DE102015101739A1 - Motorsteuereinheit mit Gleichspannungszwischenkreis-Spannungsmesseinheit - Google Patents

Motorsteuereinheit mit Gleichspannungszwischenkreis-Spannungsmesseinheit Download PDF

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Abstract

Eine Motorantriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält eine Konvertereinheit, die zum Umwandeln einer Wechselspannung in eine Gleichspannung konfiguriert ist, eine GS-Zwischenkreiseinheit, die zum Glätten der Gleichspannung durch einen Kondensator zum Erzeugen einer GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist, eine Invertereinheit, die zum Umwandeln der GS-Zwischenkreisspannung in eine mehrphasige Wechselspannung zum Motorantrieb konfiguriert ist, Kurzschlussschienen, die zum elektrischen Verbinden von Anschlüssen der GS-Zwischenkreiseinheit und Anschlüssen der Invertereinheit miteinander konfiguriert sind, und eine GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit, die zum Erkennen der GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist. Zumindest Teile der Kurzschlussschienen befinden sich zwischen den Anschlüssen der GS-Zwischenkreiseinheit und Anschlüssen der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motorantriebskreis, und insbesondere eine Motorantriebsvorrichtung, die eine Gleichspannungs-(GS-)Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit enthält, welche zum Erkennen der Trennung einer Kurzschlussschiene zum Verbinden eines GS-Zwischenkreises und einer Invertereinheit konfiguriert ist.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Hinsichtlich der Motorantriebsvorrichtung gibt es eine bekannte Konfiguration, bei der, wenn eine Wechselspannung durch einen Konverter zu einer Gleichspannung umgewandelt wird und eine GS-Zwischenkreisspannung, die durch einen Kondensator erzeugt wird, der zum Glätten der Gleichspannung konfiguriert ist, der Invertereinheit zugeführt wird, die GS-Zwischenkreiseinheit, die zum Ausgeben der GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist, und die Invertereinheit durch die Kurzschlussschiene miteinander verbunden sind, die eine Kurzschlusskomponente zwischen Anschlüssen ist (beispielsweise ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. JP-A-2009-225497 ). 1 stellt ein Konfigurationsbeispiel der herkömmlichen Motorantriebseinheit dar. Im Beispiel der herkömmlichen Motorantriebseinheit 1000 sind zwei Invertereinheiten 1020 und 1030 zu einer Konvertereinheit 1010 verbunden. Die Konvertereinheit 1010 enthält eine GS-Zwischenkreiseinheit (nicht dargestellt), und Ausgangsanschlüsse 1011 und 1012 der GS-Zwischenkreiseinheit liegen zur Außenseite hin frei. Die erste Invertereinheit 1020 enthält zwei Eingangsanschlüsse 1021 und 1022, und die zweite Invertereinheit 1030 enthält zwei Eingangsanschlüsse 1031 und 1032.
  • Die GS-Zwischenkreisspannung von der GS-Zwischenkreiseinheit, die in der Konvertereinheit 1010 angeordnet ist, wird in die erste und zweite Konvertereinheit 1020 und 1030 eingegeben. Im herkömmlichen Beispiel, das in 1 dargestellt ist, wird elektrische Verbindung zwischen der Konvertereinheit 1010 und den Invertereinheiten 1020 und 1030 über Kurzschlussschienen 1041 und 1042 ausgeführt. Anders gesagt, sind die Anschlüsse 1011, 1021 und 1031 durch die Kurzschlussschiene 1041 verbunden, während die Anschlüsse 1012, 1022 und 1032 über die Kurzschlussschiene 1042 verbunden sind. Bei einer derartigen herkömmlichen Motorantriebsvorrichtung wird die GS-Zwischenkreisspannung, die eine Spannung zwischen den Anschlüssen des Kondensators ist, der zum Glätten der Gleichspannung konfiguriert ist, durch die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit gemessen, die direkt mit dem Glättungskondensator verbunden ist.
  • 2 stellt ein Beispiel eines Schaltplans der herkömmlichen Motorantriebsvorrichtung dar. Wie in 2 dargestellt, wird eine Wechselspannung von einer WS-Stromquelle 1001 durch die Konvertereinheit 1010 zu Gleichspannung umgewandelt und durch den Glättungskondensator 1014 geglättet, der in der GS-Zwischenkreiseinheit 1013 angeordnet ist. Die geglättete GS-Zwischenkreisspannung wird über die Kurzschlussschiene 1041 zum Verbinden der Anschlüsse 1011, 1021, 1031 und 1091 und die Kurzschlussschiene 1042 zum Verbinden der Anschlüsse 1012, 1022, 1032 und 1092 mit der ersten Invertereinheit 1020, der zweiten Invertereinheit 1030 und einer N-ten Invertereinheit 1090 zugeführt.
  • Bei der herkömmlichen Motorantriebsvorrichtung 1000, die in 2 dargestellt ist, wird die GS-Zwischenkreisspannung durch die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 1015 erkannt, die direkt mit den Anschlüssen 1011 und 1012 des Kondensators 1014 verbunden ist. Es kann durch die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit erkannt werden, ob eine Anomalie des Kondensators 1014 vorliegt oder ob Strom von der WS-Stromquelle 1015 abgestellt wurde.
  • Es könnte jedoch bei der herkömmlichen Motorantriebseinheit eine Anomalie, die durch Trennung der Kurzschlussschiene oder dergleichen bewirkt ist, nicht erkannt ist. Beispielsweise könnte bei der Kurzschlussschiene 1041, selbst wenn Trennung an der Kurzschlussschiene 1041a zum Verbinden eines Anschlusses 1011 der GS-Zwischenkreiseinheit 1013 mit einem Anschluss 1021 der ersten Invertereinheit 1020 auftritt, die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 1015 eine Spannung, die zwischen den Anschlüssen 1021 und 1022 der ersten Invertereinheit 1020 anliegt, nicht erkennen, da die Erkennungseinheit 1015 direkt mit dem Kondensator 1014 verbunden ist. Infolgedessen könnte, selbst wenn eine Anomalie an der Kurzschlussschiene 1041a auftritt, die ein Teil der Kurzschlussschiene 1041 ist, diese Anomalie nicht erkannt werden.
  • An welchem von mehreren Teilen 1041a bis 1041c und mehreren Teilen 1042a bis 1042c, die jeweils die Kurzschlussschienen 1041 und 1042 bilden, eine Anomalie aufgetreten ist, könnte nicht erkannt werden. Infolgedessen könnte bei einer wirklichen Anwendung, wenn Trennung an einer Kurzschlussschiene in einem Roboter oder einer Werkzeugmaschine auftritt, die eine Schwerpunktachse bildet, eine gefährliche Situation entstehen. Insbesondere könnte eine Achse nach der getrennten Stelle der Kurzschlussschiene fallen.
  • Wie oben beschrieben, könnte bei der herkömmlichen Motorantriebsvorrichtung, selbst wenn eine Anomalie an der Kurzschlussschiene zum Verbinden der GS-Zwischenkreiseinheit mit der Invertereinheit auftritt, diese Anomalie nicht erkannt werden.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Motorantriebsvorrichtung eine Konvertereinheit, die zum Umwandeln einer Wechselspannung in eine Gleichspannung konfiguriert ist, eine GS-Zwischenkreiseinheit, die zum Glätten der Gleichspannung durch einen Kondensator zum Erzeugen einer GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist, eine Invertereinheit, die zum Umwandeln der GS-Zwischenkreisspannung in eine mehrphasige Wechselspannung zum Motorantrieb konfiguriert ist, Kurzschlussschienen, die zum elektrischen Verbinden von Anschlüssen der GS-Zwischenkreiseinheit und Anschlüssen der Invertereinheit miteinander konfiguriert sind, und eine GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit, die zum Erkennen der GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist. Zumindest Teile der Kurzschlussschienen befinden sich zwischen den Anschlüssen der GS-Zwischenkreiseinheit und Anschlüssen der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit.
  • Bei der Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist zumindest ein Anschluss der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit vorzugsweise mit der Kurzschlussschiene verbunden.
  • Vorzugsweise enthält die Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner andere Invertereinheiten, die über andere Kurzschlussschienen elektrisch mit dem Inverter verbunden sind. Zumindest Teile der anderen Kurzschlussschienen befinden sich zwischen den Anschlüssen der Invertereinheit und Anschlüssen einer GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit.
  • Bei der Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit vorzugsweise eine Einheit, die zum Erkennen einer zeitweiligen Änderung der GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist.
  • Vorzugsweise enthält die Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner eine GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit, die direkt mit der GS-Zwischenkreiseinheit verbunden ist und zum Messen der GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist, und eine GS-Zwischenkreis-Spannungsvergleichseinheit, die zum Vergleichen eines Messergebnisses der GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit mit einem Messergebnis der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit konfiguriert ist.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen besser durch Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen hervor; es zeigen:
  • 1 ein Diagramm, das ein Erscheinungsbild einer herkömmlichen Motorantriebsvorrichtung darstellt;
  • 2 ein Diagramm, das eine Konfiguration der herkömmlichen Motorantriebsvorrichtung darstellt;
  • 3 ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Motorantriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 4A einen Schaltplan, der ein Beispiel einer GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit darstellt, die durch einen spannungsteilenden Widerstand und einen Isolationsverstärker konfiguriert ist und in der Motorantriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt ist;
  • 4B einen Schaltplan, der ein Beispiel einer GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit darstellt, die durch einen spannungsteilenden Widerstand und einen Betriebsverstärker konfiguriert ist und in der Motorantriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt ist;
  • 4C einen Schaltplan, der ein Beispiel einer GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit darstellt, die durch einen spannungsteilenden Widerstand und einen Optokoppler konfiguriert ist und in der Motorantriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt ist;
  • 5 ein Ablaufdiagramm, das eine Betriebsprozedur der Motorantriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 6 ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Motorantriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 7 ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Motorantriebsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 8 ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Motorantriebsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 9 ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Motorantriebsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 10A ein Schaubild, das eine zeitweilige Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung zur Normalzeit in der Motorantriebsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 10B ein Schaubild, das eine zeitweilige Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung zu einer Stromausfallzeit in der Motorantriebsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 10C ein Schaubild, das eine zeitweilige Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung zu einer Trennungszeit der Kurzschlussschiene in der Motorantriebsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 11 ein Ablaufdiagramm, das eine Betriebsprozedur einer Motorantriebsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 12 ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Motorantriebsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 13 ein Ablaufdiagramm, das eine Betriebsprozedur einer Motorantriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 14A ein Schaubild, das ein Beispiel einer zeitweiligen Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung, die durch eine GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit erkannt ist, zur Normalzeit unter Benutzung der Motorantriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 14B ein Schaubild, das ein Beispiel einer zeitweiligen Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung, die durch eine GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit erkannt ist, welche in einem N-ten Inverter angeordnet ist, zur Normalzeit unter Benutzung der Motorantriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 14C ein Schaubild, das ein Beispiel einer zeitweiligen Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung, die durch eine GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit und die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit erkannt ist, welche im N-ten Inverter angeordnet sind, zur Normalzeit unter Benutzung der Motorantriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 15A ein Schaubild, das ein Beispiel einer zeitweiligen Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung, die durch eine GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit erkannt ist, zu einer Stromausfallzeit unter Benutzung der Motorantriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 15B ein Schaubild, das ein Beispiel einer zeitweiligen Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung, die durch eine GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit erkannt ist, welche im N-ten Inverter angeordnet ist, zur Stromausfallzeit unter Benutzung der Motorantriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 15C ein Schaubild, das ein Beispiel einer zeitweiligen Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung, die durch eine GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit und die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit erkannt ist, welche im N-ten Inverter angeordnet sind, zur Stromausfallzeit unter Benutzung der Motorantriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 16A ein Schaubild, das ein Beispiel einer zeitweiligen Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit erkannt ist, zur Trennungszeit der Kurzschlussschiene unter Benutzung der Motorantriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 16B ein Schaubild, das ein Beispiel einer zeitweiligen Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit erkannt ist, welche in einem N-ten Inverter angeordnet ist, zur Trennungszeit der Kurzschlussschiene unter Benutzung der Motorantriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 16C ein Schaubild, das ein Beispiel einer zeitweiligen Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit und die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit erkannt ist, welche im N-ten Inverter angeordnet sind, zur Trennungszeit der Kurzschlussschiene unter Benutzung der Motorantriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird eine Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass der technische Umfang der vorliegenden Erfindung keineswegs auf die Ausführungsformen beschränkt ist, sondern den Umfang der beiliegenden Ansprüche und Äquivalenten davon abdeckt.
  • [Erste Ausführungsform]
  • Zunächst wird eine Motorantriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Motorantriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Die Motorantriebsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Konvertereinheit 10, die zum Umwandeln einer Wechselspannung von einer WS-Stromquelle 1 in eine Gleichspannung konfiguriert ist, eine GS-Zwischenkreiseinheit 13, die zum Glätten der Gleichspannung durch einen Kondensator 14 und zum Erzeugen einer GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist, Invertereinheiten 20, 30 und 90, die zum Umwandeln der GS-Zwischenkreisspannung in eine mehrphasige Wechselspannung zum Motorantrieb konfiguriert sind, Kurzschlussschienen 41 und 42, die zum elektrischen Verbinden von Anschlüssen 11 und 12 der GS-Zwischenkreiseinheit 13 mit Anschlüssen 21, 22, 31, 32, 91 und 92 der Invertereinheiten 20, 30 und 90 konfiguriert sind, und GS-Zwischenkreisspannungserkennungseinheiten 23, 33 und 93, die zum Erkennen der GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert sind. Zumindest Teile der Kurzschlussschienen 41 und 42 befinden sich zwischen den Anschlüssen 11 und 12 der GS-Zwischenkreiseinheit 13 und Anschlüssen 231, 232, 331, 332, 931 und 932 der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheiten 23, 33 und 93.
  • Die Motorantriebseinheit 101, die in 3 dargestellt ist, ist ein Beispiel, bei dem die mehreren Invertereinheiten 20, 30 und 90 für eine Konvertereinheit 10 vorgesehen sind. Die Konvertereinheit 10, die erste Invertereinheit 20, die zweite Invertereinheit 30 und die N-te Invertereinheit 90 sind durch die Kurzschlussschienen 41 und 42 elektrisch miteinander verbunden. Insbesondere sind ein Anschluss 11 der Konvertereinheit 10 und ein Anschluss 21 der ersten Invertereinheit 20 durch ein erstes Teil 41a einer Kurzschlussschiene 41 elektrisch miteinander verbunden, während der andere Anschluss 12 der Konvertereinheit 10 und der andere Anschluss 22 der ersten Invertereinheit 20 durch ein erstes Teil 42a der anderen Kurzschlussschiene 42 elektrisch miteinander verbunden sind. Die erste GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 23 ist über die Teile 41a und 42a der Kurzschlussschienen 41 und 42 mit der GS-Zwischenkreiseinheit 13 verbunden. Dies ermöglicht die Erkennung von Trennung in den Teilen 41a und 42a der Kurzschlussschienen 41 und 42 auf Grundlage eines gemessenen Spannungswerts der ersten GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 23.
  • Daher kann die Trennung der Kurzschlussschienen durch Erkennen der GS-Zwischenkreisspannung aus den Kurzschlussschienen, die jeweils mit den Invertereinheiten 20, 30 und 90 verbunden sind, erkannt werden. „Montieren einer Kurzschlussschiene und Invertereinheit” bedeutet einen Fall, in dem Vorrichtungen über die Kurzschlussschiene miteinander verbunden sind, oder einen Fall, in dem die Kurzschlussschiene an eine Leiterplatte gelötet ist oder die Kurzschlussschiene und die Invertereinheit über die Leiterplatte zusammengeschraubt sind.
  • In dem Beispiel, das in 3 dargestellt ist, sind die zweite Invertereinheit 30 und die N-te Invertereinheit 90 zusätzlich zur ersten Invertereinheit 20 vorgesehen. Die erste und zweite Invertereinheit 20 und 30 sind durch die Kurzschlussschienen 41 und 42 elektrisch miteinander verbunden. Insbesondere sind ein Anschluss 21 der ersten Invertereinheit 20 und ein Anschluss 31 der zweiten Invertereinheit 30 durch ein zweites Teil 41b einer Kurzschlussschiene 41 elektrisch miteinander verbunden, während der andere Anschluss 22 der ersten Invertereinheit 20 und der andere Anschluss 32 der zweiten Invertereinheit 30 durch ein zweites Teil 42b der anderen Kurzschlussschiene 42 elektrisch miteinander verbunden sind. Eine zweite GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 33 ist in der zweiten Invertereinheit 30 angeordnet. Die zweite GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 33 ist über die Teile 41a, 41b, 42a und 42b der Kurzschlussschienen 41 und 42 mit der GS-Zwischenkreiseinheit 13 verbunden. Dies ermöglicht die Erkennung von Trennung in den Teilen 41a, 41b, 42a und 42b der Kurzschlussschienen 41 und 42 auf Grundlage eines gemessenen Spannungswerts der zweiten GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 33. Es besteht ein Grund dafür, dass ein gemessener Wert ungefähr 0 [V] in der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit, die in der Invertereinheit eingerichtet ist, beträgt, wo die Trennung aufgetreten ist, während eine Spannung, die gleich einer Spannungsausgabe von der GS-Zwischenkreiseinheit ist, in der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit erkannt wird, die in dem Inverter eingerichtet ist, wo keine Trennung aufgetreten ist.
  • Die Benutzung der ersten und zweiten GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheiten 23 und 33 ermöglicht Erkennung dahingehend, zumindest an welchem der ersten Teile 41a und 42a der Kurzschlussschienen 41 und 42 zum Verbinden der GS-Zwischenkreiseinheit 13 und der Invertereinheit 20 oder zumindest an welchem der zweiten Teile 41b und 42b der Kurzschlussschienen 41 und 42 zum Verbinden der ersten Invertereinheit 20 und der zweiten Invertereinheit 30 Trennung der Kurzschlussschienen 41 und 42 aufgetreten ist.
  • Es können zusätzlich zur zweiten Invertereinheit 30 andere Inverter verbunden werden, sodass eine Gesamtzahl von N Invertern verbunden sein können. Durch Vorsehen der N-ten GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 93 in der N-ten Invertereinheit 90, wie in 3 dargestellt, kann spezifiziert werden, an welchem Teil der Kurzschlussschienen 41 und 42 Trennung stattgefunden hat.
  • 4A bis 4C sind Diagramme, die jedes eine spezifische Konfiguration der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit darstellen. 4A stellt ein Beispiel der ersten GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 23 dar, die durch einen spannungsteilenden Widerstand 24 und einen Isolationsverstärker 23a konfiguriert ist. 4A stellt außerdem ein Messbeispiel einer GS-Zwischenkreisspannung dar. Wenn beispielsweise die GS-Zwischenkreisspannungskonstante bis zur Zeit t1, wie durch eine durchgezogene Linie angezeigt, zur Zeit t1 steil abfällt, ändert sich ein Erkennungssignal des Isolationsverstärkers 23a, wie durch die gepunktete Linie angezeigt. Das Vorhandensein einer Trennung der Kurzschlussschiene oder dergleichen kann auf Grundlage der Änderung des Erkennungssignals erkannt sein.
  • 4B stellt ein Beispiel der ersten GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 23 dar, die durch den spannungsteilenden Widerstand 24 und einen Betriebsverstärker 23b konfiguriert ist. 4B stellt außerdem ein Messbeispiel einer GS-Zwischenkreisspannung dar. Wenn beispielsweise die GS-Zwischenkreisspannungskonstante bis zur Zeit t2, wie durch eine durchgezogene Linie angezeigt, zur Zeit t2 steil abfällt, ändert sich ein Erkennungssignal des Betriebsverstärkers 23b, wie durch die gepunktete Linie angezeigt. Das Vorhandensein einer Trennung der Kurzschlussschiene oder dergleichen kann auf Grundlage der Änderung des Erkennungssignals erkannt sein.
  • 4C stellt ein Beispiel der ersten GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 23 dar, die durch den spannungsteilenden Widerstand 24 und einen Optokoppler 23c konfiguriert ist. 4C stellt außerdem ein Messbeispiel einer GS-Zwischenkreisspannung dar. Wenn beispielsweise die GS-Zwischenkreisspannungskonstante bis zur Zeit t3, wie durch eine durchgezogene Linie angezeigt, zur Zeit t3 steil abfällt, ändert sich ein Erkennungssignal des Optokoppler 23c, wie durch die gepunktete Linie angezeigt. Das Vorhandensein einer Trennung der Kurzschlussschiene oder dergleichen kann auf Grundlage der Änderung des Erkennungssignals erkannt sein.
  • Wie in 3 dargestellt, kann, wenn N Invertereinheiten in Reihe mit einer Konvertereinheit 10 verbunden sind, durch Anordnen einer GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit in jeder der Invertereinheiten erkannt werden, ob Trennung in den Kurzschlussschienen 41a und 42a zum Verbinden der Konvertereinheit 10 und der ersten Invertereinheit 20 aufgetreten ist, oder ob Trennung in den Kurzschlussschienen 41b, 42b, 41c und 41c zum Verbinden der Invertereinheiten nach der ersten Invertereinheit aufgetreten ist. Ein Trennungserkennungsverfahren in diesem Fall wird unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm in 5 beschrieben.
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das das Erkennungsverfahren für Trennung der Kurzschlussschienen darstellt, welches die Motorantriebseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt. Zunächst wird bei Schritt S101 eine Zahl i, die eine Position der Invertereinheit anzeigt, auf 0 gesetzt, d. h. i = 0. bei Schritt S102 wird Strom für die Motorantriebsvorrichtung angeschaltet und eine GS-Zwischenkreisspannung von der GS-Zwischenkreiseinheit 13 ausgegeben.
  • Bei Schritt S103 wird bestimmt, ob die Zahl i gleich N ist. Im Falle von i = N wurde die Messung an der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit der N-ten Invertereinheit abgeschlossen, und daher wird die Erkennung der Trennung der Kurzschlussschienen bei Schritt S109 beendet. Demgegenüber wird, wenn N nicht gleich i ist (i < N), bei Schritt S104 die Zahl i um 1 erhöht. Dann wird bei Schritt S105 eine i-te GS-Zwischenkreisspannung VDCi durch eine i-te GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit an einer i-ten Invertereinheit erkannt. Beispielsweise wird im Falle von i = 1 eine erste GS-Zwischenkreisspannung VDC1 an der ersten Invertereinheit 20 durch die erste GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 23 der ersten Invertereinheit 20 gemessen. Diese Spannung ist eine Spannung der GS-Zwischenkreiseinheit 13, die über die ersten Kurzschlussschienen 41a und 42a gemessen wird. Daher kann das Vorhandensein einer Anomalie an den ersten Kurzschlussschienen 41a und 42a aufgrund dessen erkannt werden, ob die gemessene GS-Zwischenkreisspannung ein normaler Wert ist.
  • Bei Schritt S106 wird bestimmt, ob die i-te GS-Zwischenkreisspannung VDCi normal ist. Diese Bestimmung kann aufgrund dessen getroffen werden, ob der gemessene Wert VDCi innerhalb eines vorgegebenen Bereichs (V0 – ΔV0 < VDCi < V0 + ΔV0) aus einem vorgegebenen Bezugswert V0 liegt. Wenn bestimmt wird, dass die i-te GS-Zwischenkreisspannung VDCi normal ist (JA bei Schritt S106), wird bei Schritt S107 bestimmt, dass eine i-te Kurzschlussschiene SBi normal ist. In diesem Fall kehrt die Verarbeitung zum Messen von GS-Zwischenkreisspannungen an den Invertereinheiten nach der i-ten zu Schritt S103 zum Weiterführen der Messung zurück.
  • Demgegenüber wird, wenn bestimmt wird, dass die i-te GS-Zwischenkreisspannung VDCi nicht normal ist (NEIN bei Schritt S106), bestimmt, dass eine Anomalie an der i-ten Kurzschlussschiene SBi aufgetreten ist. Wenn beispielsweise bestimmt wird, dass eine erste Kurzschlussschiene SB1 (i = 1) bis (m – 1)-te Kurzschlussschiene SBm-1 (i = m – 1) normal sind, während bestimmt wird, dass eine Anomalie an einer m-ten Kurzschlussschiene SBm (i = m) aufgetreten ist, kann bestimmt werden, dass eine Anomalie an der m-ten Kurzschlussschiene SBm zum Verbinden einer (m – 1)-ten Invertereinheit und einer m-ten Invertereinheit aufgetreten ist. In diesem Fall können Anomalien an Kurzschlussschienen nach der (m + 1)-ten Kurzschlussschiene zum Verbinden der Invertereinheiten nach der (m + 1)-ten Invertereinheit nicht erkannt werden. Die Messung wird daher bei Schritt S109 beendet.
  • Daher kann, wenn mehrere Invertereinheiten durch die Kurzschlussschienen in Reihe mit der Konvertereinheit 10 verbunden sind, durch Anordnen der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit in jeder Invertereinheit Trennung der Kurzschlussschiene, die mit jeglicher der Invertereinheiten verbunden ist, erkannt werden.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird eine Motorantriebseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. 6 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Motorantriebsvorrichtung 102 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Komponenten, die jenen der Motorantriebsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform ähneln, sind durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung derselben wird weggelassen. Die Motorantriebseinheit 102 gemäß der zweiten Ausführungsform weicht dahingehend von der Motorantriebsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform ab, dass zumindest ein Anschluss (231 oder 232) einer ersten GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 23 mit Kurzschlussschienen 41a und 42a (oder 41b und 42b) verbunden ist.
  • In einem Beispiel, das in 6 dargestellt ist, ist ein Anschluss 231 der ersten GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 23 mit der Kurzschlussschiene 41a verbunden und der andere Anschluss 232 mit der anderen Kurzschlussschiene 42a verbunden. Die Anschlüsse 231 und 232 können unter Benutzung abnehmbarer Elemente, wie etwa Clips, jeweils mit den Kurzschlussschienen 41a und 42a verbunden sein. In diesem Fall kann die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit leicht mit einer gewünschten Kurzschlussschiene verbunden werden. Beispielsweise können, wie in 6 dargestellt, zwei GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheiten 23 und 33 jeweils mit den Kurzschlussschienen verbunden sein. Es kann jedoch nur die erste GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 23 benutzt werden, und die erste GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 23, die mit den Kurzschlussschienen 41a und 42a verbunden ist, kann zur Verbindung mit den Kurzschlussschienen 41b und 42b entfernt werden.
  • Daher kann eine Trennung an einer Kurzschlussschiene an einer gewünschten Position durch abnehmbares Verbinden der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit mit einer beliebigen Kurzschlussschiene leicht erkannt werden.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird eine Motorantriebseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. 7 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Motorantriebsvorrichtung 103 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Komponenten, die jenen der Motorantriebsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform ähneln, sind durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung derselben wird weggelassen. Die Motorantriebseinheit 103 gemäß der dritten Ausführungsform weicht dahingehend von der Motorantriebsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform ab, dass andere Invertereinheiten 30 und 90, die über Kurzschlussschienen 41b, 42b, 41c und 42c elektrisch mit einer ersten Invertereinheit 20 verbunden sind, vorgesehen sind und zumindest Teile der Kurzschlussschienen 41b, 42b, 41c und 42c zwischen Anschlüssen 21 und 22 der ersten Invertereinheit 20 7und Anschlüssen 931 und 932 einer GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 angeordnet sind.
  • Bei der Motorantriebsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform sind mehrere Kurzschlussschienen 41a bis 41c und 42a bis 42c zwischen Anschlüssen 11 und 12 einer GS-Zwischenkreiseinheit 13 und den Anschlüssen 931 und 932 der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 vorgesehen. Dementsprechend kann, selbst wenn Trennung an einer beliebigen von Positionen der mehreren Kurzschlussschienen auftritt, die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 die Trennung erkennen. In diesem Fall kann, obgleich die Trennungsposition von einer beliebigen der mehreren Kurzschlussschienen nicht spezifiziert werden kann, unter Benutzung von nur einer GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit, wenn eine gemessene GS-Zwischenkreisspannung normal ist, keine Trennung in jeglichen der mehreren Kurzschlussschienen erkannt werden. Infolgedessen kann keine Trennung in jeglichen der Kurzschlussschienen der Motorantriebsvorrichtung schnell erkannt werden. Wenn eine GS-Zwischenkreisspannung zunächst an einer Invertereinheit einer letzten Stufe gemessen wird und eine Anomalie erkannt wird, kann eine Trennungsposition durch Verschieben einer Messposition zur Konvertereinheitsseite hin spezifiziert werden.
  • Wenn beispielsweise angenommen wird, dass Trennung an einem Punkt 41x der Kurzschlussschiene 41c aufgetreten ist, wie in 7 dargestellt, kann durch Vorsehen der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 in der N-ten Invertereinheit 90 Trennung an der Kurzschlussschiene 41 oder 42 erkannt werden. Zu diesem Zeitpunkt könnte eine Trennungsposition von jeglicher der Kurzschlussschienen 41a bis 41c und 42a bis 42c nicht spezifiziert werden. Wenn eine GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit (nicht dargestellt) an der zweiten Invertereinheit 30 eingerichtet ist und eine GS-Zwischenkreisspannung erkannt wird, weist unter der Voraussetzung, dass die Trennung nur am Punkt 41x aufgetreten ist, die gemessene GS-Zwischenkreisspannung einen normalen Wert auf. Infolgedessen kann Trennung an jeglicher der Kurzschlussschienen 41c und 42c zum Verbinden der zweiten Invertereinheit 30 und der N-ten Invertereinheit 90 erkannt werden.
  • Daher kann durch Erkennen der GS-Zwischenkreisspannung über die mehreren Kurzschlussschienen keine Trennung an jeglichen der mehreren Kurzschlussschienen leicht erkannt werden.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird eine Motorantriebseinheit gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. 8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Motorantriebsvorrichtung 104 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Komponenten, die jenen der Motorantriebsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform ähneln, sind durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung derselben wird weggelassen. Die Motorantriebseinheit 104 gemäß der vierten Ausführungsform weicht dahingehend von der Motorantriebsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform ab, dass eine Ausgangsspannung eines GS-Zwischenkreises 13 statt in einen ersten Inverter (nicht dargestellt) in Eingangsanschlüsse 61 und 62 einer Z-ten Invertereinheit 60 geführt wird, die zwischen X-ten und Y-ten Invertereinheiten 50 und 70 angeordnet ist, eine X-te GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 53 in der X-ten Invertereinheit 50 vorgesehen ist und eine Y-te GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 73 in der Y-ten Invertereinheit 70 vorgesehen ist. Wie in 8 dargestellt, sind bei der Motorantriebsvorrichtung 104 gemäß der vierten Ausführungsform mehrere Invertereinheiten 50, 60 und 70 über Kurzschlussschienen 41e und 41f und 42e und 42f miteinander verbunden. Anschlüsse 61 und 62 der Invertereinheit 60, die sich in einer Mitte der drei fortlaufenden Invertereinheiten befindet, sind mit Anschlüssen 11 und 12 der GS-Zwischenkreiseinheit 13 über Verdrahtungsleitungen 81 und 82 verbunden. GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheiten 53 und 73 sind mit den Invertereinheiten 50 und 70 verbunden, die der Invertereinheit 60 benachbart sind, welche sich in der Mitte befindet. Trennung an den Kurzschlussschienen 41e und 41f und 42e und 42f wird erkannt. Beispielsweise kann, wenn Trennung an einem Punkt 41y der Kurzschlussschiene 41f zwischen den Invertereinheiten 60 und 70 auftritt, die Trennung durch die Y-te GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 73 erkannt werden, die in der Y-ten Invertereinheit 70 angeordnet ist.
  • Derartiges Einrichten der Verdrahtungsleitungen 81 und 82, dass sie beweglich sind, ermöglicht die Verbindung der Anschlüsse 11 und 12 der GS-Zwischenkreiseinheit 13 mit einem Anschluss einer beliebigen Invertereinheit, und das Vorsehen einer GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit in einer Invertereinheit, die dazu benachbart ist, ermöglicht die Erkennung von Trennung von Kurzschlussschienen. In diesem Falle besteht kein Bedarf, eine GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit in der Invertereinheit vorzusehen, mit der die Anschlüsse 11 und 12 der GS-Zwischenkreiseinheit 13 verbunden sind. Daher kann eine Trennung von Kurzschlussschienen festgestellt werden, ohne jegliche GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit in allen den Invertereinheiten vorzusehen, unähnlich der Motorantriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
  • [Fünfte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird eine Motorantriebseinheit gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 9 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Motorantriebsvorrichtung 105 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Komponenten, die jenen der Motorantriebsvorrichtung 103 gemäß der dritten Ausführungsform ähneln, sind durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung derselben wird weggelassen. Die Motorantriebseinheit 105 gemäß der fünften Ausführungsform weicht dahingehend von der Motorantriebsvorrichtung 103 gemäß der dritten Ausführungsform ab, dass eine GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 eine Einheit enthält, die zum Erkennen einer zeitweiligen Änderung einer GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist.
  • Bei der Motorantriebsvorrichtung 105 gemäß der fünften Ausführungsform, die in 9 dargestellt ist, enthält die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 ferner eine GS-Zwischenkreis-Neigungsbestimmungseinheit 94, die zum Erkennen der zeitweiligen Änderung der GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist.
  • Die GS-Zwischenkreis-Neigungsbestimmungseinheit 94 kann aufgrund der zeitweiligen Änderung der GS-Zwischenkreisspannung, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 erkannt ist, bestimmen, in welchem von Zuständen, nämlich (A) einem Normalbetriebszustand („Normalzeit”), (B) einem Stromausfallzustand einer WS-Stromquelle und (C) einem getrennten Zustand von Kurzschlussschienen, sich die Vorrichtung befindet.
  • 10A bis 10C sind Schaubilder, die jedes ein Beispiel der zeitweiligen Änderung der GS-Zwischenkreisspannung darstellen. 10A stellt einen Zustand dar, in dem eine WS-Stromquelle 1, die in 9 dargestellt ist, und die Motorantriebsvorrichtung 105 normal betrieben sind („Normalzeit”). Die GS-Zwischenkreisspannung, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 erkannt ist, weist unabhängig vom Zeitverlauf einen konstanten Wert auf. Die GS-Zwischenkreis-Neigungsbestimmungseinheit 94 erkennt eine Änderung ΔVDC der GS-Zwischenkreisspannung an der vorgegebenen Minutenzeit Δt und kann bestimmen, dass die WS-Stromquelle 1 und die Motorantriebsvorrichtung 105 im Normalbetrieb sind, wenn die zeitweilige Änderung ΔVDC/Δt der GS-Zwischenkreisspannung 0 ist, d. h. ΔVDC/Δt = 0.
  • 10B stellt die zeitweilige Änderung der GS-Zwischenkreisspannung dar, wenn aufgrund eines externen Faktors Strom für die WS-Stromquelle 1 abgestellt ist. Beispielsweise wird, wenn Strom zur Zeit t1 abgeschaltet wird, eine Spannung, die an einen Kondensator 14 einer GS-Zwischenkreiseinheit 13 angelegt ist, graduell entladen, und dementsprechend kann die zeitweilige Änderung der GS-Zwischenkreisspannung sanfter als dann sein, wenn Trennung von Kurzschlussschienen auftritt. Infolgedessen kann, wenn ein Absolutwert der zeitweiligen Änderung ΔVDC/Δt der GS-Zwischenkreisspannung VDC zur Zeit t1 kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert αth ist, ein Schwellenwert αth, der die Bestimmung von Stromausfall ermöglicht, eingestellt werden. Anders gesagt kann im Falle von |ΔVDC/Δt| ≤ αth bestimmt werden, das Strom abgestellt wurde.
  • 10C stellt die zeitweilige Änderung der GS-Zwischenkreisspannung dar, die durch einen internen Faktor der Motorantriebsvorrichtung 105 bewirkt ist, anders gesagt, wenn Trennung von Kurzschlussschienen auftritt. beispielsweise fällt, wenn Trennung an einem Punkt 41x der Kurzschlussschiene 41c, in 9 dargestellt, zur Zeit t2 auftritt, die GS-Zwischenkreisspannung, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 erkannt wird, steil auf 0 [V] zur Zeit t2. In diesem Fall ist ein Absolutwert der zeitweiligen Änderung ΔVDC/Δt der GS-Zwischenkreisspannung VDC zur Zeit t2 sehr groß. Daher kann durch Nutzen eines Schwellenwerts αth, der auf einen geeigneten Wert eingestellt ist, bestimmt werden, dass Trennung von Kurzschlussschienen im Falle von |ΔVDC/Δt| > αth aufgetreten ist.
  • Eine Betriebsprozedur der Motorantriebsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm von 11 detailliert beschrieben. Zunächst wird bei Schritt S201 Strom für die WS-Stromquelle 1, die in 9 dargestellt ist, zum Aktivieren der Motorantriebsvorrichtung 105 angeschaltet. Bei Schritt S202 wird unter Benutzung der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 eine GS-Zwischenkreisspannung VDC gemessen.
  • Dann wird bei Schritt S203 durch Benutzung der GS-Zwischenkreis-Neigungsbestimmungseinheit 94 eine zeitweilige Änderung ΔVDC/Δt der GS-Zwischenkreisspannung VDC berechnet, um zu bestimmen, ob ΔVDC/Δt = 0 eingestellt wurde. Spezifisch wird ein erster gemessener Wert ΔVDC1 in einem Speicher gespeichert, eine zweite Messung nach der Zeit Δt ausgeführt und eine Änderungsmenge ΔVDC = VDC2 – VDC1 von VDC zur Zeit Δ1 unter Benutzung des gemessenen Werts ΔVDC2 berechnet. Danach wird gleicherweise das Ändern einer Menge der GS-Zwischenkreisspannung bei der i-ten Messung als ΔVDC = VDC(i+1) – VDC1 berechnet. Die zeitweilige Änderung ΔVDC/Δt wird durch Benutzung der dadurch berechneten Änderungsmenge ΔVDC der GS-Zwischenkreisspannung berechnet.
  • Wenn die GS-Zwischenkreis-Neigungsbestimmungseinheit 94 bestimmt, das ΔVDC/Δt = 0 eingestellt wurde (JA bei Schritt S203) wird bei Schritt S204 bestimmt, dass die Motorantriebsvorrichtung 105 nun normal betrieben wird. Dann wird unter Rückkehr zu Schritt S202 die Messung der GS-Zwischenkreisspannung nach der Zeit Δt fortgesetzt.
  • Demgegenüber wird, wenn die GS-Zwischenkreis-Neigungsbestimmungseinheit 94 bestimmt, dass ΔVDC/Δt nicht gleich 0 ist (NEIN bei Schritt S203), bestimmt, dass eine Anomalie irgendeiner Art aufgetreten ist, und es wird bestimmt, welches von Trennung von Kurzschlussschienen und Stromausfall der WS-Stromquelle die Anomalie bewirkt hat. Anders gesagt wird bei Schritt S205 bestimmt, ob ein Absolutwert der zeitweiligen Änderung ΔVDC/Δt der GS-Zwischenkreisspannung den vorgegebenen Schwellenwert αth übersteigt, anders gesagt |ΔVDC/Δt| > αth.
  • Wenn die GS-Zwischenkreis-Neigungsbestimmungseinheit 94 bestimmt, dass |ΔVDC/Δt| > αth eingestellt wurde (JA bei Schritt S205), bedeutet das, dass die zeitweilige Änderung der GS-Zwischenkreisspannung steil ist. Daher wird bei Schritt S206 bestimmt, dass Trennung von Kurzschlussschienen aufgetreten ist. Dann wird bei Schritt S208 die Erkennung der GS-Zwischenkreisspannung beendet.
  • Wenn demgegenüber die GS-Zwischenkreis-Neigungsbestimmungseinheit 94 bestimmt, dass |ΔVDC/Δt| ≤ αth eingestellt wurde (NEIN bei Schritt S205), bedeutet das, dass die zeitweilige Änderung der GS-Zwischenkreisspannung kleiner als dann ist, wenn die Trennung von Kurzschlussschienen auftritt. Daher wird bei Schritt S207 bestimmt, dass Strom für die WS-Stromquelle ausgeschaltet wurde. Dann wird bei Schritt S208 die Erkennung der GS-Zwischenkreisspannung beendet.
  • Wie oben beschrieben wird gemäß der Motorantriebseinheit der fünften Ausführungsform die zeitweilige Änderung der GS-Zwischenkreisspannung durch die GS-Zwischenkreis-Neigungsbestimmungseinheit 94 erkannt, und daher kann bestimmt werden, ob jegliche Anomalität aufgetreten ist, die bewirkt, dass die GS-Zwischenkreisspannung schwankt. Wenn bestimmt wird, dass eine Anomalie aufgetreten ist, die bewirkt, dass die GS-Zwischenkreisspannung schwankt, kann bestimmt werden, welches von Trennung der Kurzschlussschiene zum Verbinden der GS-Zwischenkreiseinheit mit der Invertereinheit und Stromausfall für die WS-Stromquelle die Anomalie bewirkt hat.
  • Die Motorantriebsvorrichtung kann ferner einen Warnungserzeuger zum Melden, wenn die GS-Zwischenkreis-Neigungsbestimmungseinheit 94 Anomalie erkannt hat, von Inhalten der Anomalie oder eine Anzeige zum Anzeigen der Inhalte der Anomalie enthalten.
  • [Sechste Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird eine Motorantriebseinheit gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 12 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Motorantriebsvorrichtung 106 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Komponenten, die jenen der Motorantriebsvorrichtung 103 gemäß der dritten Ausführungsform ähneln, sind durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung derselben wird weggelassen. Die Motorantriebseinheit 106 gemäß der sechsten Ausführungsform weicht dahingehend von der Motorantriebsvorrichtung 103 gemäß der dritten Ausführungsform ab, dass die Vorrichtung ferner eine GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit 15, die direkt mit einer GS-Zwischenkreiseinheit 13 verbunden und zum Erkennen einer GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist, und eine GS-Zwischenkreis-Spannungsvergleichseinheit 100 enthält, die zum Vergleichen eines Messergebnisses der GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit 15 mit jener einer GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 konfiguriert ist.
  • Wie in 12 dargestellt, ist die GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit 15 in der GS-Zwischenkreiseinheit 13 eingerichtet, und Anschlüsse 151 und 152 der GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit 15 sind direkt, anders gesagt: nicht über eine Kurzschlussschiene, elektrisch mit Anschlüssen 11 und 12 eines Kondensators 114 verbunden. Die GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit 15 ist nicht über eine Kurzschlussschiene mit der GS-Zwischenkreiseinheit 13 verbunden, und daher können Spannungen, die an beide Enden des Kondensators 14 der GS-Zwischenkreiseinheit 13 angelegt sind, ohne jeglichen Einfluss eines Zustands einer Kurzschlussschiene erkannt werden.
  • Die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 gemäß der sechsten Ausführungsform ist wie im Fall der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 der dritten Ausführungsform zum Erkennen einer GS-Zwischenkreisspannung der GS-Zwischenkreiseinheit 13 über Kurzschlussschienen 41a bis 41c und 42a bis 42c konfiguriert.
  • Die GS-Zwischenkreis-Spannungsvergleichseinheit 100 ist zum Erkennen eines Zustands von Kurzschlussschienen durch Vergleichen eines Messergebnisses VDC0 einer GS-Zwischenkreisspannung der GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit 15 mit einem Messergebnis VDC einer GS-Zwischenkreisspannung der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 konfiguriert. Anders gesagt, kann im Fall von VDC = VDC0 bestimmt werden, dass keine Anomalie an der Kurzschlussschiene aufgetreten ist. Im Fall von VDC ≠ VDC0 kann bestimmt werden, dass eine Anomalie an der Kurzschlussschiene aufgetreten ist.
  • Es wird eine Betriebsprozedur der Motorantriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm von 13 detailliert beschrieben. Zunächst wird bei Schritt S301 Strom für eine WS-Stromquelle 1, in 12 dargestellt, zum Aktivieren der Motorantriebsvorrichtung 106 eingeschaltet. Bei Schritt S302 wird eine Anschlusszwischenspannung VDC0 des Kondensators 14 unter Benutzung der GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit 15 gemessen. Dann wird bei Schritt S303 unter Benutzung der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 eine GS-Zwischenkreisspannung VDC, die eine Spannung zwischen den Anschlüssen 11 und 12 der GS-Zwischenkreiseinheit 13 über die Kurzschlussschienen 41a bis 41c und 42a bis 42b ist, gemessen.
  • Dann bestimmt bei Schritt S304 die GS-Zwischenkreis-Spannungsvergleichseinheit 100, ob VDC = VDC0 eingestellt ist. Falls VDC = VDC0 (JA bei Schritt S304) wird bei Schritt S305 bestimmt, das keine Trennung von Kurzschlussschienen aufgetreten ist. Dann wird unter Rückkehr zu Schritt S302 die Messung der GS-Zwischenkreisspannung fortgesetzt.
  • Demgegenüber wird, wenn die GS-Zwischenkreis-Spannungsvergleichseinheit 100 bestimmt, dass VDC = VDC0 nicht eingestellt wurde (VDC ≠ VDC0) (NEIN bei Schritt S304), bei Schritt S306 bestimmt, dass Trennung von Kurzschlussschienen aufgetreten ist. Dann wird bei Schritt S307 die Messung der GS-Zwischenkreisspannung beendet.
  • Ein Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins von Trennung von Kurzschlussschienen in der GS-Zwischenkreis-Spannungsvergleichseinheit 100 wird nun detaillierter beschrieben. 14A bis 16C stellen jeweils zeitweilige Änderungen der GS-Zwischenkreisspannung in einem Fall dar, in dem keine Anomalie in der Motorantriebsvorrichtung („Normalzeit”), Stromausfallzeit der WS-Stromquelle und Trennungszeit von Kurzschlussschienen aufgetreten ist.
  • Zunächst wird ein Bestimmungsverfahren in dem Fall beschrieben, in dem keine Anomalie aufgetreten ist („Normalzeit”). Wie in 14A dargestellt, wird im Fall, in dem keine Anomalie aufgetreten ist, eine GS-Zwischenkreisspannung VDC0, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit 15 gemessen wird, unabhängig von einem Zeitablauf auf einen konstanten Wert gesetzt. Wie in 14B dargestellt, wird eine GS-Zwischenkreisspannung VDC, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 erkannt wird, welche in der N-ten Invertereinheit eingerichtet ist, unabhängig von einem Zeitablauf auf einen konstanten Wert gesetzt. Infolgedessen bestimmt, wie in 14C dargestellt, die GS-Zwischenkreis-Spannungsvergleichseinheit 100, dass keine Differenz zwischen VDC0 und VDC vorliegt (VDC0 = VDC), und es kann bestimmt werden, dass keine Trennung von Kurzschlussschienen aufgetreten ist.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren in dem Fall, in dem Strom für die WS-Stromquelle ausgeschaltet wurde, beschrieben. Wie in 15A dargestellt, weist unter der Annahme, dass Strom zur Zeit t1 ausgeschaltet wurde, eine GS-Zwischenkreisspannung VDC0, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit 15 gemessen wird, einen konstanten Wert bis zur Zeit t1 auf. Nach der Zeit t1 wird jedoch eine Spannung, die an den Kondensator 14 angelegt ist, graduell entladen, und daher fällt die GS-Zwischenkreisspannung VDC0 im Lauf der Zeit. Wie in 15B dargestellt, weist eine GS-Zwischenkreisspannung VDC, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 erkannt wird, welche in der N-ten Invertereinheit 90 eingerichtet ist, gleicherweise einen konstanten Wert bis zur Zeit t1 auf. Nach der Zeit t1 wird die Spannung, die an den Kondensator 14 angelegt ist, graduell entladen, und daher fällt die GS-Zwischenkreisspannung VDC im Lauf der Zeit. In diesem Fall bestimmt, wie in 15C dargestellt, die GS-Zwischenkreis-Spannungsvergleichseinheit 100, dass keine Differenz zwischen VDC und VDC0 vorliegt (VDC = VDC0), und es kann bestimmt werden, dass keine Trennung von Kurzschlussschienen aufgetreten ist.
  • Als Nächstes wird ein Bestimmungsverfahren in dem Fall beschrieben, in dem Trennung von Kurzschlussschienen aufgetreten ist. Wie in 16A dargestellt, tritt die Trennung an den Kurzschlussschienen auf, die mit den Anschlüssen 11 und 12 der GS-Zwischenkreiseinheit 13 verbunden sind. Dementsprechend weist, selbst wenn die Trennung der Kurzschlussschienen aufgetreten ist, eine GS-Zwischenkreisspannung VDC0, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit 15 gemessen wird, unabhängig vom Lauf der Zeit einen konstanten Wert auf. Wie in 16B dargestellt, weist unter der Annahme, dass eine Trennung von Kurzschlussschienen zur Zeit t2 aufgetreten ist, eine GS-Zwischenkreisspannung VDC, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 erkannt wird, welche in der N-ten Invertereinheit 90 eingerichtet ist, einen konstanten Wert bis zur Zeit t2 auf. Nach der Zeit t2 wird jedoch keine Spannung mehr von der GS-Zwischenkreiseinheit 13 angelegt, und daher fällt die GS-Zwischenkreisspannung VDC steil auf 0 [V]. In diesem Fall kann, wie in 16C dargestellt, die GS-Zwischenkreis-Spannungsvergleichseinheit 100 bestimmen, dass das VDC gleich VDC0 bis zur Zeit t2 ist. Nach der Zeit t2 weichen VDC und VDC0 jedoch in hohem Maße voneinander ab, und daher kann bestimmt werden, dass Trennung von Kurzschlussschienen aufgetreten ist.
  • Wie oben beschrieben, kann durch Anordnen der GS-Zwischenkreis-Spannungsvergleichseinheit 100, die zum Vergleichen der GS-Zwischenkreisspannung VDC0, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit 15 gemessen wird, welche direkt mit der GS-Zwischenkreiseinheit 13 verbunden ist, mit der GS-Zwischenkreisspannung VDC, die durch die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit 930 über die Kurzschlussschienen 41a bis 41c und 42a bis 42c erkannt wird, konfiguriert ist, die Trennung der Kurzschlussschienen leicht erkannt werden.
  • Das Beispiel, bei dem die Konvertereinheit und die Invertereinheit in unabhängigen Gehäusen angeordnet sind und durch Kurzschlussschienen, die außerhalb der Gehäuse vorgesehen sind, miteinander verbunden sind, wurde beschrieben. Nicht auf dieses Beispiel beschränkt kann die vorliegende Erfindung jedoch auf einen Fall Anwendung finden, in der die Konvertereinheit und die Invertereinheit im selben Gehäuse angeordnet sind und im Gehäuse miteinander verbunden sind.
  • Wie oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch Erkennen des Zustands der GS-Zwischenkreisspannung an der Kurzschlussschiene oder der Invertereinheit eine Trennung der Kurzschlussschiene zum Zuführen der GS-Zwischenkreisspannung erkannt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2009-225497 A [0002]

Claims (5)

  1. Motorantriebsvorrichtung, umfassend: eine Konvertereinheit (10), die zum Umwandeln einer Wechselspannung in eine Gleichspannung konfiguriert ist; eine GS-Zwischenkreiseinheit (13), die zum Glätten der Gleichspannung durch einen Kondensator (14) zum Erzeugen einer GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist; eine Invertereinheit (20), die zum Umwandeln der GS-Zwischenkreisspannung in eine mehrphasige Wechselspannung zum Motorantrieb konfiguriert ist; Kurzschlussschienen (41, 42), die zum elektrischen Verbinden von Anschlüssen (11, 12) der GS-Zwischenkreiseinheit (13) und Anschlüssen (21, 22) der Invertereinheit (20) miteinander konfiguriert sind; und eine GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit (23, 930), die zum Erkennen der GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist, wobei sich zumindest Teile der Kurzschlussschienen (41, 42) zwischen den Anschlüssen (11, 12) der GS-Zwischenkreiseinheit und Anschlüssen (231, 232) der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit (23) befinden.
  2. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Anschluss (231, 232) der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit (23) mit der Kurzschlussschiene (41, 42) verbunden ist.
  3. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend andere Invertereinheiten (30, 90), die über andere Kurzschlussschienen ((41b, 42b, 41c, 42c) elektrisch mit der Invertereinheit (20) verbunden sind, wobei sich zumindest Teile der anderen Kurzschlussschienen (41b, 42b, 41c, 42c) zwischen den Anschlüssen (21, 22) der Invertereinheit (20) und Anschlüssen (931, 932) der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit (930) befinden.
  4. Motorantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit (930) eine Einheit enthält, die zum Erkennen einer zeitweiligen Änderung der GS-Zwischenkreisspannung (94) konfiguriert ist.
  5. Motorantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit (15), die direkt mit der GS-Zwischenkreiseinheit (13) verbunden ist und zum Messen der GS-Zwischenkreisspannung konfiguriert ist; und eine GS-Zwischenkreis-Spannungsvergleichseinheit (100), die zum Vergleichen eines Messergebnisses der GS-Zwischenkreis-Spannungsdirekterkennungseinheit (15) mit einem Messergebnis der GS-Zwischenkreis-Spannungserkennungseinheit (930) konfiguriert ist.
DE102015101739.3A 2014-02-13 2015-02-06 Motorantriebsvorrichtung mit Gleichspannungszwischenkreis-Spannungserkennungseinheit Active DE102015101739B4 (de)

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