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{Technisches Gebiet}
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motortreiber.
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{Stand der Technik}
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Ein Motortreiber ist herkömmlich bekannt (siehe beispielsweise PTL 1). Der Motortreiber beinhaltet eine Wandlereinheit, die eine Wechselstromspannung (AC) in eine Gleichstromspannung (DC) wandelt, eine Gleichstromzwischenkreiseinheit, die die Gleichstromspannung mit einem Kondensator glättet, um eine Gleichstromzwischenkreisspannung zu erzeugen, eine Wechselrichtereinheit, die die Gleichstromzwischenkreisspannung in eine mehrphasige Wechselstromspannung zum Motorantrieb umkehrt, eine Kurzschlussbrücke, die eine elektrische Verbindung zwischen einem Anschluss der Gleichstromzwischenkreiseinheit und einem Anschluss der Wechselrichtereinheit bereitstellt, und eine Gleichstromzwischenkreisspannungs-Erfassungseinheit, die die Gleichstromzwischenkreisspannung erfasst.
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{Zitierliste}
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{Patentliteratur}
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{PTL 1} Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer
JP 2015-154 566 A , wobei die
DE 10 2015 101 739 A1 das entsprechende deutsche Familienmitglied bildet.
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{Zusammenfassung der Erfindung}
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{Technisches Problem}
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In dem in PTL 1 offenbarten Motortreiber kann die Gleichstromzwischenkreisspannungs-Erfassungseinheit eine Trennung der Kurzschlussbrücke erfassen. Wenn der Motor aber in solch einem Zustand betrieben wird, dass Schrauben, die zum Fixieren der Kurzschlussbrücke an dem Anschluss verwendet werden, ein Schraubenbefestigungsversagen aufweisen oder die Schrauben aufgrund der langfristigen Anwendung von Vibration gelockert werden, können der Anschluss und die Kurzschlussbrücke überhitzen. Um solch eine Situation zu vermeiden, müssen zur Überwachung auf ein Schraubenbefestigungsversagen periodische Inspektionen, wie etwa eine visuelle Bestätigung und Markierung, durchgeführt werden, und dieser komplexe Inspektionsprozess verursacht Unannehmlichkeiten.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend angegebenen Umstände gemacht und es ist somit ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Motortreiber bereitzustellen, der über die Fähigkeit verfügt, ein Schraubenbefestigungsversagen einer Kurzschlussbrücke ohne Durchführung der periodischen Inspektion bereitzustellen und dadurch die Zeit, die für die Inspektion aufgewendet wird, zu reduzieren.
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{Lösung des Problems}
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Die oben beschriebene Aufgabe wird gelöst durch einen Motortreiber mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Im Anspruch 2 ist eine vorteilhafte Weiterbilung der Erfindung angegeben. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen Motortreiber bereit, umfassend: einen Wandler, der eine Wechselstromspannung zu einer Gleichstromspannung wandelt und die Gleichstromspannung ausgibt; einen Wechselrichter, der die Gleichstromeingangsspannung in mehrphasige Wechselstromspannung zum Motorantrieb umkehrt; eine Kurzschlussbrücke, die an einem Ausgangsanschluss des Wandlers und einem Eingangsanschluss des Wechselrichters durch Schraubenbefestigung fixiert ist; einen ersten Spannungsdetektor, der eine Spannung an den Ausgangsanschlüssen des Wandlers erfasst; einen zweiten Spannungsdetektor, der eine Spannung an den Eingangsanschlüssen des Wechselrichters erfasst; und eine Meldeeinheit, die, wenn eine Differenz zwischen der Spannung, die von dem ersten Spannungsdetektor erfasst wird, und der Spannung, die von dem zweiten Spannungsdetektor erfasst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, eine Meldung hierzu bereitstellt.
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Laut dem vorliegenden Aspekt wird eine Wechselstromspannung, die von einer Stromquelle geliefert wird, von dem Wandler in eine Gleichstromspannung gewandelt und dann über die Kurzschlussbrücke in den Wechselrichter eingegeben. Die Gleichstromspannung wird dann in eine mehrphasige Wechselstromspannung zum Motorantrieb gewandelt und an den Motor geliefert, so dass der Motor angetrieben wird. In diesem Fall, wenn die Kurzschlussbrücke, die mit Schrauben am Ausgangsanschluss des Wandlers und dem Eingangsanschluss des Wechselrichters fixiert ist, ein Schraubenbefestigungsversagen aufweist, tritt aufgrund des Kontaktwiderstands in einem Abschnitt, in dem das Schraubenbefestigungsversagen erzeugt wird, ein Spannungsabfall auf. In Folge dessen übersteigt die Differenz zwischen der Spannung, die von dem ersten Spannungsdetektor erfasst wird, und der Spannung, die von dem zweiten Spannungsdetektor erfasst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert.
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Wenn die Spannungsdifferenz den Schwellenwert überschreitet, stellt die Meldeeinheit eine Meldung hierzu bereit.
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Dementsprechend ermöglicht die von der Meldeeinheit bereitgestellte Meldung es einem Bediener einfach und zuverlässig das Schraubenbefestigungsversagen ohne periodische visuelle Bestätigung der Befestigungsbedingungen aller Schrauben zu bestätigen. Das heißt, die periodische Inspektion aller Schrauben, die zur Befestigung der Kurzschlussbrücken verwendet werden, wird nicht durchgeführt, und so kann die Arbeitszeit, die für die Inspektion in Anspruch genommen wird, drastisch reduziert werden.
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In dem vorstehenden Aspekt kann der Motortreiber eine Schwellenwertfestlegungseinheit enthalten, die den Schwellenwert festlegt.
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Solch eine Konfiguration macht es möglich, einen zweckmäßigen Schwellenwert in Abhängigkeit von einem zulässigen Strom und einer zulässigen Wärmemenge der Kurzschlussbrücke festzulegen. Als Folge dessen kann das Schraubenbefestigungsversagen ohne Verursachen einer übermäßigen Wärmeerzeugung oder zur Vermeidung einer übermäßigen Meldung des Schraubenbefestigungsversagens gemeldet werden.
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{Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung}
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Die vorliegende Erfindung stellt einen Effekt bereit, der es möglich macht, ein Schraubenbefestigungsversagen der Kurzschlussbrücke ohne Durchführung periodischer Inspektionen zu erkennen und dadurch die Arbeitszeit, die die Inspektion des Schraubenbefestigungsversagens in Anspruch nimmt, reduzieren.
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Figurenliste
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- {1} 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Motortreiber nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- {2} 2 ist ein Blockdiagramm, das eine interne Struktur des Motortreibers der 1 veranschaulicht; und
- {3} 3 ist ein Blockdiagramm, das ein modifiziertes Beispiel des Motortreibers in 2 veranschaulicht.
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{Beschreibung der Ausführungsformen}
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Motortreiber 1 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Der Motortreiber 1 nach der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 2 veranschaulicht, eine Wandlereinheit (Wandler) 2, die eine Wechselstromspannung in eine Gleichstromspannung wandelt, eine Wechselrichtereinheit (Wechselrichter) 3, die die Gleichstromspannung in eine mehrphasige Wechselstromspannung zum Motorantrieb wandelt, und Kurzschlussbrücken 6, die an einem Ausgangsanschluss 4 der Wandlereinheit 2 und einem Eingangsanschluss 5 der Wechselrichtereinheit 3 mit Schrauben fixiert sind, um eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 4 und 5 bereitzustellen. In der Zeichnung bezeichnet Bezugszeichen 8 eine Schraube.
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Die Wandlereinheit 2 wird mit einer Gleichstromzwischenkreiseinheit (nicht gezeigt) bereitgestellt, die die gewandelte Gleichstromspannung mit einem Kondensator (nicht gezeigt) glättet, um eine Gleichstromzwischenkreisspannung zu erzeugen. Die Gleichstromzwischenkreisspannung wird an den Ausgangsanschluss 4 ausgegeben.
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Wie in 2 veranschaulicht, umfasst der Motortreiber 1 gemäß der Ausführungsform einen ersten Spannungsdetektor (Spannungsdetektor) 9, der eine Spannung an den Ausgangsanschlüssen 4 der Wandlereinheit 2 erfasst, einen zweiten Spannungsdetektor (Spannungsdetektor) 10, der eine Spannung an den Eingangsanschlüssen 5 der Wechselrichtereinheit 3 erfasst, eine Feststellungseinheit 11, die in der Wechselrichtereinheit 3 bereitgestellt wird, wobei die Feststellungseinheit 11 feststellt, ob eine Differenz zwischen der Spannung, die von dem ersten Spannungsdetektor 9 erfasst wird, und der Spannung, die von dem zweiten Spannungsdetektor 10 erfasst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet oder nicht, und eine Meldeeinheit 12, die, wenn die Differenz als Resultat der Feststellung, die von der Feststellungseinheit 11 getroffen wird, als den Schwellenwert überschreitend festgestellt wird, eine Meldung hierzu bereitstellt. In der Zeichnung bezeichnet Bezugszeichen 13 einen Vorwärtswandler und Bezugszeichen 14 bezeichnet einen Rückwärtswandler.
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Die Feststellungseinheit 11 in der Wechselrichtereinheit 3 ist mit einer Schwellenwertfestlegungseinheit 15 verbunden, die es einem Bediener ermöglicht, einen zweckmäßigen Schwellenwert in Übereinstimmung mit der Form der Kurzschlussbrücken 6 festzulegen.
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Die Meldeeinheit 12 wird beispielsweise von einem Monitor, einem Summer, einer Anzeigelampe oder dergleichen konstituiert, um in der Lage zu sein nach außen per Stimme, Licht, Zeichen, Bildanzeige oder dergleichen zu melden, dass die Spannungsdifferenz den Schwellenwert überschreitet.
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Der Betrieb des derart konfigurierten Motortreibers 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
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Zum Antreiben des Motors 16 mit dem Motortreiber 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Wechselstromquelle 7 mit einem Eingangsanschluss 17 der Wandlereinheit 2 verbunden und der Motor 16 ist mit einem Ausgangsanschluss 18 der Wechselrichtereinheit 3 verbunden.
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Die Wandlereinheit 2 wandelt eine Wechselstromspannung der Wechselstromquelle 7 in eine Gleichstromspannung. Die gewandelte Gleichstromspannung wird von der Gleichstromzwischenkreiseinheit in der Wandlereinheit 2 geglättet, um eine Gleichstromzwischenkreisspannung zu erzeugen, und die Gleichstromzwischenkreisspannung wird an die Ausgangsanschlüsse 4 ausgegeben. Die Gleichstromzwischenkreisspannung wird an die Eingangsanschlüsse 5 der Wechselrichtereinheit 3 durch die Kurschlussbrücken 6 geliefert. Die Wechselrichtereinheit 3 wandelt die Gleichstromzwischenkreisspannung in eine mehrphasige Wechselstromspannung zum Motorantrieb und gibt sie an den Motor 16 aus. Als Folge dessen wird der Motor 16 rotatorisch angetrieben.
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In diesem Fall, wenn kein Schraubenbefestigungsversagen bei den Schrauben 8, die dazu verwendet werden, die Kurzschlussbrücken 6 an dem Ausgangsanschluss 4 der Wandlereinheit 2 und dem Eingangsanschluss 5 der Wechselrichtereinheit 3 zu verbinden, erzeugt wird, ist die von dem ersten Spannungsdetektor 9 erfasste Spannung der von dem zweiten Spannungsdetektor 10 erfassten Spannung gleich und somit wird die Spannungsdifferenz an oder unter dem Schwellenwert erhalten. Als Folge dessen stellt die Meldeeinheit 12 keinen Bericht bereit.
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Wenn das Schraubenbefestigungsversagen demgegenüber bei den Schrauben 8, die dafür verwendet werden, um die Kurzschlussbrücken 6 mit dem Ausgangsanschluss 4 der Wandlereinheit 2 und dem Eingangsanschluss 5 der Wechselrichtereinheit zu verbinden, erzeugt wird, steigt der Kontaktwiderstand an dem Abschnitt des Schraubenbefestigungsversagens und es kommt zu einem Spannungsabfall. Als Folge dessen wird die Spannung, die von dem ersten Spannungsdetektor 9 erfasst wird, unterschiedlich zu der Spannung, die von dem zweiten Spannungsdetektor 10 erfasst wird, und die Spannungsdifferenz kann einen Schwellenwert übersteigen. In diesem Fall stellt die Meldeeinheit 12 daher einen Bericht bereit.
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Konkreter ausgedrückt ist es bei dem Motortreiber 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht notwendig, den Befestigungszustand der Schrauben 8 der Kurzschlussbrücken 6 durch Markieren und dergleichen periodisch zu überwachen. Der Befestigungszustand der Schrauben 8 kann einfach durch den Bericht, der von der Meldeeinheit 12 bereitgestellt wird, bestätigt werden. Als Folge dessen kann die vorliegende Erfindung einen Vorteil bereitstellen, dass die Arbeitszeit, die für das Überwachen des Schraubenbefestigungsversagens aufgewendet wird, erheblich reduziert werden kann.
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Es wird ein Beispiel des Motortreibers 1 beschrieben, in dem eine Dreiphasenspannung mit einem effektiven Wert von 200V in die Wandlereinheit 2 zugeführt wird, und der Strom, der durch die Kurzschlussbrücken 6 fließt, 10A hat. In diesem Motortreiber 1 wird ein Kontaktwiderstand von 1Ω angenommen, der zwischen dem Ausgangsanschluss 4 und den Kurzschlussbrücken 6 aufgrund eines Schraubenbefestigungsversagens der Kurzschlussbrücken 6 erzeugt wird.
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Gibt es kein Schraubenbefestigungsversagen, liegt die Spannung an den Ausgangsanschlüssen 4 der Wandlereinheit 2 und die Spannung an den Eingangsanschlüssen 5 der Wechselrichtereinheit 3 bei ungefähr 238 Vdc (220V × √2).
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Wenn das Schraubenbefestigungsversagen bei den Schrauben 8 der Wandlereinheit 3 erzeugt wird, tritt ein Spannungsabfall von 10 Vdc (10A × 1Ω) zwischen dem Eingangsanschluss 5 der Wandlereinheit 3 und den Kurzschlussbrücken 6 auf. Dementsprechend wird die Spannung an den Eingangsanschlüssen 5 der Wandlereinheit 3 zu 273 Vdc.
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Da die Differenz zwischen der Spannung an den Ausgangsanschlüssen 4 der Wandlereinheit 2 und der Spannung an den Eingangsanschlüssen 5 der Wechselrichtereinheit 3 10 Vdc wird, macht es das Festlegen des Schwellenwerts auf 10V oder darunter möglich, das Schraubenbefestigungsversagen zu erfassen und einen Bericht dazu bereitzustellen.
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In diesem Fall kann der Schwellenwert aus der zulässigen Wärmemenge der Kurzschlussbrücken 6 und dem Strom (beispielsweise dem Strom, der den Motor 16 antreiben kann), der durch die Kurzschlussbrücken 6 fließt, erhalten werden.
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In dem vorstehenden Beispiel ist der Strom, der durch die Kurzschlussbrücken 6 fließt, beispielsweise 10A und der Kontaktwiderstand ist 1Ω. Dementsprechend wird die Menge der Wärme, die in dem Abschnitt des Kontaktwiderstands erzeugt wird, 100W (10A × 10A × 1Ω).
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Wenn der Querschnittsbereich der Kurzschlussbrücken 6 groß ist und die zulässige Wärmemenge davon hoch ist, ist die erzeugte Wärmemenge von 100W zulässig. Dementsprechend kann ein Wert, der 10V überschreitet (beispielsweise 15V oder 20V) als ein Schwellenwert festgelegt werden. Wenn der Schwellenwert für das Erfassen des Schraubenbefestigungsversagens auf 15V festgelegt wird, wird das Schraubenbefestigungsversagen erfasst, wenn die Schrauben 8 soweit gelockert sind, dass der Kontaktwiderstand der Schrauben 8 mit den Kurzschlussbrücken 6 zu 1,5Ω wird. Die Menge der in dem Abschnitt des Kontaktwiderstands erzeugten Wärme ist in diesem Fall 150W (10A × 10A × 1,5Ω).
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Gleichzeitig kann, wenn der Querschnittsbereich der Kurzschlussbrücken 6 klein ist und somit die zulässige Wärmemenge klein ist, die erzeugte Wärmemenge von 100W problematisch sein.
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In diesem Fall wird ein Wert von weniger als 10V (beispielsweise 5V oder 8V) als ein Schwellenwert festgelegt, so dass das Schraubenbefestigungsversagen erfasst werden kann. Wenn der Schwellenwert auf 5V festgelegt wird, beträgt die Wärmemenge, die in dem Abschnitt des Kontaktwiderstands erzeugt wird wenn das Schraubenbefestigungsversagen erfasst wird, 50W.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden die Feststellungseinheit 11, die Schwellenwertfestlegungseinheit 15 und die Meldeeinheit 12 in der Wechselrichtereinheit 3 bereitgestellt. Diese Komponenten können aber auch in der Wandlereinheit 2 anstelle der Wechselrichtereinheit 3, wie in 3 veranschaulicht, bereitgestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motortreiber
- 2
- Wandlereinheit (Wandler)
- 3
- Wechselrichtereinheit (Wechselrichter)
- 4
- Ausgangsanschluss
- 5
- Eingangsanschluss
- 6
- Kurzschlussbrücke
- 9
- Erster Spannungsdetektor
- 10
- Zweiter Spannungsdetektor
- 11
- Feststellungseinheit
- 15
- Schwellenwertfestlegungseinheit
