JP2005020934A

JP2005020934A - 電動機駆動装置

Info

Publication number: JP2005020934A
Application number: JP2003184537A
Authority: JP
Inventors: Ryusuke Yano; 龍介矢野
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】電動機駆動装置により可変速駆動される電動機の運転時間を計測できる機能を備えた電動機駆動装置を提供する。
【解決手段】電動機駆動装置としてのインバータ装置４を構成するインバータ主回路１３から、交流電動機３に所望の交流電圧が出力されているときに制御回路１４ａを介してその状態信号を電動機運転時間監視回路４１に送出し、この電動機運転時間監視回路４１では前記状態信号が発せられている期間をカウンタで計測しつつ、所定の期間毎にこの計測値を積算することで電動機積算運転時間値として表示しつつ、この積算時間値と所定の時間の設定値との大小比較をし、この比較結果に基づいて、交流電動機３やこの電動機の出力軸に連結された機器などの保守点検を促す警報信号を発するか否かを決定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータ装置など電動機を可変速駆動する電動機駆動装置に関し、特に、前記電動機とその負荷としての機械などの実運転時間を計測する機能を備えた電動機駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電動機駆動装置の制御演算のマククロコンピュータによるデジタル演算化に伴い、該電動機駆動装置における各種の運転時間の計測，積算とその記憶が容易になってきており、その結果、下記特許文献に示すような機能が付加された電動機駆動装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図３は、上記特許文献を含む従来の電動機駆動装置の回路構成図であり、１は商用電源などの交流電源、２は電動機駆動装置としてのインバータ装置、３はインバータ装置２により可変速駆動される電動機としての交流電動機を示す。
【０００４】
このインバータ装置２は周知の技術により形成され、交流電源１の交流を整流するダイオード整流回路１１と、ダイオード整流回路１１の出力を平滑するコンデンサ１２と、コンデンサ１２の両端電圧を交流電圧に変換するために、例えばトランジスタなどの自己消弧形素子とダイオードとの逆並列回路をブリッジ接続してなるインバータ主回路１３と、交流電動機３を可変速駆動するためにインバータ主回路１３が出力する交流電圧を所望の振幅，周波数に制御する制御回路１４と、インバータ装置２の操作および動作状態を表示する操作，表示パネル１５と、例えば交流電源１から給電され、図示しない冷却フィンの上に搭載されたダイオード整流回路１１、インバータ主回路１３を構成する前記半導体素子、コンデンサ１２，制御回路１４などを冷却する冷却ファン１６と、冷却ファン１６の運転時間を計測し、この計測値を積算しつつ、その積算時間値を監視する冷却ファン運転時間監視回路２１とから構成されている。
【０００５】
周知の如く冷却ファン１６は有限寿命部品であり、この冷却ファン１６が寿命に至る前に交換作業を必要とする。そこで、冷却ファン運転時間監視回路２１では冷却ファン１６の通電時間を積算し、この積算値が操作，表示パネル１５を介して予め設定された時間の設定値（寿命時間の設定値）を越えたときに、これを操作，表示パネル１５に表示するとともに外部にも伝達して、冷却ファン１６の交換作業を喚起するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１７５４５６号公報（第２頁〜３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般に交流電動機３自身や交流電動機３の出力軸に連結される図示しない機械（例えば、減速機やベルトなど）は定期的に保守点検作業や部品交換作業を行う必要があるが、従来のインバータ装置２には交流電動機３の実運転時間を計測する機能がないので、例えば、冷却ファン１６の通電時間の前記積算値を交流電動機３の運転時間と見做し、この積算値に基づいて、交流電動機３の保守点検作業や交流電動機３の出力軸に連結される前記機械の保守点検，部品交換作業などを行うようにしていた。
【０００８】
しかしながら、インバータ装置２に交流電源１から給電され、冷却ファン１６が動作し、さらにインバータ主回路１３が出力しているときでも、例えば、交流電動機３の結露や凍結防止のために交流電動機３を直流励磁状態にしているときなど、必ずしも交流電動機３が回転しているとは言えなかった。その結果、上述の従来の交換作業では、実際に必要とする時間経過より短い時間で作業を行うこととなり不経済であった。
【０００９】
この発明の目的は上記問題点を解消し、より正確な前記電動機の運転時間を計測できる機能を備えた電動機駆動装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明は、電動機を可変速駆動する電動機駆動装置において、
前記電動機の実運転時間を積算して記憶する運転時間積算手段と、該運転時間積算手段の出力に基づいた運転積算時間値を演算して表示する時間値演算手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は前記第１の発明の電動機駆動装置において、前記運転時間積算手段は、前記電動機を可変速駆動するための電圧を発生させているときに動作させることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は前記第１または第２の発明の電動機駆動装置において、前記運転積算時間値は時間単位の値とし、その端数を切り捨てた運転積算時間値とすることを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は前記第１〜第３の発明の電動機駆動装置において、任意に設定または変更可能な時間の設定値と前記運転積算時間値とを比較し、該積算時間値≧設定値の状態のときには警報信号の送出と表示を行う比較演算手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は前記第４の発明の電動機駆動装置において、前記警報信号が発せられた後の操作により、前記警報信号の解除するとともに前記実運転時間の積算値を零クリアする警報解除手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施の形態を示す電動機駆動装置の回路構成図であり、この図において、図３に示した従来回路とほぼ同一の機能を有するものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００１６】
すなわち、図１に示した電動機駆動装置としてのインバータ装置４には、従来のインバータ装置２に対して、電動機運転時間監視回路４１が新たに追加されるとともに、この追加に対応して、制御回路１４が制御回路１４ａに、操作，表示パネル１５が操作，表示パネル１５ａにそれぞれ置き換わっている。
【００１７】
この制御回路１４ａは従来の制御回路１４の制御機能の他に、交流電動機３を運転している状態、すなわち、インバータ主回路１３から出力する交流電圧により交流電動機３が回転している状態は、例えば、このインバータ装置４に運転指令が入力され、且つ、設定された周波数指令値が零以外の値になっていることから前記状態を判断できるので、この判断結果を状態信号として電動機運転時間監視回路４１へ送出するようにしている。
【００１８】
なお、交流電動機３が回転していることは、例えば、交流電動機３の出力軸にパルスゼネレータ（ＰＧ）が連結されているときには、このＰＧの検出値を監視することにより判断することも可能であるので、この判断結果を前記状態信号に代わる新たな状態信号として電動機運転時間監視回路４１へ送出してもよい。
【００１９】
また、操作，表示パネル１５ａは従来の操作，表示パネル１５の操作，表示機能の他に、後述の電動機運転時間監視回路４１に対する操作，表示機能が追加されている。
【００２０】
図２は、図１に示した電動機運転時間監視回路４１の動作を説明するフローチャートである。
【００２１】
先ず、ステップＳ１では、上述の制御回路１４ａから交流電動機３を可変速駆動するための前記状態信号が送出されている時間をカウンタで計測し、所定の周期毎（例えば、１０分毎）に今回の積算値としての前記カウンタのカウンタ値に前回までのカウンタ値の積算値に加算し、これを新たな積算値として、不揮発性メモリなどに記憶しつつ、出力する。
【００２２】
ステップＳ２では、前記不揮発性メモリが記憶している積算値から時間単位でその端数を切り捨てた値を導出し、これを交流電動機３の運転積算時間値として出力し、このとき、操作，表示パネル１５ａから要請があれば、この運転積算時間値を送出して操作，表示パネル１５ａに表示させる。
【００２３】
ステップＳ３では、操作，表示パネル１５ａを介して設定され任意に変更可能な時間の設定値と、前記運転積算時間値との大小関係を比較し、前記運転積算時間値≧設定値の状態になっているときには（分岐Ｙ）、ステップＳ４に進み、また、前記運転積算時間値＜設定値の状態になっているときには（分岐Ｎ）、ステップＳ１に戻る。
【００２４】
ステップＳ４では、上述の如く交流電動機３の運転積算時間値が前記設定値以上になっていることから、交流電動機３の保守点検作業や交流電動機３の出力軸に連結される図示しない機械の保守点検，部品交換作業などの内、前記運転積算時間値が前記設定値に達したときに必要な作業を喚起するための警報信号を外部に送出するとともに、操作，表示パネル１５ａにこれを表示させる。
【００２５】
ステップＳ５では操作，表示パネル１５ａからの指示が発せられるまでは（分岐Ｎ）、前記警報信号を継続しつつ、操作員などにより前記警報信号の発生が確認されたとき、または、この警報信号で行う作業が完了したときに操作，表示パネル１５ａからの前記指示が発せられて（分岐Ｙ）、ステップＳ１での前記カウンタ値の積算値を零に設定し、その後、ステップＳ６での動作として前記警報信号を解除して、ステップＳ１に移行する。
【００２６】
なお、交流電動機３の運転積算時間値の経過に伴って異なる交換作業などが必要なときには、上述の電動機運転時間監視回路４１において、今回の作業から次回の作業までの時間値を、今回の警報信号が発せられた後に、操作，表示パネル１５ａを介した時間の設定値として設定することで対応できる。
【００２７】
また、図１に示した回路構成では電動機駆動装置として、インバータ装置の例について説明したが、直流または交流のサーボモータを可変速駆動する電動機駆動装置などにも、この発明を採用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明によれば、電動機駆動装置により可変速駆動される電動機の運転時間を計測する機能を該電動機駆動装置に備えたことにより、前記電動機の保守点検作業や該電動機の出力軸に連結された機械の部品交換作業などが適正な時期に行うことが可能となり、その結果、前記機械を含めた装置全体の動作信頼性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す電動機駆動装置の回路構成図
【図２】図１の動作を説明するフローチャート
【図３】従来例を示す電動機駆動装置の回路構成図
【符号の説明】
１…交流電源、２，４…インバータ装置、３…交流電動機、１１…ダイオード整流回路、１２…コンデンサ、１３…インバータ主回路、１４，１４ａ…制御回路、１５，１５ａ…操作，表示パネル、１６…冷却ファン、２１…冷却ファン運転時間監視回路、４１…電動機運転時間監視回路。

Claims

電動機を可変速駆動する電動機駆動装置において、
前記電動機の実運転時間を積算して記憶する運転時間積算手段と、該運転時間積算手段の出力に基づいた運転積算時間値を演算して表示する時間値演算手段を設けたことを特徴とする電動機駆動装置。
請求項１に記載の電動機駆動装置において、
前記運転時間積算手段は、前記電動機を可変速駆動するための電圧を発生させているときに動作させることを特徴とする電動機駆動装置。
請求項１または２に記載の電動機駆動装置において、
前記運転積算時間値は時間単位の値とし、その端数を切り捨てた運転積算時間値とすることを特徴とする電動機駆動装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の電動機駆動装置において、
任意に設定または変更可能な時間の設定値と前記運転積算時間値とを比較し、該積算時間値≧設定値の状態のときには警報信号の送出と表示を行う比較演算手段を設けたことを特徴とする電動機駆動装置。
請求項４に記載の電動機駆動装置において、
前記警報信号が発せられた後の操作により、前記警報信号の解除するとともに前記実運転時間の積算値を零クリアする警報解除手段を設けたことを特徴とする電動機駆動装置。