JP2005237148A - Inverter inspection device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータを検査する技術に関する。特に、直流電力を入力し、内蔵する半導体スイッチ群をスイッチングし、電気機器に駆動電力を供給するインバータを検査する技術に関する。 The present invention relates to a technique for inspecting an inverter. In particular, the present invention relates to a technique for inspecting an inverter that inputs DC power, switches a built-in semiconductor switch group, and supplies driving power to an electrical device.
直流電力を入力し、内蔵する半導体スイッチ群をスイッチングすることによって、電気機器に駆動電力を供給するインバータが知られている。例えば図1のインバータ102は、入力端子104と106を利用して直流電力を入力し、内蔵する半導体スイッチ群をスイッチングすることによって、電気機器(この場合は3相モータ8)に駆動電力(この場合は3相交流電力)を供給する。図1のインバータ102は、直列に接続されたIGBT等の半導体スイッチ116、118と、半導体スイッチ120、122と、半導体スイッチ124、126が並列に接続された半導体スイッチ群を内蔵しており、半導体スイッチ群をスイッチングすることによって、3相モータ8の3つのコイル46、48、50に供給する通電電流の大きさや通電方向を切換える。インバータ102を利用することによって、3相モータ8の出力トルクや回転方向や回転速度を調整することができる。
インバータで制御する電気機器が大容量になるのに応じて、インバータに入力される直流電力も高圧化が進んでいる。
2. Description of the Related Art An inverter that supplies driving power to an electrical device by inputting DC power and switching a built-in semiconductor switch group is known. For example, the
As the electrical equipment controlled by the inverter becomes larger in capacity, the DC power input to the inverter is also being increased in voltage.
インバータの動作に不具合があると、電気機器が正常に駆動されない。そこで完成したインバータを実際に使用する前に検査する必要がある。
インバータを検査するためには、インバータに入力する直流電力が必要とされる。検査のための直流電力を供給する直流電源装置と、インバータで制御する電気機器(またはそれと同等の電気的特性を有する負荷)の間に、検査するインバータを接続し、実際の使用時を想定してインバータの半導体スイッチ群をスイッチングして、インバータの出力波形(例えば電圧、電流、周波数、位相差等)を測定することによってインバータを検査することができる。
直流電源装置には商用交流電力が供給される。直流電源装置は、入力した交流電力を整流して直流電力に変換し、必要に応じて変圧して、インバータに入力する直流電力を出力する。
If there is a malfunction in the operation of the inverter, the electrical equipment will not be driven normally. Therefore, it is necessary to inspect the completed inverter before actually using it.
In order to inspect the inverter, DC power input to the inverter is required. Connect the inverter to be inspected between the DC power supply that supplies the DC power for inspection and the electrical equipment controlled by the inverter (or a load that has equivalent electrical characteristics), and assume actual use The inverter can be inspected by switching the semiconductor switch group of the inverter and measuring the output waveform (for example, voltage, current, frequency, phase difference, etc.) of the inverter.
Commercial AC power is supplied to the DC power supply device. The DC power supply device rectifies input AC power and converts it into DC power, transforms it as necessary, and outputs DC power input to the inverter.
検査終了時や非常停止時には、直流電源装置と作業者、または直流電源装置とインバータを電気的に隔離する必要があり、このような検査装置では直流電源装置とインバータを接続する接続回路に電磁接触器が挿入される。その電磁接触器を開放することによって、接続回路のインバータ側の端子に直流電圧が印加されない状態を作り出せるようにしておく必要がある。
検査するインバータが正常であれば、インバータが内蔵する半導体スイッチ群のスイッチングを停止して、接続回路に電流が流れていない状態を作り出せるはずであり、電流が流れていない状態で開閉できる電磁接触器を接続回路に挿入しておけばよい。しかしながら、検査するインバータに異常があった場合、半導体スイッチ群のスイッチングを全て停止しても、電流が流れつづける恐れがないとは言い切れない。また、検査装置に異常があった場合には、たとえ通電中であっても検査装置の非常停止機能を作動させて電磁接触器を開放させることもある。従って接続回路には、直流電源装置が出力する最大電圧で通電している状態で開放することができる電磁接触器を挿入しておかなければならない。
従来の検査装置では、直流電源装置が出力する最大電圧で通電している状態で開放することができる電磁接触器を選択し、接続回路に挿入している。しかしながら、インバータの高圧化に伴って直流電源装置が出力する直流電圧も上昇しており、大型かつ高価な電磁接触器を選択せざるを得ず、検査装置の大型化、高コスト化が問題になっている。
At the end of an inspection or at an emergency stop, it is necessary to electrically isolate the DC power supply device and the operator, or the DC power supply device and the inverter. In such an inspection device, the contact circuit connecting the DC power supply device and the inverter is electromagnetic contact A vessel is inserted. It is necessary to create a state in which a DC voltage is not applied to the terminal on the inverter side of the connection circuit by opening the electromagnetic contactor.
If the inverter to be inspected is normal, the switching of the semiconductor switch group built in the inverter should be stopped, and it should be possible to create a state where no current is flowing in the connection circuit. Can be inserted into the connection circuit. However, if there is an abnormality in the inverter to be inspected, it cannot be said that there is no fear that current will continue to flow even if all switching of the semiconductor switch group is stopped. Further, when there is an abnormality in the inspection apparatus, the electromagnetic contactor may be opened by operating the emergency stop function of the inspection apparatus even during energization. Therefore, an electromagnetic contactor that can be opened while being energized with the maximum voltage output from the DC power supply device must be inserted in the connection circuit.
In the conventional inspection device, an electromagnetic contactor that can be opened while being energized with the maximum voltage output from the DC power supply device is selected and inserted into the connection circuit. However, as the inverter voltage increases, the DC voltage output from the DC power supply also increases, and it is necessary to select a large and expensive electromagnetic contactor, which increases the size and cost of the inspection device. It has become.
本発明は、直流電源装置とインバータを接続する接続回路のインバータ側の端子に直流電圧が印加されない状態を作りだすために、接続回路に挿入される電磁接触器に必要とされる条件を緩和し、検査装置を小型化、低コスト化することを目的とする。 The present invention relaxes the conditions required for the electromagnetic contactor inserted in the connection circuit in order to create a state in which no DC voltage is applied to the terminal on the inverter side of the connection circuit connecting the DC power supply device and the inverter, The purpose is to reduce the size and cost of the inspection device.
本発明では、電磁接触器の許容開閉電圧よりも電磁接触器の許容通電電圧や許容非導通維持電圧が高いことに着目し、より小型の電磁接触器で検査装置を構成することを可能とした。ここで、許容開閉電圧とは、通電している状態で電磁接触器を開閉することできる電圧をいう。許容通電電圧とは、電磁接触器に通電し続けることができる電圧をいう。許容非導通維持電圧とは、一旦電磁接触器を開放してしまえばその後に高い電圧が印加されても電磁接触器で絶縁し続けることができる電圧をいう。電磁接触器の特性上、許容開閉電圧よりも許容通電電圧や許容非導通維持電圧は高い。
直流電源装置の出力電圧を制御し、その制御動作と電磁接触器の開閉動作を組み合わせることによって、電磁接触器の許容開閉電圧が直流電源装置の最大出力電圧に満たない場合であっても、検査装置を実現することが可能となるのである。
In the present invention, paying attention to the fact that the allowable energization voltage and allowable non-conducting sustain voltage of the magnetic contactor are higher than the allowable switching voltage of the magnetic contactor, it is possible to configure the inspection apparatus with a smaller electromagnetic contactor. . Here, the permissible switching voltage refers to a voltage that can open and close the electromagnetic contactor while energized. The allowable energization voltage refers to a voltage that can continue to energize the magnetic contactor. The allowable non-conducting maintaining voltage refers to a voltage that can be insulated by the magnetic contactor even if a high voltage is applied after the electromagnetic contactor is opened. Due to the characteristics of the magnetic contactor, the allowable energizing voltage and the allowable non-conducting voltage are higher than the allowable switching voltage.
By controlling the output voltage of the DC power supply device and combining the control operation with the switching operation of the magnetic contactor, even if the allowable switching voltage of the magnetic contactor is less than the maximum output voltage of the DC power supply device, inspection It is possible to realize the device.
本発明の検査装置は、直流電力を入力し、内蔵する半導体スイッチ群をスイッチングし、電気機器に駆動電力を供給するインバータを検査する。本発明の検査装置は、交流電力をインバータに入力する直流電力に変換する直流電源装置と、その直流電源装置と検査するインバータを接続する接続回路を備えている。その接続回路には電磁接触器が設けられており、その電磁接触器の開放タイミングは規制手段で規制されている。
電磁接触器の許容開閉電圧は直流電源装置の出力電圧よりも低く、電磁接触器の許容通電電圧と許容非導通維持電圧は直流電源装置の出力電圧よりも高い。電磁接触器の許容開閉電圧は直流電源装置の出力電圧よりも低いために、直流電源装置の出力電圧で通電している最中に電磁接触器を開放することはできない。そこでタイミング規制手段が用意されており、タイミング規制手段は、接続回路の電圧が電磁接触器の許容開閉電圧よりも低下している時にのみ、電磁接触器の開放動作を許容する。電磁接触器の許容通電電圧と許容非導通維持電圧は直流電源装置の出力電圧よりも高いために、インバータに直流電力を供給し続けることは可能であり、また一旦電磁接触器を開放すると、直流電源装置が直流電圧を出力し始めても電磁接触器が絶縁状態を維持して接続回路のインバータ側の端子に直流電圧が印加されることを防止する。
The inspection apparatus of the present invention inputs DC power, switches a built-in semiconductor switch group, and inspects an inverter that supplies driving power to an electrical device. The inspection device of the present invention includes a DC power supply device that converts AC power into DC power input to the inverter, and a connection circuit that connects the DC power supply device and the inverter to be inspected. The connection circuit is provided with an electromagnetic contactor, and the opening timing of the electromagnetic contactor is regulated by regulating means.
The allowable switching voltage of the magnetic contactor is lower than the output voltage of the DC power supply device, and the allowable energization voltage and allowable non-conducting sustain voltage of the magnetic contactor are higher than the output voltage of the DC power supply device. Since the allowable switching voltage of the magnetic contactor is lower than the output voltage of the DC power supply device, the electromagnetic contactor cannot be opened while the current is being supplied with the output voltage of the DC power supply device. Therefore, timing regulating means is prepared, and the timing regulating means permits the opening operation of the magnetic contactor only when the voltage of the connection circuit is lower than the allowable switching voltage of the magnetic contactor. Since the allowable energizing voltage and allowable non-conducting sustain voltage of the magnetic contactor are higher than the output voltage of the DC power supply device, it is possible to continue supplying DC power to the inverter, and once the electromagnetic contactor is opened, the DC Even if the power supply device starts to output a DC voltage, the magnetic contactor maintains an insulated state and prevents the DC voltage from being applied to the terminal on the inverter side of the connection circuit.
本発明の検査装置では、検査終了時や非常停止時に、直流電源装置が運転を停止する。直流電源装置が運転を停止すると、接続回路の電圧も低下する。接続回路に挿入されている電磁接触器は、接続回路の電圧が低下してから開放すればよく、直流電源装置の出力電圧よりも低い許容開閉電圧しか持たない電磁接触器でも開放することができる。直流電源装置の出力電圧よりも高い許容開閉電圧を持つ電磁接触器を用いる必要がない。
接続回路に挿入される電磁接触器には、直流電源装置の出力電圧よりも高い許容通電電圧や許容非導通維持電圧をもつことが求められるが、電磁接触器の特性上、許容通電電圧や許容非導通維持電圧は許容開閉電圧よりも高いことから、直流電源装置の出力電圧よりも高い許容通電電圧や許容非導通維持電圧を持つ電磁接触器は広く普及している。本発明の検査装置によると、電磁接触器の許容開閉電圧が直流電源装置の出力電圧よりも低くてもよくなるために、電磁接触器に必要とされる条件が大幅に緩和され、より小型の電磁接触器を採用することが可能となる。
本発明は、インバータに接続する接続回路のインバータ側の端子に直流電圧が印加されない状態を作りだすために用いられる電磁接触器といえども、直流電源装置と組み合わせて用いることによって、直流電源装置の出力電圧が通電されている状態では開閉することができない許容開閉電圧しかもたない電磁接触器を採用することが可能であり、許容通電電圧や許容非導通維持電圧さえ直流電圧よりも高ければよいということを知徳して実現されたものである。なお、許容開閉電圧、許容通電電圧、許容非導通維持電圧の概念は、本発明で認識された新規な概念であり、既存の用語ではないことに留意するべきである。
In the inspection apparatus of the present invention, the DC power supply device stops operation when the inspection ends or at an emergency stop. When the DC power supply device stops operating, the voltage of the connection circuit also decreases. The magnetic contactor inserted in the connection circuit may be opened after the voltage of the connection circuit decreases, and can be opened even by an electromagnetic contactor having an allowable switching voltage lower than the output voltage of the DC power supply device. . There is no need to use an electromagnetic contactor having an allowable switching voltage higher than the output voltage of the DC power supply.
The magnetic contactor inserted in the connection circuit is required to have an allowable energization voltage and an allowable non-conducting sustain voltage higher than the output voltage of the DC power supply device. Since the non-conducting maintaining voltage is higher than the allowable switching voltage, electromagnetic contactors having an allowable energizing voltage and an allowable non-conducting maintaining voltage that are higher than the output voltage of the DC power supply device are widely used. According to the inspection device of the present invention, since the allowable switching voltage of the magnetic contactor may be lower than the output voltage of the DC power supply device, the conditions required for the magnetic contactor are greatly relaxed, and a smaller electromagnetic It is possible to employ a contactor.
The present invention provides an output of a DC power supply device by using it in combination with a DC power supply device even though it is an electromagnetic contactor used to create a state where a DC voltage is not applied to a terminal on the inverter side of a connection circuit connected to the inverter. It is possible to adopt an electromagnetic contactor that only has an allowable switching voltage that cannot be opened and closed when the voltage is energized, and that the allowable energizing voltage and the allowable non-conducting maintaining voltage need only be higher than the DC voltage. It was realized by wisdom. It should be noted that the concepts of allowable switching voltage, allowable energization voltage, and allowable non-conducting sustain voltage are novel concepts recognized in the present invention and are not existing terms.
タイミング規制手段は、接続回路の電圧を計測する電圧計測手段と、計測された電圧を電磁接触器の許容開閉電圧と比較する手段を備えていることが好ましい。この場合、接続回路の電圧が低下してから電磁接触器を開放する関係が直接的に担保される。
あるいは、直流電源装置が出力を停止してからの経過時間を計時する装置と、計時された経過時間を所定時間と比較する手段によって、電磁接触器の開放動作を規制するようにしてもよい。直流電源装置が出力を停止すると、接続回路の電圧は時定数に従って低下する。所定時間を余裕を持って設定しておけば、接続回路の電圧が電磁接触器の許容開閉電圧を下回ってから電磁接触器を開放する関係が実質的に担保される。
The timing regulating means preferably includes voltage measuring means for measuring the voltage of the connection circuit and means for comparing the measured voltage with an allowable switching voltage of the magnetic contactor. In this case, the relationship of opening the electromagnetic contactor after the voltage of the connection circuit is reduced is directly secured.
Alternatively, the opening operation of the electromagnetic contactor may be regulated by a device that measures the elapsed time since the output of the DC power supply device is stopped and a means that compares the measured elapsed time with a predetermined time. When the DC power supply stops outputting, the voltage of the connection circuit decreases according to the time constant. If the predetermined time is set with a margin, the relationship of opening the magnetic contactor after the voltage of the connection circuit falls below the allowable switching voltage of the magnetic contactor is substantially secured.
電磁接触器は、機械ロック式の電磁接触器であることが好ましい。ここでいう機械ロック式の電磁接触器とは、一旦励磁電力が加えられて投入されると、その状態で機械的にロックされ、励磁電流の供給を停止しても接点の接触を保持し続けるタイプのものである。
機械ロック式の電磁接触器を用いると、停電が発生しても電磁接触器は開放されない。許容開閉電圧よりも大きい直流電圧によって接続回路が通電している状態で、電磁接触器が開放されることが防止される。それにより、電磁接触器の接点が著しく損傷することや電磁接触器から発火することなどが防止される。
The electromagnetic contactor is preferably a mechanical lock type electromagnetic contactor. A mechanical lock type electromagnetic contactor here means that once excitation power is applied and turned on, it is mechanically locked in that state, and keeps contact of the contact even if the supply of excitation current is stopped. Of the type.
When a mechanical lock type magnetic contactor is used, the magnetic contactor is not opened even if a power failure occurs. It is possible to prevent the electromagnetic contactor from being opened while the connection circuit is energized by a DC voltage that is higher than the allowable switching voltage. As a result, the contact of the magnetic contactor is prevented from being significantly damaged or ignited from the electromagnetic contactor.
本発明は、新規で有用なインバータを検査する方法を提供する。本発明の検査方法は、直流電力を入力し、内蔵する半導体スイッチ群をスイッチングし、電気機器に駆動電力を供給するインバータを検査する方法である。本発明の検査方法は、交流電力をインバータに入力する直流電力に変換する工程と、その直流電力を電磁接触器を介在させて検査するインバータに入力する工程と、その電磁接触器の開放タイミングを規制する工程を備えている。
電磁接触器の許容開閉電圧はインバータに入力する最大電圧よりも低く、電磁接触器の許容通電電圧と許容非導通維持電圧はインバータに入力する最大電圧よりも高い。電磁接触器の許容開閉電圧はインバータに入力する最大電圧よりも低いために、インバータに最大電圧を通電している最中に電磁接触器を開放することはできない。そこで電磁接触器の開放タイミングを規制する工程が用意されている。このタイミング規制工程では、インバータに通電している電圧が電磁接触器の許容開閉電圧よりも低下している時にのみ、電磁接触器の開放動作を許容する。電磁接触器の許容通電電圧と許容非導通維持電圧は、インバータに入力される最大電圧よりも高いために、インバータに直流電力を供給し続けることは可能であり、また一旦電磁接触器を開放すると、電磁接触器が絶縁状態を維持してインバータに直流電圧が印加されることを防止する。
本発明の検査装置によると、電磁接触器の許容開閉電圧がインバータに入力する最大電圧よりも低くてもよくなるために、電磁接触器に必要とされる条件が大幅に緩和され、より小型の電磁接触器を採用することが可能となる。
The present invention provides a method for testing new and useful inverters. The inspection method of the present invention is a method for inspecting an inverter that inputs DC power, switches a built-in semiconductor switch group, and supplies driving power to an electrical device. The inspection method of the present invention includes a step of converting AC power into DC power to be input to the inverter, a step of inputting the DC power to the inverter to be inspected through an electromagnetic contactor, and an opening timing of the electromagnetic contactor. It has a regulation process.
The allowable switching voltage of the magnetic contactor is lower than the maximum voltage input to the inverter, and the allowable energization voltage and allowable non-conducting sustain voltage of the magnetic contactor are higher than the maximum voltage input to the inverter. Since the allowable switching voltage of the magnetic contactor is lower than the maximum voltage input to the inverter, the electromagnetic contactor cannot be opened while the maximum voltage is applied to the inverter. Therefore, a process for regulating the opening timing of the electromagnetic contactor is prepared. In this timing regulating step, the opening operation of the magnetic contactor is permitted only when the voltage applied to the inverter is lower than the allowable switching voltage of the magnetic contactor. Since the allowable energizing voltage and allowable non-conducting sustain voltage of the magnetic contactor are higher than the maximum voltage input to the inverter, it is possible to continue supplying DC power to the inverter, and once the electromagnetic contactor is opened The magnetic contactor maintains an insulated state to prevent a DC voltage from being applied to the inverter.
According to the inspection device of the present invention, since the allowable switching voltage of the magnetic contactor may be lower than the maximum voltage input to the inverter, the conditions required for the magnetic contactor are greatly relaxed, and a smaller electromagnetic It is possible to employ a contactor.
本発明によると、インバータに直流の高電圧を供給する接続回路に挿入する電磁接触器に要求される条件を緩和することができ、検査装置の小型化や低コスト化が可能となる。 According to the present invention, conditions required for an electromagnetic contactor inserted in a connection circuit that supplies a DC high voltage to an inverter can be relaxed, and the inspection apparatus can be reduced in size and cost.
以下に、発明を実施するための最良の形態を列記する。
(形態1)インバータの検査装置は、インバータの出力端子に接続する検査用負荷を備えている。
(形態2)インバータの検査装置は、インバータに様々な条件の制御信号を入力し、インバータの出力波形を測定してインバータの特性を検査する検査プログラムを備えている。
(形態3)インバータの検査装置は、検査装置を制御する制御プログラムを備えている。その制御プログラムは、インバータの検査が終了する毎に、インバータへのスイッチング指令を停止し、直流電源装置を停止させ、接続回路に印加される電圧が電磁接触器の許容開閉電圧以下になった時に電磁接触器を開放する。
(形態4)インバータの検査装置は、検査装置を制御する制御プログラムを備えている。その制御プログラムは、インバータの検査が終了する毎に、インバータのへのスイッチング指令を停止し、直流電源装置を停止させ、その後に所定時間が経過してから接続回路に挿入されている電磁接触器を開放する。
The best modes for carrying out the invention are listed below.
(Mode 1) An inverter inspection apparatus includes an inspection load connected to an output terminal of the inverter.
(Mode 2) The inverter inspection device includes an inspection program that inputs control signals of various conditions to the inverter, measures the output waveform of the inverter, and inspects the characteristics of the inverter.
(Mode 3) The inverter inspection apparatus includes a control program for controlling the inspection apparatus. The control program stops the switching command to the inverter every time the inspection of the inverter is finished, stops the DC power supply device, and when the voltage applied to the connection circuit falls below the allowable switching voltage of the magnetic contactor Open the magnetic contactor.
(Mode 4) The inverter inspection device includes a control program for controlling the inspection device. The control program stops the switching command to the inverter every time the inspection of the inverter is finished, stops the DC power supply device, and then the electromagnetic contactor inserted in the connection circuit after a predetermined time has elapsed. Is released.
以下に、本発明のインバータの検査装置を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
(実施例1) 図1に、本実施例の検査装置2の回路図を示す。検査装置2は、インバータ102の検査を行う。図1に示される回路のうち、インバータ102以外の回路の全部が検査装置2に内蔵されている。
検査装置2は、直流電源装置4と、直流電源装置4と検査対象のインバータ102を接続する接続回路6と、検査対象のインバータ102が駆動電力を供給する電気機器と同一の電気特性を備えている検査用負荷8と、検査装置2を制御する制御装置10と、インバータ102に検査用の信号を指令し、検査用負荷8への出力波形を測定し、インバータ102の正常異常を判定する判定装置12を備えている。制御装置10と判定装置12は同一のコンピュータで構成することができる。
Hereinafter, an inverter inspection apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Example 1 FIG. 1 shows a circuit diagram of an
The
直流電源装置4は、端子14、15、16から商用交流電源(この場合3相440ボルト)を入力し、整流器32で整流し、出力チョッパ回路30で変圧して、端子18、20から直流電力を出力する。直流電源装置4の出力電圧(出力できる最大電圧)は略600ボルトである。
直流電源装置4のドライブ回路28は、制御回路10からの指令に基づいて、出力チョッパ回路30の動作を制御する。ドライブ回路28が出力チョッパ回路30の動作を制御することにより、直流電源装置4の出力電圧がゼロボルト〜略600ボルトまでの間で調節される。
直流電圧出力端子18、20の間には電圧計34が設けられており、直流電源装置4の出力電圧が監視される。電圧計34が監視する直流電源装置4の出力電圧は制御装置10に読み込まれる。
The
The
A
接続回路6は、直流電源装置4の出力端子18、20と、検査するインバータ102の入力端子104、106を接続する。出力端子18と入力端子104を接続する接続線6aと、出力端子20と入力端子106を接続する接続線6bには、電磁接触器対36、38が挿入されている。
電磁接触器対36、38は、制御装置10に従って投入/開放が切換えられる。電磁接触器対36、38は、励磁コイルに通電しない限り開放し続ける常開タイプであり、一旦投入されると励磁コイルへの通電が停止しても、投入状態を保持する機械ラッチ式の電磁接触器である。
接続線6aと接続線6bの間には、最大600ボルトの直流電圧が印加される。電磁接触器対36、38は、600ボルトの直流電圧が通電している状態では開放することができないが、600ボルトの直流電圧を通電し続けることはでき、一旦開放されると600ボルトの直流電圧が印加されても絶縁し続けるものが選択されている。即ち、電磁接触器対36、38の許容開閉電圧は、直流電源装置4の出力電圧(600ボルト)よりも低く、電磁接触器対36、38の許容通電電圧と許容非導通維持電圧は、直流電源装置4の出力電圧(600ボルト)よりも高い。
検査装置2では、最大で600ボルトの直流電圧で電磁接触器対36、38に通電するが、600ボルトの直流電圧が通電している状態で開放できることを電磁接触器対に36、38に必要としない。それにより、電磁接触器対36、38の選択条件が緩和され、検査装置2の出力に対して小型の電磁接触器が採用されている。
検査終了時や非常停止時には、電磁接触器対36、38を開放し、インバータの入力端子104、106に接続する接続線6a、6bの端子に直流電圧が印加されない状態を作り出す。
The connection circuit 6 connects the
The
A maximum DC voltage of 600 volts is applied between the
In the
At the end of the inspection or at the time of emergency stop, the
本実施例のインバータ102は、6個のトランジスタ(詳しくはIGBT)116、118、120、122、124、126を備えている。IGBT116とIGBT118が直列接続された回路128と、IGBT120と122が直列接続された回路130と、IGBT124、126が直列接続された回路132が、インバータ102内で並列に接続されている。IGBT116とIGBT118の間に設けられた接続点と、インバータの出力端子112が接続されている。IGBT120とIGBT122の間に設けられた接続点と、インバータの出力端子110が接続されている。IGBT124とIGBT126の間に設けられた接続点とインバータの出力端子108が接続されている。
インバータ102のIGBT116〜126は、それぞれに与えられるゲート電圧によってスイッチングが行われ、出力端子128、130、132からは各々が120゜づつ位相の異なる電圧を出力する。出力端子128、130、132からは、3相交流が出力され、3相の交流モータ等の負荷8を駆動することができる。
The
The
検査用負荷8の入力端子40は、インバータ102の出力端子108に接続する。入力端子42は、出力端子110に接続する。入力端子44は、出力端子112に接続する。入力端子40にはコイル46が接続されており、入力端子42にはコイル50が接続されており、入力端子44にはコイル48が接続されている。コイル46、48、50の入力端子と接続されていない端部は互いに接続されている。
各コイル46、48、50には、通電電流の大きさを計測する電流計46a、48a、50aが組込まれており、コイル46、48、50に流れる通電電流の大きさが判定装置12に入力されるようになっている。その他に図示はしないが、インバータ102の特性を測定するのに必要な各所の電圧が判定装置12に入力されるようになっている。
The
Each
判定装置12は、インバータ102の出力端子108から入力端子40を経てコイル46に供給される電力と、インバータ102の出力端子110から入力端子42を経てコイル50に供給される電力と、インバータ102の出力端子112から入力端子44を経てコイル48に供給される電力を測定し、インバータ102の特性が意図した特性に一致するか否かを判定する。判定装置12は、コンピュータが判定プログラムに従って作動することで構成される。
The
検査装置2によって検査するために、インバータ102の回路128、130、132には、直流電源装置4から供給される直流電圧が接続回路6と入力端子104、106を経て供給される。またIGBT116〜126には、判定装置12からインバータ駆動信号が入力される。判定装置12は、IGBT116〜126の各々のゲートへ様々なパターンの電圧パルスを出力する。判定装置12は、IGBT116〜126のゲート電圧の変動に対応して、インバータ102が検査用負荷8の入力端子40、42、44に出力する電力値を測定し、インバータ102の特性を判定する。
In order to be inspected by the
検査するインバータ102に異常があると、検査中にインバータ102が動作不良を起こす場合がある。このとき、IGBT116〜126へのスイッチング指令を停止しても、直流電源装置4からインバータ102へ電流が流れ続ける恐れがないとは言い切れない。この状態で、電磁接触器対36、38を開放しようとすると、直流600ボルトの電流が流れている状態で電磁接触器対36、38を開放することとなる。このために、従来は許容開閉電圧が600ボルト以上である大型の電磁接触器が必要とされていた。
診断装置2では、許容開閉電圧が600ボルト以下の小型の電磁接触器対36、38を利用しており、直流600ボルトが接続線6a、6bに流れている状態では電磁接触器対36、38を開放することはできない。そこで診断装置2では、電磁接触器対36、38の開放動作を、直流電源装置4の出力チョッパ回路30の制御と組み合わせて行う。
If the
The
本実施例のインバータ102の検査装置2は、異常のあるインバータ102を検査した場合や非常停止時に備えて、図2に示すフローに従って検査を進め、接続回路6にかかる電圧を下げた後に電磁接触器対36、38を開放し、接続回路6のインバータ側の端子には直流電圧が確実に印加されていない状態を作り出す。以下、フローチャートに従って、制御装置10と検査装置12によって行われる制御内容を詳細に説明する。
インバータ102の検査が開始されると、制御装置10は接続回路6の電磁接触器対36、38を投入し(即ち接点を閉じて)、通電可能な状態にする(ステップS2)。制御装置10は、電磁接触器対36、38が確実に閉じたあとに接続回路6に通電するために、次の処理を行うまでに2秒間の間隔をあける(ステップS4)。電磁接触器対36、38を閉じてから2秒間が経過すると、制御装置10がドライブ回路28に指令して、ドライブ回路28に出力チョッパ回路30の制御を開始させる(ステップS6)。ドライブ回路28は出力チョッパ回路30を制御して通電を開始し、直流電源装置4から直流電圧の出力が開始される(ステップS8)。制御装置10は、判定装置12に検査開始の指令を出し、判定装置12が、インバータ102のIGBT116〜126に検査用の信号を指令し始める。即ち、予め検査のために定められた経時的変化パターンに従って、IGBT116〜126のゲートへ様々なパルス電圧を印加する(ステップS10)。判定装置12は、ゲート電圧の変化に対応して変化するインバータ102の出力電力を測定し、インバータ102の特性を検査する(ステップS12)。ステップS14でインバータ102の特性検査が終了すると、判定装置12は、インバータ102のIGBT116〜126へのスイッチング指令を停止し、インバータ102の運転を停止する(ステップS16)。制御装置10は、インバータ102が停止しているか異常通電状態になっているかにかかわらず、ドライブ回路28へ動作を停止するよう指令する(ステップS18)。出力チョッパ回路30が通電を停止するので、インバータ102に供給される直流電圧は徐々に降下する。制御装置10は、直流電源装置4に設けられている電圧計34で接続回路6に供給される直流電圧の値を監視する。監視している出力電圧が電磁接触器対36、38の許容開閉電圧を下回るとステップS20がイエスとなり、制御装置10は電磁接触器対36、38をオフし、インバータ102への電圧の供給を停止する(ステップS22)。制御装置10がステップS20とS22を実行するために、接続回路6の電圧が電磁接触器対36、38の許容開閉電圧よりも高い間は、電磁接触器対36、38が開放することはない。制御装置10がステップS20とS22を実行するために、接続回路6の電圧が電磁接触器対36、38の許容開閉電圧よりも低下したときに開放させる。制御装置10は、接続回路6の電圧が電磁接触器対36、38の許容開閉電圧よりも低下している時にのみ電磁接触器対36、38が開放することを許容する開放タイミング規制手段を構成している。
The
When the inspection of the
本実施例の検査装置2の電磁接触器対36、38には、機械ロック式のものが採用されている。このため検査中に停電が発生した場合でも、電磁接触器対36、38が開放されることがない。図3には、停電の発生を想定した処理フローが定められており、このフローに従って制御装置10と判定装置12が制御を行うことによって、停電の発生時に電磁接触器対36、38が損傷することを防止する。以下では図2と共通する説明を省略し、異なる処理のみを説明する。
ステップS12でインバータ102の特性を測定している間に停電が発生すると(ステップS44)、判定装置12からIGBT116〜126への制御信号が停止する(ステップS46)。また、ドライブ回路28の動作も停止する(ステップS48)。このとき、電磁接触器対36、38は機械ラッチ式であるので、停電しても接点を開放することはない。その状態で、停電が復旧するのを待つ。停電が復旧すると(ステップS50)、制御装置10は、直流電源装置4から出力される直流電圧が電磁接触器対36、38の許容開閉電圧以下になったか否かを監視し(ステップS20)、許容開閉電圧以下になったとき電磁接触器対36、38をオフする旨を表示して作業者に指示する(ステップS52)。その表示がなされた後に、電磁接触器対36、38は作業者によって手動で開放される(ステップS54)。作業者が手動で電磁接触器対36、38を開放する場合には、接続線6a、6b間の電圧が電磁接触器対36、38の許容開閉電圧以下になっており、手動で開放しても電磁接触器対36、38が損傷することはない。
上記では、インバータ102の特性を測定している間に停電が発生した場合を説明したが、インバータ102の特性を測定している間に非常停止スイッチが操作された場合も同様の処理を実行する。非常停止スイッチが押された後に、ステップS20がイエスとなるのをまって、ステップS52、ステップS54を実行する。
A mechanical lock type is adopted for the electromagnetic contactor pairs 36 and 38 of the
If a power failure occurs while measuring the characteristics of the
In the above description, the case where a power failure occurs while measuring the characteristics of the
本実施例のインバータ検査装置2では、制御装置10と判定装置12によって、直流電源装置の出力電圧を制御するドライブ回路28と、電磁接触器対36、38の開閉を組み合わせて制御し、電磁接触器対36、38にかかる電圧が電磁接触器対36、38の許容開閉電圧以下となっている場合にのみ、電磁接触器対36、38が開放するのを許容する。これにより、接続回路6に印加される直流電圧よりも許容開閉電圧の低い電磁接触器対36、38を利用することができ、インバータ102に異常な通電状態が発生した場合や停電が発生した場合でも、検査装置2が損傷することを防止することができる。
In the
(実施例2)直流電源装置4が接続回路6に供給する電圧を電圧計34で直接測定することによって電磁接触器対36、38を開放するタイミングを決定する代わりに、直流電源装置4の出力を停止させてからの経過時間に基づいて、電磁接触器対36、38を開放するタイミングを決定することができる。
本実施例の直流電源装置4では、出力チョッパ回路28が通電を停止してから2秒後には、接続回路6に出力する直流電圧が電磁接触器対36、38の許容開閉電圧を下回る。そこで本実施例の制御プログラムでは、図4のフローチャートに示すように、ステップS18で直流電源装置4の作動を停止させてから2秒間経過するのを待つ(ステップS80)。2秒経過するとステップS80がイエスとなり、制御装置10が電磁接触器対36、38を開放し、インバータ102への電圧の供給を確実に停止する。
(Embodiment 2) Instead of determining the timing for opening the
In the DC
また、インバータ102の検査中に停電が発生した場合には、図5のフローチャートに従った処理が行われる。即ち、停電が発生すると(ステップS44)、判定装置12からIGBT116〜126への制御信号が停止する(ステップS46)。また、ドライブ回路28の動作も停止する(ステップS48)。このとき、電磁接触器対36、38は機械ラッチ式であるので、停電しても接点を開放することはない。その状態で、停電が復旧するのを待つ。停電が復旧すると(ステップS50)、制御装置10は、停電の復旧後2秒間経過するのを待って(ステップS80)、電磁接触器対36、38を開放する旨を表示して作業者に指示する(ステップS52)。その表示がなされた後に、電磁接触器対36、38は作業者によって手動で開放される(ステップS54)。インバータ102への電圧の供給が確実に停止された状態で停電が復旧するのを待つ。
停電に代わって非常停止措置がとられた場合も同様であり、接続回路の電圧が電磁接触器対36、38の許容開閉電圧以下になるのを待って、電磁接触器対36、38を開放する旨を表示して作業者に指示する(ステップS52)。
Further, when a power failure occurs during the inspection of the
The same applies when an emergency stop is taken in place of a power failure. The
本実施例のインバータ102の検査装置は、直流電源装置の作動を停止してからの経過時間に基づいて、電磁接触器対36、38の開放を許容するため、直流電源装置4から出力される電圧を測定する電圧計34を設ける必要がない。検査装置2はより簡易に構成される。それでも、電磁接触器対36、38の損傷を防止しながらインバータ102に供給する直流電圧を遮断することができる。停電が発生した場合や、非常停止措置がとられた場合においても、復旧してからの時間を計時することにより、同様に電磁接触器対36、38の損傷が防止される。
The inspection device for the
(実施例3)本実施例の検査装置62の構成を図6に示す。検査装置62は、接続回路64に電圧計66を備えている。電圧計66は、インバータ102の入力端子104と入力端子106の間の電位差を測定する。電圧計66の測定結果によって、制御装置68は、電磁接触器対36、38が正常か否かの確認を行うことができる。
(Embodiment 3) FIG. 6 shows the configuration of an inspection apparatus 62 of this embodiment. The inspection device 62 includes a
本実施例の検査装置62が実施する処理手順を図7に示す。制御装置68は、接続回路64の電磁接触器対36、38を投入して通電可能な状態にし(ステップS2)、確実に電磁接触器対36、38が閉じるのを待つために2秒間の間隔をあけてから(ステップS4)、ドライブ回路28に動作開始を指令する(ステップS6)。ドライブ回路28は出力チョッパ回路30の制御を開始し、直流電源装置4から直流電圧の出力が始まる(ステップS8)。このとき制御装置68は、電圧計66によって電位差を測定し、電位差が所定値に達しているか否かを判定する(ステップS130)。もし電圧計66の測定値が所定値に達していない場合にはステップS130がノーとなり、制御装置68は電磁接触器対36、38のいずれか一方若しくは両方が不良であるとし、異常を知らせる警告を表示し(ステップS134)、インバータ102の特性検査は行わず、ステップS18以降の電圧供給停止処理を行って、検査を終了する。電圧計66の測定値が所定値に達している場合は、ステップS130がイエスとなり、制御装置66は判定装置12にインバータ102の検査を実施させる。
このように、本実施例の検査装置62は、電磁接触器対36、38の正常異常を確認することのできる電圧計66を設けており、制御装置68が電磁接触器対36、38の接続が正常であることを確認した後に、インバータ102の特性検査を行う。一方、制御装置68が電磁接触器対36、38の接続が異常であることを確認したときは、インバータ102の特性検査を中止し、ドライブ回路28に動作を停止するよう指令して、直流電源装置4の直流電圧の出力を停止する。それにより、電磁接触器対36、38の接続が異常な状態で、電磁接触器対36、38にかかる電圧が電磁接触器対36、38の許容開閉電圧を超えることが防止され、検査装置2が損傷することを防止することができる。
FIG. 7 shows a processing procedure performed by the inspection apparatus 62 of this embodiment. The
As described above, the inspection device 62 of this embodiment is provided with the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、実施例の検査装置はインバータの出力端子に接続される検査用負荷を備えているが、実際の負荷を使用して検査を行うこともできる。実際の負荷にインバータが出力する電圧や電流を測定する端子を取り付けることによって、インバータの検査に必要なデータを収集することもできる。又、電圧や電流値を測定する計測機のコンピュータに判定プログラムをインストールすることもできる。その場合、制御プログラムを実行するコンピュータと計測器のコンピュータでデータの送受信をすることもできる。
本実施例では、直流電源装置4が出力電圧を増減調整できるものである場合を説明したが、直流電源装置4が出力電圧をゼロに調整することができるものであれば、本実施例と略同様に検査装置を構成することができる。例えば、直流電源装置4が入力した交流電力を整流昇圧して直流電力を出力するものであれば、その昇圧する回路よりも上流側に電磁接触器等の継電器を挿入しておき、その継電器を開放することによって直流電源装置の出力をゼロにすることができる。このとき、その継電器は昇圧前の電圧に対応すればよく、許容開閉電圧の条件は緩和され、小型の継電器等を採用することができる。
本実施例では、3相の交流電流を直流電圧に変換する直流電源装置を例示したが、単相の交流電力を直流電力に変換する直流電源装置を用いてもよい。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, the inspection apparatus according to the embodiment includes an inspection load connected to the output terminal of the inverter, but the inspection can also be performed using an actual load. By attaching a terminal for measuring the voltage and current output from the inverter to an actual load, it is possible to collect data necessary for the inspection of the inverter. In addition, a determination program can be installed in a computer of a measuring instrument that measures voltage and current values. In that case, data can be transmitted and received between the computer executing the control program and the computer of the measuring instrument.
In this embodiment, the case where the
In the present embodiment, a DC power supply device that converts a three-phase AC current into a DC voltage is illustrated, but a DC power supply device that converts single-phase AC power into DC power may be used.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
2、62・・検査装置
4・・・・・直流電源装置
6、6a、6b、64、64a、64b・・接続回路
8・・検査用負荷
10、68・・制御装置
12・・判定装置
14、15、16、40、42、44、104、106・・入力端子
18、20、108、110、112・・出力端子
28・・ドライブ回路
30・・出力チョッパ回路
32・・整流回路
34、66・・電圧計
36、38・・電磁接触器対
46、48、50・・コイル
102・・インバータ
116、118、120、122、124、126・・トランジスタ(IGBT)
2, 62 ..
Claims (6)
交流電力をインバータに入力する直流電力に変換する直流電源装置と、
その直流電源装置と検査するインバータを接続する接続回路と、
その接続回路に設けられた電磁接触器と、
その電磁接触器の開放タイミングを規制する手段を備えており、
その電磁接触器の許容開閉電圧は直流電源装置の出力電圧よりも低く、電磁接触器の許容通電電圧と許容非導通維持電圧は直流電源装置の出力電圧よりも高く、
タイミング規制手段は、接続回路の電圧が電磁接触器の許容開閉電圧よりも低下している時にのみ、電磁接触器の開放動作を許容することを特徴とする検査装置。 An inverter inspection device that inputs DC power, switches a built-in semiconductor switch group, and adjusts drive power supplied to an electrical device,
A DC power supply device that converts AC power into DC power input to the inverter;
A connection circuit for connecting the DC power supply device and the inverter to be inspected;
An electromagnetic contactor provided in the connection circuit;
It has means to regulate the opening timing of the electromagnetic contactor,
The allowable switching voltage of the magnetic contactor is lower than the output voltage of the DC power supply device, the allowable energizing voltage and the allowable non-conducting maintenance voltage of the magnetic contactor are higher than the output voltage of the DC power supply device,
The timing regulating means permits the opening operation of the magnetic contactor only when the voltage of the connection circuit is lower than the allowable switching voltage of the magnetic contactor.
交流電力をインバータに入力する直流電力に変換する工程と、
その直流電力を電磁接触器を介在させて検査するインバータに入力する工程と、
その電磁接触器の開放タイミングを規制する工程を備えており、
その電磁接触器の許容開閉電圧はインバータに入力する最大電圧よりも低く、電磁接触器の許容通電電圧と許容非導通維持電圧はインバータに入力する最大電圧よりも高く、
そのタイミング規制工程では、インバータに入力している直流電圧が電磁接触器の許容開閉電圧よりも低下している時にのみ、電磁接触器の開放動作を許容することを特徴とする検査方法。 A method of inspecting an inverter that inputs DC power, switches a built-in semiconductor switch group, and adjusts driving power supplied to an electrical device,
Converting AC power into DC power input to the inverter;
Inputting the DC power into an inverter to be inspected through an electromagnetic contactor;
It has a process to regulate the opening timing of the electromagnetic contactor,
The allowable switching voltage of the magnetic contactor is lower than the maximum voltage input to the inverter, the allowable energizing voltage and allowable non-conducting maintenance voltage of the magnetic contactor are higher than the maximum voltage input to the inverter,
In the timing regulating step, the inspection method is characterized in that the opening operation of the magnetic contactor is permitted only when the DC voltage input to the inverter is lower than the allowable switching voltage of the magnetic contactor.
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