JP2002323522A - 静電容量を持った素子の寿命監視装置 - Google Patents

静電容量を持った素子の寿命監視装置

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JP2002323522A
JP2002323522A JP2001128807A JP2001128807A JP2002323522A JP 2002323522 A JP2002323522 A JP 2002323522A JP 2001128807 A JP2001128807 A JP 2001128807A JP 2001128807 A JP2001128807 A JP 2001128807A JP 2002323522 A JP2002323522 A JP 2002323522A
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JP
Japan
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capacitance
rise time
converter
electrostatic capacity
voltage
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JP2001128807A
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English (en)
Inventor
Yuji Onishi
祐史 大西
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電容量を持った素子が劣化し、その静電容
量が必要な静電容量を下回る前に、交換時期が近づいて
いることを知らせることが可能な静電容量を持った素子
の寿命監視装置を提供する。 【解決手段】 静電容量を持った素子444の端子間電
圧を差動増幅回路11を用いて検出し、A/Dコンバー
タ12でデジタル信号に変換する。立上り時間測定器1
3は、A/Dコンバータからのデジタル信号に基づい
て、コンバータ44に電源が投入されてから静電容量を
持った素子の端子間電圧が所定の電圧に達するまでに要
する立上り時間を測定する。比較器15は、立上り時間
測定器13が測定した立上り時間と立上り時間しきい値
記憶器14に記憶されているしきい値時間とを比較し、
立上り時間がしきい値時間よりも短くなると、静電容量
を持った素子の交換時期が来たことを表示器16に表示
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量を持った
素子の寿命監視装置に関し、特にコンバータの出力端子
間に接続された静電容量を持った素子の寿命を監視する
ための寿命監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に示すように、三相交流モータ41
のサーボ制御には、AC電源42にコンタクタ43を介
して接続され、AC電源42からの三相交流を直流に変
換するためのコンバータ(直流電源)44と、このコン
バータ44からの直流を三相交流に変換するインバータ
45とを必要とする。また、コンバータ44とインバー
タ45との間には、後述する静電容量を持った素子に蓄
積された回生エネルギーを消費するための回生抵抗回路
46が接続される。
【0003】コンバータ44は、AC電源42からの交
流を整流するためのダイオードモジュール441と、突
入電流を抑制するための抵抗器442と、その抵抗器4
42を挿入/抜去するためのコンタクタ443と、その
出力電圧を平滑化するとともに、インバータ45を通し
てモータ41から戻ってくる回生エネルギーを蓄積する
ための、出力端子間に接続された静電容量を持った素子
444とを有している。
【0004】静電容量を持った素子444は、経時劣化
してその静電容量が低下する。静電容量を持った素子4
44の静電容量が、所定の(必要な)静電容量を下回る
と、コンバータ44の出力電圧を平滑化することができ
なくなり、また、モータ41からの回生エネルギーを蓄
積することができなくなる。その結果、劣化した静電容
量を持った素子444を含むコンバータ44に接続され
たインバータ45は、正常な動作ができなくなる。その
ため、コンバータ44に用いられる静電容量を持った素
子444の静電容量が所定の静電容量を下回った場合に
は、新しい静電容量を持った素子444に交換する必要
がある。
【0005】従来、静電容量を持った素子444の交換
時期を知るために、その劣化(静電容量の減少)を直接
検出することは行っていない。その代わりに、インバー
タ45が備えている入力電圧検出装置(図示せず)を利
用して、間接的に静電容量を持った素子444の劣化を
検出している。
【0006】詳述すると、インバータ45は、内部のパ
ワートランジスタ(図示せず)を保護するために、コン
バータ44から供給される電圧を検出するための入力電
圧検出装置を有している。この入力電圧検出装置は、コ
ンバータ44から供給される電圧が所定値(過電圧)に
達したこと検出すると、アラームを発生させてインバー
タ45の動作を停止させる。静電容量を持った素子44
4が劣化してその静電容量が所定の静電容量より小さく
なっていると、コンバータ44の出力電圧を平滑化でき
ない。従って、コンバータ44の出力電圧は過電圧とな
る。つまり、インバータ45の入力電圧検出装置が過電
圧を検出した場合には、コンバータ44の静電容量を持
った素子444が劣化したものと推定することができ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の、インバータの
入力電圧検出装置を利用する静電容量を持った素子の交
換時期の検出方法は、静電容量を持った素子の静電容量
が必要な静電容量を下回った後でなければ、そのことを
検出することができないという問題点がある。つまり、
既に静電容量を持った素子が必要な静電容量を有してい
ない状態になって、始めて、その交換時期を知ることが
できる。それゆえ、運転中のモータが突然停止し、静電
容量を持った素子を交換するまで運転を再開することが
できないという事態を招く。この様な事態を避けるため
には、定期的に静電容量を持った素子を交換するという
ことが考えられるが、静電容量を持った素子の劣化の進
行は、使用状態(電流量等)や使用環境(周囲温度等)
によって大きく異なるため、適切な交換周期を決定する
ことは非常に困難である。
【0008】また、従来の方法は、検出した過電圧が、
静電容量を持った素子の劣化によるものなのか他の原因
によるものなのか区別することができない、という問題
点もある。
【0009】そこで、本発明は、静電容量を持った素子
が劣化し、その静電容量が必要な静電容量を下回る前
に、交換時期が近づいていることを知らせることが可能
な静電容量を持った素子の寿命監視装置を提供し、もっ
て、インバータにおける不具合の発生を未然に防止し、
コンバータの保守性を向上させることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、コンバ
ータの出力電圧の波形を平滑化するためにその出力端子
間に接続されている静電容量を持った素子の寿命を監視
する装置であって、前記静電容量を持った素子の端子間
電圧を検出する出力電圧検出部と、前記コンバータへの
電源投入から前記出力電圧検出部が検出した前記端子間
電圧が所定値に達するまでの立上り時間を計測する立上
り時間計測部と、しきい値時間を記憶する記憶器と、前
記立上り時間計測部が計測した立上り時間と前記記憶器
部に記憶された前記しきい値時間とを比較する比較部と
を備え、該比較結果に基づいて静電容量を持った素子の
寿命を監視することを特徴とする静電容量を持った素子
の寿命監視装置が得られる。
【0011】この寿命監視装置には、前記比較部におけ
る比較結果に基づいて所定情報を表示する表示部を設け
ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。
【0013】図1に本発明の一実施の形態に係る静電容
量を持った素子の寿命監視装置を示す。なお、従来と同
一のものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0014】図1の寿命監視装置は、静電容量を持った
素子(例えば、電解コンデンサ)444の両端子、即
ち、コンバータ44の出力端子に接続された差動増幅回
路11と、この差動増幅回路11に接続されたA/Dコ
ンバータ12と、A/Dコンバータ12に接続された立
上り時間測定器13と、立上り時間しきい値tを記憶
する立上り時間しきい値記憶器14と、立上り時間測定
器13と立上り時間しきい値記憶器14とに接続され、
測定結果と時間しきい値とを比較するための比較器15
と、比較器15に接続された表示器16とを有してい
る。
【0015】差動増幅回路11は、静電容量を持った素
子444の端子間電圧を表す出力信号を発生する。
【0016】A/Dコンバータ12は、差動増幅回路1
1から出力された出力信号をデジタル信号に変換する。
【0017】立上り時間測定器13は、図示しないコン
トローラからの制御信号(コンタクタ43を制御する制
御信号)によりコンバータ44への電源投入を検出し、
その時点から時間計測を開始する。その一方で、立上り
時間測定器13は、A/Dコンバータ12からのデジタ
ル信号が表す静電容量を持った素子444の端子間電圧
と、予め設定された設定電圧とを比較する。そして、立
上り時間測定器13は、A/Dコンバータ12からのデ
ジタル信号が表す端子間電圧と設定電圧とが一致したな
らば、上述の時間計測を終了し、測定時間tを表す信号
を出力する。
【0018】比較器15は、立上り時間測定器13から
の出力信号を受けて、立上り時間測定器13が測定した
測定時間tと、立上り時間しきい値記憶器14に記憶さ
れている立上り時間しきい値tとを比較する。比較の
結果、測定時間tが立上り時間しきい値tを下回った
ならば、比較器15は、静電容量を持った素子444の
交換を促す表示を表示器16に表示させる。
【0019】次に、図2及び図3をも参照して、図1の
寿命監視装置の動作について説明する。
【0020】図示しないコントローラがコンタクタ43
をオンすると、静電容量を持った素子444の端子間電
圧は、次第に上昇する。このとき、コンタクタ443
は、オフ状態にあり、ダイオードモジュール441と静
電容量を持った素子444との間には、抵抗器442が
接続された状態にある。
【0021】静電容量を持った素子444が劣化してい
ない場合(正常な場合)、電源投入によって生じる、静
電容量を持った素子444の端子間電圧の上昇は、図2
に実線で示すように、比較的緩やかに上昇する(時定数
τ=C[F]×R[Ω],ここで、Cは、静電容量を持
った素子444の静電容量、Rは、抵抗器442の抵抗
値である。)。そして、コントローラは、端子間電圧が
に達すると、コンタクタ443をオンする。これに
より、抵抗器442がダイオードモジュール441と静
電容量を持った素子444との間から切り離される。そ
の結果、静電容量を持った素子444の端子間電圧は、
急激に増大し、飽和して一定となる。
【0022】これに対して、静電容量を持った素子44
4が劣化しており、その静電容量が減少している場合に
は、静電容量を持った素子444の端子間電圧は、図2
に破線で示すように電源投入直後から比較的に急激に上
昇する。即ち、静電容量を持った素子444の端子間電
圧の立上りは、その静電容量が小さいほど急峻になる。
【0023】差動増幅回路11は、上記のように変化す
る静電容量を持った素子444の端子間電圧を検出す
る。そして、A/Dコンバータ12は、差動増幅回路1
1の出力をデジタル信号に変換する。
【0024】そして、立上り時間測定器13は、A/D
コンバータからのデジタル信号に基づいて、電源が投入
されてから、端子間電圧がV(<V)に達するまで
に要する時間tを測定する(図3のステップS30
1)。
【0025】一方、本実施の形態では、静電容量を持っ
た素子444が、コンバータ44が正常な動作を行うの
に必要な最低限の静電容量を有している場合(ここで
は、図2に破線で示す場合)に、電源投入から端子間電
圧がVに達する迄に要する時間をtとし、その値を
しきい値時間として立上り時間しきい値記憶器14に記
憶させている。
【0026】比較器15は、立上り時間しきい値記憶器
14に記憶されているしきい値時間tと、立上り時間
測定器13が測定した立上り時間tとを比較する(図3
のステップS302)。比較器15は、t>tの場
合、正常と判断して何もしない(図3のステップS30
3)。一方、比較器15は、t≦tの場合には、表示
器16に、静電容量を持った素子444の交換を促す表
示を表示させる(図3のステップS304)。
【0027】本実施の形態では、立上り時間測定器13
が、立上り時間の測定を、端子間電圧がVより小さい
に達するまで行うようにしてあるので、静電容量を
持った素子444の静電容量が必要とされる最低限の静
電容量にまで低下する以前に、交換時期が近づいている
ことを検出することができる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、静電容量を持った素子
の端子間電圧の変化の立上り時間を測定することによっ
て、その静電容量の減少を検出し、必要な静電容量を下
回る前に交換時期が来たことを知らせることができる静
電容量を持った素子の寿命監視装置を得ることができ
る。これにより、静電容量を持った素子を含むコンバー
タの保守性が向上する。また、コンバータから電流供給
を受けるインバータへの過電流供給を防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の静電容量を持った素子の寿命監視装置
の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1の静電容量を持った素子の端子間電圧と時
間との関係を示すグラフである。
【図3】図1の寿命監視装置の動作を示すフローチャー
トである。
【図4】本発明が適用されるコンバータを説明するため
の概略図である。
【符号の説明】
11 差動増幅回路 12 A/Dコンバータ 13 立上り時間測定器 14 立上り時間しきい値記憶器 15 比較器 16 表示器 41 三相交流モータ 42 AC電源 43 コンタクタ 44 コンバータ 45 インバータ 46 回生抵抗回路 441 ダイオードモジュール 442 抵抗器 443 コンタクタ 444 静電容量を持った素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G028 AA01 AA02 BB06 BE00 BF04 CG07 DH01 DH03 FK01 GL08 GL12 LR04 LR06 MS01 MS03 MS05 2G036 AA04 AA24 AA27 BA01 BB02 CA08 CA10 CA11 5E082 MM36 5H740 AA08 BA18 MM01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンバータの出力電圧の波形を平滑化す
    るためにその出力端子間に接続されている静電容量を持
    った素子の寿命を監視する装置であって、 前記静電容量を持った素子の端子間電圧を検出する出力
    電圧検出部と、 前記コンバータへの電源投入から前記出力電圧検出部が
    検出した前記端子間電圧が所定値に達するまでの立上り
    時間を計測する立上り時間計測部と、 しきい値時間を記憶する記憶器と、 前記立上り時間計測部が計測した立上り時間と前記記憶
    器に記憶された前記しきい値時間とを比較する比較部と
    を備え、 該比較結果に基づいて前記静電容量を持った素子の寿命
    を監視することを特徴とする静電容量を持った素子の寿
    命監視装置。
  2. 【請求項2】 前記比較部における比較結果に基づいて
    所定情報を表示する表示部を備えたことを特徴とする請
    求項1の静電容量を持った素子の寿命監視装置。
JP2001128807A 2001-04-26 2001-04-26 静電容量を持った素子の寿命監視装置 Pending JP2002323522A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006070435A1 (ja) * 2004-12-27 2006-07-06 Orient Instrument Computer Co., Ltd. 磁気記録媒体の記録データ消去装置、磁気記録媒体の記録データ消去方法、磁気記録媒体の記録データ消去装置を制御するプログラム
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