也是非常大的值。于是，电压变化的时间常数τ＝R×C是非常长的时间。因此存在下述问题，即，能够对诸如接地短路这样的小电阻值进行测量，但在像绝缘电阻这样电阻值大的情况下，需要非常长的时间。

另外，通常，大多以在电子设备的停止时进行放电的方式，与平滑电容器并联地设置有放电电阻，但该方法存在下述问题，即，由于电阻值远大于放电电阻，因此不能对绝缘电阻的电阻值进行测量。

另外，从预防维护的角度出发，还需要检测不会在电子设备自身的动作中产生问题的程度的绝缘电阻值的微小变化，例如需要在100MΩ的高绝缘电阻下也能够进行测量。

另外，根据上述专利文献2所记载的现有技术，在将逆变器及电动机停止的状态下，经由电阻而对整流后的N母线和逆变器输出即电动机的绕组进行连接，通过测量用的电阻器和电动机的绝缘电阻而对N母线的电压进行分压。因此，通过对施加在电阻上的电压进行测量，从而能够对电动机的绝缘电阻进行测量，但存在下述问题，即，根据受电交流电源的接地方法的不同，有时会变得不能进行测量。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种绝缘检测器，该绝缘检测器能够以简单的结构高精度地对负载或设备的对地或相对于框体的绝缘电阻进行检测或测量。

为了解决上述课题，实现目的，本发明是与具有设备内电容器的电子设备连接的绝缘检测器，该绝缘检测器的特征在于，具有：绝缘检测器内电容器；电压检测部，其对所述绝缘检测器内电容器的电压进行检测；以及电流路径形成开关(switch)，其用于将地或框体、所述设备内电容器、以及所述绝缘检测器内电容器进行串联连接而形成包含所述电子设备的绝缘电阻在内的电流路径，所述绝缘检测器通过由所述电压检测部对所述绝缘检测器内电容器的电压的变化的时间常数进行测量，从而对所述绝缘电阻进行测量，与所述设备内电容器的电容值相比，所述绝缘检测器内电容器的电容值是在所述绝缘电阻的所述测量中能够忽略的值，或者，本发明是一种绝缘检测器，连接于电子设备的P母线及N母线中的某一个、与对逆变器和负载进行连接的输出线之间，该电子设备包含整流电路和所述逆变器，该整流电路配置于交流电源和所述负载之间，将来自所述交流电源的交流电压变换为直流电压，该逆变器连接于所述整流电路的后级而驱动所述负载，该绝缘检测器的特征在于，所述绝缘检测器具有：电阻器；电容器，其与该电阻器并联连接；以及电压检测器，其通过对所述电阻器两端的电压或进行分压而得到的一部分的电压进行检测，从而对所述绝缘检测器两端的电压值进行测量，所述绝缘检测器根据由所述电压检测器所测量出的所述电压值，检测所述负载对地或相对于框体之间的绝缘电阻。

发明的效果

根据本发明，具有下述效果，即，能够以简单的结构高精度地对负载或设备的对地或相对于框体的绝缘电阻进行检测或测量。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图2是表示实施方式1所涉及的电子设备中的电容器和设备内电容器的电压的变化的图。

图3是表示实施方式2所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图4是表示实施方式3所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图5是表示实施方式4所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图6是表示实施方式5所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图7是表示实施方式5所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图8是表示实施方式6所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图9是表示实施方式7所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图10是表示实施方式8所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图11是表示实施方式9所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图12是表示实施方式10所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图13是表示实施方式10所涉及的电子设备中的电容器和平滑电容器的电压、以及测量电压的变化的图。

图14是表示实施方式10所涉及的测量电压的变化的图。

图15是表示实施方式11所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图16是表示实施方式12所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图17是表示实施方式13所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图18是表示实施方式14所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图19是表示实施方式14所涉及的电子设备中的测量电压的变化的图。

图20是表示实施方式15所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图21是针对实施方式15所涉及的绝缘电阻测量，将其电路要素单纯地进行等价电路化而示出的电路图。

图22是表示实施方式18所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图23是表示实施方式19所涉及的、经由放大器而对串联连接的设备内电容器和电容器的电压进行测量的方式的图。

图24是表示实施方式20所涉及的、经由放大器而对串联连接的设备内电容器和电容器的电压进行测量的方式的图。

图25是表示实施方式21所涉及的测量时的具体流程的图。

图26是表示实施方式22所涉及的测量时的具体流程的图。

图27是表示实施方式23所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图28是表示实施方式23所涉及的测量时的具体流程的图。

图29是表示实施方式24所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图30是表示实施方式24所涉及的测量时的具体流程的图。

图31是表示实施方式25所涉及的测量时的具体流程的图。

图32是表示实施方式26所涉及的测量时的具体流程的图。

图33是表示实施方式27所涉及的绝缘检测器的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

图34是表示实施方式28所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。

图35是表示实施方式28所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。

图36是表示在实施方式28中连接了交流电源、整流电路、平滑电容器、和负载而得到的结构的一个例子的图。

图37是表示在实施方式28中连接了交流电源、整流电路、平滑电容器、和负载而得到的结构的一个例子的图。

图38是表示在实施方式28中连接了交流电源、整流电路、平滑电容器、和负载而得到的结构的一个例子的图。

图39是表示实施方式28所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。

图40是表示实施方式28中的图34的电路结构的绝缘检测时的等价电路的图。

图41是表示实施方式28中的图40的等价电路中的典型的测量波形的一个例子、即测量电阻两端的电压波形随时间的变化的图。

图42是表示实施方式29所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。

图43是表示实施方式30所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。

图44是表示实施方式30中的图43的电路结构的绝缘检测时的等价电路的图。

图45是表示实施方式30中的图44的等价电路中的典型的测量波形的一个例子、即测量电阻两端的电压波形随时间的变化的图。

图46是表示实施方式31所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。

图47是表示实施方式31所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。

图48是表示在实施方式32中缩短测量时间的方法的图。

图49是表示实施方式33所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。

图50是表示在实施方式35中，可测量的绝缘电阻和杂散电容之间的关系的图。

图51是表示实施方式36所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。

图52是表示实施方式37所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。

图53是表示在实施方式37中，图52中的测量电阻两端的电压波形随时间的变化的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的绝缘检测器以及电子设备进行详细说明。此外，本发明不限定于本实施方式。

实施方式1

图1是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式1的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。此外，在图1中设为绝缘检测器配备于电子设备的结构，但本发明不限定于此，也可以是绝缘检测器包含于电子设备中。在图1中，从系统电源10向电子设备20供给电力。在电子设备20中，驱动电路对电动机24进行驱动。图1的结构特别适用于与设备内电容器的电压一起进行电压测量的情况。

系统电源10包含三相交流电源11，接触器12配置于三相交流电源11和电子设备20之间。

电子设备20具有整流电路21、设备内电容器22及逆变器23。电子设备20经由系统电源10的接触器12而从三相交流电源11对三相交流进行受电，通过整流电路21及设备内电容器22将所受电的三相交流变换为直流。该直流电压由逆变器23变换为交流，通过变换得到的交流而驱动电动机24。此外，将直流电压的负电位侧的母线称为N母线，将正电位侧的母线称为P母线。

绝缘检测器30具有电容器31、作为电流路径形成开关的开关32、电压检测部33、控制部34、和输出部35。绝缘检测器30对电子设备20的N母线对地或相对于框体之间的绝缘电阻进行测量。在这里，作为绝缘检测器30内的电容器31而使用小电容电容器。此外，假设在以下的说明中，在仅称为电容器而非设备内电容器的情况下，与电容器31同样是小电容电容器。

此外，电压检测部33对电容器31的值进行检测，检测出的值被发送至控制部34。

作为电容器31，使用电容值比设备内电容器22小、例如小于或等于设备内电容器22的电容值的10％的电容器。电容器31的一端与P母线连接，另一端经由开关32而与地或框体连接。与设备内电容器22的电容值相比，使电容器31的电容值小至在绝缘电阻的测量中可忽略即可。

在不进行测量的通常状态下，开关32切断。在进行测量时，首先使电子设备20停止。通常状态包含电子设备20正在驱动负载时。

然后，为了使电子设备20的电位、即P母线及N母线的电位不固定，将对电位进行固定的部分断开。具体地说，将接触器12切断。这样，成为在设备内电容器22中蓄积了与设备内电容器22相应的电压的状态。在该状态下将开关32闭合。这样，形成包含设备内电容器22、电容器31、开关32、地以及绝缘电阻在内的电流路径，电流在该电流路径内流动。

如果将设备内电容器22的电容设为C₀，将电容器31的电容设为C_m，则串联合成电容Cm’由下述式(1)表示。

【算式1】

${C_m}^{\′}=\frac{C_0{C}_m}{C_0+C_m}...\left(1\right)$

在这里，通常，设备内电容器22的电容C₀还依赖于电子设备20的大小，但设为1～10mF左右。与此相对，如果将电容器31的电容C_m设为小于或等于设备内电容器22的电容C₀的千分之一，则电容器31的电容C_m和设备内电容器22的电容C₀的串联合成电容Cm’成为接近于C_m的值。如果最初在设备内电容器22中以电压V₀蓄积有电荷，则在绝缘电阻的测量开始时，即，如果从开关32闭合而形成电流路径起经过较长时间，则设备内电容器22和电容器31的电压变得相等，其电压V₁由下述式(2)表示。

【算式2】

$V_1=\frac{C_0}{C_0+C_m}{V}_0...\left(2\right)$

由于设备内电容器22的电容C₀大，因此电压V₁是接近于电压V₀的值。即，从测量开始起的电容器31和设备内电容器22的电容器的电压的变化如图2所示。由于设备内电容器22的电容C₀大，因此设备内电容器22的电压几乎不变化，电压V₁是接近于电压V₀的值。另一方面，电容器31的电压以电压V₁为目标而上升。电容器31的电压V_Cm的变化由下述式(3)表示。

【算式3】

$V_{Cm}=V_1\left(1-\exp \left(-\frac{t}{\mathrm{\τ}}\right)\right)...\left(3\right)$

在这里，τ是电压变化的时间常数，在该情况下是合成电容C_m’和绝缘电阻R_x之积，由下述式(4)表示。

【算式4】

τ＝C_m′×R_x…(4)

如图2所示，电容器31的电压波形以时间常数τ不断上升，但如果将成为t＝τ时的电压设为V₂，则电压V₂由下述式(5)表示。

【算式5】

$V_2=V_1\left(1-\frac{1}{e}\right)\≅V_1\×\mathrm{0.632......}\left(5\right)$

在这里，e是自然对数的底。即，如果对电压达到电压V₂的时间进行测量，则该时间等于τ＝R×C。由于该电压的变化由上述式(3)表示，因此适当地选择相当于电压V₂的电压值即可。例如，如果选择电压V₃，对电压达到电压V₃的时间进行测量，则表示此时的时刻的、从测量开始时起的时间τ’由下述式(6)表示。

【算式6】

${\mathrm{\τ}}^{\′}=\mathrm{\τ}\×\ln \left(\frac{V_1}{V_1-V_3}\right)\mathrm{...}\left(6\right)$

根据以上述方式测量出的时间常数及电容器31的电容C_m，能够求出绝缘电阻的电阻R_x。

通常，由于放电电阻与设备内电容器22并联地设置，因此如果时间流逝，则设备内电容器22的电压下降。因此，本发明的绝缘电阻的τ所代表的测量时间需要比该时间短，是设备内电容器22的电压不降低的时间。例如，为了将绝缘电阻设为大于或等于与设备内电容器22并联地设置的放电电阻的10倍，需要使电容器31小于或等于设备内电容器22的电容的10％。优选将绝缘电阻设为大于或等于设备内电容器22的放电电阻的1000倍，将电容器31设为小于或等于设备内电容器22的电容的0.1％。

根据上述条件，使电容器31的电容C_m小于电容C₀，相对于认为希望进行测量的绝缘电阻的值R_x，根据上述式(4)而将时间常数τ的值例如设为小于或等于几秒等现实的测量时间，使该测量时间为与设备内电容器22的放电时间常数相比较短的时间。

控制部34以上述方式对绝缘电阻进行测量，将它与初始值或所设定的容许值进行比较而进行异常判定。在通过控制部34而进行判定后，判断为异常的情况下，控制部34将异常信号向输出部35发送，电子设备20的管理者通过对输出部35的输出结果在视觉上进行识别，从而能够对绝缘电阻是否异常进行判定。

但是，本发明不限定于此，控制部34及输出部35是为了便于进行说明而图示出的结构，它们并非必须设置。

实施方式2

图3是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式2的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。图3所示的绝缘检测器30是相对于图1所示的绝缘检测器30将电容器31的位置和开关32的位置进行置换而得到的，其他结构与图1所示的绝缘检测器30完全相同。

在图1中，电容器31的一端与P母线连接，电容器31的另一端与开关32的一端连接，开关32的另一端与地或框体连接，但在图3中，开关32的一端与P母线连接，开关32的另一端与电容器31的一端连接，电容器31的另一端与地或框体连接。即使以上述方式设置为如图3所示的结构，也能够与图1所示的结构同样地进行绝缘电阻的测量。

实施方式3

图4是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式3的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。图4所示的电子设备20a具有与设备内电容器22并联连接的电池41。即，电子设备20a在其结构中包含作为二次电池的电池，作为电子设备20a能够例示出电动汽车。

即使以上述方式设置为如图4所示的结构，也能够与图1所示的结构同样地进行绝缘电阻的测量，但在图4所示的结构中，由于不论有无设备内电容器22，P母线和N母线之间的电压均维持为恒定，因此在上述式(2)中V₁＝V₀，在式(1)中C_m’＝C_m。

实施方式4

图5是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式4的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。图5所示的绝缘检测器30是相对于图1所示的绝缘检测器30将电容器31的连接位置改变为N母线侧而得到的，其他结构与图1所示的绝缘检测器30完全相同。

在图1中，电容器31的一端与P母线连接，电容器31的另一端与开关32的一端连接，开关32的另一端与地或框体连接，在图5中，电容器31的一端与N母线连接，电容器31的另一端与开关32的一端连接，开关32的另一端与地或框体连接。在图1中测量的是N母线对地或相对于框体之间的绝缘电阻，但如果以上述方式设置为如图5所示的结构，则能够测量P母线对地或相对于框体之间的绝缘电阻。

实施方式5

图6是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式5的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。图6所示的电子设备20b不具有整流电路21，未与系统电源10连接，具有与设备内电容器22并联连接的电池41。电动机24由电池41的电力进行驱动。即，电子设备20a在其结构中包含作为二次电池的电池，作为电子设备20a而能够例示出电动汽车。

在图6所示的结构中，由于未连接如图1所示的系统电源10这样决定对地电位的电源，因此能够保持该状态不变而进行绝缘电阻的检测。此外，虽未图示，但在图6中也与图5同样地，也可以设置为测量P母线对地或相对于框体之间的绝缘电阻的结构。

此外，在图6所示的结构中，具有与设备内电容器22并联连接的电池41，但本发明不限定于此。取代设备内电容器22而设置了电池的结构也包含在本发明中。图7是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式5的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。图7所示的电子设备20b1不具有整流电路，未与系统电源连接，是从图6所示的电子设备20b中去除了设备内电容器22而得到的结构。在图7所示的结构中，电池41与设备内电容器同样地进行动作。通常，电池41的电容非常大，在图7所示的结构中，即使电容器31的电容值大，电池41的电压也是恒定的，能够进行测量。

实施方式6

图8是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式6的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。图8所示的电子设备20c不具有整流电路21，具有太阳能电池51和升压斩波器电路52。太阳能电池51的电力向系统电源10a输出。即，电子设备20c在其结构中包含作为二次电池的太阳能电池51，作为电子设备20c而能够例示出功率调节器。

由于太阳能电池51的输出是变动的，因此通过升压斩波器电路52而将它变换为恒定电压，然后通过逆变器23变换为交流并向系统电源10a供给。此外，供给电力的对象不限定于系统电源10a，也可以是其他电子设备，例如家庭内的其他交流电子设备。

在图8的结构中，通过不将太阳能电池51的部分从电子设备20c的驱动电路部分断开，形成如箭头所示的电流路径，从而能够与太阳能电池51的绝缘电阻同时对驱动电路的绝缘电阻进行测量。

为了以上述方式对绝缘电阻进行测量，与实施方式1～5同样地，使该电流路径与地断开，但这能够通过利用逆变器23而从系统电源10a断开来实现。即，如果逆变器23如图8所示是全桥型，则将逆变器元件全部切断即可。

如上所述，通过将逆变器23设为全桥型，并利用逆变器23而从系统电源10a断开，从而与图6同样地，能够保持该状态不变而进行绝缘电阻的检测。

此外，在逆变器23是无法从系统电源10a断开的结构、例如是半桥型的情况下，与图1同样地，将接触器设置于系统电源10a和逆变器23之间等而设置为可绝缘的结构即可。

实施方式7

图9是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式7的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。

在图1～7中，设置为测量P母线或N母线对地或相对于框体之间的绝缘电阻的结构，但在图9中，设置为对负载的绝缘电阻、即电动机24对地或相对于框体之间的绝缘电阻进行测量的结构。

在测量电动机24对地或相对于框体之间的绝缘电阻时，首先，将接触器12切断而将电子设备20d从系统电源10断开。

在从电子设备20d的P母线至逆变器23内的串联连接的2个逆变器元件中的任意者之间，设置有作为负载侧路径引导开关的开关32a。并且，从开关32a经由电动机24而与地或框体和开关32的一端连接。开关32的另一端与电容器31的一端连接，电容器31的另一端与N母线连接。

在电子设备20d停止的情况下，由于逆变器23的元件全部断开，因此将开关32、32a闭合，如箭头所示形成电流的路径。通过以上述方式形成电流路径，从而电流流过电动机24的绝缘电阻，但与图5同样地，由于电流也流过P母线对地或相对于框体之间的绝缘电阻，因此实际上，电流流过并联连接的上述2个电阻。因此，如果框体的绝缘性高，则该绝缘电阻的测量值为电动机24的绝缘电阻。

实施方式8

图10是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式8的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。图10所示的结构是用逆变器23的逆变器元件之一取代图9的开关32a而得到的结构。通过设置为如图10所示的结构，从而由于变得不需要开关32a，因此能够设置为比图9所示的结构简略的结构。

实施方式9

图11是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式9的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。在图10所示的绝缘检测器30中，电容器31的一端与电子设备20的N母线连接，电容器31的另一端与开关32的一端连接，开关32的另一端与地或框体连接，但在图11所示的绝缘检测器30中，电容器31的一端与电子设备20的P母线连接，电容器31的另一端与开关32的一端连接，开关32的另一端与地或框体连接。即使在图11所示的结构中，也与图10所示的结构同样地，取代开关32a而使用逆变器23的逆变器元件之一。此外，如箭头所示，在图11所示的结构中，电流的流向与图10所示的结构相反。

关于采用图10和图11中的哪一个结构，在电动机24的绝缘电阻具有或者假设具有二极管特性的情况下，需要考虑到电流的流向而进行选择。

实施方式10

图12是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式10的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。在图10的结构中，电压检测部33仅对电容器31的电压进行检测，但在图12的结构中，电压检测部33对串联连接的设备内电容器22和电容器31的电压进行检测这一点不同。在图12的结构中，测量电压是设备内电容器22和电容器31的电压之差。

由于最初蓄积在设备内电容器22中的电荷向电容器31移动，因此二者的电压差接近于零。即，测量电压表示为将设备内电容器22和电容器31的电压之差作为初始值而最终接近于零的衰减曲线。并且，测量电压的渐近值为零，不依赖于设备内电容器22的电压的初始值，即使假设电荷残留在电容器31中，也不对测量产生影响。从测量开始起的电容器31和设备内电容器22的电容器的电压、以及测量电压的变化如图13所示。

在这里，与图2同样地，将设备内电容器22的初始电压设为电压V₀，将电容器31的初始电压设为电压V₃。这样，设备内电容器22的电压和电容器31的电压所渐近的电压V₁’由下述式(7)表示。

【算式7】

${V_1}^{\′}=V_3+\frac{C_0}{C_0+C_m}(V_0-V_3)...\left(7\right)$

在这里，电压检测部33的测量电压的初始值为V₄＝V₀－V₃。并且，由于如果时间流逝，则设备内电容器22的电压和电容器31的电压变得相等，因此测量电压为零。

图13中的衰减的时间常数与图2相同，与上述式(4)相同。在图13中，由于衰减曲线的渐近值是明确的，因此能够对不依赖于设备内电容器22的电压的初始值的、时间常数进行测量。即，意味着，如图14所示，只要是在测量电压的衰减过程中，就能够选作测量开始的时间点。该测量值由下述式(8)表示。

【算式8】

$V\left(t\right)=V_4\left(\exp \right(-\frac{t}{\mathrm{\τ}}\left)\right)...\left(8\right)$

在这里，将变为电压V₅时的时刻τ作为时间常数而进行测量。如果用上述式(4)表示该τ，则电压V₄和电压V₅之间的关系由下述式(9)表示。

【算式9】

$V_5=\frac{V_4}{e}...\left(9\right)$

在这里，e是自然对数的底。在上述式(9)的关系中，也可以将电压V₄的基准设为从衰减开始起经过确定的时间后的电压V₄₂。即，如果将从变为电压V₄₂的时刻起经过τ后的电压设为V₅₂，则电压V₄和电压V₅之间的关系由下述式(10)表示。

【算式10】

$\frac{V_{52}}{V_{42}}=\frac{V_5}{V_4}=\frac{1}{e}...\left(10\right)$

即，能够通过将从测量电压的衰减开始起经过确定的时间后的电压V₄₂作为基准，或者将测量电压变为电压V₄₂的时刻作为基准，对该电压变为电压V₅₂＝V₄₂/e为止的时间进行测量，从而对τ进行测量。

以上述方式，能够对开始电压测量的时刻或电压进行确定。因此，能够避开如刚开始放电后这样容易产生电压的变动的期间而开始进行测量。

另外，与上述式(6)同样地，通过对达到确定的电压为止的时间进行测量，从而也能够对时间常数τ进行测量。例如，根据上述式(8)，测量电压从电压V₀衰减至电压V₆为止的时间由下述式(11)表示。

【算式11】

${\mathrm{\τ}}^{\′}=\mathrm{\τ}\·ln\frac{V_0}{V_6}...\left(11\right)$

以上述方式，能够根据通过测量而得到的τ’和测量电压，对时间常数τ进行计算。

实施方式11

图15是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式11的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。在实施方式10中，说明了能够不依赖于设备内电容器22及电容器31的初始电压而进行测量的结构，但在实施方式10的结构中，在设备内电容器22的初始电压和电容器31的初始电压相等的情况下，由于不发生电荷的移动，因此不发生测量电压的衰减。

另外，在电容器31的电压大于设备内电容器22的电压的情况下，测量电压为负值，会在测量算法方面产生问题。因此，优选电容器31的电压小、初始电压为零。

在图15所示的结构中，设置有电容器31的放电电阻。电容器31的放电电阻与电容器31并联连接。在这里，为了对电容器31的电压的变动进行测量，使电容器31的放电电阻的电阻值大于作为测量对象的绝缘电阻，以使电流不流过电容器31的放电电阻。例如，将电容器31的放电电阻的放电时间常数设为接近于设备内电容器22的放电电阻的放电时间常数的值即可。

在这里，如果将设备内电容器22的放电电阻的电阻值设为R_d0，则设备内电容器22的放电时间常数为C₀×R_d0。如果将电容器31的放电电阻的放电时间常数设为与设备内电容器22的放电电阻的放电时间常数相等，则电容器31的放电电阻的电阻值R_dm由下述式(12)表示。

【算式12】

$R_{dm}=\frac{C_0\×R_{d0}}{C_m}...\left(12\right)$

由于本发明的测量时间比设备内电容器22的放电时间常数短，因此如果以满足上述式(12)的方式选择电容器31的放电电阻，则成为电容器31的放电电阻对测量施加的影响小的结构。

如果作为电容器31的放电电阻而设置上述放电电阻，则在不进行绝缘检测的测量、开关32切断时，能够将电容器31两端的电压保持为零。在进行了绝缘电阻的测量后，如果将开关32切断，则以前述的放电电阻的时间常数，电容器31的电压降低，在经过长时间后，电容器31的电压变为零。

在该状态下，电压检测部33仅对设备内电容器22的电压进行测量。即，在不进行绝缘电阻的测量时，能够由电压检测部33对设备内电容器22两端的电压、即P母线和N母线之间的电压进行测量。以上述方式，能够得到对于逆变器装置的控制而言重要的P母线和N母线之间的电压。或者，也能够并用该P母线和N母线的电压测量部、以及绝缘电阻的检测用的电压测量部。

实施方式12

图16是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式12的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。在实施方式11的结构中，如果在测量后没有将开关32切断并经过长时间，则电容器31的电压不变为零，在测量算法方面会产生问题。

图16所示的结构是能够迅速地进行电容器31的放电的结构。在图16所示的结构中，不仅具有设置于电容器31的一端和地或框体之间的开关32，还设置有用于通过与电容器31并联地设置的电阻而将电容器31两端短路的开关32b。该电阻与图15中的电容器31的放电电阻不同，使其电阻值较小，例如设为小于或等于绝缘电阻的10％，处于将电容器31短路时不会损伤开关32的程度即可。在测量流程方面，利用经由绝缘电阻而向检测用电容器即电容器31的电流流入所导致的电压变化而对时间常数进行测量，但需要在测量的间隙将并联的放电电阻的开关设为接通而将检测用电容器的电压设为零。由于以比时间常数的测量短的时间进行该作业，因此例如如果以1/10的时间进行该作业，则需要将电阻值也设为小于或等于1/10。优选以1/100的时间进行该作业，将电阻值设为小于或等于1％。与电容器31并联地设置的电阻的电阻值设为下述程度的较小的值，即，在时间常数的测量的间隙，能够以将电容器31的电压设为零的方式进行放电。

在未进行绝缘电阻的测量时，开关32b闭合。在绝缘电阻的测量时，将开关32b切断，将开关32闭合，形成包含电容器31在内的电流路径而对绝缘电阻进行测量。

实施方式13

图17是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式13的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。在图17所示的结构中，能够由开关32c实现在图16中由开关32和开关32b这2个开关实现的动作。

在未进行绝缘电阻的测量时，开关32c对电容器31和与电容器31并联地设置的电阻进行连接，在测量开始时，形成包含电容器31和绝缘电阻在内的电流路径而对绝缘电阻进行测量。通过设置为图17所示的结构，从而能够实现结构的简略化。

实施方式14

图18是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式14的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。在图18所示的结构中，在作为负载的电动机24和地之间追加有杂散电容C_s。在这里，图示出最处于支配性地位的、与电动机24的绝缘电阻并联的杂散电容C_s。另外，存在被逆变器23内的逆变器元件取代的开关32d。

如果在将开关32b切断，而将对电容器31进行短路的电阻断开的状态下，将开关32及开关32d闭合而形成电流路径，则电流在流过绝缘电阻R_x之前流过杂散电容C_s。换言之，设备内电容器22的电压由电容器31和杂散电容C_s进行分压。

假设不存在杂散电容C_s，则在测量开始时，设备内电容器22的电压全部施加在绝缘电阻R_x上，但如果如图18所示存在杂散电容C_s，则电压被分压，一部分电压施加在电容器31上。分压后的电容器31的初始电压V_Cm0由下述式(13)表示。

【算式13】

$V_{Cm0}=\frac{C_s}{C_m+C_s}\×V_0...\left(13\right)$

电压V₀是设备内电容器22的初始电压。在这里，在上述式(13)中使用了如下近似，即，设备内电容器22的电容C₀比串联连接的电容器31的电容C_m和杂散电容C_s的合成电容大。如果用测量波形表示上述情况，则如图19所示。由于最初电容器31被充电至上述式(13)，因此测量波形即设备内电容器22和电容器31的电压之差在刚开始测量后降低至V₀－V_Cm0。然后，由于流过绝缘电阻R_x的电流而产生电压的衰减。即，如图19所示，由于测量电压首先在初期产生急剧的电压降低，然后按照时间常数τ进行衰减，因此成为2个阶段。

在杂散电容C_s大致等于电容器31的电容C_m或更大的情况下，根据上述式(13)，由于V_Cm0大，因此初期的电压的降低变得非常大。这样，对由时间常数τ造成的衰减的部分的波形进行测量变得困难。为了避免该情况，对开关32和开关32b接通的定时(timing)进行控制。

首先，在进行绝缘电阻R_x的测量之前，开关32b闭合，开关32、32d切断。在测量开始时，开关32b、32、32d全部闭合。这样，首先，利用设备内电容器22的电压，使杂散电容C_s充电至接近于V₀的值。在杂散电容C_s被充电至电压V₀后，如果将开关32b切断，则流过绝缘电阻R_x的电流将电荷蓄积在电容器31中，能够观测到测量电压的衰减。

以上述方式，由于能够构成将杂散电容C_s的电压设为V₀、将电容器31的电压设为0的状态，因此作为测量电压，能够得到从V₀进行衰减的波形。此外，在以上述方式对开关32和开关32b接通的定时进行控制时，需要将二者分别设置。

实施方式15

图20是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式15的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。在图20所示的结构中，相对于图18所示的结构，在与电容器31并联地设置的电阻和开关32b之间设置有保险丝36。

在图18所示的结构中，存在开关32和开关32b同时闭合的时间，此时由于N母线通过与电容器31并联地设置的低电阻的电阻而接地短路，因此如果接通电源，则电子设备20接地短路。如果如图20所示设置保险丝36，则能够保护电子设备20内的电路。

实施方式16

在本实施方式中，说明杂散电容及其他杂散成分对测量的影响。图21是针对上述已说明过的本发明的绝缘电阻测量，将其电路要素单纯地进行等价电路化而示出的电路图。

在上述实施方式中，设备内电容器22的电压经由绝缘电阻R_x而流入电容器31中，将它们作为串联连接的要素进行说明。但是，如图21所示，实际上，具有在图18中也示出了的杂散电容C_s，还具有测量系统的阻抗R_m。

如在实施方式14中所说明的那样，假设杂散电容C_s的主要成分是与电动机24的绝缘电阻R_x并联地存在的。例如，电动机24的绕组和其框体之间的电容相当于杂散电容C_s。包含逆变器23在内的电子设备20的驱动电路和地或框体之间的电容也能够由同样的电路常数进行表示。

测量系统的阻抗是电压测量所需的阻抗。电压计及示波器的探针的阻抗以在通常的测量中不成为问题的程度而设定得较大，但由于测量对象、即绝缘电阻的电阻值也大，因此测量系统的阻抗的影响大。如上所述，如果考虑到杂散电容C_s和测量系统的阻抗R_m，则图21所示的电路的放电时间常数由下述式(14)表示。

【算式14】

$\mathrm{\τ}=({C_m}^{\′}+C_s)\left(\frac{R_x{R}_m}{R_x+R_m}\right)=\left(\frac{C_0\·C_m}{C_0+C_m}+C_s\right)\left(\frac{R_x{R}_m}{R_x+R_m}\right)...\left(14\right)$

即，根据电压变化对时间常数τ进行测量，即使已知电容器31的电容C_m和设备内电容器22的电容C₀，为了获知绝缘电阻R_x，也必须知道杂散电容C_s和测量系统的阻抗R_m。测量系统的阻抗R_m是在检测电路的设计时大致确定的值，但杂散电容C_s是会根据电子设备的结构及线缆的状态而变化的值，有时还会根据劣化的程度而变化。因此，为了准确地测量出绝缘电阻R_x，需要对杂散电容C_s也同时进行测量。

实施方式17

在本实施方式中，说明杂散电容C_s的测量方法。为了对杂散电容C_s进行测量，能够利用得到图19所示的波形时的急剧的电压降低。根据图19，测量电压从电压V₀降低至V₀－V_Cm0。由于V_Cm0由上述式(13)表示，因此能够据此对杂散电容C_s进行测量。即，能够在图19的初期的急剧的电压降低时对杂散电容C_s进行测量，利用此后的衰减波形对时间常数τ进行测量，根据杂散电容C_s和时间常数τ，使用上述式(14)而对绝缘电阻R_x进行测量。

实施方式18

图22是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式18的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。在图22所示的结构中，设置为取代电容器31而具有并联连接的电容器31a和电容器31b、可由开关31e对它们进行切换的结构。其他结构与图18相同。

将电容器31a的电容设为C_m1，将电容器31b的电容设为C_m2，根据上述式(1)，将它们与设备内电容器22的合成电容分别设为C_m1’、C_m2’。使用电容器31a和电容器31b，分别进行电压变化的衰减时的时间常数的测量，将作为结果而得到的时间常数τ设为τa、τb。即，下述式(15)、(16)成立。

【算式15】

${\mathrm{\τ}}_a=({C_{ma}}^{\′}+C_s)\left(\frac{R_x{R}_m}{R_x+R_m}\right)\mathrm{...}\left(15\right)$

【算式16】

${\mathrm{\τ}}_b=({C_{mb}}^{\′}+C_s)\left(\frac{R_x{R}_m}{R_x+R_m}\right)...\left(16\right)$

如果从上述式(15)减去式(16)，则得到下述式(17)、(18)。

【算式17】

${\mathrm{\τ}}_a-{\mathrm{\τ}}_b=({C_{ma}}^{\′}-{C_{mb}}^{\′})\left(\frac{R_x{R}_m}{R_x+R_m}\right)...\left(17\right)$

【算式18】

$R_x=\frac{1}{\frac{\left({C_{ma}}^{\′}-{C_{mb}}^{\′}\right)}{\left({\mathrm{\τ}}_a-{\mathrm{\τ}}_b\right)}-\frac{1}{R_m}}\mathrm{...}\left(18\right)$

即，通过利用2个电容器对时间常数进行2次测量，从而能够消去杂散电容而准确地求出绝缘电阻的值。关于2个电容器，可以对电容不同的电容器进行切换，也可以准备电容不同、或者相等的电容器，通过改变并联连接的个数，从而使电容变化。

另外，在这里，设置为使用2种电容器电容，但通过增加测量次数，从而能够提高测量精度。也可以利用大于或等于3种电容的电容器，进行大于或等于3次测量。

如在本实施方式中说明的那样，能够还考虑到杂散电容的影响，高精度地对绝缘电阻的电阻值进行测量。

实施方式19

在本实施方式中，说明测量系统的阻抗R_m。图23是表示在图12的结构中，经由放大器而对串联连接的设备内电容器22和电容器31的电压进行测量的方式的图。图23所示的放大器是绝缘放大器，但这是为了将与主电路的电位不同的电位的电容器的电压变换为控制系统的电位。但是，放大器不限定于绝缘放大器，既可以使用通常的运算放大器，也可以使用用于去除噪声的测量装置放大器或差动放大器，还可以将它们组合。

在这里，将图23所示的放大器的输入阻抗设为R_a。在该情况下，例如运算放大器的输入阻抗大多较大，但绝缘放大器的输入阻抗并没有那么大，例如会根据使用状况、温度、元件的波动而变化。

但是，如上述式(14)所示，优选测量系统的阻抗R_m大于测量对象、即绝缘电阻R_x，至少如果与绝缘电阻R_x相比极低，则测量精度极度恶化。另外，在测量系统的阻抗R_m变动的情况下，该波动将直接影响到测量结果。

因此，为了容许上述的测量系统的阻抗变动，得到高测量精度，在图23中，与测量用的放大器的输入并联地设置有电阻R_d。此时，测量系统的阻抗R_m由下述式(19)给出。

【算式19】

$R_m=\frac{R_a{R}_d}{R_a+R_d}...\left(19\right)$

在这里，电阻R_d设定为，小于放大器的输入阻抗R_a，即使R_a变动，R_a和R_d的并联合成电阻的值也不怎么变化。另一方面，由于不能将测量系统的阻抗R_m设为与要测量的绝缘电阻R_x相比小得多的值，因此需要使用输入阻抗R_a大的放大器。作为接受电压的最初的元件，优选使用输入阻抗大的测量装置放大器。

实施方式20

图24表示图23的变形例。在实施方式19所说明的结构中，如果对测量出的电压进行分压，则能够增大输入阻抗。

由于电子设备20驱动电动机24，因此在PN母线间施加有几百V左右的电压，为了利用通常的放大器接受该电压，需要在测量时进行分压。在图24中，利用电阻R_d1和电阻R_d2的串联来接受希望测量的部分的电压，将测量用的具有输入阻抗R_a的放大器与电阻R_d2并联连接。此时测量系统的阻抗R_m由下述式(20)给出。

【算式20】

$R_m=R_{d1}+\frac{R_a{R}_{d2}}{R_a+R_{d2}}...\left(20\right)$

即，能够利用电阻R_d1、R_d2的选择方式而增大测量系统的阻抗R_m。但是，与实施方式19同样地，假设输入阻抗R_a变动这一情况，将R_d2设定为比R_a小的值，例如与测量系统的阻抗R_m相比小于或等于10％。即使考虑到这一点，如果使分压比(R_d2/(R_d1+R_d2))大，则也能够增大测量系统的阻抗R_m。假设为了在测量系统的阻抗R_m由于温度变化等而变化为2倍时也将检测值的变动抑制为小于或等于5％，与测量系统并联地设置小于或等于测量系统的阻抗的10％的电阻即可。如上所述，使电阻R_d2与输入阻抗R_a相比小至可忽略在测量系统的阻抗R_m由于温度变化等而变化时的检测值的变动。

实施方式21

在本实施方式中，说明具体的测量流程。图25是表示在以实施方式18中的图22的结构准备2个电容器而进行杂散电容的校正时，测量时的具体流程的图。

在通常的动作状态中，接触器12接通，开关32b接通。在测量时，首先在测量之前，预先将开关32e与电容器31a侧连接。然后，为了将电子设备20整体从系统电源10断开而设为不固定电位，将接触器12断开。然后，如在实施方式14中所说明的那样，将开关32b闭合而保持不变，将开关32和开关32d闭合。此后，如果将开关32b切断，则测量电压开始降低。然后，在适当的电压的定时，进行时间常数τ1的测量。在时间常数τ1的测量完成后，将开关32和开关32d切断。由此，电流路径被切断。

然后，如果将开关32b闭合，则电容器31a被短路，电压变为零，测量电压恢复原值。然后，进行第2次的时间常数的测量。对开关32e进行切换而与电容器31b侧连接，改变电容器的电容。然后将开关32、32d闭合，将开关32b切断，再次开始时间常数的测量，得到时间常数τ2。

在第1次的测量中流过一定程度的电流，因此在第1次和第2次之间，设备内电容器22的电压从初始值V₀稍微降低，但通常由于设备内电容器22的电容大，因此电压的降低很小。另外，如果采用实施方式10所说明的方法，则电压的初始值对测量产生的影响小。因此，如本实施方式所说明的那样，也可以连续进行大于或等2次测量。

实施方式22

图26是表示与在实施方式21中说明过的方法不同的方法，即，在以实施方式18中的图22的结构准备2个电容器而进行杂散电容的校正时，测量时的具体流程的图。

与实施方式21同样地，在测量时，首先在测量之前，将开关32e与电容器31a侧连接，将接触器12断开，将开关32和开关32d闭合。如果将开关32b切断，则测量电压开始降低。然后，在适当的电压的定时，进行时间常数τ1的测量。

在时间常数τ1的测量完成后，将开关32、32b、32d的状态保持不变，将开关32e与电容器31b侧连接。这样，将此时的电压作为初始值，电压开始以不同的时间常数进行衰减。对该时间常数进行测量，得到τ2。

根据实施方式10的测量，由于时间常数的测量不依赖于电压的初始值，因此如果对电压V、和V/e之间的时间常数进行测量，则求出时间常数τ＝R×C。还能够进行以上述方式使用2个阶段的衰减的测量。

根据本实施方式，能够实现测量时间的缩短和流程的简略化。另一方面，由于电压的动态范围变窄，因此需要考虑到测量精度及测量的方法。在该情况下，如果用于测量时间常数τ的测量电压更具自由度，则设计变得容易。例如，根据上述式(9)，从电压V₄降低至V₅＝V₄/e为止的时间为τ＝R×C，但如上述式(11)所示，即使对达到确定的电压为止的时间进行测量，τ也是可测量的。考虑到测量精度及测量所花费的时间，在确定的电压下进行时间常数的测量，然后通过运算求出时间常数τ即可。

实施方式23

作为绝缘电阻，能够想到图1所示的电子设备20的驱动电路自身和框体之间的电阻、以及图9所示的电动机24和框体之间的电阻，但如果灵活使用测量的流程，则能够分别求出它们的电阻值。

图27是表示本发明所涉及的绝缘检测器的实施方式23的结构、和配备了该绝缘检测器的电子设备的一个例子的图。图28是表示图27中的通断的流程的图。此外，在图27中，将电容器31设为1个，省略并联的电阻。在图27所示的结构中，绝缘电阻R_d存在于电子设备20的驱动电路部分的P母线和地或框体之间。

首先，将接触器12断开，将开关32闭合，构成包含绝缘电阻在内的串联电路，但此时如果设为将开关32闭合而保持不变的状态，则电流流过驱动电路的绝缘电阻R_d。在该状态下，将开关32b闭合而开始进行测量。根据测量的时间常数τd而求出的电阻值是不包含负载的绝缘电阻在内的、驱动电路和框体之间的电阻。

然后，如果暂时将开关32b闭合，对电容器31的电压进行放电，使测量电压恢复为V₀，再次将开关32和开关32d闭合，将开关32b切断而开始进行测量，则本次电流在通过负载的绝缘电阻R_x的路径上流过开关32d。但是，由于此时绝缘电阻R_d处于连接状态而保持不变，因此准确地说，对绝缘电阻R_d和绝缘电阻R_x的并联电阻进行测量。此外，在上述的其他实施方式中，绝缘电阻R_d大而未考虑。测量出的时间常数τx表示R_x和R_d的并联合成电阻。

由于在第1次的测量中求出绝缘电阻R_d，因此能够通过2次测量分别对绝缘电阻R_d和绝缘电阻R_x进行测量。在这里，简单起见，仅记载了一种电容器31，但实际上为了准确地进行测量，由于需要对杂散电容进行校正，因此设置大于或等于2个电容器31，每个电容器进行2次，共计进行大于或等于4次测量即可。

实施方式24

图29表示图27的变形例。图29表示下述例子，即，多个逆变器与单一的受电电路、和由受电电路、整流电路和设备内电容器22、其他结构而构成的整流电路部分并联连接，各个逆变器分别驱动各个电动机，驱动多个电动机24a、24b、24c。示出在该情况下，能够利用设置于设备内电容器22的单一的绝缘电阻检测机构而对各个电动机的绝缘电阻进行测量。

图30是表示图29中的通断的流程的图。在图30中示出开关及测量的流程。首先，将接触器12断开，将开关32闭合。在这里，在图30中，最初对驱动电路的绝缘电阻R_d进行测量。因此，逆变器侧的开关32c1、32c2、32c3未进行动作、保持切断不变，将开关32切断而开始进行测量。如果通过进行测量而测量出了时间常数τd，则暂时将开关32闭合而使电压恢复为V₀。此时开关32既可以是如图30所示保持闭合不变的状态，也可以如图25所示在未进行测量的期间切断。

然后，对电动机24a的绝缘电阻R_xa进行测量。为了构成流过电动机的电流路径，将开关32c1闭合。然后，将开关32切断而开始进行测量，对时间常数τa进行测量。在该测量中，得到电动机24a的绝缘电阻R_xa、和电路的绝缘电阻R_d的并联电阻的值。以上述方式，能够依次将开关32c2、32c3闭合而对电压变化的时间常数进行测量，对各电动机的绝缘电阻R_xb、R_xc进行测量。

此外，在这里，对电路的绝缘电阻R_d进行测量，但在绝缘电阻R_d与电动机24a、24b、24c的电阻相比较大，显然不需要进行绝缘电阻R_d的测量的情况下，也可以不进行绝缘电阻R_d的测量。

实施方式25

图31是图29所示的由多个逆变器和电动机而构成的情况下的检测流程的另一个例子。如果如图30所示进行动作，则在存在多个电动机的情况下，需要相当长的测量时间。因此，并非针对每次测量而使电容器31放电，通过在电压降低的中途对电流路径进行切换，从而能够一次结束多个测量。即，最初将开关32c1闭合而进行绝缘电阻R_xa的测量，然后将开关32c1切断、将开关32c2闭合而进行绝缘电阻R_xb的测量。由于利用狭窄的电压变化进行测量，因此测量精度可能变差，但能够以短时间进行测量。

实施方式26

图32表示图29所示的结构的其他的测量流程。在测量时，将开关32c1、32c2、32c3这3个开关同时闭合。通过进行图32所示的测量，虽然不能测量出绝缘电阻R_xa、R_xb、R_xc及R_d各自的值，但能够以短时间通过简便的方法对它们的并联合成电阻的值、即装置整体的绝缘电阻进行测量。

图32所示的测量适用于装置整体的绝缘电阻的监视。例如，能够想到下述运用，即，在通常的定期的绝缘电阻的测量中，进行图32所示的测量，对装置整体是否存在问题进行确认，在作为结果而知晓了装置整体的电阻值小、装置的某一个部分的绝缘存在问题的情况下，例如按照如图30所示的流程，对各个绝缘电阻进行诊断，对存在问题的部位进行明确。即，能够通过并用不同的流程，从而恰当地进行定期的绝缘电阻的监视、和问题发生时的问题部位的分析。

实施方式27

图33是表示对图23追加了管理部60的结构的图，该管理部60长时间地对测量出的绝缘电阻的值进行记录并管理。也可以说是表示控制部34和输出部35的详细结构的图。

由于绝缘电阻随着环境、例如温湿度而波动，逐年劣化是以非常长的时间而加深的，因此通过将每次的诊断结果向外部的控制器(作为数控控制器的NC(NumericalControl)控制器或上级控制器)进行通知并对长时间的变化进行监视，从而能够更准确地进行误动作少的诊断。

在测量出的值由A/D变换部61变换为数字数据后，输入至微型计算机62中，在运算后得到绝缘电阻的测量值。设置为下述结构即可，即，将以上述方式得到的测量值在未图示的监视器上进行显示，如果该测量值变得大于或等于设定值，则例如通过显示警告消息，或者鸣响警告音，从而进行告知。

而且，如图33所示，设置为下述结构即可，即，将绝缘电阻的测量值向作为数控控制器的NC控制器或作为更上级的控制器的控制器63发送，将测量值蓄积在存储器66中。

绝缘电阻的测量值在正常动作时极大，会由于测量误差大幅变动。因此，通过对长时间的变动进行监视，从而能够对负载的绝缘电阻的长期间的劣化进行观测，进行可靠性高的判定。

而且，如果设置为下述结构，即，如图33所示，设置温度计64或湿度计65，将它们的测量数据也同时进行关联并记录而能够掌握趋势，则能够进行精度更高、可靠性更高的诊断。

实施方式28

图34是表示本发明的实施方式28所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。图34所示的电子设备111具有：整流电路113，其配置于三相交流电源110和作为负载的电动机112之间，将来自三相交流电源110的交流电压变换为直流电压；逆变器115，其连接于整流电路113的后级，驱动作为负载的电动机112；以及平滑电容器114，其并联连接在整流电路113和逆变器115之间。电动机112由电子设备111进行驱动，包含对地的杂散电容116及绝缘电阻117。此外，在图34中，设置为电动机112与电子设备111连接的结构，但本发明不限定于此，也可以是电动机112包含于电子设备111中的结构。

图34所示的电子设备111通过逆变器115，将由整流电路113和平滑电容器114进行变换而得到的直流电压变换为交流波形，从而驱动电动机112。绝缘检测器120具有：分压电阻124，其用于与作为负载的电动机112的绝缘电阻117进行分压；检测电阻123，其对施加在分压电阻124上的电压进行检测；电压检测器121，其对检测电阻123的电压进行测量；以及测量电容器126，其与分压电阻124及检测电阻123并联地设置。测量电阻125是检测电阻123和分压电阻124串联连接的结构。即，绝缘检测器120是将测量电阻125及测量电容器126并联连接的结构，测量电阻125是将检测电阻123及分压电阻124串联连接的结构。

检测电阻123与分压电阻124相比较小，分压电阻124是与测量对象、即绝缘电阻117对所施加的电压进行分压的结构要素。检测电阻123将进行分压后得到的电压的一部分例如变换为适合于运算放大器的电压。绝缘检测器120的一端与逆变器115的输出线、即电动机112的绕组连接，另一端经由开关122而与逆变器115的N母线119连接。

图35是未设置图34中用于对检测电路120进行连接的开关122的情况。在图35的结构中，由于在电动机动作过程中，电压施加于电动机112，因此在检测电路120a中始终流过微弱电流。为了抑制该微弱电流，要求分压电阻124的电阻值充分大。另外，要求并联连接的测量电容器126的电容较小。在图35的结构中，如果电动机停止、逆变器的元件全部断开，则开始进行测量动作。如果逆变器断开，则与图41所示的结构同样地，电压向作为稳定值的渐近电压值V_a渐近。如果对该渐近电压值V_a进行测量，则能够对电动机的绝缘电阻进行测量。在图35的结构中，由于在电动机的动作过程中，电流持续地流过测量电容器126，因此不能将测量电容器126设为大电容，测量范围受限。但是，由于不需要设置开关，因此能够设置为简便的结构。此外，在如下所示的其他绝缘检测器或者配备了该绝缘检测器的电子设备中，同样也能够采用上述不设置开关的结构。

图36、37、38是表示交流电源、整流电路、平滑电容器、和负载连接而成的结构的一个例子，和平滑电容器的两端、即P母线及N母线的对地的电压变化的图。在图36所示的结构中，所受电的三相交流由整流电路进行三相全波整流，利用平滑电容器对整流而得到的输出进行平滑，并施加在负载上。在这里，图36的三相交流电源是Y接线，其中性点被接地。在图36中，P母线及N母线的电压以交流电源的频率的3倍的频率进行变化，但在P侧，维持变动幅度较窄的正电压，在N侧维持负电压。

图37的三相交流电源是V接线，三相交流的一相被接地。如图37所示，在V接线的情况下，P母线平均而言是正电压，N母线平均而言是负电压，但存在电压为零的时间。即，在V接线中，施加在P母线及N母线上的电压波形均为脉冲波形。并且，在图36所示的结构中，P母线及N母线的电压波形的变化的频率是受电的交流频率的3倍，但在图37所示的结构中，P母线及N母线的电压波形的变化的频率是受电的交流频率的1倍。

图38的交流电源是单相的。如图38所示，在单相交流中大多一相被接地，但在图38中，与V接线的情况同样地，P母线及N母线的电压波形也是具有为零的时间的脉冲波形。在图38所示的结构中，P母线及N母线的电压波形的变化的频率也是受电频率的1倍。

如果被施加上述脉冲波形，则在负载是单纯的电阻的情况下，直接对脉冲波形进行分压并测量。但是，在负载是装置的情况下，例如在负载是电动机的情况下，大多具有对地的电容成分。这样，脉冲对该电容成分重复进行充放电，不能通过电阻分压而进行绝缘电阻的测量。

因此，在图34的结构中，能够通过测量电容器126，解决在上述电路结构中产生的问题。

此外，在图34中，设置为绝缘检测器120外接于电子设备111的结构，但本发明不限定于此，也可以是绝缘检测器120包含于电子设备111中的结构。

下面，说明图34所示的结构的动作。在电动机112的动作过程中，绝缘检测器120不进行动作，开关122断开。在进行绝缘检测时，首先通过将逆变器115的动作停止而将电动机112停止，将开关122设为接通。由于三相交流电源110处于连接状态，因此图36、37、38所示的电压波形的电压施加于N母线119。认为平均而言相对于地而向N母线119施加有负电压即可。因此，如果将开关122设为接通，则成为测量电阻125和绝缘电阻117在N母线119和地之间串联连接的状态，通过2个电阻而对N母线119的电压进行分压。如果恒定的直流电压施加于N母线119，则直流电压由这些电阻进行分压，检测电阻123处也表现出恒定的直流电压。因此，如果对检测电阻123的电压进行检测并与N母线119的电压进行比较，则能够获知绝缘电阻117的电阻值。

图39是表示本发明的实施方式28所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。图39所示的结构是图34所示的结构的变形例。在图34中，绝缘检测器120与N母线119侧连接，但在图39中，绝缘检测器120与P母线118侧连接。

由于在图39所示的结构中设置有测量电容器126，因此在刚将开关122设为接通后的变化与未设置测量电容器126的情况的结构不同。即，在将开关122设为接通的瞬间，无电流流过测量电阻125及绝缘电阻117，但直流电压首先由测量电容器126和杂散电容116进行分压，少许上升，然后平缓地接近于渐近电压值。

图40是表示图34的电路结构的绝缘检测时的等价电路的图。将地作为基准的负的直流成分V_N及交流变动成分等价地施加于N母线。负的直流成分V_N的值是整流后的直流电压的值、即施加于平滑电容器114的电压值V₀₁的一半，由下述式(21)表示。

【算式21】

$V_N=\frac{V_{01}}{2}...\left(21\right)$

在N母线和地之间，绝缘电阻R_M及测量电阻R_D串联连接。存在与绝缘电阻R_M并联的杂散电容C_s，与测量电阻R_D并联地设置有测量电容器C_D。此外，图40所示的绝缘电阻R_M相当于图34的绝缘电阻117，测量电阻R_D相当于图34的测量电阻125，杂散电容C_s相当于图34的杂散电容116，测量电容器C_D相当于图34的测量电容器126，开关相当于开关122。

图41是表示图40的等价电路中的典型的测量波形的一个例子、即测量电阻R_D两端的电压波形随时间的变化的图。在这里，电压V是根据在检测电阻R_k两端检测出的电压而使用分压电阻R_b表示的测量电阻R_D＝R_k+R_b两端的电压。此外，检测电阻R_k相当于图34的检测电阻123，分压电阻R_b相当于图34的分压电阻124。由于分压电阻R_b的值是已知的，因此如果对检测电阻R_k的值进行检测，则能够对测量电阻R_D两端的值进行测量。

首先，在将开关接通之前，以使测量电容器C_D两端的电压变为零的方式进行放电。然后，如果将开关接通，则由于绝缘电阻R_M及测量电阻R_D的电阻值较大，因此在将开关接通的瞬间，电压V由测量电容器C_D和杂散电容C_s进行分压而上升至电压值V_i。如果将测量电容器C_D及杂散电容C_s的初始电压设为零，则电压值V_i由下述式(22)表示。

【算式22】

$V_i=\frac{C_S}{C_D+C_S}{V}_N...\left(22\right)$

然后，电压V依据电路的电阻成分和电容成分的值，以某个时间常数τ_t平缓地变化，接近于由电阻的分压所决定的渐近电压值V_a。在这里，由于所施加的电压不仅包含负的直流成分V_N，还包含交流变动成分，因此如图41所示，在电压波形中存在以细线表示的交流变动成分以及以粗线表示的平缓地接近于渐近电压值V_a的成分。在这里，去除该交流变动成分而仅关注图41的粗线的变化。渐近电压值V_a由下述式(23)表示。

【算式23】

$V_a=\frac{R_D}{R_D+R_M}{V}_N...\left(23\right)$

由于负的直流成分V_N及测量电阻R_D是已知的值，因此绝缘电阻R_M能够使用渐近电压值V_a由下述式(24)表示。

【算式24】

$R_M=\frac{V_N-V_a}{V_a}{R}_D...\left(24\right)$

表示图41所示的电压V从电压值V_i变化为渐近电压值V_a为止的曲线的、电压V的函数V(t)在图40的等价电路中是单一时间常数的指数函数式的衰减曲线，由下述式(25)表示。

【算式25】

$V\left(t\right)=V_a-(V_a-V_i)\exp (-\frac{t}{{\mathrm{\τ}}_t})...\left(25\right)$

在这里，时间常数τ_t由下述式(26)表示。

【算式26】

${\mathrm{\τ}}_t=(C_D+C_S)\left(\frac{R_D{R}_M}{R_D+R_M}\right)...\left(26\right)$

根据上述式(26)，在V_a＞V_i的情况下是上升的曲线，在V_i＞V_a的情况下是下降的曲线。

在测量中，一边去除交流变动成分而仅对图41的粗线进行检测，一边求出渐近电压值V_a。为此，在绝缘检测器120中设置滤波器电路、或者对交流波形进行数值平均处理即可。在这里，关于滤波器电路，能够例示出对高频成分进行去除的低通滤波器或仅对电源频率进行去除的陷波滤波器。

下面，说明由于交流变动成分而变得不能进行测量的问题。如果交流成分的振幅大、瞬间地向测量电阻R_D施加零或负的电压，则图34的电路中的逆变器115的下桥臂的续流二极管导通。在电流以上述路径流动的情况下，电压变化的平均值的渐近点不能用绝缘电阻R_M和测量电阻R_D的分压准确地表示，变得不能进行绝缘电阻117的检测。即，为了使得能够进行测量，需要使还包含交流变动成分在内的电压大于或等于零，因此，在未设置测量电容器126的电路结构中，在N母线的电位发生了变化的情况下，变得不能进行测量。

如上所述，图34所示的结构和未设置测量电容器126的情况下的结构的不同点在于有无测量电容器126，由于测量电容器126，交流变动成分的振幅变化。在这里，简单起见，假设交流变动成分的频率f下的测量电容器C_D及杂散电容C_s的阻抗与测量电阻R_D及绝缘电阻R_M相比较小，下述式(27)成立。

【算式27】

$\frac{1}{2{\mathrm{\&pi;fC}}_D},\frac{1}{2{\mathrm{\&pi;fC}}_S}<R_D,R_M...\left(27\right)$

此外，交流变动成分的频率f在图36的结构中是受电频率的3倍，在图37、38的结构中是受电频率的1倍。

在未设置测量电容器126的结构中，由于不存在测量电容器C_D，因此N母线的交流成分由作为小阻抗的杂散电容C_s和作为大阻抗的测量电阻R_D进行分压，由于在测量电阻R_D两端产生与原先的变动的振幅相同的振幅的交流变动，因此对绝缘电阻117进行测量是困难的。

另一方面，在图34的情况下，N母线的交流变动成分仅流过2个电容器，因此以该2个电容器的电容比进行分压。即，如果将测量电容器C_D和杂散电容C_s设为相同程度的值，则N母线的交流变动成分的一半的电压施加于测量电容器C_D两端。因此，在绝缘检测器120两端所表现出来的交流变动成分变小，能够进行绝缘电阻117的测量。

实施方式29

图42是表示本发明的实施方式29所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。图42所示的电子设备111与图34所示的电子设备111相同。图42所示的绝缘检测器120A是对图34所示的绝缘检测器120追加了限流电阻127的结构，其他结构与图34所示的绝缘检测器120相同。

限流电阻127串联连接于测量电阻125及测量电容器126、与逆变器115的连接于输出线的一端之间。在开始绝缘检测时，如果将开关122设为接通，则与实施方式28的图41同样地，电压V上升至电压值V_i。其原因在于，在实施方式28的图40所示的等价电路中，急剧的电流流入测量电容器C_D及杂散电容C_s中，但如果流入过度急剧的电流，则有时会损坏元件。因此，如果如图42所示设置限流电阻127，则能够抑制流入测量电容器C_D及杂散电容C_s中的电流的峰值而保护电路，抑制噪声。限流电阻127优选与绝缘电阻117及分压电阻124相比为低电阻。

实施方式30

图43是表示本发明的实施方式30所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。图43所示的电子设备111与图34所示的电子设备111相同。图43所示的绝缘检测器120B是从图34所示的绝缘检测器120中去除了开关122、追加了开关128的结构。图34所示的绝缘检测器120的一端与逆变器115的输出线即电动机112的绕组连接，另一端经由开关122而与逆变器115的N母线119连接，是通过将开关122断开，从而从电子设备111断开的结构，但图43所示的绝缘检测器120B的一端经由开关128而与逆变器115的输出线即电动机112的绕组、和P母线118连接，另一端与逆变器115的N母线119连接。图43所示的绝缘检测器120B是下述结构，即，如果对开关128进行切换，则能够将绝缘检测器120B的一端的连接目标在逆变器115的输出线和P母线118之间进行切换。

首先，在逆变器115进行动作、电动机112正在运转的状态下，开关128与P母线118侧连接。在该状态下，绝缘检测器120B连接于PN母线间，能够对PN母线间的电压进行测量。即，图43所示的绝缘检测器120B在逆变器115的动作时、即未进行绝缘检测时，能够兼用作逆变器115的PN母线间的电压的检测机构。因此，图43所示的绝缘检测器120B例如在为了对逆变器115进行控制而需要对PN母线间的电压进行监视的情况下是有益的。

在将逆变器115停止而进行绝缘检测时，将开关128的连接目标从P母线118向逆变器115的输出线进行切换即可。如果将开关128的连接目标设为逆变器115的输出线，则虽然测量波形不同，但电路结构与将图34所示的绝缘检测器120的开关122接通的情况相同。

图44是表示图43的电路结构的绝缘检测时的等价电路的图。图45是表示图44的等价电路中的典型的测量波形的一个例子、即测量电阻R_D两端的电压波形随时间的变化的图。与图41同样地，图45的纵轴是根据检测出的检测电阻R_k的电压而测量出的测量电阻R_D两端的电压V。

首先，在测量之前，开关与P母线118侧连接，对PN母线间的电压值V₀₁进行检测。在这里，如果开关切换至逆变器115的输出线侧而开始绝缘检测，则电压V首先降低至电压值V_i。其原因在于，负的直流成分V_N由测量电容器C_D和杂散电容C_s进行分压，原本已充电至电压值V₀₁的测量电容器C_D的电压的一部分进行放电，如果将切换前的杂散电容C_s的电压设为零，则电压值V_i由下述式(28)表示。

【算式28】

$V_i=\frac{2C_D+C_S}{C_D+C_S}{V}_N=1+\frac{C_D}{C_D+C_S}{V}_N...\left(28\right)$

在电压V降低至电压值V_i后，一边指数函数式地进行衰减，一边接近于渐近电压值V_a。渐近电压值V_a由下述式(29)表示。

【算式29】

$V_a=\frac{R_D}{R_D+R_M}{V}_N...\left(29\right)$

电压V从电压值V_i变化至渐近电压值V_a的衰减曲线由下述式(30)表示。

【算式30】

$V\left(t\right)=V_a+(V_i-V_a)\exp (-\frac{t}{{\mathrm{\&tau;}}_t})...\left(30\right)$

上述式(29)与实施方式28的式(23)相同。另外，上述式(30)与实施方式28的式(25)不同，是下降的。其原因在于，由于出发点的电压值V_i大于V_N＝V₀₁/2、到达点即渐近电压值V_a小于负的直流成分V_N，因此V_i＞V_a。另外，衰减的时间常数τ_t由下述式(31)表示。

【算式31】

${\mathrm{\&tau;}}_1=(C_D+C_S)\left(\frac{R_D{R}_M}{R_D+R_M}\right)...\left(31\right)$

如以上说明所述，图43所示的绝缘检测器120B在逆变器115的动作时、即未进行绝缘检测时，能够兼用作逆变器115的PN母线间的电压的检测机构。因此，能够实现电路的简化及低成本化。另外，如上所述，在本方式中，由于下述式(32)成立，因此电压V下降而达到渐近电压值V_a。

【算式32】

V₀₁＞V_i＞V_N＞V_a＞0…(32)

此外，虽然电压V平均而言单调地进行衰减，但是由于所施加的电压是将负的直流成分V_N和交流成分相加而得到的电压，因此如图45所示测量电压的波形不过是进行衰减的成分和交流成分的合计值。如实施方式28所述，为了使得能够进行测量，需要使还包含交流变动成分在内的电压大于或等于零。因此，与电压V如图41所示上升相比，如图45所示下降能够进行更大范围的测量。

实施方式31

图46是表示本发明的实施方式31所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。图46所示的电子设备111与图34所示的电子设备111相同。图46所示的结构是图43所示的结构的变形例。在图43中，绝缘检测器120B与N母线119侧连接，但在图46中，绝缘检测器120B与P母线118侧连接。在图46所示的绝缘检测器120B中，能够进行与图43所示的绝缘检测器120B相同的测量。

图47是表示本发明的实施方式31所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。图47所示的电子设备111与图34所示的电子设备111相同。图47所示的绝缘检测器120C是对图46所示的绝缘检测器120B追加了限流电阻127的结构，其他结构与图34所示的绝缘检测器120相同。

在图47所示的绝缘检测器120C中，不仅能够进行与图43所示的绝缘检测器120B相同的测量，还能够通过限流电阻127，对流入测量电容器C_D及杂散电容C_s中的电流的峰值进行抑制而保护电路，抑制噪声。

限流电阻127优选与绝缘电阻117及分压电阻124相比为低电阻。在图47所示的绝缘检测器120C中，与图42所示的绝缘检测器120A同样地，能够对检测开始时向电容器的浪涌电流进行抑制。

实施方式32

在本实施方式32中，说明在实施方式28～31中在由绝缘检测器检测出的电压处于过渡的状态下对绝缘电阻的值进行推定的方法。

例如，在图34所示的绝缘检测器120中，为了能够使所测量的绝缘电阻117的电阻值较大，需要使测量电阻125的电阻值也较大。另外，为了抑制交流变动的振幅，必须使测量电容器C_D的电容值也较大。其结果，电压V的变化的时间常数τ_t可能变得非常大。即，在该检测方式中存在下述问题，即，由于根据渐近电压值V_a而求出绝缘电阻117的电阻值，因此在电压V的低频成分变为恒定之前测量无法完成，测量时间变得非常长。

图48是表示缩短测量时间的方法的图。去除了交流变动成分后的电压变化的低频成分由上述式(30)表示。在这里，如果在由上述式(30)表示的曲线的时刻t₁、t₂、t₃，以相同的时间间隔Δt＝t₃－t₂、t₂－t₁进行3次电压测量，得到各个时刻t₁、t₂、t₃的电压值V_t1、V_t2、V_t3，则由于上述式(30)是指数函数，因此在电压值V_t1、V_t2、V_t3、和指数函数的渐近电压值V_a之间，存在下述式(33)的关系。

【算式33】

$\frac{V_{t3}-V_a}{V_{t2}-V_a}=\frac{V_{t2}-V_a}{V_{t1}-V_a}\mathrm{...}\left(33\right)$

如果求解上述式(33)，则渐近电压值V_a由下述式(34)表示。

【算式34】

$V_a=\frac{V_{t1}{V}_{t3}-V_{t2}^2}{V_{t1}+V_{t3}-2V_{t2}}...\left(34\right)$

如上所述，即使不等待至电压V渐近至渐近电压值V_a，如果在过渡地变化的状态下对电压V进行3点测量，则也能够求出渐近电压值V_a。因此，能够缩短测量时间。

此外，对大于或等于3点进行电压V的测量即可。另外，在上述的说明中将进行测量的3点的时间间隔设为相等，但进行测量的时间间隔也可以不相等。但是，如果将进行测量的时间间隔设为相等，则如上述式(34)所示，能够以简略的式子导出渐近电压值V_a。

另外，由于在电压V的波形中包含交流变动成分，因此为了对某个时刻的电压进行测量，需要下功夫。由于能够想到交流变动的频率是商用电源频率即50Hz或60Hz，或者在图36所示的结构中是其3倍、即150Hz或180Hz，因此不论是哪一个频率，在包含整数个周期的波形的0.1秒范围内，对电压波形进行平均化是容易的，但由于0.1秒间的电压V的变动大，因此有可能无法进行准确的测量。因此，优选以更短的时间进行测量。例如，能够例示出另行对交流变动的频率进行测量，在该交流变动的一个周期的范围内对波形进行平均化的方法。

实施方式33

在本实施方式33中，对求出杂散电容C_s的电容值的方法进行说明。在图40或图44所示的等价电路中，在电路两端发生交流变动的情况下，能够根据测量电容器C_D两端的电压的交流成分的振幅而求出杂散电容C_s的电容值。简单起见，考虑交流变动成分的频率f下的测量电容器C_D及杂散电容C_s的阻抗与测量电阻R_D及绝缘电阻R_M相比较小、上述式(27)成立的情况。在该情况下，由于交流变动成分仅由杂散电容C_s及测量电容器C_D进行分压，因此在N母线的交流成分的振幅V_ac、和所检测的测量电容器C_D两端的交流成分的振幅V_dac之间，下述式(35)成立。

【算式35】

$V_{dac}=\frac{C_S}{C_D+C_S}{V}_{ac}...\left(35\right)$

根据该式，如果使振幅V_ac为已知的，并对振幅V_dac进行测量，则能够求出杂散电容C_s。因此，需要使振幅V_ac为已知的。

图49是表示本发明的实施方式33所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。图49所示的电子设备111与图34所示的电子设备111相同。图49所示的绝缘检测器120D是对图43所示的绝缘检测器120B追加了开关129的结构，其他结构与图43所示的绝缘检测器120B相同。

图49所示的绝缘检测器120D的一端经由开关128及开关129而与逆变器115的输出线即电动机112的绕组、和P母线118连接，另一端与逆变器115的N母线119连接。图49所示的绝缘检测器120D是下述结构，即，如果对开关128进行切换，则能够将绝缘检测器120D的一端的连接目标在逆变器115的输出线和P母线118之间进行切换，另外，是下述结构，即，如果对开关129进行切换，则能够将测量电阻125的连接目标在开关128和地之间进行切换。如果将开关129与地连接，则能够利用绝缘检测器120D对N母线119的电压直接进行测量。

另外，关于不设置上述特别结构即开关129而实现的方法，能够举出对交流变动的频率进行测量的方法。商用电源频率为50Hz或60Hz。如果认为1次侧的接线方法是图36、37、38中的任意者，则在交流变动的频率f＝50Hz或60Hz的情况下，设置为图39所示的Y接线即可，在交流变动成分的频率f＝150Hz或180Hz的情况下，设置为图40或图41的V接线或单相即可。此外，在Y接线中，还包含利用Δ接线使其相电压的中点接地的情况。在是V接线或单相、且无电流流过负载、整流电路中的电压降是零的情况下，由于N母线119或P母线118的电压变动为0伏至伏，因此交流变动的振幅V_ac由下述式(36)表示。

【算式36】

$V_{ac}=\sqrt{2}{V}_{rms}\&cong;1.4V_{rms}...\left(36\right)$

在这里，V_rms是交流电源的线间电压的有效值。另一方面，考虑在如图36所示中性点接地的Y接线的情况下N母线或P母线的电压变动。与V接线或单相的情况同样地，假设负载为高阻抗而无电流流过、整流电路中的电压降是零。首先，P母线118的电位的最大值或N母线119的电位的最小值是受电电压的相电压的最大值V_p，由下述式(37)表示。

【算式37】

$V_p=\sqrt{\frac{2}{3}}{V}_{rms}...\left(37\right)$

另一方面，由于负载为高阻抗，因此PN母线间的电压固定为恒定的电压值V₀₁。

【算式38】

$V_{01}=\sqrt{2}{V}_{rms}...\left(38\right)$

因此，在P母线118达到最大值V_p时，N母线119的电位为V_p－V₀₁，在N母线119为最小值－V_p时，P母线118的电位为V₀₁－V_p。因此，交流变动的振幅V_ac由下述式(39)表示。

【算式39】

$V_{ac}=V_p-(V_{01}-V_p)=2V_p-V_{01}=\left(2\sqrt{\frac{2}{3}}-\sqrt{2}\right)V_{rms}\&cong;0.22V_{rms}...\left(39\right)$

即，如果对交流变动的频率进行测量，则能够对N母线119的交流变动幅度、即振幅V_ac的值进行预测，能够与测量电容器C_D两端的交流变动的振幅V_dac相配合，根据上述式(35)，求出杂散电容C_s。

实施方式34

在本实施方式34中，对求出杂散电容C_s的电容值的其他方法进行说明。图34的结构中的图41的电压值V_i及图43的结构中的图45的电压值V_i分别如上述式(22)、(28)所示，依赖于杂散电容C_s。由于测量电容器C_D的电容值及负的直流成分V_N的值是已知的，因此如果对电压值V_i的值进行测量，则能够获知杂散电容C_s的电容值。

在这里，将图34中的杂散电容C_s及测量电容器C_D以及图43的结构中的杂散电容C_s的初始电荷量设为零。此外，在图43的结构中，测量电容器C_D的初始电荷量为V₀₁。例如，为了将杂散电容C_s设为零，在从将逆变器115停止起至开始绝缘电阻117的检测为止，为了使杂散电容C_s的电荷进行放电而以比C_s×R_M长的时间放置，使杂散电容C_s的电荷进行放电。关于测量电容器C_D，也同样地，为了使杂散电容C_s的电荷进行放电而以比C_D×R_D长的时间放置，然后开始进行测量即可。

实施方式35

在本实施方式35中，对利用所测量的杂散电容C_s进行绝缘检测的方法进行说明。如上所述，电压V的变化由图41或图45所示的曲线表示，该变化的时间常数τ_t由式(26)或式(31)表示。因此，如果对该时间常数τ_t进行测量、已知杂散电容Cs，则能够求出绝缘电阻R_M。另外，能够利用本检测方法进行测量的绝缘电阻R_M的电阻值的极限强烈地依赖于杂散电容C_s。

图50是表示可由本检测方法进行测量的绝缘电阻R_M、和杂散电容C_s之间的关系的图。如图50所示，如果杂散电容C_s变大，则可测量的绝缘电阻R_M的上限变小。因此能够根据杂散电容C_s，对此时可测量的绝缘电阻R_M的极限值或测量精度进行推定。即，能够通过杂散电容C_s，对测量出的电阻值的可靠性进行判断。测量出的电阻值的可靠性在判断怎样处理检测出的值时成为参考。

实施方式36

图51是表示本发明的实施方式36所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。图51所示的电子设备111A具有整流电路113、平滑电容器114、逆变器115、115a、115b。逆变器115、115a、115b与图34所示的逆变器115相同，它们并联连接。逆变器115与具有杂散电容116及绝缘电阻117的电动机112连接，逆变器115a与具有杂散电容116a及绝缘电阻117a的电动机112a连接，逆变器115b与具有杂散电容116b及绝缘电阻117b的电动机112b连接。电动机112、112a、112b与图34所示的电动机112相同。

图51所示的绝缘检测器120C与图47所示的绝缘检测器120C相同。图51所示的绝缘检测器120C能够利用一个绝缘检测器而进行逆变器115、115a、115b及电动机112、112a、112b的检测。图51所示的绝缘检测器120C是下述结构，即，如果对开关128进行切换，则能够将绝缘检测器120C的一端的连接目标在逆变器115的输出线和P母线118之间进行切换。此外，开关130配置于绝缘检测器120C的一端和逆变器115、115a、115b的输出线之间，开关130是下述结构，即，能够对是否将绝缘检测器120C的一端、和逆变器115、115a、115b各自的输出线连接进行切换。绝缘检测器120C所具有的电压检测器121与A/D变换器140及微型计算机150连接。

测量基本上与图43的结构或图47的结构同样地，以与逆变器和电动机的个数相对应的次数重复进行下述作业即可，即，从绝缘检测器120C与P母线118连接的状态，切换至与逆变器115、115a、115b各自的输出线连接的状态，对电动机112、112a、112b各自的绝缘电阻117、117a、117b进行检测，每当针对一个电动机的测量结束，则暂时与P母线118连接而将PN母线间的电压蓄积在测量电容器126中，将连接切换至下一个电动机而进行检测。

但是，如果对3个电动机112、112a、112b逐个地进行检测，则花费时间。因此，为了缩短测量时间，能够想到将3个电动机112、112a、112b全部连接而同时进行检测。即，在将绝缘检测器120C从P母线118断开后，将开关128与3个逆变器115、115a、115b的输出连接，将开关130全部设为接通，在3个电动机112、112a、112b的绝缘电阻117、117a、117b并联连接的状态下进行检测。此时，检测的电阻值是3个电动机112、112a、112b的绝缘电阻117、117a、117b并联连接的电阻值。

通常，如果电动机112、112a、112b的绝缘电阻117、117a、117b大，则并联连接的电阻值也大，能够确认到处于正常状态。另一方面，在电动机112、112a、112b的绝缘电阻117、117a、117b中的任意者的电阻值异常小的情况下，由于整体的电阻值也检测为较小，因此能够判别出绝缘电阻117、117a、117b中的任意者的电阻值异常小。在检测出了异常状态的情况下，通过分别对电动机112、112a、112b各自进行测量，从而能够判别电阻值变得异常小的电动机112、112a、112b。根据该方法，通过在正常时以短时间完成检测，在异常时分别进行检测，从而能够判别绝缘电阻的电阻值异常小的电动机。

实施方式37

图52是表示本发明的实施方式37所涉及的绝缘检测器的结构、和连接了该绝缘检测器的电子设备的结构的一个例子的图。图52所示的电子设备111A与图51所示的电子设备111A相同。图52所示的绝缘检测器120C、120Ca、120Cb与图51所示的绝缘检测器120C相同。即，绝缘检测器120C具有用于与电动机112的绝缘电阻117进行分压的分压电阻124、对施加于分压电阻124的电压进行检测的检测电阻123、对检测电阻123的电压进行测量的电压检测器121、与分压电阻124及检测电阻123并联地设置的测量电容器126、限流电阻127、和开关128，测量电阻125是检测电阻123和分压电阻124串联连接的结构。同样地，绝缘检测器120Ca具有分压电阻124a、检测电阻123a、电压检测器121a、测量电容器126a、限流电阻127a、和开关128a，测量电阻125a是检测电阻123a和分压电阻124a串联连接的结构，绝缘检测器120Cb具有分压电阻124b、检测电阻123b、电压检测器121b、测量电容器126b、限流电阻127b、和开关128b，测量电阻125b是检测电阻123b和分压电阻124b串联连接的结构。绝缘检测器120C能够进行逆变器115及电动机112的检测，绝缘检测器120Ca能够进行逆变器115a及电动机112a的检测，绝缘检测器120Cb能够进行逆变器115b及电动机112b的检测。

绝缘检测器120C、120Ca、120Cb各自所具有的电压检测器121、121a、121b各自经由开关160而与A/D变换器140及微型计算机150连接。通过对开关160进行切换，从而能够对作为A/D变换器140及微型计算机150的连接目标的电压检测器进行切换。在图52所示的结构中，能够进行与图51所示的结构相同的测量，但还能够同时进行3种测量。

图53是表示图52中的测量电阻125、125a、125b两端的电压V的图。例如，曲线170表示测量电阻125两端的电压V，曲线171表示测量电阻125a两端的电压V，曲线172表示测量电阻125b两端的电压V。即，如实施方式32所述，为了求出渐近电压值V_a，在电压过渡地变化的区域中，以相同的时间间隔对3点的电压进行测量即可。

因此，也可以同时进行由该绝缘检测器120C、120Ca、120Cb进行的检测。即，如图53所示，也可以一边以时间间隔Δt_a进行曲线170的电压的检测，一边以时间间隔Δt_b进行曲线171的电压的检测，并且以时间间隔Δt_c进行曲线172的电压的检测。如本实施方式所示，在图52的结构中，能够缩短测量时间。

实施方式38

在实施方式28～37中说明的绝缘电阻的电阻值还由于各种因素、例如温度或湿度而变化。另外，绝缘电阻的劣化是跨越非常长时间而加深的现象。因此，为了准确地判定绝缘电阻的劣化，不应该使用某一瞬间的电阻值的测量结果，而应该长时间地对测量出的结果进行蓄积，根据所蓄积的测量结果而找出趋势并进行判定。

对上述的所蓄积的测量结果进行管理的方法之一是，将多次的诊断结果向外部的例如控制器进行通知，对长时间的变化进行监视。此外，关于外部的控制器，能够例示出作为数控控制器的NC控制器及上级控制器。通过以上述方式对长时间的变化进行监视，从而能够更准确地实现误判定少的诊断。另外，如果在电动机内设置对温度或湿度进行测量的机构，找出与绝缘电阻的检测值之间的相互关系而对数据进行处理，则能够更准确地找出趋势。

以上的实施方式所示的结构示出的是本发明的内容的一个例子，还能够与其他的公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围内，还能够对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

10、10a系统电源，11三相交流电源，12接触器，20、20a、20b、20b1、20c、20d电子设备，21整流电路，22设备内电容器，23逆变器，24电动机，30绝缘检测器，31、31a、31b电容器，32、32a、32b、32c、32c1、32c2、32c3开关，33电压检测部，34控制部，35输出部，41电池，51太阳能电池，52升压斩波器电路，60管理部，61A/D变换部，62微型计算机，63控制器，64温度计，65湿度计，66存储器，110三相交流电源，111、111A电子设备，112、112a、112b电动机，113整流电路，114平滑电容器，115、115a、115b逆变器，116、116a、116b杂散电容，117、117a、117b绝缘电阻，118P母线，119N母线，120、120a、120A、120B、120C、120Ca、120Cb、120D绝缘检测器，121、121a、121b电压检测器，122、128、128a、128b、129、160开关，123、123a、123b检测电阻，124、124a、124b分压电阻，125、125a、125b测量电阻，126、126a、126b测量电容器，127、127a、127b限流电阻，130接触器，140A/D变换器，150微型计算机，170、171、172曲线。

Claims (20)

1.一种绝缘检测器，其与具有设备内电容器的电子设备连接，

该绝缘检测器的特征在于，具有：

绝缘检测器内电容器；

电压检测部，其对所述绝缘检测器内电容器的电压进行检测；以及

电流路径形成开关，其用于将地或框体、所述设备内电容器、以及所述绝缘检测器内电容器进行串联连接而形成包含所述电子设备的绝缘电阻在内的电流路径，

通过由所述电压检测部对所述绝缘检测器内电容器的电压的变化的时间常数进行测量，从而对所述绝缘电阻进行测量，

与所述设备内电容器的电容值相比，所述绝缘检测器内电容器的电容值是在所述绝缘电阻的所述测量中能够忽略的值。

2.一种绝缘检测器，其与具有电池的电子设备连接，

该绝缘检测器的特征在于，具有：

绝缘检测器内电容器；

电压检测部，其对所述绝缘检测器内电容器的电压进行检测；以及

电流路径形成开关，其用于将地或框体、所述电池、以及所述绝缘检测器内电容器进行串联连接而形成包含所述电子设备的绝缘电阻在内的电流路径，

通过由所述电压检测部对所述绝缘检测器内电容器的电压的变化的时间常数进行测量，从而对所述绝缘电阻进行测量。

3.根据权利要求1所述的绝缘检测器，其特征在于，

所述电子设备具有由逆变器对负载进行驱动的结构，

所述绝缘检测器具有负载侧路径引导开关，该负载侧路径引导开关用于对所述设备内电容器的一端和向所述负载的输出线进行连接。

4.根据权利要求2所述的绝缘检测器，其特征在于，

所述电子设备具有由逆变器对负载进行驱动的结构，

所述绝缘检测器具有负载侧路径引导开关，该负载侧路径引导开关用于对所述电池的一极和向所述负载的输出线进行连接。

5.根据权利要求3或4所述的绝缘检测器，其特征在于，

所述逆变器内的逆变器元件之一兼用作所述负载侧路径引导开关。

6.一种绝缘检测器，其与具有设备内电容器的电子设备连接，

该绝缘检测器的特征在于，具有：

绝缘检测器内电容器；

电压检测部，其对串联连接的所述设备内电容器和所述绝缘检测器内电容器的电压进行检测；以及

电流路径形成开关，其用于将地或框体、所述设备内电容器、以及所述绝缘检测器内电容器进行串联连接而形成包含所述电子设备的绝缘电阻在内的电流路径，

通过由所述电压检测部对所述绝缘检测器内电容器的电压的变化的时间常数进行测量，从而对所述绝缘电阻进行测量，

与所述设备内电容器的电容值相比，所述绝缘检测器内电容器的电容值是在所述绝缘电阻的所述测量中能够忽略的值。

7.一种绝缘检测器，其与具有电池的电子设备连接，

该绝缘检测器的特征在于，具有：

绝缘检测器内电容器；

电压检测部，其对串联连接的所述电池和所述绝缘检测器内电容器的电压进行检测；以及

电流路径形成开关，其用于将地或框体、所述电池、以及所述绝缘检测器内电容器进行串联连接而形成包含所述电子设备的绝缘电阻在内的电流路径，

通过由所述电压检测部对所述绝缘检测器内电容器的电压的变化的时间常数进行测量，从而对所述绝缘电阻进行测量。

8.根据权利要求6或7所述的绝缘检测器，其特征在于，

具有与所述绝缘检测器内电容器的两端连接的放电电阻。

9.根据权利要求6或7所述的绝缘检测器，其特征在于，

串联连接的短路用开关以及与所述绝缘电阻相比电阻值较小的小电阻元件与所述绝缘检测器内电容器并联连接，

所述小电阻元件的电阻值是下述值，即，在对所述绝缘电阻的时间常数进行测量时，在该测量的间隙能够将所述绝缘检测器内电容器放电。

10.根据权利要求9所述的绝缘检测器，其特征在于，

在所述时间常数的测量开始时，

在将所述短路用开关闭合的状态下，将所述电流路径形成开关闭合，

在电荷向杂散电容蓄积后，将所述短路用开关切断。

11.根据权利要求1或2所述的绝缘检测器，其特征在于，

根据所述时间常数的刚开始测量后的电压波形的变化，对测量系统的杂散电容进行计算，

根据所述杂散电容的计算值和所述时间常数的测量值，对所述绝缘电阻的电阻值进行计算。

12.根据权利要求1或2所述的绝缘检测器，其特征在于，

所述绝缘检测器内电容器是2个电容元件并联连接的结构。

13.根据权利要求1或2所述的绝缘检测器，其特征在于，

所述电压检测部具有下述电阻元件，即，电阻值已知、且电阻值小于所述电压检测部的测量系统的阻抗输入，与所述测量系统的输入并联连接。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的绝缘检测器，其中，

具有对所述电压检测部的检测值进行记录的存储器，

能够对所述检测值的随时间的变化进行记录。

15.一种绝缘检测器，其连接于电子设备的P母线及N母线中的某一个、与对逆变器和负载进行连接的输出线之间，该电子设备包含整流电路和所述逆变器，该整流电路配置于交流电源和所述负载之间，将来自所述交流电源的交流电压变换为直流电压，该逆变器连接于所述整流电路的后级而驱动所述负载，

该绝缘检测器的特征在于，

所述绝缘检测器具有：电阻器；电容器，其与该电阻器并联连接；以及电压检测器，其通过对所述电阻器两端的电压或进行分压而得到的一部分的电压进行检测，从而对所述绝缘检测器两端的电压值进行测量，

根据由所述电压检测器所测量出的所述电压值，检测所述负载对地或相对于框体之间的绝缘电阻。

16.一种绝缘检测器，其经由开关而连接于电子设备的P母线及N母线中的某一个、与对逆变器和负载进行连接的输出线之间，该电子设备包含整流电路和所述逆变器，该整流电路配置于交流电源和所述负载之间，将来自所述交流电源的交流电压变换为直流电压，该逆变器连接于所述整流电路的后级而驱动所述负载，

该绝缘检测器的特征在于，

所述绝缘检测器具有：电阻器；电容器，其与该电阻器并联连接；以及电压检测器，其通过对所述电阻器两端的电压或进行分压而得到的一部分的电压进行检测，从而对所述绝缘检测器两端的电压值进行测量，

根据由所述电压检测器所测量出的所述电压值，检测所述负载对地或相对于框体之间的绝缘电阻。

17.根据权利要求16所述的绝缘检测器，其特征在于，是下述结构，即：

所述绝缘检测器的一端与P母线及N母线中的某一个连接，

在所述逆变器的动作过程中，所述绝缘检测器的另一端经由开关而与所述P母线及N母线中的另一个连接，

在将所述逆变器停止而进行所述绝缘电阻的检测时，对所述开关进行切换而将所述绝缘检测器的另一端切换至所述逆变器的输出线。

18.根据权利要求15或16所述的绝缘检测器，其特征在于，

根据在所述绝缘检测器两端的电压过渡地变化的状态下测量大于或等于3次而得到的所述绝缘检测器两端的电压值、和对所述绝缘检测器两端的电压值进行测量的时刻间的时间间隔，对所述绝缘电阻的值进行推定。

19.根据权利要求15或16所述的绝缘检测器，其特征在于，

根据所述绝缘检测器两端的电压的交流变动成分的振幅，对所述负载的杂散电容进行推定。

20.一种电子设备，其特征在于，

包含权利要求1至19中任一项所述的绝缘检测器。