DE102018009294B4 - Motorantriebsvorrichtung und Messverfahren - Google Patents

Abstract

Motorantriebsvorrichtung (10) zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren (M), die umfasst:eine Gleichrichterschaltung (Re), die so konfiguriert ist, dass sie eine AC-Spannung, die von einer AC-Energieversorgung (12) über einen ersten Schalter (SW1) zugeführt wird, gleichrichtet, um somit eine DC-Spannung zu erhalten;einen Kondensator (Ca), der so konfiguriert ist, dass er die durch die Gleichrichterschaltung erhaltene DC-Spannung glättet;eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten (16), die jeweils Oberarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine positivseitige Klemme des Kondensators mit Motorspulen (Cu, Cv, Cw) eines entsprechenden der Motoren (M) verbinden, und Unterarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine negativseitige Klemme des Kondensators mit den Motorspulen verbinden, umfassen, wobei die Wechselrichtereinheiten so konfiguriert sind, dass sie die Motoren durch Umwandeln einer Kondensatorspannung (Vc) über den Kondensator in AC-Spannung durch Wechseln eines Betriebs der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente antreiben;einen zweiten Schalter (SW2), der so konfiguriert ist, dass er eine Klemme der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators mit Masse verbindet;einen ersten Detektor (18), der so konfiguriert ist, dass er einen massebezogenen Strom (Im) detektiert, der zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse fließt, oder eine massebezogene Spannung (Vm) zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse detektiert;einen zweiten Detektor (20), der so konfiguriert ist, dass er die Kondensatorspannung über den Kondensator detektiert;eine Schaltersteuereinheit (32), die so konfiguriert ist, dass sie einen Messzustand zum Ermöglichen einer Messung eines Isolationswiderstands (Rm) eines Messzielmotors der Motoren durch Abschalten der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente aller Wechselrichtereinheiten herstellt, um somit einen Betrieb jedes Motors zu stoppen, während sie gleichzeitig den ersten Schalter ausschaltet und den zweiten Schalter einschaltet, danach ein Halbleiterschaltelement, das mit einer anderen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen einschaltet, mit denen die Motorspulen des Messzielmotors verbunden sind, und ein Halbleiterschaltelement, das mit der einen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen einschaltet, mit denen die Motorspulen jedes der Motoren außer dem Messzielmotor verbunden sind;einen Konvergenzwertschätzer (34), der so konfiguriert ist, dass er einen Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor zu voneinander unterschiedlichen Detektionszeiten (t) detektiert, im Messzustand schätzt; undeinen Isolationswiderstandsberechner (36), der so konfiguriert ist, dass er einen Isolationswiderstand des Messzielmotors auf Basis des Konvergenzwerts und der Kondensatorspannung berechnet, wobei:der Konvergenzwertschätzer nach Schätzen des Konvergenzwerts den Konvergenzwert auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor zu mehreren Detektionszeiten detektiert, wobei sich zumindest eine davon von den mehreren Detektionszeiten für die vorherige Schätzung unterscheidet, erneut schätzt, den Konvergenzwert weiterhin schätzt, wenn ein Unterschied (ΔC) zwischen dem vorherigen Konvergenzwert und dem aktuellen Konvergenzwert einem Referenzwert (SV) gleicht oder über diesem liegt, und die Schätzung des Konvergenzwerts beendet, wenn der Unterschied kleiner als der Referenzwert ist; undder Isolationswiderstandsberechner den Isolierwiderstand nach beendetem Schätzen des Konvergenzwerts berechnet.

Description

• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Gebiet der Erfindung:
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorantriebsvorrichtung und ein Messverfahren zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren und zum Messen eines Isolationswiderstands einer Mehrzahl von Motoren.
• Beschreibung des verwandten Standes der Technik:
• Die offengelegte japanische Patentveröffentlichung JP 2015 - 169 479 A1 offenbart eine Motorantriebsvorrichtung, die in der Lage ist, den Isolationswiderstand von Motoren zu messen, ohne dabei von Leckstrom beeinflusst zu werden, der durch Halbleiterschaltelemente von Wechselrichtereinheiten fließt.
• Weiterer Stand der Technik ist aus den Druckschriften DE 10 2014 019 603 B4 , DE 11 2014 002 853 T5 und US 2008 / 0 094 022 A1 bekannt.
• KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
• Um den Isolationswiderstand (parasitärer Widerstand) des Motors zu messen, ist es notwendig, zu warten, bis der durch den Isolationswiderstand fließende Strom konvergiert. Da die für die Konvergenz erforderliche Wartezeit je nach Größenordnung der Parasitärkapazität des Motors usw. variiert, wird die Wartezeit auf eine vorab definierte Dauer eingestellt, die ausreichend lang ist. Folglich besteht ein Problem darin, dass das Messen des Isolationswiderstands dauert.
• Daher liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Motorantriebsvorrichtung und eines Messverfahrens, die die für das Messen des Isolationswiderstands von Motoren erforderliche Zeit verkürzen.
• Diese Aufgabe wird durch Motorantriebsvorrichtungen und ein Messverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Bestimmte Ausführungen sind durch die abhängigen Ansprüche genannt.
• Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Motorantriebsvorrichtung zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren: eine Gleichrichterschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie eine AC-Spannung, die von einer AC-Energieversorgung über einen ersten Schalter zugeführt wird, gleichrichtet, um somit eine DC-Spannung zu erhalten; einen Kondensator, der so konfiguriert ist, dass er die durch die Gleichrichterschaltung erhaltene DC-Spannung glättet; eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten, die jeweils Oberarmhalbleiterschaltelemente, die so konfiguriert sind, dass sie eine positivseitige Klemme des Kondensators mit Motorspulen eines entsprechenden der Motoren verbinden, und Unterarmhalbleiterschaltelemente, die so konfiguriert sind, dass sie eine negativseitige Klemme des Kondensators mit den Motorspulen verbinden, umfassen, wobei die Wechselrichtereinheiten so konfiguriert sind, dass sie die mehreren Motoren durch Umwandeln einer Kondensatorspannung über den Kondensator in eine AC-Spannung durch Wechseln eines Betriebs der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente antreiben; einen zweiten Schalter, der so konfiguriert ist, dass er eine Klemme der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators mit Masse verbindet; einen ersten Detektor, der so konfiguriert ist, dass er einen massebezogenen Strom detektiert, der zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse fließt, oder eine massebezogene Spannung zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse detektiert; einen zweiten Detektor, der so konfiguriert ist, dass er die Kondensatorspannung über den Kondensator detektiert; eine Schaltersteuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Messzustand zum Ermöglichen einer Messung eines Isolationswiderstands eines Messzielmotors der Motoren durch Abschalten der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente aller der mehreren Wechselrichtereinheiten herstellt, um somit einen Betrieb jedes Motors zu stoppen, während sie gleichzeitig den ersten Schalter ausschaltet und den zweiten Schalter einschaltet, danach ein Halbleiterschaltelement, das mit einer anderen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen einschaltet, mit denen die Motorspulen des Messzielmotors verbunden sind, und ein Halbleiterschaltelement, das mit der einen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen einschaltet, mit denen die Motorspulen jedes der Motoren außer dem Messzielmotor verbunden sind; einen Konvergenzwertschätzer, der so konfiguriert ist, dass er einen Konvergenzwert des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor an voneinander unterschiedlichen Detektionszeiten detektiert, im Messzustand schätzt; und einen Isolationswiderstandsberechner, der so konfiguriert ist, dass er den Isolationswiderstand des Messzielmotors auf Basis des Konvergenzwerts und der Kondensatorspannung berechnet.
• Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in einem Messverfahren, mit dem die Motorantriebsvorrichtung zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren einen Isolationswiderstand des Motors misst, wobei die Motorantriebsvorrichtung umfasst: eine Gleichrichterschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie eine AC-Spannung, die von einer AC-Energieversorgung über einen ersten Schalter zugeführt wird, gleichrichtet, um somit eine DC-Spannung zu erhalten; einen Kondensator, der so konfiguriert ist, dass er die durch die Gleichrichterschaltung erhaltene DC-Spannung glättet; eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten, die jeweils Oberarmhalbleiterschaltelemente, die so konfiguriert sind, dass sie eine positivseitige Klemme des Kondensators mit Motorspulen eines entsprechenden der Motoren verbinden, und Unterarmhalbleiterschaltelemente, die so konfiguriert sind, dass sie eine negativseitige Klemme des Kondensators mit den Motorspulen verbinden, umfassen, wobei die Wechselrichtereinheiten so konfiguriert sind, dass sie die Motoren durch Umwandeln einer Kondensatorspannung über den Kondensator in eine AC-Spannung durch Wechseln eines Betriebs der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente antreiben; einen zweiten Schalter, der so konfiguriert ist, dass er eine Klemme der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators mit Masse verbindet; einen ersten Detektor, der so konfiguriert ist, dass er einen massebezogenen Strom detektiert, der zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse fließt, oder eine massebezogene Spannung zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse detektiert; und einen zweiten Detektor, der so konfiguriert ist, dass er die Kondensatorspannung über den Kondensator detektiert, und wobei das Messverfahren umfasst: einen Schaltersteuerschritt des Herstellens eines Messzustands zum Ermöglichen einer Messung des Isolationswiderstands eines Messzielmotors der Motoren durch Abschalten der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente aller der mehreren Wechselrichtereinheiten herstellt, um somit einen Betrieb jedes Motors zu stoppen, unter gleichzeitigem Ausschalten des ersten Schalters und Einschalten des zweiten Schalters, danach Einschalten eines Halbleiterschaltelements, das mit einer anderen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen, mit denen die Motorspulen des Messzielmotors verbunden sind, und Einschalten eines Halbleiterschaltelements, das mit der einen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen, mit denen die Motorspulen jedes der Motoren außer dem Messzielmotor verbunden sind; einen Konvergenzwertschätzschritt des Schätzens eines Konvergenzwerts des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor an voneinander unterschiedlichen Detektionszeiten detektiert, im Messzustand; und einen Isolationswiderstandsberechnungsschritt des Berechnens des Isolationswiderstands des Messzielmotors auf Basis des Konvergenzwerts und der Kondensatorspannung.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die zum Messen des Isolationswiderstands der Motoren erforderliche Zeit zu verkürzen.
• Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen besser hervor, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand eines veranschaulichenden Beispiels gezeigt ist.
• Figurenliste
• 1 ist ein Schaubild, das eine Konfiguration einer Motorantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt;
• 2 ist ein Ersatzschaltungsschaubild, das die Verbindung des Isolationswiderstands der Motoren, wenn die Motorantriebsvorrichtung in einem Messvorbereitungszustand ist, unter Verwendung einer Ersatzschaltung zeigt;
• 3 ist ein Schaubild, das den Stromfluss zeigt, wenn die in 1 gezeigte Motorantriebsvorrichtung in einem Messzustand ist;
• 4 ist ein Ersatzschaltungsschaubild, das die Verbindung des Isolationswiderstands des Motors in einem Messzustand der in 1 gezeigten Motorantriebsvorrichtung unter Verwendung einer Ersatzschaltung zeigt;
• 5 ist ein Wellenformschaubild, das ein Beispiel für die Beziehung zwischen massebezogener Spannung und Zeit in einem Messzustand zeigt, um zu erläutern, wie ein Konvergenzwertschätzer einen Konvergenzwert einer massebezogenen Spannung schätzt;
• 6 ist ein Wellenformschaubild, das ein Beispiel für die Beziehung zwischen massebezogenem Strom und Zeit in einem Messzustand, um zu erläutern, wie ein Konvergenzwertschätzer einen Konvergenzwert eines massebezogenen Stroms schätzt;
• 7 ist ein Ablaufplan, der zeigt, wie die Motorantriebsvorrichtung einen Betrieb zum Messen eines Isolationswiderstands durchführt; und
• 8 ist ein Schaubild, mit dem ein modifiziertes Beispiel 2 erläutert wird, wobei ein Beispiel für den Detektionszeitablauf der massebezogenen Spannung oder des massebezogenen Stroms durch einen ersten Detektor gezeigt ist.
• BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Im Folgenden werden eine Motorantriebsvorrichtung und ein Messverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen ausführlich beschrieben.
• [Ausführungsform]
• <Allgemeine Konfiguration einer Motorantriebsvorrichtung 10>
• 1 ist ein Schaubild, das eine Konfiguration einer Motorantriebsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform zeigt. Die Motorantriebsvorrichtung 10 treibt eine Mehrzahl von Motoren M an. Die Motorantriebsvorrichtung 10 umfasst einen ersten Schalter SW1, eine Wandlereinheit 14, eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten 16, einen zweiten Schalter SW2, einen ersten Detektor 18, einen zweiten Detektor 20 und eine Steuereinheit 22.
• Der erste Schalter SW1 ist ein Schalter zum Ein-/Ausschalten der Zufuhr von AC-(Wechselstrom-)Spannung aus einer AC-Energieversorgung 12.
• Die Wandlereinheit 14 wandelt die aus der AC-Energieversorgung 12 über den ersten Schalter SW1 zugeführte AC-Spannung in eine DC-(Gleichstrom-)Spannung um. Die Wandlereinheit 14 umfasst eine Gleichrichterschaltung Re zum Gleichrichten der aus der AC-Energieversorgung 12 über den ersten Schalter SW1 zugeführten AC-Spannung in eine DC-Spannung und einen Kondensator Ca zum Glätten der von der Gleichrichterschaltung Re gleichgerichteten DC-Spannung.
• Die mehreren Wechselrichtereinheiten 16 wandeln die von der Wandlereinheit 14 umgewandelte DC-Spannung (im Spezifischen die Spannung über den Kondensator Ca) Vc in AC-Spannung um, um somit die mehreren Motoren M anzutreiben.
• Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der einfacheren Beschreibung wegen angenommen, dass drei Motoren M bereitgestellt sind und die Motorantriebsvorrichtung 10 drei Wechselrichtereinheiten 16 zum Antreiben der drei Motoren M umfasst. Um die drei Wechselrichtereinheiten 16 voneinander zu unterscheiden, können die drei Wechselrichtereinheiten 16 als 16a, 16b bzw. 16c bezeichnet werden. Ferner gibt es Fälle, in denen der von der Wechselrichtereinheit 16a angetriebene Motor M als M1 bezeichnet ist, der von der Wechselrichtereinheit 16b angetriebene Motor M als M2 bezeichnet ist und der von der Wechselrichtereinheit 16c angetriebene Motor M als M3 bezeichnet ist.
• Der Widerstand zwischen den Motorspulen Cu, Cv und Cw von drei Phasen (U, V, W) in jedem der drei Motoren M (M1 bis M3) und der Masse wird Isolationswiderstand (parasitärer Widerstand) Rm genannt. Um diese drei Isolationswiderstände Rm voneinander zu unterscheiden, kann der Isolationswiderstand Rm zwischen den Motorspulen Cu, Cv, Cw des Motors M1 und der Masse als Rm1 bezeichnet werden, kann der Isolationswiderstand Rm zwischen den Motorspulen Cu, Cv, Cw des Motors M2 und der Masse als Rm2 bezeichnet werden und kann der Isolationswiderstand Rm zwischen den Motorspulen Cu, Cv, Cw des Motors M3 und der Masse als Rm3 bezeichnet werden.
• Da die drei Wechselrichtereinheiten 16 (16a, 16b, 16c) die gleiche Konfiguration aufweisen, wird nur die Konfiguration der Wechselrichtereinheit 16a beschrieben. Die Wechselrichtereinheit 16a weist eine Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen S auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfassen, da der verwendete Motor M dreiphasige (U, V, W) Motorspulen Cu, Cv, Cw aufweist, die mehreren Halbleiterschaltelemente S ein Oberarmhalbleiterschaltelement Suu und ein Unterarmhalbleiterschaltelement Sud für die U-Phase, ein Oberarmhalbleiterschaltelement Svu und ein Unterarmhalbleiterschaltelement Svd für die V-Phase und ein Oberarmhalbleiterschaltelement Swu und ein Unterarmhalbleiterschaltelement Swd für die W-Phase.
• Die dreiphasigen Oberarmhalbleiterschaltelemente Suu, Svu, Swu verbinden die Positivklemme des Kondensators Ca jeweils mit dreiphasigen (U, V, W) Motorspulen Cu, Cv, Cw des Motors M1. Die dreiphasigen Unterarmhalbleiterschaltelemente Sud, Svd, Swd verbinden die Negativklemme des Kondensators Ca jeweils mit den dreiphasigen Motorspulen Cu, Cv, Cw des Motors M1.
• Für jede Phase sind das Oberarmhalbleiterschaltelement S und das Unterarmhalbleiterschaltelement S in Reihe verbunden und ist die Reihe des Oberarmhalbleiterschaltelements S und des Unterarmhalbleiterschaltelements S mit dem Kondensator Ca parallel verbunden. Im Spezifischen ist die Reihe von U-Phasen-Halbleiterschaltelementen Suu und Sud mit dem Kondensator Ca parallel verbunden. Gleichermaßen ist die Reihe von V-Phasen-Halbleiterschaltelementen Svu und Svd mit dem Kondensator Ca parallel verbunden und ist die Reihe von W-Phasen-Halbleiterschaltelementen Swu und Swd mit dem Kondensator Ca parallel verbunden.
• Die U-Phasen-Motorspule Cu des Motors M1 ist dem Emitter des Oberarmhalbleiterschaltelements Suu und dem Kollektor des Unterarmhalbleiterschaltelements Sud verbunden. Die V-Phasen-Motorspule Cv des Motors M1 ist dem Emitter des Oberarmhalbleiterschaltelements Svu und dem Kollektor des Unterarmhalbleiterschaltelements Svd verbunden. Die W-Phasen-Motorspule Cw des Motors M1 ist dem Emitter des Oberarmhalbleiterschaltelements Swu und dem Kollektor des Unterarmhalbleiterschaltelements Swd verbunden.
• Die Wechselrichtereinheit 16a führt einen Schaltbetrieb (EIN/AUS-Betrieb) an den dreiphasigen Oberarmhalbleiterschaltelementen Suu, Svu, Swu und den dreiphasigen Unterarmhalbleiterschaltelementen Sud, Svd, Swd durch, um die Spannung über den Kondensator Ca (die im Folgenden als Kondensatorspannung Vc bezeichnet wird) in AC-Spannung umzuwandeln, um somit den Motor M1 anzutreiben.
• Der zweite Schalter SW2 ist ein Schalter zum Verbinden einer Klemme des Kondensators Ca (wobei es sich bei der vorliegenden Ausführungsform um die Klemme auf der Negativelektrodenseite des Kondensators Ca handelt und diese wird im Folgenden als erste Klemme bezeichnet) mit der Masse, um den Isolationswiderstand Rm (Rm1, Rm2, Rm3) zu messen.
• Der erste Detektor 18 ist ein Sensor zum Detektieren der Spannung (im Folgenden als massebezogene Spannung Vm bezeichnet) zwischen der ersten Klemme des Kondensators Ca und der Masse, wenn der zweite Schalter SW2 eingeschaltet ist. Ein Detektionswiderstand r1 ist mit dem zweiten Schalter SW2 zwischen der ersten Klemme (die Klemme auf der Negativelektrodenseite) des Kondensators Ca und der Masse in Reihe verbunden. Der erste Detektor 18 detektiert die massebezogene Spannung Vm durch Messen der Spannung Vm über den Detektionswiderstand r1. Da der Widerstandswert des Detektionswiderstands r1 bekannt ist, kann der erste Detektor 18 den Strom, der zwischen der ersten Klemme des Kondensators Ca und der Masse fließt (im Folgenden als massebezogener Strom Im bezeichnet), anhand der detektierten massebezogenen Spannung Vm detektieren).
• Der zweite Detektor 20 ist ein Sensor zum Detektieren der Kondensatorspannung Vc zwischen beiden Klemmen des Kondensators Ca. Ein Detektionswiderstand r2 ist mit dem Kondensator Ca parallel verbunden. Der zweite Detektor 20 detektiert die Kondensatorspannung Vc durch Messen der Spannung über den Detektionswiderstand r2.
• Die Steuereinheit 22 steuert diverse Komponenten (den ersten Schalter SW1, den zweiten Schalter SW2, die mehreren Halbleiterschaltelemente S usw.) der Motorantriebsvorrichtung 10, um die Motoren M (M1 bis M3) und dergleichen anzutreiben, und misst den Isolationswiderstand Rm von Motoren M. Die Steuereinheit 22 besteht aus einem Prozessor wie z. B. einer CPU, einem Speicher und anderem.
• Die Steuereinheit 22 wählt einen der drei Motoren M (M1 bis M3) als Messziel aus und misst den Isolationswiderstand Rm des ausgewählten zu messenden Motors M, d. h. des Messziels. Daher ist es durch Wechseln auf einen Motor M, der als Messziel aus den Motoren M ausgewählt wird, möglich, den Isolationswiderstand Rm (Rm1 bis Rm3) aller Motoren M (M1 bis M3) zu messen.
• Die Steuereinheit 22 umfasst einen Messzielauswähler 30, eine Schaltersteuereinheit 32, einen Konvergenzwertschätzer 34 und einen Isolationswiderstandsberechner 36.
• Der Messzielauswähler 30 wählt einen Motor M als Messziel aus. Der zu messende Motor M kann zufällig oder auf Basis einer vordefinierten Reihenfolge ausgewählt werden. Der Messzielauswähler 30 gibt eine Information, die für den als Messziel ausgewählten Motor M indikativ ist, an die Schaltersteuereinheit 32 aus.
• Die Schaltersteuereinheit 32 führt eine Ein/Aus-Steuerung jedes des ersten Schalters SW1, des zweiten Schalters SW2 und der mehreren Halbleiterschaltelemente S durch. Beim Messen des Isolationswiderstands Rm steuert die Schaltersteuereinheit 32 jedes des ersten Schalters SW1, des zweiten Schalters SW2 und der mehreren Halbleiterschaltelemente S, um einen Messzustand herzustellen, so dass eine Messung des Isolationswiderstands Rm des als Messziel ausgewählten Motors M möglich ist.
• Zunächst schaltet die Schaltersteuereinheit 32 jedes der mehreren Halbleiterschaltelemente S (Suu, Svu, Swu, Sud, Svd, Swd) jeder der drei Wechselrichtereinheiten 16 (16a bis 16c) aus, um somit den Betrieb aller Motoren M (M1 bis M3) zu stoppen.
• Danach schaltet die Schaltersteuereinheit 32 den ersten Schalter SW1 aus und schaltet den zweiten Schalter SW2 ein. Somit wird die AC-Spannung aus der AC-Energieversorgung 12 nicht zur Motorantriebsvorrichtung 10 zugeführt, während die erste Klemme des Kondensators Ca (bei dieser Ausführungsform die Klemme auf der Negativelektrodenseite des Kondensators Ca) mit der Masse verbunden ist. Folglich geht die Motorantriebsvorrichtung 10 in einen Messvorbereitungszustand über.
• 2 ist ein Ersatzschaltungsschaubild eines Zustands, in dem die Motorantriebsvorrichtung 10 in den Messvorbereitungszustand gesetzt ist (d. h., jedes der mehreren Halbleiterschaltelemente S jeder Wechselrichtereinheit 16 ist ausgeschaltet, während der erste Schalter SW1 ausgeschaltet und der zweite Schalter SW2 eingeschaltet ist), wobei die Verbindung der Isolationswiderstände Rm (Rm1 bis Rm3) der Motoren M (M1 bis M3) als Ersatzschaltung gezeigt ist.
• Hier stellt ein RU-IGBT1 in 2 den Ersatzisolationswiderstand der drei Oberarmhalbleiterschaltelemente Suu, Svu, Swu der Wechselrichtereinheit 16a in deren ausgeschalteten Zustand dar. Der RU-IGBT2 den Ersatzisolationswiderstand der drei Oberarmhalbleiterschaltelemente Suu, Svu und Swu der Wechselrichtereinheit 16b in deren ausgeschalteten Zustand dar. Der RU-IGBT3 den Ersatzisolationswiderstand der drei Oberarmhalbleiterschaltelemente Suu, Svu und Swu der Wechselrichtereinheit 16c in deren ausgeschalteten Zustand dar. Die Ersatzisolationswiderstände RU-IGBT1, RU-IGBT2 und RU-IGBT3 sind jeweils der Quotient, der durch Dividieren der zwischen dem Kollektor und dem Emitter der drei Oberarmhalbleiterschaltelemente Suu, Svu, Swu der zugehörigen Wechselrichtereinheit 16a, 16b, 16c angelegten Spannung durch den Leckstrom, der vom Kollektur zum Emitter fließt, wenn diese im ausgeschalteten Zustand sind, erhalten wird.
• Der in 2 gezeigte RD-IGBT1 hingegen stellt den Ersatzisolationswiderstand der drei Unterarmhalbleiterschaltelemente Sud, Svd, Swd der Wechselrichtereinheit 16a in deren ausgeschalteten Zustand dar. Der RD-IGBT2 den Ersatzisolationswiderstand der drei Unterarmhalbleiterschaltelemente Sud, Svd und Swd der Wechselrichtereinheit 16b in deren ausgeschalteten Zustand dar. Der RD-IGBT3 den Ersatzisolationswiderstand der drei Unterarmhalbleiterschaltelemente Sud, Svd und Swd der Wechselrichtereinheit 16c in deren ausgeschalteten Zustand dar. Die Ersatzisolationswiderstände RD-IGBT1, RD-IGBT2 und RD-IGBT3 sind jeweils der Quotient, der durch Dividieren der zwischen dem Kollektor und dem Emitter der drei Unterarmhalbleiterschaltelemente Sud, Svd, Swd der zugehörigen Wechselrichtereinheit 16a, 16b, 16c angelegten Spannung durch den Leckstrom, der vom Kollektur zum Emitter fließt, wenn diese im ausgeschalteten Zustand sind, erhalten wird.
• Beim Setzen der Motorantriebsvorrichtung 10 in den Messvorbereitungszustand steuert die Schaltersteuereinheit 32 zumindest die Halbleiterschaltelemente S der Wechselrichtereinheit 16, die den als Messziel ausgewählten Motor M antreibt, auf Basis der Information, die für einen Motor M indikativ ist, der vom Messzielauswähler 30 als Messziel ausgewählt wird. Diese Steuerung wird nachstehend ausführlich beschrieben, kurz gesagt: Die Schaltersteuereinheit 32 steuert zumindest die Halbleiterschaltelemente S der Wechselrichtereinheit 16, die den Messzielmotor M antreibt, um die Kondensatorspannung Vc nur über den Isolationswiderstand Rm des Messzielmotors M der Isolationswiderstände Rm der drei Motoren M anzulegen (um einen Strom vom Kondensator Ca nur durch diesen fließen zu lassen).
• Dadurch wird die Motorantriebsvorrichtung 10 in den Messzustand gesetzt, der den Isolationswiderstand Rm des Messzielmotors M ermöglicht. Zu diesem Zeitpunkt wird die massebezogene Spannung Vm vom ersten Detektor 18 detektiert. Es sei angemerkt, dass der erste Detektor 18 den massebezogenen Strom Im detektieren kann. Dieser massebezogene Strom Im ist ein Strom, der durch den Isolationswiderstand Rm des Messzielmotors M fließt, wenn im Messzustand.
• Im Messzustand schätzt der Konvergenzwertschätzer 34 einen Konvergenzwert C der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im auf Basis mehrerer Messungen der massebezogenen Spannung Vm oder mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms Im, wie vom ersten Detektor 18 zu unterschiedlichen Detektionszeiten t detektiert. Der Konvergenzwertschätzer 34 wird nachstehend ausführlich beschrieben.
• Der Isolationswiderstandsberechner 36 berechnet den Isolationswiderstand Rm auf Basis des geschätzten Konvergenzwerts C der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im, wie vom Konvergenzwertschätzer 34 erhalten, der vom zweiten Detektor 20 detektierten Kondensatorspannung Vc und des Detektionswiderstands r1.
• <Spezifische Steuerung der Schaltersteuereinheit 32>
• Im Folgenden wird eine Steuerung der Schaltersteuereinheit 32 ausführlich beschrieben.
• Beim Setzen der Motorantriebsvorrichtung 10 in den Messvorbereitungszustand steuert die Schaltersteuereinheit 32 die Wechselrichtereinheit 16, die mit dem vom Messzielauswähler 30 ausgewählten Messzielmotor M verbunden ist, so dass von den mehreren Halbleiterschaltelementen S zumindest eines der Halbleiterschaltelements S eingeschaltet wird, das mit der zweiten Klemme (der anderen Klemme) des Kondensators Ca (d. h. der Klemme, die der ersten Klemme des Kondensators Ca gegenüberliegt, und die mit der Masse verbunden ist, über den zweiten Schalter SW2) verbunden ist. Somit weisen die Motorspulen Cu, Cv, Cw des Messzielmotors M das gleiche Potenzial wie die zweite Klemme des Kondensators Ca auf.
• Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Schaltersteuereinheit 32, da die Klemme auf der Negativseite des Kondensators Ca als erste Klemme (eine Klemme) verwendet wird, zumindest eines der mehreren Oberarmhalbleiterschaltelemente Suu, Svu, Swu der Wechselrichtereinheit 16 einschalten, die mit dem zu messenden Motor M verbunden ist. Folglich weisen die Motorspulen Cu, Cv, Cw des zu messenden Motors das gleiche Potenzial wie die Positivklemme des Kondensators Ca auf. In diesem Fall kann das Halbleiterschaltelement S, das in den eingeschalteten Zustand zu setzen ist, ein beliebiges der U-Phasen-, der V-Phasen- und der W-Phasen-Halbleiterschaltelemente S sein, d. h. ein beliebiges der mehreren Oberhalbleiterschaltelemente Suu, Svu, Swu.
• Bei dem in 3 gezeigten Beispiel wird, wenn der Messzielmotor M der Motor M1 ist, das U-Phasen-Oberarmhalbleiterschaltelement Suu der Wechselrichtereinheit 16a in den eingeschalteten Zustand gesetzt. Bei dieser Konfiguration bilden, was die mit dem Messzielmotor M1 verbundene Wechselrichtereinheit 16a betrifft, der Kondensator Ca, das Oberarmhalbleiterschaltelement S in seinem eingeschalteten Zustand (das Halbleiterschaltelement Suu bei dem in 3 gezeigten Beispiel), der Isolationswiderstand Rm1 zwischen den Motorspulen Cu, Cv, Cw des Messzielmotors M1 und der Masse und der Detektionswiderstand r1 gemeinsam einen geschlossenen Kreis.
• Was die Wechselrichtereinheiten 16 betrifft, die mit den Motoren M außer dem Messzielmotor M verbunden sind, der vom Messzielauswähler 30 ausgewählt wird, schaltet ferner die Schaltersteuereinheit 32 zumindest eines der mehreren Halbleiterschaltelemente S ein, die mit der ersten Klemme der Kondensatoren Ca verbunden sind (der Klemme des Kondensators Ca, die mit der Masse verbunden ist, über den zweiten Schalter SW2). Folglich weisen alle Motorspulen Cu, Cv, Cw der Motoren M außer dem Messziel das gleiche Potenzial wie die erste Klemme des Kondensators Ca auf.
• Bei der vorliegenden Ausführungsform muss die Schaltersteuereinheit 32, da die Klemme auf der Negativseite des Kondensators Ca als erste Klemme verwendet wird, nur zumindest eines der mehreren Unterarmhalbleiterschaltelemente Sud, Svd, Swd der Wechselrichtereinheiten 16 einschalten, die mit den Motoren M außer dem Messziel verbunden sind. Folglich weisen die Motorspulen Cu, Cv, Cw der Motoren M außer dem Messziel das gleiche Potenzial wie die Negativklemme des Kondensators Ca auf. In diesem Fall kann das Halbleiterschaltelement S, das in den eingeschalteten Zustand zu setzen ist, ein beliebiges der U-Phasen-, der V-Phasen- und der W-Phasen-Halbleiterschaltelemente S sein, d. h. ein beliebiges der mehreren Unterarmhalbleiterschaltelemente Sud, Svd, Swd.
• Bei dem in 3 gezeigten Beispiel ist das V-Phasen-Unterarmhalbleiterschaltelement Svd der Wechselrichtereinheit 16b eingeschaltet, während das W-Phasen-Unterarmhalbleiterschaltelement Swd der Wechselrichtereinheit 16d eingeschaltet ist. Durch diese Einstellung ist es möglich, unnötigen Strom zu verhindern, der über die Motoren M2 und M3 außer dem Messzielmotor zum Detektionswiderstand r1 fließt.
• 4 ist ein Ersatzschaltungsschaubild, das eine Ersatzschaltung zeigt, wobei - in dem in 2 gezeigten Ersatzschaltungsschaubild - das Oberarmhalbleiterschaltelement S der Wechselrichtereinheit 16a zum Antreiben des Messzielmotors M1 eingeschaltet ist, während die Unterarmhalbleiterschaltelemente S der Wechselrichtereinheiten 16b und 16c zum Antreiben der Motoren M2, M3 außer dem Messzielmotor eingeschaltet sind.
• Das Ersatzschaltungsschaubild von 4 wird durch Kurzschließen des Ersatzisolationswiderstands RU-IGBT1 des Oberarms der Wechselrichtereinheit 16a, des Ersatzisolationswiderstands RD-IGBT2 des Unterarms der Wechselrichtereinheit 16b und des Ersatzisolationswiderstands RD-IGBT3 des Unterarms der Wechselrichtereinheit 16c im Ersatzschaltungsschaubild von 2 erhalten. Wie aus 4 ersichtlich, sind der Ersatzisolationswiderstand RD-IGBT1 des Unterarms der Wechselrichtereinheit 16a, der Ersatzisolationswiderstand RU-IGBT2 des Oberarms der Wechselrichtereinheit 16b und der Ersatzisolationswiderstand RU-IGBT3 des Oberarms der Wechselrichtereinheit 16c allesamt mit der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators Ca verbunden. Demgemäß fließt Leckstrom, der durch diese Ersatzisolationswiderstände RD-IGBT1, RU-IGBT2 und RU-IGBT3 fließt, nur von der Klemme auf der Positivelektrodenseite des Kondensators Ca zur Klemme auf dessen Negativelektrodenseite, so dass der Leckstrom nicht durch den Detektionswiderstand r1 fließt. Somit wird verstanden, dass die Messung des Isolationswiderstands Rm1 des Messzielmotors M1 überhaupt nicht beeinflusst wird. Anders ausgedrückt ist es möglich, in Betracht zu ziehen, dass diese Ersatzisolationswiderstände RD-IGBT1, RU-IGBT2 und RU-IGBT3 nicht vorhanden sind, wenn der Isolationswiderstand Rm1 gemessen wird.
• Zu diesem Zeitpunkt sind die Isolationswiderstände Rm2 und Rm3 der Motoren M2 und M3 außer dem Messziel mit dem ersten Detektor 18 parallel verbunden. Wenn der Widerstand des Detektionswiderstands r1 jedoch ausreichend kleiner als die Isolationswiderstände Rm2 und Rm3 ist, kann der Einfluss auf die Spannungsdetektion und die Stromdetektion ignoriert werden. Daher ist es möglich, zu in Betracht zu ziehen, dass die Isolationswiderstände Rm2, Rm3 der Motoren M2, M3 außer dem Messziel nicht vorhanden sind, wenn der Isolationswiderstand Rm1 gemessen wird. Es wird angemerkt, dass eine Messung durch Ausschalten aller Unterarmhalbleiterschaltelemente S durchgeführt werden kann, um den Widerstandswert zu erhalten, wenn die Isolationswiderstände Rm (Rm1 bis Rm3) aller Motoren M (M1 bis M3) parallel verbunden sind, und danach kann der Einfluss von Rm2 und Rm3 unter Verwendung des erhaltenen Widerstandswerts ausgeglichen werden.
• Somit ist es möglich, die Genauigkeit zu verbessern, mit der der Isolationswiderstandsberechner 36 den Isolationswiderstand Rm des Messzielmotors M berechnet.
• <Spezifischer Schätzprozess des Konvergenzwertschätzers 34>
• Im Folgenden wird der Konvergenzwertschätzer 34 ausführlich beschrieben. Zunächst wird die Schätzung des Konvergenzwerts C der massebezogenen Spannung Vm erläutert und danach wird die Schätzung des Konvergenzwerts C des massebezogenen Stroms Im beschrieben.
• <Schätzung des Konvergenzwerts C der massebezogenen Spannung Vm>
• 5 ist ein Wellenformablaufplan, der ein Beispiel für die Beziehung zwischen der massebezogenen Spannung Vm, die vom ersten Detektor 18 detektiert wird, und der Zeit zeigt. Wenn der Messzustand hervorgerufen wird, in dem der Isolationswiderstand Rm des Messzielmotors M gemessen werden kann, nimmt die massebezogene Spannung Vm im Laufe der Zeit ab, nachdem die Spannung des Kondensators Ca über den Detektionswiderstand r1 angelegt wurde, und konvergiert schließlich im Wesentlichen auf einen fixen Wert.
• Der Konvergenzwertschätzer 34 schätzt den Konvergenzwert C der massebezogenen Spannung Vm auf Basis mehrerer Messungen der massebezogenen Spannung Vm, die vom ersten Detektor 18 zu unterschiedlichen Detektionszeiten t detektiert werden. In 5 indizieren t₁ bis t₃ jeweils die Detektionszeit t des ersten Detektors 18. Vm₁ indiziert die massebezogene Spannung Vm, die vom ersten Detektor 18 zur Detektionszeit t₁ detektiert wird, Vm₂ indiziert die massebezogene Spannung Vm, die vom ersten Detektor 18 zur Detektionszeit t₂ detektiert wird, und Vm₃ indiziert die massebezogene Spannung Vm, die vom ersten Detektor 18 zur Detektionszeit t₃ detektiert wird.
• Auf Basis von drei Detektionszeiten t (t₁ bis t₃) und drei Messungen der massebezogenen Spannung Vm (Vm₁ bis Vm₃), die an jeweiligen drei Detektionszeiten (t₁ bis t₃) detektiert werden, schätzt oder prognostiziert der Konvergenzwertschätzer 34 den Konvergenzwert C der massebezogenen Spannung Vm.
• Hier kann die Beziehung zwischen Detektionszeit t und der massebezogenen Spannung Vm, die zur Detektionszeit t detektiert wird, mit der folgenden Gleichung (1) ausgedrückt werden. In dieser Gleichung (1) ist C der Konvergenzwert und sind A und b Konstanten, die durch die Parasitärkapazität, Spannung usw. des Systems zur Zeit der Messung ermittelt werden. $$\text{Vm}={\text{Ae}}^{-\text{bt}}+\text{C}$$

  

  Demgemäß wird die Beziehung zwischen der Detektionszeit t₁ und der massebezogenen Spannung Vm₁ mit der folgenden Gleichung (2) ausgedrückt. Gleichermaßen wird die Beziehung zwischen der Detektionszeit t₂ und der massebezogenen Spannung Vm₂ mit der folgenden Gleichung (3) ausgedrückt und wird die Beziehung zwischen der Detektionszeit t₃ und der massebezogenen Spannung Vm3 mit der folgenden Gleichung (4) ausgedrückt. $${\text{Vm}}_1={\text{Ae}}^{-{\text{bt}}_1}+\text{C}$$

  

  $${\text{Vm}}_2={\text{Ae}}^{-{\text{bt}}_2}+\text{C}$$

  

  $${\text{Vm}}_3={\text{Ae}}^{-{\text{bt}}_3}+\text{C}$$

  

  Von den Gleichungen (2) bis (4) kann die folgende Gleichung (5) abgeleitet werden. $${\text{Vm}}_3=\left({\text{Vm}}_1-\text{C}\right){\left(\frac{{\text{Vm}}_2-\text{C}}{{\text{Vm}}_1-\text{C}}\right)}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}+\text{C}$$

  

  Wenn diese Gleichung (5) einer Taylorentwicklung um C = C₀ unterzogen und in Bezug auf den Konvergenzwert C umgeformt wird, kann die folgende Gleichung (6) abgeleitet werden. Man beachte, dass C₀ eine vordefinierte Konstante ist. $$\text{C}=\frac{{\text{Vm}}_3-\mathrm{\alpha }-{\text{C}}_0}{1-\mathrm{\alpha \beta }}+{\text{C}}_0$$

  

  wobei: $$\mathrm{\alpha }={\left({\text{Vm}}_1-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}{\left({\text{Vm}}_2-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}$$

  

  $$\mathrm{\beta }=\left(\frac{1}{{\text{Vm}}_1-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}+\frac{1}{{\text{Vm}}_2-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}\right)$$

  
• Somit kann der Konvergenzwertschätzer 34 den Konvergenzwert C der massebezogenen Spannung Vm unter Verwendung von Gl. (6) auf Basis der mehreren Messungen der massebezogenen Spannung Vm, die vom ersten Detektor 18 zu mehreren unterschiedlichen Zeiten t detektiert werden, schätzen (berechnen).
• Hier kann, wenn das Zeitintervall zwischen Detektionszeiten t (t₁ bis t₃) ein konstanter Wert Δt ist, d. h., wenn t₂ = t₁ + Δt, t₃ = t₂ + Δt = t₁ + 2 x Δt, die obige Gleichung (5) auf die folgende Gleichung (7) umgeschrieben werden. $${\text{Vm}}_3=\left({\text{Vm}}_1-\text{C}\right){\left(\frac{{\text{Vm}}_2-\text{C}}{{\text{Vm}}_1-\text{C}}\right)}^2+\text{C}$$

  

  Durch Umformen von Gl. (7) in Bezug auf den Konvergenzwert C kann die folgende Gleichung (8) abgeleitet werden. $$\text{C}=\frac{{\text{Vm}}_1\times {\text{Vm}}_3-{\text{Vm}}_2^2}{{\text{Vm}}_1+{\text{Vm}}_3-2\times {\text{Vm}}_2}$$

  

  Daher kann, wenn das Zeitintervall zwischen den Detektionszeiten t (t₁ bis t₃) der konstante Wert Δt ist, der Konvergenzwertschätzer 34 den Konvergenzwert C der massebezogenen Spannung Vm unter Verwendung von Gl. (8) auf Basis der mehreren Messungen der massebezogenen Spannung Vm, die vom ersten Detektor 18 zu mehreren unterschiedlichen Zeiten t detektiert werden, schätzen (berechnen). Somit kann der Berechnungsprozess (Schätzprozess) für den Konvergenzwert C vereinfacht werden.
• <Schätzung des Konvergenzwerts C des massebezogenen Stroms Im>
• 6 ist ein Wellenformablaufplan, der ein Beispiel für die Beziehung zwischen dem massebezogenen Strom Im, der vom ersten Detektor 18 detektiert wird, und der Zeit zeigt. Wenn der Messzustand hervorgerufen wird, in dem der Isolationswiderstand Rm des Messzielmotors M gemessen werden kann, nimmt der massebezogene Strom Im im Laufe der Zeit ab und konvergiert schließlich im Wesentlichen auf einen fixen Wert.
• Der Konvergenzwertschätzer 34 schätzt den Konvergenzwert C des massebezogenen Stroms Im auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms Im, die vom ersten Detektor 18 zu unterschiedlichen Detektionszeiten t detektiert werden. In 6 indizieren t₁ bis t₃ jeweils die Detektionszeit t des ersten Detektors 18. Im₁ indiziert den massebezogenen Strom Im, der vom ersten Detektor 18 zur Detektionszeit t₁ detektiert wird, Im₂ indiziert den massebezogenen Strom Im, der vom ersten Detektor 18 zur Detektionszeit t₂ detektiert wird, und Im₃ indiziert den massebezogenen Strom Im, der vom ersten Detektor 18 zur Detektionszeit t₃ detektiert wird.
• Auf Basis der drei Detektionszeiten t (t₁ bis t₃) und drei Messungen des massebezogenen Stroms Im (Im₁ bis Im₃), die an jeweiligen drei Detektionszeiten (t₁ bis t₃) detektiert werden, schätzt oder prognostiziert der Konvergenzwertschätzer 34 den Konvergenzwert C des massebezogenen Stroms Im.
• Hier kann die Beziehung zwischen der Detektionszeit t und dem massebezogenen Strom Im, die zur Detektionszeit t detektiert wird, mit der folgenden Gleichung (9) ausgedrückt werden. In dieser Gleichung (9) ist C der Konvergenzwert und sind A und b Konstanten, die durch die Parasitärkapazität, Spannung usw. des Systems zur Zeit der Messung ermittelt werden. $$\text{Im}={\text{Ae}}^{-\text{bt}}+\text{C}$$

  

  Demgemäß wird die Beziehung zwischen der Detektionszeit t₁ und dem massebezogenen Strom Im₁ mit der folgenden Gleichung (10) ausgedrückt. Gleichermaßen wird die Beziehung zwischen der Detektionszeit t₂ und dem massebezogenen Strom Im₂ mit der folgenden Gleichung (11) ausgedrückt und wird die Beziehung zwischen der Detektionszeit t₃ und dem massebezogenen Strom Im₃ mit der folgenden Gleichung (12) ausgedrückt. $${\text{Im}}_1={\text{Ae}}^{-{\text{bt}}_1}+\text{C}$$

  

  $${\text{Im}}_2={\text{Ae}}^{-{\text{bt}}_2}+\text{C}$$

  

  $${\text{Im}}_3={\text{Ae}}^{-{\text{bt}}_3}+\text{C}$$

  
• Von den Gleichungen (10) bis (12) kann die folgende Gleichung (13) abgeleitet werden. $${\text{Im}}_3=\left({\text{Im}}_1-\text{C}\right){\left(\frac{{\text{Im}}_2-\text{C}}{{\text{Im}}_1-\text{C}}\right)}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}+\text{C}$$

  

  Wenn diese Gleichung (13) einer Taylorentwicklung um C = C₀ unterzogen und in Bezug auf den Konvergenzwert C umgeformt wird, kann die folgende Gleichung (14) abgeleitet werden. Man beachte, dass C₀ eine vordefinierte Konstante ist. $$\text{C}=\frac{{\text{Im}}_3-\mathrm{\alpha }-{\text{C}}_0}{1-\mathrm{\alpha \beta }}+{\text{C}}_0$$

  

  wobei: $$\mathrm{\alpha }={\left({\text{Im}}_1-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}{\left({\text{Im}}_2-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}$$

  

  $$\mathrm{\beta }=\left(\frac{1}{{\text{Im}}_1-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}+\frac{1}{{\text{Im}}_2-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}\right)$$

  

  Somit kann der Konvergenzwertschätzer 34 den Konvergenzwert C des massebezogenen Stroms Im unter Verwendung von Gl. (14) auf Basis der mehreren Messungen des massebezogenen Stroms Im, die vom ersten Detektor 18 zu mehreren unterschiedlichen Zeiten t detektiert werden, schätzen (berechnen).
• Hier kann, wenn das Zeitintervall zwischen den Detektionszeiten t (t₁ bis t₃) ein konstanter Wert Δt ist, d. h., wenn t₂ = t₁ + Δt, t₃ = t₂ + Δt = t₁ + 2 × Δt, die obige Gleichung (13) auf die folgende Gleichung (15) umgeschrieben werden. $${\text{Im}}_3=\left({\text{Im}}_1-\text{C}\right){\left(\frac{{\text{Im}}_2-\text{C}}{{\text{Im}}_1-\text{C}}\right)}^2+\text{C}$$

  

  Durch Umformen von GI. (15) in Bezug auf den Konvergenzwert C kann die folgende Gleichung (16) abgeleitet werden. $$\text{C}=\frac{{\text{Im}}_1\times {\text{Im}}_3-{\text{Im}}_2^2}{{\text{Im}}_1+{\text{Im}}_3-2\times {\text{Im}}_2}$$

  

  Daher kann, wenn das Zeitintervall der Detektionszeit t (t₁ bis t₃) der konstante Wert Δt ist, der Konvergenzwertschätzer 34 den Konvergenzwert C des massebezogenen Stroms Im unter Verwendung von Gl. (16) auf Basis der mehreren Messungen des massebezogenen Stroms Im, die vom ersten Detektor 18 zu mehreren unterschiedlichen Zeiten t detektiert werden, schätzen (berechnen). Somit kann der Berechnungsprozess (Schätzprozess) für den Konvergenzwert C vereinfacht werden.
• Bei den obigen Beispielen wird der Konvergenzwert C unter Verwendung von drei Messungen der massebezogenen Spannung Vm oder drei Messungen des massebezogenen Stroms Im, die zu drei unterschiedlichen Detektionszeiten t detektiert werden, geschätzt, der Konvergenzwert C kann jedoch unter Verwendung von vier oder mehr Messungen der massebezogenen Spannung Vm oder vier oder mehr Messungen des massebezogenen Stroms Im, die zu vier oder mehr unterschiedlichen Detektionszeiten t detektiert werden, geschätzt werden. Beispielsweise ist es möglich, den Konvergenzwert C durch Auswählen von drei beliebigen Detektionszeiten t aus vier oder mehr unterschiedlichen Detektionszeiten t zu schätzen. Alternativ können vier oder mehr Messungen der massebezogenen Spannung Vm oder vier oder mehr Messungen des massebezogenen Stroms, die zu vier oder mehr unterschiedlichen Detektionszeiten t detektiert werden, verwendet werden, um drei Durchschnittswerte zu erhalten. Zu dieser Zeit sollten die Detektionszeiten entsprechend auf einen Durchschnittswert gemittelt werden.
• Wie oben beschrieben, ist es, da der Konvergenzwert C der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im geschätzt wird, bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Konvergenzwert C vor Konvergenz der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im zu schätzen. Aus diesem Grund kann die Zeit, die zum Messen des Isolationswiderstands Rm des Motors M erforderlich ist, verkürzt werden.
• <Betrieb der Motorantriebsvorrichtung 10>
• Im Folgenden wird der Betrieb der Motorantriebsvorrichtung 10 zum Messen des Isolationswiderstands Rm unter Bezugnahme auf den in 7 gezeigten Ablaufplan beschrieben. In Schritt S1 schaltet die Schaltersteuereinheit 32 alle der mehreren Halbleiterschaltelemente S (Suu, Svu, Swu, Sud, Svd, Swd) jeder Wechselrichtereinheit 16 (16a, 16b, 16c) aus. Folglich werden alle Motoren M (M1 bis M3) deaktiviert.
• Danach schaltet die Schaltersteuereinheit 32 in Schritt S2 den ersten Schalter SW1 aus. Folglich wird die Zufuhr der AC-Spannung aus der AC-Energieversorgung 12 zur Motorantriebsvorrichtung 10 abgeschaltet.
• Danach schaltet die Schaltersteuereinheit 32 in Schritt S3 den zweiten Schalter SW2 ein. Dadurch wird ein Zustand hergestellt, in dem die negativseitige Klemme (die erste Klemme) des Kondensators Ca mit der Masse verbunden ist. Folglich geht die Motorantriebsvorrichtung 10 in den Messvorbereitungszustand über, der durch die Ersatzschaltung in 2 dargestellt ist.
• Der Messzielauswähler 30 wählt in Schritt S4 einen der Motoren M (M1 bis M3) als Messziel aus. Zu diesem Zeitpunkt wählt der Messzielauswähler 30 einen Motor M aus, der bislang noch nicht als Messziel ausgewählt wurde.
• Danach steuert die Schaltersteuereinheit 32 in Schritt S5 die Halbleiterschaltelemente S der mehreren Wechselrichtereinheiten 16 (16a, 16b, 16c), um den Messzustand herzustellen, in dem der Isolationswiderstand Rm des in Schritt S4 ausgewählten Messzielmotors M gemessen werden kann.
• Was insbesondere die Wechselrichtereinheit 16 betrifft, die mit dem zu messenden Motor M verbunden ist, so schaltet die Schaltersteuereinheit 32 eines der Oberarmhalbleiterschaltelemente S, die mit der Positivklemme (die zweite Klemme) des Kondensators Ca verbunden sind, ein. Was ferner die Wechselrichtereinheiten 16 betrifft, die mit den Motoren M außer dem Messzielmotor verbunden sind, so schaltet die Schaltersteuereinheit 32 eines der Unterarmhalbleiterschaltelemente S ein, die mit der Negativklemme (die erste Klemme) des Kondensators Ca verbunden sind. Folglich wird, wenn z. B. der Motor M1 der Messzielmotor M ist, die in 2 gezeigte Ersatzschaltung in den in 4 gezeigten Zustand geändert. Aus diesem Grund fließt der Strom aus dem Kondensator Ca durch den Isolationswiderstand Rm1 des Messzielmotors M1 und den Detektionswiderstand r1 und kehrt zum Kondensator Ca zurück.
• Danach schätzt der Konvergenzwertschätzer 34 in Schritt S6 den Konvergenzwert C der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im auf Basis mehrerer Messungen der massebezogenen Spannung Vm (Vm₁ bis Vm₃) oder mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms Im (Im₁ bis Im₃), wie vom ersten Detektor 18 zu unterschiedlichen Detektionszeiten t (t₁ bis t₃) detektiert. Insbesondere berechnet (schätzt) der Konvergenzwertschätzer 34 den Konvergenzwert C unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichung (6) oder Gleichung (14). Wenn das Zeitintervall zwischen den mehreren Detektionszeiten t (t₁ bis t₃) ein konstanter Wert Δt ist, berechnet (schätzt) der Konvergenzwertschätzer 34 den Konvergenzwert C auf Basis der oben beschriebenen Gleichung (8) oder Gleichung (16).
• Danach berechnet der Isolationswiderstandsberechner 36 in Schritt S7 auf Basis des Konvergenzwerts C, der vom Konvergenzwertschätzer 34 geschätzt wird, und der Kondensatorspannung Vc, die vom zweiten Detektor 20 detektiert wird, den Isolationswiderstand Rm des Messzielmotors M1.
• Danach ermittelt der Messzielauswähler 30 in Schritt S8, ob alle Motoren M als Messziele ausgewählt wurden. Das heißt, dass der Messzielauswähler 30 ermittelt, ob noch ein Motor M vorhanden ist, der nicht als Messziel ausgewählt wurde. Wenn in Schritt S8 ermittelt wird, dass nicht alle Motoren M als Messziele ausgewählt wurden, d. h., wenn ein Motor M vorhanden ist, der noch nicht als Messziel ausgewählt wurde, kehrt die Steuerung zu Schritt S4 zurück.
• Wenn in Schritt S8 ermittelt wird, dass alle Motoren M als Messziele ausgewählt wurden, geht die Steuerung zu Schritt S9 über, wobei die Schaltersteuereinheit 32 den zweiten Schalter SW2 ausschaltet und auch alle der mehreren Halbleiterschaltelemente S jeder Wechselrichtereinheit 16 (16a bis 16c) ausschaltet. Folglich wird der Messbetrieb beendet.
• [Modifiziertes Beispiel]
• Die obige Ausführungsform kann auch wie folgt modifiziert werden.
• < Modifiziertes Beispiel 1 >
• Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Negativklemme des Kondensators Ca als erste Klemme verwendet, es kann jedoch auch die Positivklemme des Kondensators Ca als erste Klemme verwendet werden. In diesem Fall ist die Positivklemme des Kondensators Ca über den zweiten Schalter SW2 mit der Masse verbunden, während der Detektionswiderstand r1 mit dem zweiten Schalter SW2 zwischen der Positivklemme (die erste Klemme) des Kondensators Ca und der Masse in Reihe verbunden ist. Auch in diesem Fall kann der Isolationswiderstand Rm des Motors M gemessen werden.
• <Modifiziertes Beispiel 2>
• Bei der obigen Ausführungsform berechnet der Isolationswiderstandsberechner 36 den Isolationswiderstand Rm unter Verwendung des Konvergenzwerts C, der einmal vom Konvergenzwertschätzer 34 geschätzt wird. Wenn jedoch eine Abweichung zwischen dem Konvergenzwert C, der vom Konvergenzwertschätzer 34 geschätzt wird, und dem tatsächlichen Konvergenzwert C vorliegt, kann sich der berechnete Isolationswiderstand Rm vom tatsächlichen Isolationswiderstand Rm unterscheiden.
• Um mit einer solchen Situation umzugehen, schätzt (berechnet) der Konvergenzwertschätzer 34 im modifizierten Beispiel 2 den Konvergenzwert C zumindest zweimal. Wenn der Unterschied ΔC zwischen dem zuvor geschätzten Konvergenzwert C und dem derzeit geschätzten Konvergenzwert C kleiner als ein Referenzwert SV ist, wird die Schätzung des Konvergenzwerts C beendet. Wenn der Unterschied ΔC dem Referenzwert SV gleicht oder über diesem liegt, wird die Schätzung des Konvergenzwerts fortgesetzt. Folglich kann die Zuverlässigkeit des berechneten Konvergenzwerts C verbessert werden. Nach abgeschlossener Schätzung des Konvergenzwerts C berechnet der Isolationswiderstandsberechner 36 sodann den Isolationswiderstand Rm.
• Insbesondere berechnet der Konvergenzwertschätzer 34 zunächst den Konvergenzwert C der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im auf Basis mehrerer Messungen der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im, die vom ersten Detektor 18 zu unterschiedlichen Detektionszeiten t detektiert werden. Danach berechnet der Konvergenzwertschätzer 34 den Konvergenzwert C auf Basis mehrerer Messungen der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im, die vom ersten Detektor 18 zu mehreren Detektionszeiten t detektiert werden, erneut, wobei sich zumindest eine davon von den Detektionszeiten unterscheidet, die bei der vorherigen Berechnung des Konvergenzwerts C der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im verwendet wurden.
• 8 ist ein Schaubild, mit dem ein modifiziertes Beispiel 2 erläutert wird, wobei ein Beispiel für Detektionszeiten t für die massebezogene Spannung Vm oder den massebezogenen Strom Im durch den ersten Detektor 18 gezeigt ist. Man nehme als Beispiel an, dass der Konvergenzwertschätzer 34 zunächst den Konvergenzwert C auf Basis der mehreren Messungen der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im, die zu den Detektionszeiten t_A, t_B, t_C detektiert werden, schätzt. Danach kann der Konvergenzwertschätzer 34 den Konvergenzwert C auf Basis der mehreren Messungen der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im, die zu den Detektionszeiten t_B, t_C, t_D detektiert werden, oder auf Basis solcher, die zu den Detektionszeiten t_D, t_E, t_F detektiert werden, erneut schätzen.
• Auf diese Weise kann der Konvergenzwertschätzer 34 den Konvergenzwert C beim erneuten Schätzen des Konvergenzwerts C auf Basis der mehreren Messungen der massebezogenen Spannung Vm oder des massebezogenen Stroms Im, die vom ersten Detektor 18 zu mehreren Detektionszeiten t detektiert werden, wobei sich zumindest eine davon von den vorherigen Detektionszeiten t unterscheidet, berechnen.
• Es wird bevorzugt, dass der Isolationswiderstandsberechner 36 den Isolationswiderstand Rm unter Verwendung des zuletzt geschätzten Konvergenzwerts C der mehreren Konvergenzwerte C, die vom Konvergenzwertschätzer 34 geschätzt werden, berechnet. Somit kann der Isolationswiderstand Rm mit höherer Genauigkeit gemessen (berechnet) werden.
• <Modifiziertes Beispiel 3>
• Die modifizierten Beispiele 1 und 2 können kombiniert werden.
• [Technische Ideen, die aus der Ausführungsform hervorgehen]
• Technische Ideen, die aus der obigen Ausführungsform und den modifizierten Beispielen 1 bis 3 abgeleitet werden können, sind nachstehend beschrieben.
• < Erste technische Idee>
• Die Motorantriebsvorrichtung (10) zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren (M) umfasst: eine Gleichrichterschaltung (Re), die so konfiguriert ist, dass sie eine AC-Spannung, die von einer AC-Energieversorgung (12) über einen ersten Schalter (SW1) zugeführt wird, gleichrichtet, um somit eine DC-Spannung zu erhalten; einen Kondensator (Ca), der so konfiguriert ist, dass er die durch die Gleichrichterschaltung (Re) erhaltene DC-Spannung glättet; eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten (16), die jeweils Oberarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine positivseitige Klemme des Kondensators (Ca) mit Motorspulen (Cu, Cv, Cw) eines entsprechenden der Motoren (M) verbinden, und Unterarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine negativseitige Klemme des Kondensators (Ca) mit den Motorspulen (Cu, Cv, Cw) verbinden, umfassen, wobei die Wechselrichtereinheiten so konfiguriert sind, dass sie die mehreren Motoren (M) durch Umwandeln einer Kondensatorspannung (Vc) über den Kondensator (Ca) in eine AC-Spannung durch Wechseln eines Betriebs der Oberarmhalbleiterschaltelemente (S) und der Unterarmhalbleiterschaltelemente (S) antreiben; einen zweiten Schalter (SW2), der so konfiguriert ist, dass er eine Klemme der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators (Ca) mit Masse verbindet; einen ersten Detektor (18), der so konfiguriert ist, dass er einen massebezogenen Strom (Im) detektiert, der zwischen der einen Klemme des Kondensators (Ca) und der Masse fließt, oder eine massebezogene Spannung (Vm) zwischen der einen Klemme des Kondensators (Ca) und der Masse detektiert; einen zweiten Detektor (20), der so konfiguriert ist, dass er die Kondensatorspannung (Vc) über den Kondensator (Ca) detektiert; eine Schaltersteuereinheit (32), die so konfiguriert ist, dass sie einen Messzustand zum Ermöglichen einer Messung eines Isolationswiderstands (Rm) eines Messzielmotors (M) der Motoren durch Abschalten der Oberarmhalbleiterschaltelemente (S) und der Unterarmhalbleiterschaltelemente (S) aller der mehreren Wechselrichtereinheiten (16) herstellt, um somit einen Betrieb jedes Motors (M) zu stoppen, während sie gleichzeitig den ersten Schalter (SW1) ausschaltet und den zweiten Schalter (SW2) einschaltet, danach ein Halbleiterschaltelement (S), das mit einer anderen Klemme des Kondensators (Ca) verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen (S) einschaltet, mit denen die Motorspulen (Cu, Cv, Cw) des Messzielmotors (M) verbunden sind, und ein Halbleiterschaltelement (s), das mit der einen Klemme des Kondensators (Ca) verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen (S) einschaltet, mit denen die Motorspulen (Cu, Cv, Cw) jedes der Motoren (M) außer dem Messzielmotor (M) verbunden sind; einen Konvergenzwertschätzer (34), der so konfiguriert ist, dass er einen Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms (Im) oder der massebezogenen Spannung (Vm) auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms (Im) oder der massebezogenen Spannung (Vm), wie vom ersten Detektor (18) an voneinander unterschiedlichen Detektionszeiten (t) detektiert, im Messzustand schätzt; und einen Isolationswiderstandsberechner (36), der so konfiguriert ist, dass er den Isolationswiderstand (Rm) des Messzielmotors (M) auf Basis des Konvergenzwerts (C) und der Kondensatorspannung (Vc) berechnet.
• Folglich ist es möglich, den Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms (Im) oder der massebezogenen Spannung (Vm) vor Konvergenz des massebezogenen Stroms (Im) oder der massebezogenen Spannung (Vm) zu schätzen. Daher ist es möglich, die zum Messen des Isolationswiderstands (Rm) des Motors (M) erforderliche Zeit zu verkürzen.
• Nach Schätzung des Konvergenzwerts (C) kann der Konvergenzwertschätzer (34) den Konvergenzwert (C) auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms (Im) oder der massebezogenen Spannung (Vm), wie vom ersten Detektor (18) zu mehreren Detektionszeiten (t) detektiert, wobei sich zumindest eine davon von den mehreren Detektionszeiten (t) für die vorherige Schätzung unterscheidet, erneut schätzen, den Konvergenzwert (C) weiterhin schätzen, wenn der Unterschied (ΔC) zwischen dem vorherigen Konvergenzwert (C) und dem aktuellen Konvergenzwert (C) einem Referenzwert (SV) gleicht oder über diesem liegt, und die Schätzung des Konvergenzwerts (C) beenden, wenn der Unterschied (ΔC) kleiner als der Referenzwert (SV) ist. Der Isolationswiderstandsberechner (36) kann den Isolierwiderstand (Rm) nach beendeter Schätzung des Konvergenzwerts (C) berechnen. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des geschätzten Konvergenzwerts (C) verbessert.
• Der Isolationswiderstandsberechner (36) kann den Isolierwiderstand (Rm) unter Verwendung des zuletzt geschätzten Konvergenzwerts (C) aus der Mehrzahl von geschätzten Konvergenzwerten (C) berechnen. Somit kann der Isolationswiderstand (Rm) genauer gemessen (berechnet) werden.
• Der Konvergenzwertschätzer (34) kann den Konvergenzwert (C) der massebezogenen Spannung (Vm) unter Verwendung der obigen Gleichung (6) berechnen. In der Gleichung sind t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten (t), sind Vm₁, Vm₂ und Vm₃ Messungen der massebezogenen Spannung (Vm), die jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert werden, ist C₀ eine vordefinierte Konstante und ist von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste und t₃ die späteste. Somit ist es möglich, den Konvergenzwert (C) der massebezogenen Spannung (Vm) mit hoher Genauigkeit zu schätzen (berechnen).
• Der Konvergenzwertschätzer (34) kann den Konvergenzwert (C) der massebezogenen Spannung (Vm) unter Verwendung der obigen Gleichung (8) berechnen. In der Gleichung sind Vm₁,Vm₂ und Vm₃ Messungen der massebezogenen Spannung (Vm), die jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert werden, und was die Detektionszeiten t₁ bis t₃ betrifft, so ist ein Zeitintervall zwischen den Detektionszeiten einander benachbart ein fixer Wert (Δt) und ist t₁ das frühste und ist t₃ das späteste. Folglich ist es möglich, den Konvergenzwert (C) der massebezogenen Spannung (Vm) mit hoher Genauigkeit zu schätzen (berechnen) und den Schätzprozess (Berechnungsprozess) zu vereinfachen.
• Der Konvergenzwertschätzer (34) kann den Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms (Im) unter Verwendung der obigen Gleichung (14) berechnen. In der Gleichung sind t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten (t), sind Im₁, Im₂ und Im₃ Messungen des massebezogenen Stroms (Im), die jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert werden, ist C₀ eine vordefinierte Konstante und ist von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste und ist t₃ die späteste. Somit ist es möglich, den Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms (Im) mit hoher Genauigkeit zu schätzen (berechnen).
• Der Konvergenzwertschätzer (34) kann den Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms (Im) unter Verwendung der obigen Gleichung (16) berechnen. In der Gleichung sind Im₁, Im₂ und Im₃ Messungen des massebezogenen Stroms (Im), die jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert werden, und was die Detektionszeiten t₁ bis t₃ betrifft, so ist ein Zeitintervall zwischen den Detektionszeiten einander benachbart ein fixer Wert (Δt) und ist t₁ das frühste und ist t₃ das späteste. Folglich ist es möglich, den Konvergenzwert (C) des Stroms zur Masse (Im) mit hoher Genauigkeit zu schätzen (berechnen) und den Schätzprozess (Berechnungsprozess) zu vereinfachen.
• <Zweite technische Idee>
• Die zweite technische Idee liegt in einem Messverfahren, mit dem eine Motorantriebsvorrichtung (10) zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren (M) einen Isolationswiderstand (Rm) des Motors (M) misst. Die Motorantriebsvorrichtung (10) umfasst: eine Gleichrichterschaltung (Re), die so konfiguriert ist, dass sie eine AC-Spannung, die von einer AC-Energieversorgung (12) über einen ersten Schalter (SW1) zugeführt wird, gleichrichtet, um somit eine DC-Spannung zu erhalten; einen Kondensator (Ca), der so konfiguriert ist, dass er die durch die Gleichrichterschaltung (Re) erhaltene DC-Spannung glättet; eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten (16), die jeweils Oberarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie die positivseitige Klemme des Kondensators (Ca) mit Motorspulen (Cu, Cv, Cw) eines entsprechenden der Motoren (M) verbinden, und Unterarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie die negativseitige Klemme des Kondensators (Ca) mit den Motorspulen (Cu, Cv, Cw) verbinden, umfassen, wobei die Wechselrichtereinheiten so konfiguriert sind, dass sie die Motoren (M) durch Umwandeln der Kondensatorspannung (Vc) über den Kondensator (Ca) in eine AC-Spannung durch Wechseln eines Betriebs der Oberarmhalbleiterschaltelemente (S) und der Unterarmhalbleiterschaltelemente (S) antreiben; einen zweiten Schalter (SW2), der so konfiguriert ist, dass er eine Klemme der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators (Ca) mit der Masse verbindet; einen ersten Detektor (18), der so konfiguriert ist, dass er einen massebezogenen Strom (Im) detektiert, der zwischen der einen Klemme des Kondensators (Ca) und der Masse fließt, oder eine massebezogene Spannung (Vm) zwischen der einen Klemme des Kondensators (Ca) und der Masse detektiert; und einen zweiten Detektor (20), der so konfiguriert ist, dass er die Kondensatorspannung (Vc) über den Kondensator (Ca) detektiert. Das Messverfahren umfasst: einen Schaltersteuerschritt des Herstellens eines Messzustands zum Ermöglichen der Messung des Isolationswiderstands (Rm) eines Messzielmotors (M) der Motoren durch Ausschalten der Oberarmhalbleiterschaltelemente (S) und der Unterarmhalbleiterschaltelemente (S) aller der mehreren Wechselrichtereinheiten (16), um somit den Betrieb jedes Motors (M) zu stoppen, unter gleichzeitigem Ausschalten des ersten Schalters (SW1) und Einschalten des zweiten Schalters (SW2), danach Einschalten eines Halbleiterschaltelements (S), das mit einer anderen Klemme des Kondensators (Ca) verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen (S), mit denen die Motorspulen (Cu, Cv, Cw) des Messzielmotors (M) verbunden sind, und Einschalten eines Halbleiterschaltelements (S), das mit der einen Klemme des Kondensators (Ca) verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen (S), mit denen die Motorspulen (Cu, Cv, Cw) jedes der Motoren (M) außer dem Messzielmotor (M) verbunden sind; einen Konvergenzwertschätzschritt des Schätzens eines Konvergenzwerts (C) des massebezogenen Stroms (Im) oder der massebezogenen Spannung (Vm) auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms (Im) oder der massebezogenen Spannung (Vm), wie vom ersten Detektor (18) an voneinander unterschiedlichen Detektionszeiten (t) detektiert, im Messzustand; und einen Isolationswiderstandsberechnungsschritt des Berechnens des Isolationswiderstands (Rm) des Messzielmotors (M) auf Basis des Konvergenzwerts (C) und der Kondensatorspannung (Vc).
• Folglich ist es möglich, den Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms (Im) oder der massebezogenen Spannung (Vm) vor Konvergenz des massebezogenen Stroms (Im) oder der massebezogenen Spannung (Vm) zu schätzen. Daher ist es möglich, die zum Messen des Isolationswiderstands (Rm) des Motors (M) erforderliche Zeit zu verkürzen.
• Nach Schätzung des Konvergenzwerts (C) kann im Konvergenzwertschätzschritt der Konvergenzwert (C) auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms (Im) oder der massebezogenen Spannung (Vm), wie vom ersten Detektor (18) zu mehreren Detektionszeiten (t) detektiert, wobei sich zumindest eine davon von den mehreren Detektionszeiten (t) für die vorherige Schätzung unterscheidet, erneut geschätzt werden und der Konvergenzwert (C) weiterhin geschätzt werden, wenn der Unterschied (ΔC) zwischen dem vorherigen Konvergenzwert (C) und dem aktuellen Konvergenzwert (C) einem Referenzwert (SV) gleicht oder über diesem liegt, und die Schätzung des Konvergenzwerts (C) beendet werden, wenn der Unterschied (ΔC) kleiner als der Referenzwert (SV) ist. Im Isolationswiderstandsberechnungsschritt kann der Isolierwiderstand (Rm) nach beendeter Schätzung des Konvergenzwerts (C) berechnet werden. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des geschätzten Konvergenzwerts (C) verbessert.
• Im Isolationswiderstandsberechnungsschritt kann der Isolierwiderstand (Rm) unter Verwendung des zuletzt geschätzten Konvergenzwerts (C) der Mehrzahl von geschätzten Konvergenzwerten (C) berechnet werden. Somit kann der Isolationswiderstand (Rm) genauer gemessen (berechnet) werden.
• Im Konvergenzwertschätzschritt kann der Konvergenzwert (C) der massebezogenen Spannung (Vm) unter Verwendung der obigen Gleichung (6) berechnet werden. In der Gleichung sind t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten (t), sind Vm₁,Vm₂ und Vm₃ Messungen der massebezogenen Spannung (Vm), die jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert werden, ist C₀ eine vordefinierte Konstante und ist von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste und t₃ die späteste. Somit ist es möglich, den Konvergenzwert (C) der massebezogenen Spannung (Vm) mit hoher Genauigkeit zu schätzen (berechnen).
• Im Konvergenzwertschätzschritt kann der Konvergenzwert (C) der massebezogenen Spannung (Vm) unter Verwendung der obigen Gleichung (8) berechnet werden. In der Gleichung sind Vm₁,Vm₂ und Vm₃ Messungen der massebezogenen Spannung (Vm), die jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert werden, und was die Detektionszeiten t₁ bis t₃ betrifft, so ist das Zeitintervall zwischen den Detektionszeiten einander benachbart ein fixer Wert (Δt) und ist t₁ das frühste und ist t₃ das späteste. Folglich ist es möglich, den Konvergenzwert (C) der massebezogenen Spannung (Vm) mit hoher Genauigkeit zu schätzen (berechnen) und den Schätzprozess (Berechnungsprozess) zu vereinfachen.
• Im Konvergenzwertschätzschritt kann der Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms (Im) unter Verwendung der obigen Gleichung (14) berechnet werden. In der Gleichung sind t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten (t), sind Im₁, Im₂ und Im₃ Messungen des massebezogenen Stroms (Im), die jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert werden, ist C₀ eine vordefinierte Konstante und ist von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste und ist t₃ die späteste. Folglich ist es möglich, den Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms (Im) mit hoher Genauigkeit zu schätzen (berechnen).
• Im Konvergenzwertschätzschritt kann der Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms (Im) unter Verwendung der obigen Gleichung (16) berechnet werden. In der Gleichung sind Im₁, Im₂ und Im₃ Messungen des massebezogenen Stroms (Im), die jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert werden, und was die Detektionszeiten t₁ bis t₃, so ist das Zeitintervall zwischen den Detektionszeiten einander benachbart ein fixer Wert (Δt) und ist t₁ das frühste und ist t₃ das späteste. Folglich ist es möglich, den Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms (Im) mit hoher Genauigkeit zu schätzen (berechnen) und den Schätzprozess (Berechnungsprozess) zu vereinfachen.

Claims (16)

1. Motorantriebsvorrichtung (10) zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren (M), die umfasst: eine Gleichrichterschaltung (Re), die so konfiguriert ist, dass sie eine AC-Spannung, die von einer AC-Energieversorgung (12) über einen ersten Schalter (SW1) zugeführt wird, gleichrichtet, um somit eine DC-Spannung zu erhalten; einen Kondensator (Ca), der so konfiguriert ist, dass er die durch die Gleichrichterschaltung erhaltene DC-Spannung glättet; eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten (16), die jeweils Oberarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine positivseitige Klemme des Kondensators mit Motorspulen (Cu, Cv, Cw) eines entsprechenden der Motoren (M) verbinden, und Unterarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine negativseitige Klemme des Kondensators mit den Motorspulen verbinden, umfassen, wobei die Wechselrichtereinheiten so konfiguriert sind, dass sie die Motoren durch Umwandeln einer Kondensatorspannung (Vc) über den Kondensator in AC-Spannung durch Wechseln eines Betriebs der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente antreiben; einen zweiten Schalter (SW2), der so konfiguriert ist, dass er eine Klemme der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators mit Masse verbindet; einen ersten Detektor (18), der so konfiguriert ist, dass er einen massebezogenen Strom (Im) detektiert, der zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse fließt, oder eine massebezogene Spannung (Vm) zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse detektiert; einen zweiten Detektor (20), der so konfiguriert ist, dass er die Kondensatorspannung über den Kondensator detektiert; eine Schaltersteuereinheit (32), die so konfiguriert ist, dass sie einen Messzustand zum Ermöglichen einer Messung eines Isolationswiderstands (Rm) eines Messzielmotors der Motoren durch Abschalten der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente aller Wechselrichtereinheiten herstellt, um somit einen Betrieb jedes Motors zu stoppen, während sie gleichzeitig den ersten Schalter ausschaltet und den zweiten Schalter einschaltet, danach ein Halbleiterschaltelement, das mit einer anderen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen einschaltet, mit denen die Motorspulen des Messzielmotors verbunden sind, und ein Halbleiterschaltelement, das mit der einen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen einschaltet, mit denen die Motorspulen jedes der Motoren außer dem Messzielmotor verbunden sind; einen Konvergenzwertschätzer (34), der so konfiguriert ist, dass er einen Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor zu voneinander unterschiedlichen Detektionszeiten (t) detektiert, im Messzustand schätzt; und einen Isolationswiderstandsberechner (36), der so konfiguriert ist, dass er einen Isolationswiderstand des Messzielmotors auf Basis des Konvergenzwerts und der Kondensatorspannung berechnet, wobei: der Konvergenzwertschätzer nach Schätzen des Konvergenzwerts den Konvergenzwert auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor zu mehreren Detektionszeiten detektiert, wobei sich zumindest eine davon von den mehreren Detektionszeiten für die vorherige Schätzung unterscheidet, erneut schätzt, den Konvergenzwert weiterhin schätzt, wenn ein Unterschied (ΔC) zwischen dem vorherigen Konvergenzwert und dem aktuellen Konvergenzwert einem Referenzwert (SV) gleicht oder über diesem liegt, und die Schätzung des Konvergenzwerts beendet, wenn der Unterschied kleiner als der Referenzwert ist; und der Isolationswiderstandsberechner den Isolierwiderstand nach beendetem Schätzen des Konvergenzwerts berechnet.
2. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Isolationswiderstandsberechner den Isolationswiderstand unter Verwendung eines zuletzt geschätzten Konvergenzwerts aus der Mehrzahl von geschätzten Konvergenzwerten berechnet.
3. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Konvergenzwertschätzer den Konvergenzwert der massebezogenen Spannung unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) berechnet: $$\text{C}=\frac{{\text{Vm}}_3-\mathrm{\alpha }-{\text{C}}_0}{1-\mathrm{\alpha \beta }}+{\text{C}}_0$$

   

   $$\mathrm{\alpha }={\left({\text{Vm}}_1-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}{\left({\text{Vm}}_2-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}$$

   

   $$\mathrm{\beta }=\left(\frac{1}{{\text{Vm}}_1-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}+\frac{1}{{\text{Vm}}_2-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}\right)$$

   

   wobei t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten sind, Vm₁,Vm₂ und Vm₃ Messungen der massebezogenen Spannung, wie jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert, sind, C₀ eine vordefinierte Konstante ist und von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste ist und t₃ die späteste ist.
4. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Konvergenzwertschätzer den Konvergenzwert der massebezogenen Spannung unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) berechnet: $$\text{C}=\frac{{\text{Vm}}_1\times {\text{Vm}}_3-{\text{Vm}}_2^2}{{\text{Vm}}_1+{\text{Vm}}_3-2\times {\text{Vm}}_2}$$

   
5. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Konvergenzwertschätzer den Konvergenzwert des massebezogenen Stroms unter Verwendung der folgenden Gleichung (3) berechnet: $$\text{C}=\frac{{\text{Im}}_3-\mathrm{\alpha }-{\text{C}}_0}{1-\mathrm{\alpha \beta }}+{\text{C}}_0$$

   

   $$\mathrm{\alpha }={\left({\text{Im}}_1-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}{\left({\text{Im}}_2-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}$$

   

   $$\mathrm{\beta }=\left(\frac{1}{{\text{Im}}_1-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}+\frac{1}{{\text{Im}}_2-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}\right)$$

   

   wobei t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten sind, Im₁, Im₂ und Im₃ Messungen des massebezogenen Stroms, wie jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃, detektiert, sind, C₀ eine vordefinierte Konstante ist und von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste und t₃ die späteste ist.
6. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Konvergenzwertschätzer den Konvergenzwert des massebezogenen Stroms unter Verwendung der folgenden Gleichung (4) berechnet: $$\text{C}=\frac{{\text{Im}}_1\times {\text{Im}}_3-{\text{Im}}_2^2}{{\text{Im}}_1+{\text{Im}}_3-2\times {\text{Im}}_2}$$

   

   wobei Im₁, Im₂ und Im₃ Messungen des massebezogenen Stroms, wie jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert, sind und was die Detektionszeiten t₁ bis t₃ betrifft, so ist ein Zeitintervall zwischen den Detektionszeiten einander benachbart ein fixer Wert und ist t₁ das frühste und ist t₃ das späteste.
7. Motorantriebsvorrichtung (10) zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren (M), die umfasst: eine Gleichrichterschaltung (Re), die so konfiguriert ist, dass sie eine AC-Spannung, die von einer AC-Energieversorgung (12) über einen ersten Schalter (SW1) zugeführt wird, gleichrichtet, um somit eine DC-Spannung zu erhalten; einen Kondensator (Ca), der so konfiguriert ist, dass er die durch die Gleichrichterschaltung erhaltene DC-Spannung glättet; eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten (16), die jeweils Oberarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine positivseitige Klemme des Kondensators mit Motorspulen (Cu, Cv, Cw) eines entsprechenden der Motoren (M) verbinden, und Unterarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine negativseitige Klemme des Kondensators mit den Motorspulen verbinden, umfassen, wobei die Wechselrichtereinheiten so konfiguriert sind, dass sie die Motoren durch Umwandeln einer Kondensatorspannung (Vc) über den Kondensator in AC-Spannung durch Wechseln eines Betriebs der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente antreiben; einen zweiten Schalter (SW2), der so konfiguriert ist, dass er eine Klemme der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators mit Masse verbindet; einen ersten Detektor (18), der so konfiguriert ist, dass er einen massebezogenen Strom (Im) detektiert, der zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse fließt, oder eine massebezogene Spannung (Vm) zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse detektiert; einen zweiten Detektor (20), der so konfiguriert ist, dass er die Kondensatorspannung über den Kondensator detektiert; eine Schaltersteuereinheit (32), die so konfiguriert ist, dass sie einen Messzustand zum Ermöglichen einer Messung eines Isolationswiderstands (Rm) eines Messzielmotors der Motoren durch Abschalten der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente aller Wechselrichtereinheiten herstellt, um somit einen Betrieb jedes Motors zu stoppen, während sie gleichzeitig den ersten Schalter ausschaltet und den zweiten Schalter einschaltet, danach ein Halbleiterschaltelement, das mit einer anderen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen einschaltet, mit denen die Motorspulen des Messzielmotors verbunden sind, und ein Halbleiterschaltelement, das mit der einen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen einschaltet, mit denen die Motorspulen jedes der Motoren außer dem Messzielmotor verbunden sind; einen Konvergenzwertschätzer (34), der so konfiguriert ist, dass er einen Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor zu voneinander unterschiedlichen Detektionszeiten (t) detektiert, im Messzustand schätzt; und einen Isolationswiderstandsberechner (36), der so konfiguriert ist, dass er einen Isolationswiderstand des Messzielmotors auf Basis des Konvergenzwerts und der Kondensatorspannung berechnet, wobei der Konvergenzwertschätzer den Konvergenzwert der massebezogenen Spannung unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) berechnet: $$\text{C}=\frac{{\text{Vm}}_3-\mathrm{\alpha }-{\text{C}}_0}{1-\mathrm{\alpha \beta }}+{\text{C}}_0$$

   

   $$\begin{array}{c}\mathrm{\alpha }={\left({\text{Vm}}_1-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}{\left({\text{Vm}}_2-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}\\ \mathrm{\beta }=\left(\frac{1}{{\text{Vm}}_1-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}+\frac{1}{{\text{Vm}}_2-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}\right)\end{array}$$

   

   wobei t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten sind, Vm₁,Vm₂ und Vm₃ Messungen der massebezogenen Spannung, wie jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert, sind, C₀ eine vordefinierte Konstante ist und von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste ist und t₃ die späteste ist.
8. Motorantriebsvorrichtung (10) zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren (M), die umfasst: eine Gleichrichterschaltung (Re), die so konfiguriert ist, dass sie eine AC-Spannung, die von einer AC-Energieversorgung (12) über einen ersten Schalter (SW1) zugeführt wird, gleichrichtet, um somit eine DC-Spannung zu erhalten; einen Kondensator (Ca), der so konfiguriert ist, dass er die durch die Gleichrichterschaltung erhaltene DC-Spannung glättet; eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten (16), die jeweils Oberarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine positivseitige Klemme des Kondensators mit Motorspulen (Cu, Cv, Cw) eines entsprechenden der Motoren (M) verbinden, und Unterarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine negativseitige Klemme des Kondensators mit den Motorspulen verbinden, umfassen, wobei die Wechselrichtereinheiten so konfiguriert sind, dass sie die Motoren durch Umwandeln einer Kondensatorspannung (Vc) über den Kondensator in AC-Spannung durch Wechseln eines Betriebs der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente antreiben; einen zweiten Schalter (SW2), der so konfiguriert ist, dass er eine Klemme der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators mit Masse verbindet; einen ersten Detektor (18), der so konfiguriert ist, dass er einen massebezogenen Strom (Im) detektiert, der zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse fließt, oder eine massebezogene Spannung (Vm) zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse detektiert; einen zweiten Detektor (20), der so konfiguriert ist, dass er die Kondensatorspannung über den Kondensator detektiert; eine Schaltersteuereinheit (32), die so konfiguriert ist, dass sie einen Messzustand zum Ermöglichen einer Messung eines Isolationswiderstands (Rm) eines Messzielmotors der Motoren durch Abschalten der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente aller Wechselrichtereinheiten herstellt, um somit einen Betrieb jedes Motors zu stoppen, während sie gleichzeitig den ersten Schalter ausschaltet und den zweiten Schalter einschaltet, danach ein Halbleiterschaltelement, das mit einer anderen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen einschaltet, mit denen die Motorspulen des Messzielmotors verbunden sind, und ein Halbleiterschaltelement, das mit der einen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen einschaltet, mit denen die Motorspulen jedes der Motoren außer dem Messzielmotor verbunden sind; einen Konvergenzwertschätzer (34), der so konfiguriert ist, dass er einen Konvergenzwert (C) des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor zu voneinander unterschiedlichen Detektionszeiten (t) detektiert, im Messzustand schätzt; und einen Isolationswiderstandsberechner (36), der so konfiguriert ist, dass er einen Isolationswiderstand des Messzielmotors auf Basis des Konvergenzwerts und der Kondensatorspannung berechnet, wobei der Konvergenzwertschätzer den Konvergenzwert des massebezogenen Stroms unter Verwendung der folgenden Gleichung (3) berechnet: $$\text{C}=\frac{{\text{Im}}_3-\mathrm{\alpha }-{\text{C}}_0}{1-\mathrm{\alpha \beta }}+{\text{C}}_0$$

   

   $$\begin{array}{c}\mathrm{\alpha }={\left({\text{Im}}_1-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}{\left({\text{Im}}_2-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}\\ \mathrm{\beta }=\left(\frac{1}{{\text{Im}}_1-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}+\frac{1}{{\text{Im}}_2-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}\right)\end{array}$$

   

   wobei t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten sind, Im₁, Im₂ und Im₃ Messungen des massebezogenen Stroms, wie jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃, detektiert, sind, C₀ eine vordefinierte Konstante ist und von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste und t₃ die späteste ist.
9. Messverfahren, mit dem eine Motorantriebsvorrichtung (10) zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren (M) einen Isolationswiderstand (Rm) des Motors misst, wobei die Motorantriebsvorrichtung umfasst: eine Gleichrichterschaltung (Re), die so konfiguriert ist, dass sie eine AC-Spannung, die von einer AC-Energieversorgung (12) über einen ersten Schalter (SW1) zugeführt wird, gleichrichtet, um somit eine DC-Spannung zu erhalten; einen Kondensator (Ca), der so konfiguriert ist, dass er die durch die Gleichrichterschaltung erhaltene DC-Spannung glättet; eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten (16), die jeweils Oberarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine positivseitige Klemme des Kondensators mit Motorspulen (Cu, Cv, Cw) eines entsprechenden der Motoren (M) verbinden, und Unterarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine negativseitige Klemme des Kondensators mit den Motorspulen verbinden, umfassen, wobei die Wechselrichtereinheiten so konfiguriert sind, dass sie die Motoren durch Umwandeln einer Kondensatorspannung (Vc) über den Kondensator in AC-Spannung durch Wechseln eines Betriebs der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente antreiben; einen zweiten Schalter (SW2), der so konfiguriert ist, dass er eine Klemme der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators mit Masse verbindet; einen ersten Detektor (18), der so konfiguriert ist, dass er einen massebezogenen Strom (Im) detektiert, der zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse fließt, oder eine massebezogene Spannung (Vm) zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse detektiert; und einen zweiten Detektor (20), der so konfiguriert ist, dass er die Kondensatorspannung über den Kondensator detektiert, wobei das Messverfahren umfasst: einen Schaltersteuerschritt des Herstellens eines Messzustands zum Ermöglichen einer Messung des Isolationswiderstands eines Messzielmotors der Motoren durch Abschalten der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente aller Wechselrichtereinheiten, um somit einen Betrieb jedes Motors zu stoppen, unter gleichzeitigem Ausschalten des ersten Schalters und Einschalten des zweiten Schalters, danach Einschalten eines Halbleiterschaltelements, das mit einer anderen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen, mit denen die Motorspulen des Messzielmotors verbunden sind, und Einschalten eines Halbleiterschaltelements, das mit der einen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen, mit denen die Motorspulen jedes der Motoren außer dem Messzielmotor verbunden sind; einen Konvergenzwertschätzschritt des Schätzens eines Konvergenzwerts (C) des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor zu voneinander unterschiedlichen Detektionszeiten (t) detektiert, im Messzustand; und einen Isolationswiderstandsberechnungsschritt zum Berechnen eines Isolationswiderstands des Messzielmotors auf Basis des Konvergenzwerts und der Kondensatorspannung, wobei: im Konvergenzwertschätzschritt nach Schätzen des Konvergenzwerts der Konvergenzwert auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor zu mehreren Detektionszeiten detektiert, wobei sich zumindest eine davon von den mehreren Detektionszeiten für die vorherige Schätzung unterscheidet, erneut geschätzt wird, der Konvergenzwert weiterhin geschätzt wird, wenn ein Unterschied (ΔC) zwischen dem vorherigen Konvergenzwert und dem aktuellen Konvergenzwert einem Referenzwert (SV) gleicht oder über diesem liegt, und die Schätzung des Konvergenzwerts beendet wird, wenn der Unterschied kleiner als der Referenzwert ist; und im Isolationswiderstandsberechnungsschritt der Isolierwiderstand nach beendetem Schätzen des Konvergenzwerts berechnet wird.
10. Messverfahren nach Anspruch 9, wobei im Isolationswiderstandsberechnungsschritt der Isolationswiderstand unter Verwendung eines zuletzt geschätzten Konvergenzwerts aus der Mehrzahl von geschätzten Konvergenzwerten berechnet wird.
11. Messverfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei im Konvergenzwertschätzschritt der Konvergenzwert der massebezogenen Spannung unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) berechnet wird: $$\text{C}=\frac{{\text{Vm}}_3-\mathrm{\alpha }-{\text{C}}_0}{1-\mathrm{\alpha \beta }}+{\text{C}}_0$$

    

    $$\begin{array}{c}\mathrm{\alpha }={\left({\text{Vm}}_1-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}{\left({\text{Vm}}_2-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}\\ \mathrm{\beta }=\left(\frac{1}{{\text{Vm}}_1-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}+\frac{1}{{\text{Vm}}_2-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}\right)\end{array}$$

    

    wobei t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten sind, Vm₁, Vm₂ und Vm₃ Messungen der massebezogenen Spannung, wie jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert, sind, C₀ eine vordefinierte Konstante ist und von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste ist und t₃ die späteste ist.
12. Messverfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei im Konvergenzwertschätzschritt der Konvergenzwert der massebezogenen Spannung unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) berechnet wird: $$\text{C}=\frac{{\text{Vm}}_1\times {\text{Vm}}_3-{\text{Vm}}_2^2}{{\text{Vm}}_1+{\text{Vm}}_3-2\times {\text{Vm}}_2}$$

    

    wobei Vm₁,Vm₂ und Vm₃ Messungen der massebezogenen Spannung, wie jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert, sind und was die Detektionszeiten t₁ bis t₃ betrifft, so ist ein Zeitintervall zwischen den Detektionszeiten einander benachbart ein fixer Wert und ist t₁ das frühste und ist t₃ das späteste.
13. Messverfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei im Konvergenzwertschätzschritt der Konvergenzwert des massebezogenen Stroms unter Verwendung der folgenden Gleichung (3) berechnet wird: $$\text{C}=\frac{{\text{Im}}_3-\mathrm{\alpha }-{\text{C}}_0}{1-\mathrm{\alpha \beta }}+{\text{C}}_0$$

    

    $$\begin{array}{c}\mathrm{\alpha }={\left({\text{Im}}_1-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}{\left({\text{Im}}_2-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}\\ \mathrm{\beta }=\left(\frac{1}{{\text{Im}}_1-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}+\frac{1}{{\text{Im}}_2-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}\right)\end{array}$$

    

    wobei t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten sind, Im₁, Im₂ und Im₃ Messungen des massebezogenen Stroms, wie jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃, detektiert, sind, C₀ eine vordefinierte Konstante ist und von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste und t₃ die späteste ist.
14. Messverfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei im Konvergenzwertschätzschritt der Konvergenzwert des massebezogenen Stroms unter Verwendung der folgenden Gleichung (4) berechnet wird: $$\text{C}=\frac{{\text{Im}}_1\times {\text{Im}}_3-{\text{Im}}_2^2}{{\text{Im}}_1+{\text{Im}}_3-2\times {\text{Im}}_2}$$

    

    wobei Im₁, Im₂ und Im₃ Messungen des massebezogenen Stroms, wie jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert, sind und was die Detektionszeiten t₁ bis t₃ betrifft, so ist ein Zeitintervall zwischen den Detektionszeiten einander benachbart ein fixer Wert und ist t₁ das frühste und ist t₃ das späteste.
15. Messverfahren, mit dem eine Motorantriebsvorrichtung (10) zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren (M) einen Isolationswiderstand (Rm) des Motors misst, wobei die Motorantriebsvorrichtung umfasst: eine Gleichrichterschaltung (Re), die so konfiguriert ist, dass sie eine AC-Spannung, die von einer AC-Energieversorgung (12) über einen ersten Schalter (SW1) zugeführt wird, gleichrichtet, um somit eine DC-Spannung zu erhalten; einen Kondensator (Ca), der so konfiguriert ist, dass er die durch die Gleichrichterschaltung erhaltene DC-Spannung glättet; eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten (16), die jeweils Oberarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine positivseitige Klemme des Kondensators mit Motorspulen (Cu, Cv, Cw) eines entsprechenden der Motoren (M) verbinden, und Unterarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine negativseitige Klemme des Kondensators mit den Motorspulen verbinden, umfassen, wobei die Wechselrichtereinheiten so konfiguriert sind, dass sie die Motoren durch Umwandeln einer Kondensatorspannung (Vc) über den Kondensator in AC-Spannung durch Wechseln eines Betriebs der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente antreiben; einen zweiten Schalter (SW2), der so konfiguriert ist, dass er eine Klemme der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators mit Masse verbindet; einen ersten Detektor (18), der so konfiguriert ist, dass er einen massebezogenen Strom (Im) detektiert, der zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse fließt, oder eine massebezogene Spannung (Vm) zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse detektiert; und einen zweiten Detektor (20), der so konfiguriert ist, dass er die Kondensatorspannung über den Kondensator detektiert, wobei das Messverfahren umfasst: einen Schaltersteuerschritt des Herstellens eines Messzustands zum Ermöglichen einer Messung des Isolationswiderstands eines Messzielmotors der Motoren durch Abschalten der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente aller Wechselrichtereinheiten, um somit einen Betrieb jedes Motors zu stoppen, unter gleichzeitigem Ausschalten des ersten Schalters und Einschalten des zweiten Schalters, danach Einschalten eines Halbleiterschaltelements, das mit einer anderen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen, mit denen die Motorspulen des Messzielmotors verbunden sind, und Einschalten eines Halbleiterschaltelements, das mit der einen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen, mit denen die Motorspulen jedes der Motoren außer dem Messzielmotor verbunden sind; einen Konvergenzwertschätzschritt des Schätzens eines Konvergenzwerts (C) des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor zu voneinander unterschiedlichen Detektionszeiten (t) detektiert, im Messzustand; und einen Isolationswiderstandsberechnungsschritt zum Berechnen eines Isolationswiderstands des Messzielmotors auf Basis des Konvergenzwerts und der Kondensatorspannung, wobei im Konvergenzwertschätzschritt der Konvergenzwert der massebezogenen Spannung unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) berechnet wird: $$\text{C}=\frac{{\text{Vm}}_3-\mathrm{\alpha }-{\text{C}}_0}{1-\mathrm{\alpha \beta }}+{\text{C}}_0$$

    

    $$\begin{array}{c}\mathrm{\alpha }={\left({\text{Vm}}_1-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}{\left({\text{Vm}}_2-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}\\ \mathrm{\beta }=\left(\frac{1}{{\text{Vm}}_1-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}+\frac{1}{{\text{Vm}}_2-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}\right)\end{array}$$

    

    wobei t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten sind, Vm₁,Vm₂ und Vm₃ Messungen der massebezogenen Spannung, wie jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃ detektiert, sind, C₀ eine vordefinierte Konstante ist und von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste ist und t₃ die späteste ist.
16. Messverfahren, mit dem eine Motorantriebsvorrichtung (10) zum Antreiben einer Mehrzahl von Motoren (M) einen Isolationswiderstand (Rm) des Motors misst, wobei die Motorantriebsvorrichtung umfasst: eine Gleichrichterschaltung (Re), die so konfiguriert ist, dass sie eine AC-Spannung, die von einer AC-Energieversorgung (12) über einen ersten Schalter (SW1) zugeführt wird, gleichrichtet, um somit eine DC-Spannung zu erhalten; einen Kondensator (Ca), der so konfiguriert ist, dass er die durch die Gleichrichterschaltung erhaltene DC-Spannung glättet; eine Mehrzahl von Wechselrichtereinheiten (16), die jeweils Oberarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine positivseitige Klemme des Kondensators mit Motorspulen (Cu, Cv, Cw) eines entsprechenden der Motoren (M) verbinden, und Unterarmhalbleiterschaltelemente (S), die so konfiguriert sind, dass sie eine negativseitige Klemme des Kondensators mit den Motorspulen verbinden, umfassen, wobei die Wechselrichtereinheiten so konfiguriert sind, dass sie die Motoren durch Umwandeln einer Kondensatorspannung (Vc) über den Kondensator in AC-Spannung durch Wechseln eines Betriebs der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente antreiben; einen zweiten Schalter (SW2), der so konfiguriert ist, dass er eine Klemme der positivseitigen Klemme und der negativseitigen Klemme des Kondensators mit Masse verbindet; einen ersten Detektor (18), der so konfiguriert ist, dass er einen massebezogenen Strom (Im) detektiert, der zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse fließt, oder eine massebezogene Spannung (Vm) zwischen der einen Klemme des Kondensators und der Masse detektiert; und einen zweiten Detektor (20), der so konfiguriert ist, dass er die Kondensatorspannung über den Kondensator detektiert, wobei das Messverfahren umfasst: einen Schaltersteuerschritt des Herstellens eines Messzustands zum Ermöglichen einer Messung des Isolationswiderstands eines Messzielmotors der Motoren durch Abschalten der Oberarmhalbleiterschaltelemente und der Unterarmhalbleiterschaltelemente aller Wechselrichtereinheiten, um somit einen Betrieb jedes Motors zu stoppen, unter gleichzeitigem Ausschalten des ersten Schalters und Einschalten des zweiten Schalters, danach Einschalten eines Halbleiterschaltelements, das mit einer anderen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen, mit denen die Motorspulen des Messzielmotors verbunden sind, und Einschalten eines Halbleiterschaltelements, das mit der einen Klemme des Kondensators verbunden ist, aus den Oberarm- und Unterarmhalbleiterschaltelementen, mit denen die Motorspulen jedes der Motoren außer dem Messzielmotor verbunden sind; einen Konvergenzwertschätzschritt des Schätzens eines Konvergenzwerts (C) des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung auf Basis mehrerer Messungen des massebezogenen Stroms oder der massebezogenen Spannung, wie vom ersten Detektor zu voneinander unterschiedlichen Detektionszeiten (t) detektiert, im Messzustand; und einen Isolationswiderstandsberechnungsschritt zum Berechnen eines Isolationswiderstands des Messzielmotors auf Basis des Konvergenzwerts und der Kondensatorspannung, wobei im Konvergenzwertschätzschritt der Konvergenzwert des massebezogenen Stroms unter Verwendung der folgenden Gleichung (3) berechnet wird: $$\text{C}=\frac{{\text{Im}}_3-\mathrm{\alpha }-{\text{C}}_0}{1-\mathrm{\alpha \beta }}+{\text{C}}_0$$

    

    $$\begin{array}{c}\mathrm{\alpha }={\left({\text{Im}}_1-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}{\left({\text{Im}}_2-{\text{C}}_0\right)}^{{}^{\frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}}}\\ \mathrm{\beta }=\left(\frac{1}{{\text{Im}}_1-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_2-{\text{t}}_3}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}+\frac{1}{{\text{Im}}_2-{\text{C}}_0}\times \frac{{\text{t}}_3-{\text{t}}_1}{{\text{t}}_2-{\text{t}}_1}\right)\end{array}$$

    

    wobei t₁, t₂ und t₃ die Detektionszeiten sind, Im₁, Im₂ und Im₃ Messungen des massebezogenen Stroms, wie jeweils zu den Detektionszeiten t₁, t₂ und t₃, detektiert, sind, C₀ eine vordefinierte Konstante ist und von den Detektionszeiten t₁ bis t₃ t₁ die frühste und t₃ die späteste ist.

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