DE102015107622A1

DE102015107622A1 - Motorantriebsvorrichtung , umfassend Funktion zur Fehlererfassung im Wechselrichter und in der Stromleitung

Info

Publication number: DE102015107622A1
Application number: DE102015107622.5A
Authority: DE
Inventors: Masaya TATEDA; Akira Hirai
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2015-11-26
Also published as: JP2015223050A; CN105099330A; US20150340977A1

Abstract

Die Motorantriebsvorrichtung umfasst: einen Dreiphasenwechselrichter, welcher Schaltelemente aufweist und Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt; eine Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen, welche konfiguriert ist, einen Strom zu erfassen, der durch eine Stromleitung in jeder Phase fließt; eine Stromfehlererfassungseinheit, welche konfiguriert ist, das Vorliegen/Nichtvorliegen eines Fehlers auf der Grundlage der erfassten Ströme zu erfassen; eine Fehlerdiagnosestarteinheit, welche konfiguriert ist, um ein Fehlerdiagnosestartsignal auf der Grundlage der Fehlererfassungsergebnisse auszugeben; eine Wechselrichterschaltbefehlseinheit, welche konfiguriert ist, um einen Befehl zum Ausführen einer Vielzahl von Schaltmustern auszugeben, in denen das Schalten der Schaltelemente selektiv ausgeführt wird, so dass ein Strom zwischen zwei ausgewählten Phasen fließt; eine Stromanalyseeinheit, welche konfiguriert ist, um die erfassten Ströme zu analysieren; und eine Fehlerteilbestimmungseinheit, welche konfiguriert ist, um einen fehlerhaften Teil auf der Grundlage der Stromanalyseergebnisse und der Schaltmuster zu bestimmen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorantriebsvorrichtung und insbesondere eine Motorantriebsvorrichtung mit einer Funktion zum Erfassen eines Fehlers in einer Hochspannungsleitung eines Motors, die mit einem Wechselrichter zum Antreiben des Motors verbunden ist, und im Wechselrichter.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Um einen Motor anzutreiben, ist es notwendig, eine Motorantriebsvorrichtung und den Motor mit einer Stromleitung zu verbinden, um einen Stromfluss durch sie hindurch zu bewirken. Im Falle eines Wechselstrom(AC)-Motors fließt ein Dreiphasenwechselstrom. Wenn es jedoch nicht möglich ist, Strom aufgrund eines Bruchs einer der drei Stromleitungen oder eines Fehlers in der Motorantriebsvorrichtung fließen zu lassen, wird der Motor in weiterer Folge nicht mehr normal arbeiten.
Herkömmlicherweise wird, wenn der Motor in diesem Zustand weiterhin arbeitet, ein ungewöhnliches Geräusch auftreten, weil der Strom nicht normal fließt, oder der Motor wird stoppen, da ein Fehler erfasst wird, da der Strom nicht fließt. In diesem Fall ist es jedoch nicht möglich zu bestimmen, ob die Ursache des Fehlers, die den Strom nicht fließen lässt, in einem Bruch der Stromleitung oder einem Fehler in der Motorantriebsvorrichtung liegt.
Aus diesem Grund ist ein Verfahren bekannt, welches einen ausgefallenen Teil durch Verwendung einer Motorantriebsvorrichtung (beispielsweise JP 10-23795A ) aufzeigt. Bei dieser herkömmlichen Technik ist es nicht möglich, einen schadhaften Teil bloß in dem Zustand, in dem der Motor nicht in Betrieb ist, zu diagnostizieren, und daher kann der Grund dafür, dass der Strom nicht fließt, während des Betriebs des Motors nicht diagnostiziert werden.
Das Problem der oben beschriebenen herkömmlichen Technik wird erklärt. 1 zeigt ein Konfigurationsdiagramm einer herkömmlichen Motorantriebsvorrichtung. Eine herkömmliche Motorantriebsvorrichtung 1000 umfasst einen Wechselrichter 1001, der sechs Schaltelemente von Tra bis Trf aufweist, und eine Stromüberwachungseinheit 1040. An die Eingangsklemmen 1031 und 1032 des Wechselrichters 1001 wird ein Gleichstrom angelegt und der Gleichstrom wird in einen Wechselstrom durch den Wechselrichter 1001 umgewandelt und in einen Motor 1020 gespeist.
Zwischen den Eingangsklemmen 1031 und 1032 befinden sich zwei Stromkreise, in denen jeweils das Schaltelement und eine Diode parallel geschaltet sind, in Reihe für jede Phase des Motors 1020. In anderen Worten sind eine Parallelschaltung aus dem Schaltelement Tra und einer Diode Da und eine Parallelschaltung aus dem Schaltelement Trb und einer Diode Db in Reihe geschaltet sind und die beiden Parallelschaltungen sind zwischen die Eingangsklemmen 1031 und 1032 geschaltet. Ebenso sind eine Schaltung, in der eine Parallelschaltung aus dem Schaltelement Trc und einer Diode Dc und eine Parallelschaltung des Schaltelementes Trd und einer Diode Dd in Reihe geschaltet sind, und einer Schaltung, in der eine Parallelschaltung aus dem Schaltelement Tre und einer Diode De und eine Parallelschaltung aus dem Schaltelement Trf und einer Diode Df in Reihe geschaltet sind, jeweils entsprechend zwischen den Eingangsklemmen 1031 und 1032 verbunden.
Der Serienverbindungspunkt der zwei parallelen Schaltungen des Schaltelements und der Diode ist mit jeder der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungsanschlüsse des Motors verbunden. Die Schaltungen, welche jeweils das Schaltelement und die Diode umfassen, bilden den Wechselrichter.
In dem Fall, wo der Wechselrichter, der den Motor antreibt, und die Motorstromleitungen im normalen Zustand sind, fließt ein Strom, beispielsweise entlang eines Pfades, welcher durch einen in 1 gepunkteten Pfeil L gekennzeichnet ist. Wenn jedoch die Schaltelemente Tra bis Trf der Motorantriebsvorrichtung im geöffneten Zustand bleiben und Schalten nicht mehr durchgeführt werden kann oder wenn die Motorstromleitungen 1010a bis 1010c unterbrochen sind, fließt kein Strom mehr durch den Motor, wie in 2 veranschaulicht. In diesem Fall ist es möglich, schnell zu bestimmen, dass die Motorantriebsvorrichtung sich in einem nicht normalen Zustand befindet. In diesem Zustand ist es jedoch nicht möglich, festzustellen, ob die Motorantriebsvorrichtung problematisch ist oder die Motorstromleitung unterbrochen ist, und daher dauert es einige Zeit, um einen ausgefallenen Teil zu bestimmen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Motorantriebsvorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, eine ”Angabe eines ausgefallenen Teils” nach ”dem Erfassen eines Fehlers, der einen Strom daran hindert, durch einen Motor normal zu fließen”, zu ermöglichen, was die oben beschriebene herkömmliche Technik nicht in der Lage ist zu liefern.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Motorantriebsvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Dreiphasenwechselrichter mit einer Vielzahl von Schaltelementen und so konfiguriert, um einen Gleichstrom in einen Dreiphasenwechselstrom zum Treiben eines Motors umzuwandeln; eine Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen, konfiguriert zum Erfassen eines Stroms, der durch eine Stromleitung in jeder Phase fließt, die den Dreiphasenwechselstrom vom Dreiphasenwechselrichter an den Motor liefert; eine Stromfehlererfassungseinheit, konfiguriert, um das Vorliegen/Nichtvorliegen eines Fehlers auf der Grundlage der Ströme, die von der Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen erfasst werden, zu erfassen und die Fehlererfassungsergebnisse auszugeben; eine Fehlerdiagnosestarteinheit, konfiguriert zum Ausgeben eines Fehlerdiagnosestartsignals zum Bestimmen des Vorliegens/Nichtvorliegens eines Fehlers in der Vielzahl von Schaltelementen des Dreiphasenwechselrichters und in den Stromleitungen auf der Grundlage der Fehlererfassungsergebnisse, welche von der Stromfehlererfassungseinheit ausgegeben werden; eine Wechselrichterschaltbefehlseinheit, konfiguriert zum Ausgeben eines Befehls zum Ausführen einer Vielzahl von Schaltmustern, in welchen das Schalten der Vielzahl von Schaltelementen des Dreiphasenwechselrichters selektiv ausgeführt wird, so dass ein Strom zwischen zwei Phasen, welche unter den drei Phasen ausgewählt sind, durch die Schaltelemente und die Stromleitungen in den beiden ausgewählten Phasen auf der Basis des Fehlerdiagnosestartsignals von der Fehlerdiagnosestarteinheit fließt; eine Stromanalyseeinheit, konfiguriert, um die Ströme zu analysieren, welche durch die Stromerfassungsschaltungen erfasst werden, wenn diese selektiv das Schalten der Vielzahl von Schaltelementen auf der Basis des Befehls von der Wechselrichterschaltbefehlseinheit ausführt; und eine Fehlerteilbestimmungseinheit, konfiguriert, um einen fehlerhaften Teil auf der Grundlage der Stromanalyseergebnisse, welche von der Stromanalyseeinheit ausgegeben werden, und der Schaltmuster zu bestimmen.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die Erläuterung der folgenden Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher dargestellt, wobei:
1 ein Diagramm ist, das ein Beispiel eines Pfads darstellt, durch den bei einer herkömmlichen Motorantriebsvorrichtung ein Strom fließt;
2 ein Konfigurationsdiagramm der herkömmlichen Motorantriebsvorrichtung ist;
3 ein Konfigurationsdiagramm einer Motoransteuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebsvorgangs der Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5A ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Tra und Trd selektiv in der Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
5B ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten des Schaltelements Tra und eines Schaltelements Trf selektiv in der Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
5C ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Trc und Trb selektiv in der Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
5D ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Trc und Trf selektiv in der Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
5E ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten eines Schaltelements Tre und des Schaltelements Trb selektiv in der Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
5F ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Tre und Trd selektiv in der Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
6A ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Tra und Trd selektiv unter der Bedingung, dass ein Bruch in einer Stromleitung in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
6B ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Tra und Trf selektiv unter der Bedingung, dass ein Bruch in der Stromleitung in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
6C ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Trc und Trb selektiv unter der Bedingung, dass ein Bruch in der Stromleitung in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
6D ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Trc und Trf selektiv unter der Bedingung, dass ein Bruch in der Stromleitung in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
6E ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Tre und Trb selektiv unter der Bedingung, dass ein Bruch in der Stromleitung in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
6F ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Tre und Trd selektiv unter der Bedingung, dass ein Bruch in der Stromleitung in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
7A ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Tra und Trd selektiv unter der Bedingung, dass ein Fehler bei einem Schaltelement in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform durchgeführt der vorliegenden Erfindung wird;
7B ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Tra und Trf selektiv unter der Bedingung, dass ein Fehler in dem Schaltelement in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
7C ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Trc und Trb selektiv unter der Bedingung, dass ein Fehler in dem Schaltelement in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
7D ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Trc und Trf selektiv unter der Bedingung, dass ein Fehler in dem Schaltelement in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
7E ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Tre und Trb selektiv unter der Bedingung, dass ein Fehler in dem Schaltelement in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
7F ein Diagramm zum Erläutern eines Pfades eines Stroms ist, welcher in dem Fall fließt, wo das Schalten der Schaltelemente Tre und Trd selektiv unter der Bedingung, dass ein Fehler in dem Schaltelement in der Motorantriebsvorrichtung aufgetreten ist, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
8 ein Konfigurationsdiagramm einer Motorantriebsvorrichtung nach einem weiteren Aspekt der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
9 ein Konfigurationsdiagramm einer Motorantriebsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
10 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebsvorgangs der Motorantriebsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Motorantriebsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erläutert. Es sollte jedoch beachtet werden, dass der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf Ausführungsformen beschränkt ist und die Erfindungen umfasst, welche in den Ansprüchen und Äquivalenten davon beschriebenen sind.
[Erste Ausführungsform]
Eine Motorantriebsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung der Zeichnungen erläutert. 3 zeigt ein Konfigurationsdiagramm einer Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Motorantriebsvorrichtung 101 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Dreiphasenwechselrichter 1 mit einer Vielzahl von Schaltelementen und so konfiguriert, um einen Gleichstrom in einen Dreiphasenwechselstrom zum Antreiben eines Motors umzuwandeln; eine Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen 2a bis 2c, konfiguriert, um Ströme, die durch die Stromleitungen 10a bis 10c in den jeweiligen Phasen fließen, die den Dreiphasenwechselstrom vom Dreiphasenwechselrichter 1 an einen Motor 20 liefern, zu erfassen; eine Stromfehlererfassungseinheit 3, konfiguriert, um das Vorliegen/Nichtvorliegen eines Fehlers auf der Grundlage der von der Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen 2a bis 2c erfassten Ströme zu erfassen und die Fehlererfassungsergebnisse auszugeben; Fehlerdiagnosestarteinheit 4, konfiguriert, um ein Fehlerdiagnosestartsignal zum Bestimmen des Vorliegens/Nichtvorliegens eines Fehlers in der Vielzahl von Schaltelementen des Dreiphasenwechselrichters 1 und in den Stromleitungen 10a bis 10c auf der Grundlage der Fehlererfassungsergebnisse, welche von der Stromfehlererfassungseinheit 3 ausgegeben werden, auszugeben; eine Wechselrichterschaltbefehlseinheit 5, konfiguriert, um einen Befehl zum Durchführen einer Vielzahl von Schaltmustern auszugeben, in denen das Schalten der Vielzahl von Schaltelementen des Dreiphasenwechselrichters 1 selektiv durchgeführt wird, so dass ein Strom zwischen zwei Phasen, die unter den drei Phasen ausgewählt werden, durch die Schaltelemente und die Stromleitungen in den beiden ausgewählten Phasen auf der Basis des Fehlerdiagnosestartsignals von der Fehlerdiagnosestarteinheit 4 fließt; eine Stromanalyseeinheit 6, konfiguriert, um die durch die Stromerfassungsschaltungen 2a bis 2c erfassten Ströme zu analysieren, wenn selektiv das Schalten der Vielzahl von Schaltelementen auf der Basis des Befehls von der Wechselrichterschaltbefehlseinheit 5 durchgeführt wird; und eine schadhafte Teilbestimmungseinheit 7, konfiguriert, um einen ausgefallenen Teil basierend auf den Stromanalyseergebnissen, welche von der Stromanalyseeinheit 6 ausgegeben werden, und den Schaltmustern zu bestimmen.
Der Dreiphasenwechselrichter 1 weist zwei Eingangsklemmen 91 und 92 auf und mit diesen Eingangsklemmen ist eine Gleichstrom(DC)-Stromquelle (nicht dargestellt) verbunden. Der Dreiphasenwechselrichter 1 umfasst eine Vielzahl von Schaltelementen und wandelt ein Gleichstromeingangssignal von der Gleichstromstromquelle in einen Dreiphasenwechselstrom zum Antreiben des Motors 20 um. Der Dreiphasenwechselrichter 1 und der Motor 20 sind durch die U-Phasen-Stromleitung 10a, die V-Phasen-Stromleitung 10b und die W-Phasen-Stromleitung 10c verbunden und der dreiphasige Wechselstrom, welcher vom Dreiphasenwechselrichter 1 ausgegeben wird, wird dem Motor 20 über die Stromleitungen 10a bis 10c zugeführt.
Die Stromleitungen 10a bis 10c in den jeweiligen Phasen sind jeweils mit der Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen 2a bis 2c zum Erfassen des dreiphasigen Wechselstroms, der vom Dreiphasenwechselrichter 1 dem Motor 20 zugeführt wird, versehen. In anderen Worten, die U-Phasen-Stromleitung 10a ist mit der U-Phasenstrom-Erfassungsschaltung 2a zum Erfassen eines U-Phasen-Stroms bereitgestellt, die V-Phasen-Stromleitung 10b ist mit der V-Phasen-Stromerfassungsschaltung 2b zum Erfassen eines V-Phasen-Stroms bereitgestellt und die W-Phasen-Stromleitung 10c ist mit der W-Phasen-Stromerfassungsschaltung 2c zum Erfassen eines W-Phasen-Stroms bereitgestellt.
Daten über die von der Vielzahl der Stromdetektionsschaltungen 2a bis 2c erfassten Ströme werden an die Stromfehlererfassungseinheit 3 ausgegeben. Die Stromfehlererfassungseinheit 3 erfasst das Vorliegen/Nichtvorliegen eines Fehlers durch Vergleich der erfassten Daten über die Ströme mit einem Referenzwert und gibt Fehlererkennungsergebnisse aus. Die Stromfehlererfassungseinheit 3 gibt die Fehlererfassungsergebnisse aus, die anzeigen, dass ein Stromwert in dem Fall nicht normal ist, wo bestimmt wird, dass mindestens ein Stromwert unter dem U-Phasenstrom, V-Phasenstrom und W-Phasenstrom nicht normal ist. Die Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen 2a bis 2c erfasst die Ströme, die durch die Stromleitungen 10a bis 10c in den jeweiligen Phasen in dem Zustand fließen, wo der Motor 20 angetrieben wird, und daher ist es möglich zu erkennen, dass eine gewisse Fehlerhaftigkeit aufgetreten ist, selbst in dem Fall, wo ein Strom, der durch eine beliebige der Stromleitungen fließt, nicht normal ist, ohne die Notwendigkeit, den Motor 20 zu stoppen.
Wie oben beschrieben, stoppt die Stromfehlererfassungseinheit 3 den Betrieb des Motors 20, wenn erfasst wird, dass ein Strom, der durch die Stromleitung fließt, in dem Zustand nicht normal ist, wo der Motor 20 in Betrieb ist, und startet eine Fehlerdiagnose zum Bestimmen des Teils, in dem ein Fehler aufgetreten ist. Dann werden die Fehlererfassungsergebnisse von der Stromfehlererfassungseinheit 3 an die Fehlerdiagnosestarteinheit 4 ausgegeben und die Fehlerdiagnosestarteinheit 4 gibt das Fehlerdiagnosestartsignal für die Diagnose der Vielzahl der Schaltelemente des Dreiphasenwechselrichters 1 aus und die entsprechende der Stromleitungen 10a bis 10c als fehlerhafter Teil erkannt.
Das Fehlerdiagnosestartsignal, das von der Fehlerdiagnosestarteinheit 4 ausgegeben wird, wird in die Wechselrichterschaltbefehlseinheit 5 eingegeben. Die Wechselrichterschaltbefehlseinheit 5 gibt einen Befehl, eine Vielzahl von Schaltmustern durchzuführen, an die Vielzahl von Schaltelementen aus, wobei das Schalten der Vielzahl von Schaltelementen des Dreiphasenwechselrichters 1 selektiv durchgeführt wird, so dass ein Strom zwischen den beiden Phasen (zwischen der U-Phase und V-Phase), die unter den drei Phasen, d. h. der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase, ausgewählt werden, durch die Schaltelemente in den beiden ausgewählten Phasen (beispielsweise der U-Phase und V-Phase) und den Stromleitungen fließt. Details des Schaltmusters werden später beschrieben.
In Übereinstimmung mit der Vielzahl von Schaltmustern wird das Schalten der Vielzahl von Schaltelementen selektiv auf Grundlage des Befehls von der Wechselrichterschaltbefehlseinheit 5 durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt erfassen die U-Phasen-Stromerfassungsschaltung 2a, die V-Phasen-Stromerfassungsschaltung 2b und die W-Phasen-Stromerfassungsschaltung 2c den U-Phasenstrom, den V-Phasenstrom und den W-Phasenstrom jeweils für jedes Schaltmuster. Jeder Stromwert des erfassten U-Phasenstroms, V-Phasenstroms und W-Phasenstroms wird an die Stromanalyseeinheit 6 ausgegeben und die Stromanalyseeinheit 6 analysiert die erfassten Stromwerte.
Die Ergebnisse der Analyse, die durch die Stromanalyseeinheit 6 durchgeführt wird, werden an die Fehlerteilbestimmungseinheit 7 ausgegeben. Die Fehlerteilbestimmungseinheit 7 erhält die Schaltmuster von der Wechselrichterschaltbefehlseinheit 5 und bestimmt einen fehlerhaften Teil auf Grundlage der Stromanalyseergebnisse, welche von der Stromanalyseeinheit 6 ausgegeben werden, und der Schaltmuster. Ein Verfahren zur Diagnose eines fehlerhaften Teils wird später beschrieben.
Eine Fehlerteilausgabeeinheit 8, konfiguriert zur Ausgabe von Informationen oder Daten über einen fehlerhaften Teil auf Grundlage der Bestimmungsergebnisse der Fehlerteilbestimmungseinheit 7, kann des Weiteren vorgesehen sein.
Nachfolgend wird der Betrieb der Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. 4 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebsablaufs der Motorantriebsvorrichtung 101 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Zuerst erfassen im Schritt S101 in dem Zustand, in dem der Motor 20 angetrieben wird, die U-Phasen-Stromerfassungsschaltung 2a, die V-Phasen-Stromerfassungsschaltung 2b und die W-Phasen-Stromerfassungsschaltung 2c den U-Phasenstrom, den V-Phasenstrom und den W-Phasenstrom, die durch die U-Phasen-Stromleitung 10a, die V-Phasen-Stromleitung 10b beziehungsweise die W-Phasen-Stromleitung 10c fließen, welche den Dreiphasenwechselstrom vom Dreiphasenwechselrichter 1 an den Motor 20 liefern. Die Erfassungsergebnisse werden an die Stromfehlererfassungseinheit 3 ausgegeben.
Anschließend bestimmt in Schritt S102 die Stromfehlererfassungseinheit 3 das Vorliegen/Nichtvorliegen eines Fehlers auf der Grundlage der durch die Vielzahl der Stromerfassungsschaltungen 2a bis 2c erfassten Ströme. Die Stromfehlererfassungseinheit 3 hat bereits die Daten über den U-Phasenstrom, den V-Phasenstrom und den W-Phasenstrom erfasst und daher ist es möglich zu bestimmen, dass die erfassten Ströme nicht normal sind, wenn zumindest einer der Stromwerte der erfassten Ströme nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zum Referenzwert fällt. In dem Fall, wo die erfassten Ströme normal sind, kehrt die Stromfehlererfassungseinheit 3 zu Schritt S101 zurück und setzt die Überwachung der Ströme, die durch die Stromleitungen fließen, fort.
Andererseits wird in dem Fall, in dem die erfassten Ströme nicht normal sind, bei Schritt S103 der Motor angehalten und eine Fehlerdiagnose gestartet. Die Fehlerdiagnose wird folgendermaßen durchgeführt.
Zuerst wird in Schritt S104 das Schalten der Vielzahl von Schaltelementen des Dreiphasenwechselrichter selektiv ausgeführt, so dass ein Strom zwischen zwei Phasen, ausgewählt aus den drei Phasen, durch die Schaltelemente und die Stromleitungen in den beiden ausgewählten Phasen fließt. Der Pfad eines Stroms, der in dem Fall fließt, wenn das Schalten der Schaltelemente selektiv in der Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, ist in 5A bis 5F dargestellt.
5A zeigt ein erstes Schaltmuster, das nur einen oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase und einen unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand bringt, so dass ein Strom zwischen der U-Phase und der V-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt im normalen Zustand, wie durch einen gepunkteten Pfeil angedeutet Luv, der Strom über den oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase, der U-Phasen-Stromleitung 10a, der V-Phasen-Stromleitung 10b und über den unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase.
5B zeigt ein zweites Schaltmuster, das nur den oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase und einen unteren Zweigtransistor Trf in der W-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand bringt, so dass ein Strom zwischen der U-Phase und der W-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt im normalen Zustand, wie durch einen gepunkteten Pfeil Luw angezeigt, Strom über den oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase, in der U-Phasen-Stromleitung 10a, in der W-Phasen-Stromleitung 10c und über den unteren Zweigtransistor Trf in der W-Phase.
5C zeigt ein drittes Schaltmuster, das nur einen oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase und einen unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand bringt, so dass ein Strom zwischen der V-Phase und der U-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt im normalen Zustand, wie durch einen gepunkteten Pfeil Lvu angezeigt, der Strom über den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase, in der V-Phasen-Stromleitung 10b, in der U-Phasen-Stromleitung 10a und über den unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase.
5D zeigt ein viertes Schaltmuster, das nur den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase und den unteren Zweigtransistor Trf in der W-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand bringt, so dass ein Strom zwischen der V-Phase und die W-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt im normalen Zustand, wie durch einen gestrichelten Pfeil Lvw angezeigt, der Strom über den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase, in der V-Phasen-Stromleitung 10b, in der W-Phasen-Stromleitung 10c, und über den unteren Zweigtransistor Trf in der W-Phase.
5E zeigt ein fünftes Schaltmuster, das nur den oberen Zweigtransistor Tre in der W-Phase und den unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand bringt, so dass ein Strom zwischen der W-Phase und der U-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt im normalen Zustand, wie durch einen gepunkteten Pfeil Lwu angezeigt, der Strom über den oberen Zweigtransistor Tre in der W-Phase, in der W-Phasen-Stromleitung 10c, in der U-Phasen-Stromleitung 10a und über den unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase.
5F zeigt ein sechstes Schaltmuster, das nur den oberen Zweigtransistor Tre in der W-Phase und den unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand bringt, so dass ein Strom zwischen der W-Phase und der V-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt im normalen Zustand, wie durch einen gepunkteten Pfeil Lwv angezeigt, der Strom über den oberen Zweigtransistor Tre in der W-Phase, in der W-Phasen-Stromleitung 10c, in der V-Phasen-Stromleitung 10b und über den unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase.
Bei Schritt S104 wird eines der ersten bis sechsten oben beschriebenen Schaltmuster ausgewählt und Strom, der zwischen bestimmten Phasen fließt, wird erfasst.
Als Nächstes wird in Schritt S105 der Strom, der zwischen den ausgewählten Phasen fließt, analysiert. Zum Beispiel analysiert in dem Fall, wo das erste Schaltmuster durchgeführt wird, die Stromanalyseeinheit 6 den durch die U-Phasenstromerfassungsschaltung 2a erfassten U-Phasenstrom und den durch die V-Phasenstromerfassungsschaltung 2b erfassten V-Phasen-Strom und bestimmt, ob die Stromwerte normal sind.
Als Nächstes wird in Schritt S106 ein fehlerhafter Teil, basierend auf den Stromanalyseergebnissen und den Schaltmustern, bestimmt. Als Nächstes wird ein Verfahren zur Bestimmung eines fehlerhaften Teils erläutert. In Bezug auf den fehlerhaften Teil ist klar, dass der Fall grob in einen Fall, in dem ein Schaltelement im Dreiphasenwechselrichter ausgefallen ist, und in einen Fall, wo eine Stromleitung beschädigt ist, unterteilt ist, und daher wird für jeden Fall ein Fehlerdiagnoseverfahren erläutert.
Zuerst wird das Fehlerdiagnoseverfahren für den Fall, wo eine Stromleitung fehlerhaft ist, erklärt. 6A bis 6F sind Diagramme zum Erklären der Pfade eines Stroms, der fließt, wenn verschiedene Schaltmuster in dem Fall durchgeführt werden, wo ein Bruch in einer Starkstromleitung in der Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgetreten ist. Als Beispiel wird der Fall, wo die V-Phasen-Stromleitung 10b gebrochen ist, erläutert. In den 6A bis 6F wird ein x-Zeichen, d. h., eine Kreuzmarke, gezeigt, welche die V-Phasen-Stromleitung 10b überlappt und den Bruch darstellt.
Zunächst wird, wie in 6A dargestellt, das erste Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase und den unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der U-Phase und der V-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt, wenn normal, der Strom durch den durch den gepunkteten Pfeil Luv angegebenen Pfad. Jedoch ist die V-Phasen-Stromleitung 10b unterbrochen, und deshalb fließt kein Strom entlang dem gepunkteten Pfeil Luv. Das große x-Zeichen in 6A zeigt, dass der Strom nicht fließt. In diesem Stadium ist es möglich zu bestimmen, dass ein Fehler in entweder dem oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase, in der U-Phasen-Stromleitung 10a, in der V-Phasen-Stromleitung 10b und im unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase aufgetreten ist.
Als Nächstes, wie in 6B dargestellt, wird das zweite Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase und den unteren Zweigtransistor Trf in der W-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der U-Phase und der W-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt geht der Pfad des Stroms, welcher durch den gepunkteten Pfeil Luw angezeigt ist, durch den oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase, die U-Phasen-Stromleitung 10a, die W-Phasen-Stromleitung 10c und den unteren Zweigtransistor Trf in der W-Phase hindurch, aber verläuft nicht durch die V-Phasen-Stromleitung 10b, und deshalb wird ein normaler Strom erfasst. Als Ergebnis ist die Aussage möglich, dass bei diesen Elementen kein Fehler aufgetreten ist.
Als Nächstes, wie in 6C dargestellt, wird das dritte Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase und den unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der V-Phase und der U-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt, wenn normal, der Strom durch den durch den gepunkteten Pfeil Lvu angegebenen Pfad. Jedoch ist die V-Phasen-Stromleitung 10b unterbrochen, und deshalb fließt kein Strom entlang des gepunkteten Pfeils Lvu. Das große x-Zeichen in 6C zeigt, dass der Strom nicht fließt. In diesem Stadium ist die Aussage möglich, dass ein Fehler in entweder dem oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase, der V-Phasen-Stromleitung 10b, der U-Phasen-Stromleitung 10a oder dem unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase aufgetreten ist.
Als Nächstes, wie in 6D dargestellt, wird das vierte Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase und den unteren Zweigtransistor Trf in der W-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der V-Phase und der W-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt, wenn normal, der Strom durch den durch den gepunkteten Pfeil Lvw angegebenen Pfad. Da jedoch die V-Phasen-Stromleitung 10b unterbrochen ist, fließt deshalb kein Strom entlang des gepunkteten Pfeil Lvw. Das große x-Zeichen in 6D zeigt, dass der Strom nicht fließt. In diesem Stadium ist die Aussage möglich, dass ein Fehler in entweder dem oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase, der V-Phasen-Stromleitung 10b, der W-Phasen-Stromleitung 10c oder dem unteren Zweigtransistor Trf in der W-Phase aufgetreten ist.
Als Nächstes, wie in 6E dargestellt, wird das fünfte Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Tre in der W-Phase und den unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der W-Phase und der U-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt geht der Pfad des Stroms, der durch den gepunkteten Pfeil Lwu angezeigt ist, durch den oberen Zweigtransistor Tre in der W-Phase, die W-Phasen-Stromleitung 10c, die U-Phasen-Stromleitung 10a und den unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase hindurch, nicht aber durch die V-Phasen-Stromleitung 10b, und deshalb wird ein normaler Strom erkannt. Als Ergebnis ist die Aussage möglich, dass kein Fehler bei diesen Elementen aufgetreten ist.
Als Nächstes, wie in 6F dargestellt, wird das sechste Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Tre in die W-Phase und den unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der W-Phase und der V-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt, wenn normal, der Strom durch den durch den gepunkteten Pfeil Lwv angegebenen Pfad. Da jedoch die V-Phasen-Stromleitung 10b unterbrochen ist, fließt deshalb kein Strom entlang des gepunkteten Pfeils Lwv. Das große x-Zeichen in 6F zeigt, dass der Strom nicht fließt. In diesem Stadium ist es möglich zu bestimmen, dass ein Fehler entweder im oberen Zweigtransistor Tre in der W-Phase, in der W-Phasen-Stromleitung 10c, in der V-Phasen-Stromleitung 10b oder im unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase aufgetreten ist.
Aus den Strömen, die in dem Fall fließen, wo die ersten bis sechsten Schaltmuster wie oben ausgeführt sind, und aus den Schaltmustern ist bekannt, dass jeder aus dem oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase, dem unteren Zweigtransistor Trd in der V Phase und der V-Phasen-Stromleitung 10b nicht normal ist. Es ist jedoch selten, dass zwei oder mehr Teile gleichzeitig fehlerhaft sind, wie in diesem Fall, wo der obere Zweigtransistor und der untere Zweigtransistor gleichzeitig einen Fehler erzeugen, und normalerweise gibt es nur einen fehlerhaften Teil. Ferner ist, wie später beschrieben wird, in dem Fall, wenn nur das Schaltelement ausfällt, es möglich, den Teil zu bestimmen. Folglich ist es möglich zu bestimmen, dass der fehlerhafte Teil die V-Phasen-Stromleitung 10b ist.
Als Nächstes wird das Fehlerdiagnoseverfahren in dem Fall, in dem ein Schaltelement fehlerhaft ist, erläutert. 7A bis 7F sind Diagramme zum Erläutern der Pfade eines Stroms, welcher fließt, wenn verschiedene Schaltmuster in dem Fall durchgeführt werden, wo ein Fehler in einem Schaltelement in der Motorantriebsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgetreten ist. Als Beispiel wird der Fall erläutert, wo der obere Zweigtransistor (C-Zweig) Trc in der V-Phase nicht normal arbeitet. In 7A bis 7F kennzeichnet das x-Zeichen, welches so dargestellt ist, um den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase zu überlappen, den Fehler.
Zunächst wird, wie in 7A dargestellt, das erste Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase und den unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der U-Phase und der V-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt verläuft der Pfad des Stroms, der durch den gepunkteten Pfeil Luv angezeigt ist, durch den oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase, die U-Phasen-Stromleitung 10a, die V-Phasen-Stromleitung 10b und den unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase, aber nicht durch den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase, und daher wird ein normaler Strom erkannt. Als Ergebnis ist die Aussage möglich, dass kein Fehler bei diesen Elementen aufgetreten ist.
Als Nächstes, wie in 7B dargestellt, wird das zweite Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase und den unteren Zweigtransistor Trf in der W-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der U-Phase und der W-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt verläuft der Pfad des Stroms, der durch den gepunkteten Pfeil Luw angezeigt ist, durch den oberen Zweigtransistor Tra in der U-Phase, die U-Phasen-Stromleitung 10a, die W-Phasen-Stromleitung 10c und den unteren Zweigtransistor Trf in der W-Phase, aber nicht durch den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase, und daher wird ein normaler Strom erkannt. Als Ergebnis ist die Aussage möglich, dass kein Fehler bei diesen Elementen aufgetreten ist.
Als Nächstes, wie in 7C dargestellt, wird das dritte Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase und den unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der V-Phase und der U-Phase fließt.
Zu diesem Zeitpunkt fließt, wenn normal, der Strom durch den durch den gepunkteten Pfeil Lvu angegebenen Pfad. Jedoch ist der obere Zweigtransistor Trc in der V-Phase nicht normal und daher fließt kein Strom entlang des gepunkteten Pfeils Lvu. Das große x-Zeichen in 7C zeigt, dass der Strom nicht fließt. In diesem Stadium ist es möglich zu bestimmen, dass ein Fehler in entweder dem oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase, in der V-Phasen-Stromleitung 10b, in der U-Phasen-Stromleitung 10a und im unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase aufgetreten ist.
Als Nächstes, wie in 7D dargestellt, wird das vierte Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase und den unteren Zweigtransistor Trf in der W-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der V-Phase und der W-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt, wenn normal, der Strom durch den durch den gepunkteten Pfeil Lvw angegebenen Pfad. Jedoch ist der obere Zweigtransistor Trc in der V-Phase nicht normal und daher fließt kein Strom entlang des gepunkteten Pfeils Lvw. Das große x-Zeichen in 7D zeigt, dass der Strom nicht fließt. In diesem Stadium ist es möglich, zu bestimmen, dass ein Fehler in entweder dem oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase, in der V-Phasen-Stromleitung 10b, in der W-Phasen-Stromleitung 10c oder im unteren Zweigtransistor in der W-Phase TRF aufgetreten ist.
Als Nächstes, wie in 7E dargestellt, wird das fünfte Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Tre in die W-Phase und den unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der W-Phase und der U-Phase fließt. Zu diesem Zeitpunkt verläuft der Pfad des Stroms, der durch den gepunkteten Pfeil Lwu angezeigt ist, durch den oberen Zweigtransistor Tre in die W-Phase, die W-Phasen-Stromleitung 10c, die U-Phasen-Stromleitung 10a und den unteren Zweigtransistor Trb in der U-Phase, aber nicht durch den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase, und daher wird ein normaler Strom erkannt. Als Ergebnis ist die Aussage möglich, dass kein Fehler bei diesen Elementen aufgetreten ist.
Als Nächstes, wie in 7F dargestellt, wird das sechste Schaltmuster, um nur den oberen Zweigtransistor Tre in der W-Phase und den unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase in den EIN-Zustand und die anderen Transistoren in den AUS-Zustand zu bringen, durchgeführt, so dass ein Strom zwischen der W-Phase und der V-Phase fließt.
Zu diesem Zeitpunkt verläuft der Pfad des Stroms, der durch den gepunkteten Pfeil Lwv angezeigt ist, durch den oberen Zweigtransistor Tre in die W-Phase, die W-Phasen-Stromleitung 10c, die V-Phasen-Stromleitung 10b und den unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase, aber nicht durch den oberen Zweigtransistor Trc in der V-Phase, und daher wird ein normaler Strom erkannt. Als Ergebnis ist die Aussage möglich, dass kein Fehler bei diesen Elementen aufgetreten ist.
Die fehlerhaften Teile, die vom ersten bis zum sechsten Schaltmuster erfasst wurden, und die Analyseergebnisse der oben beschriebenen, erfassten Ströme sind in einer nachstehenden Tabelle zusammengefasst. [Tabelle 1]

Schaltmuster Tra Trb Trc Trd Tre Trf 10a 10b 10c

1 O O O O

2 O O O O

3 x x x x

4 x x x x

5 O O O O

6 O O O O
In der oben beschriebenen Tabelle zeigt ein Kreis an, dass der Betrieb normal ist, und ein x-Zeichen gibt an, dass es eine Möglichkeit gibt, dass der Betrieb nicht normal ist. In dem Fall, wo jedes der ersten bis sechsten Schaltmuster überprüft, ob der Betrieb normal ist, ist es möglich zu bestimmen, dass die Funktion des Elements normal ist. Zum Beispiel können die Ergebnisse der Durchführung des dritten Schaltmusters zeigen, dass es eine Möglichkeit gibt, dass der Betrieb des unteren Zweigtransistors Trb in der U-Phase nicht normal ist, aber die Ergebnisse der Durchführung des fünften Schaltmusters bestätigen, dass der Betrieb normal ist.
In der oben beschriebenen Tabelle erfüllt nur der obere Zweigtransistor Trc in der V-Phase die Bedingung, dass der Betrieb dieses Elements verifiziert nicht normal ist. Daher ist es möglich, zu bestimmen, dass der fehlerhafte Teil der obere Zweigtransistor Trc in der V-Phase ist.
In der obigen Erläuterung wird das Fehlerdiagnoseverfahren in dem Fall, wo die V-Phasen-Stromleitung und der obere Zweigtransistor Trc in der V-Phase nicht normal sind, erläutert, aber es ist möglich, einen fehlerhaften Teil in der gleichen Weise auch in dem Fall zu erfassen, wo eine weitere Stromleitung und ein weiteres Schaltelement nicht normal sind.
In der Motorantriebsvorrichtung 101 nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird die Konfiguration, in welcher die Stromfehlererfassungseinheit 3 innerhalb der Motorantriebsvorrichtung 101 vorgesehen ist, erläutert, aber die Konfiguration ist nicht auf die Konfiguration wie diese beschränkt. Zum Beispiel, wie in 8 gezeigt, kann es auch möglich sein, die Stromfehlererfassungseinheit 3 innerhalb einer Steuerungseinrichtung 40 vorzusehen, die außerhalb einer Motorantriebsvorrichtung 101' bereitgestellt ist.
[Zweite Ausführungsform]
Als nächstes wird eine Motorantriebsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 9 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Motorantriebsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Motorantriebsvorrichtung 102 nach der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Motorantriebsvorrichtung 101 nach der ersten Ausführungsform, indem sie ferner eine Speichereinheit 71 umfasst, welche konfiguriert ist, um Zustände von Strömen zwischen jeder Phase, die durch eine Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen und Schaltmuster erfasst werden, zu speichern, wenn eine Vielzahl von Schaltmustern durchgeführt wird. Andere Konfigurationen der Motorantriebsvorrichtung 102 nach der zweiten Ausführungsform sind dieselben wie die Konfigurationen der Motorantriebsvorrichtung 101 nach der ersten Ausführungsform und deshalb wird eine detaillierte Erklärung weggelassen.
In der Motorantriebsvorrichtung 101 nach der ersten Ausführungsform wird eine Vielzahl von Schaltmustern durchgeführt und es wird ein fehlerhafter Teil bestimmt, jedes Mal wenn ein Schaltmuster ausgeführt wird, aber die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerteilbestimmungseinheit 7 das Schaltelement oder die Stromleitung bestimmt, in welchem/in welcher ein Fehler aufgetreten ist, indem das Schaltmuster, das den Strom nicht normal sein lässt, basierend auf den Stromzuständen und den Schaltmustern analysiert wird, die in der Speichereinheit 71 gespeichert sind.
Als Nächstes wird ein Betriebsverfahren der Motorantriebsvorrichtung 102 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des in 10 dargestellten Flussdiagramms erläutert.
Zuerst erfassen in Schritt S201 in dem Zustand, in dem der Motor 20 angetrieben wird, die U-Phasenstromerfassungsschaltung 2a, die V-Phasenstromerfassungsschaltung 2b und die W-Phasenstromerfassungsschaltung 2c den U-Phasenstrom, den V-Phasenstrom und den W-Phasenstrom, die durch die U-Phasen-Stromleitung 10a, die V-Phasen-Stromleitung 10b beziehungsweise die W-Phasen-Stromleitung 10c fließen, die einen Dreiphasenwechselstrom vom Dreiphasenwechselrichter 1 dem Motor 20 liefern. Die Erfassungsergebnisse werden an die Stromfehlererfassungseinheit 3 ausgegeben.
Anschließend bestimmt bei Schritt S202 die Stromfehlererfassungseinheit 3 das Vorliegen/Nichtvorliegen eines Fehlers auf der Grundlage der durch die Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen 2a bis 2c erfassten Ströme. Die Stromfehlererfassungseinheit 3 hat bereits die Daten über den U-Phasenstrom, den V-Phasenstrom und den W-Phasenstrom abgerufen und es ist daher möglich zu bestimmen, dass die erfassten Ströme nicht normal sind, wenn zumindest einer der Stromwerte der erfassten Ströme nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in Bezug zum Referenzwert fällt. In dem Fall, wo die erfassten Ströme normal sind, kehrt die Stromfehlererfassungseinheit 3 zu Schritt S201 zurück und setzt die Überwachung der Ströme, die durch die Stromleitungen fließen, fort.
Andererseits wird in dem Fall, wo die erfassten Ströme nicht normal sind, bei Schritt S203 der Motor angehalten und eine Fehlerdiagnose gestartet. Die Fehlerdiagnose wird im folgenden Verfahren durchgeführt.
Zuerst wird in Schritt S204, i = 1 gesetzt. Der Buchstabe ”i” ist eine ganze Zahl, welche die Anzahl der Schaltmuster (das heißt, ein i-tes Schaltmuster) kennzeichnet. Als Nächstes wird in Schritt S205 das Schalten der Schaltelemente innerhalb des Dreiphasenwechselrichters 1 selektiv auf der Grundlage des i-ten Schaltmusters durchgeführt. Zum Beispiel, in dem Fall, wo das erste Schaltmuster durchgeführt wird, wie in 5A dargestellt, werden nur der obere Zweigtransistor Tra in der U-Phase und der unteren Zweigtransistor Trd in der V-Phase in den EIN-Zustand gebracht und die anderen Transistoren werden in den AUS-Zustand gebracht, so dass ein Strom zwischen der U Phase und der V-Phase fließt.
Als Nächstes werden in Schritt S206 der erfasste Strom und das Schaltmuster in der Speichereinheit 71 gespeichert. Als Nächstes wird in Schritt S207 bestimmt, ob i gleich imax (i = imax) ist oder nicht. In diesem Fall ist imax der Maximalwert von i und, zum Beispiel, in dem Fall, wo sechs Arten von Schaltmustern durchgeführt werden, imax = 6. In dem Fall, wo i nicht gleich imax ist, mit anderen Worten, die Erfassung der Ströme für alle Schaltmuster noch nicht abgeschlossen ist, wird in Schritt S208 i um eins erhöht (i wird auf i + 1 gesetzt (i = i + 1)) und die Verarbeitung kehrt zu Schritt S205 zurück, und die Stromerfassung wird in Übereinstimmung mit dem nächsten Schaltmuster durchgeführt.
In dem Fall, wo bestimmt wird, dass i gleich imax (i = imax) im Schritt S207 ist, mit anderen Worten, die Stromerfassung für alle Schaltmuster abgeschlossen ist, wird ein fehlerhafter Teil auf der Basis der Stromanalyseergebnisse und der Schaltmuster im Schritt S209 ermittelt.
Wie oben bei der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, einen fehlerhaften Teil auf der Grundlage der Stromanalyseergebnisse und der Schaltmuster nach Ausführung aller Schaltmuster zu bestimmen, und daher ist es möglich, einen fehlerhaften Teil schnell zu bestimmen.
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen fehlerhaften Teil nach Erfassen eines Fehlers, die einen Strom daran hindert, normal zu fließen, leicht zu bestimmen.
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 10-23795 A [0004]

Claims

Motorantriebsvorrichtung umfassend: einen Dreiphasenwechselrichter (1), welcher eine Vielzahl von Schaltelementen aufweist und welcher konfiguriert ist, um Gleichstrom in Dreiphasenwechselstrom zum Ansteuern eines Motors umzuwandeln; eine Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen (2a, 2b, 2c), welche zum Erfassen eines Stroms, der durch eine Stromleitung in jeder Phase fließt, die den Dreiphasenwechselstrom vom Dreiphasenwechselrichter an den Motor liefert, konfiguriert sind; eine Stromfehlererfassungseinheit (3), welche konfiguriert ist, das Vorliegen/Nichtvorliegen eines Fehlers auf der Grundlage der von der Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen erfassten Ströme zu bestimmen und die Fehlererfassungsergebnisse auszugeben; eine Fehlerdiagnosestarteinheit (4), welche konfiguriert ist, um ein Fehlerdiagnosestartsignal zum Bestimmen des Vorliegens/Nichtvorliegens eines Fehlers in der Vielzahl von Schaltelementen des Dreiphasenwechselrichters und in den Stromleitungen auf der Grundlage des Fehlererfassungsergebnisse, die von der Stromfehlererfassungseinheit ausgegeben werden, auszugeben; eine Wechselrichterschaltbefehlseinheit (5), welche konfiguriert ist, um einen Befehl zum Durchführen einer Vielzahl von Schaltmustern auszugeben, in denen das Schalten der Vielzahl von Schaltelementen des Dreiphasenwechselrichters selektiv durchgeführt wird, so dass ein Strom zwischen zwei Phasen, die von den drei Phasen ausgewählt werden, durch die Schaltelemente und die Stromleitungen in den beiden ausgewählten Phasen fließt, auf der Grundlage des Fehlerdiagnosestartsignals von der Fehlerdiagnosestarteinheit; eine Stromanalyseeinheit (6) welche konfiguriert ist, um die durch die Stromerfassungsschaltungen erfassten Ströme zu analysieren, wenn selektiv das Schalten der Vielzahl von Schaltelementen auf der Basis des Befehls von der Wechselrichterschaltbefehlseinheit ausgeführt wird; und eine Fehlerteilbestimmungseinheit (7), welche konfiguriert ist, um einen fehlerhaften Teil auf der Grundlage der Stromanalyseergebnisse, die von der Stromanalyseeinheit ausgegeben werden, und der Schaltmuster zu bestimmen.
Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Speichereinheit (71), welche konfiguriert ist, um die von der Vielzahl von Stromerfassungsschaltungen erfassten Zustände der Ströme zwischen jeder Phase zu speichern, wenn die Vielzahl von Schaltmustern durchgeführt wird.
Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Fehlerteilbestimmungseinheit (7) einen Fehler in der Vielzahl von Schaltelementen oder einen Fehler in den Stromleitungen durch Analysieren des Schaltmusters, das verursacht, dass der Strom nicht normal fließt, auf der Grundlage der Zustände der Ströme und der Schaltmuster, die in der Speichereinheit gespeichert sind, bestimmt.
Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Fehlerteilausgabeeinheit (8), welche konfiguriert ist, einen fehlerhaften Teil auf Grundlage der Bestimmungsergebnisse der Fehlerteilbestimmungseinheit auszugeben.