JP2006226993A - モータの絶縁抵抗劣化検出方法、絶縁抵抗劣化検出装置およびモータ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ10の駆動を停止させ、電磁接触器接点5をオフした後、接点a1,a2を閉じ、平滑コンデンサC、接点a2、抵抗R2、R1、モータ10のコイル、大地G2、大地G1、接点a1、平滑コンデンサCの閉回路を形成する。該閉回路には、平滑コンデンサCの充電電圧が印加される。モータ10の絶縁抵抗が劣化すると、該閉回路に流れる電流が増加する。マイクロコンピュータ41は、抵抗R1の電位差データを得て、メモリ42に、温度・湿度検出器2eで検出した温度、湿度と共に記憶する。この電位差データで、モータ10の絶縁抵抗劣化を検出する。又、メモリ42に蓄えたデータをグラフ化して表示する。簡単にモータ10の絶縁抵抗劣化を検出できる。
【選択図】図9
Description
そこで、本願出願人は、上述した従来のモータの絶縁抵抗劣化を検出する方法の問題点を改善し、安価で、かつ絶縁抵抗劣化を予知できるモータ駆動装置を特願2003−340009(以下先願という)で提案した。
請求項5に係る発明は、前記絶縁抵抗劣化検出手段を、電流検出値と基準値とを比較するコンパレータを備え、電流検出値が基準値を超えている場合、表示手段に異常を通知するようにした。
請求項13に係る発明は、上述した請求項2から12に係るモータの絶縁抵抗劣化検出装置を備えたモータ駆動装置である。
符号1はモータ10を駆動するモータ駆動装置であり、3相交流電源を整流回路により直流電源に変換する電源部6と、直流電源から任意の交流電源に変換してモータ10を駆動するモータ駆動アンプ8で構成されている。
モータ駆動装置1の電源部6は、3相交流電源から電磁接触器接点5を介して入力された電力を整流し直流電源に変換するダイオードD1〜D6で構成される整流回路と、各ダイオードD1〜D6と並列に回生電流を交流電源に帰還させるためのIGBT等で構成されたスイッチング素子Q1〜Q6を備え、該スイッチング素子Q1〜Q6を制御するコントローラ7を備えている。また、ダイオードD1〜D6の整流回路で整流された直流出力を平滑する平滑コンデンサCを備え、さらに、平滑コンデンサCのエネルギーを放電させる放電抵抗R13を備えている。
電源部6の整流回路の出力ライン(DCリンク部)12,13はモータ駆動アンプ8に接続され、該モータ駆動アンプ8に直流電圧を供給する。
電源部6及びモータ駆動アンプ8のコントローラ7,9は数値制御装置等のこのモータ駆動装置を制御する制御装置に接続され、該制御装置からの指令に基づいて、コントローラ9によって、スイッチング素子Q11〜Q16をオン/オフ制御してモータ10を駆動制御するものである。また、該制御装置からの指令に基づいて、電磁接触器接点5をオン、オフ制御するものである。
この電流検出器を本実施形態における電流検出器として使用してもよい。図3は、モータ駆動装置が備える電流検出器を利用して、絶縁抵抗劣化検出方法、絶縁抵抗劣化検出装置を構成する第3の実施形態の要部図である。この図3では、モータ駆動アンプ8の部分だけ示し電源部は図示していない。
モータの絶縁抵抗劣化検出を実施する絶縁抵抗劣化検出装置としては、DCリンク部のマイナス側ライン13を大地に接続する第1の接点a1、コンデンサCの他端であるDCリンク部のプラス側ライン12とモータ10のコイルを接続する接続線の1相の線とを接続する第2の接点a2、及び電流検出器の出力と接続してその出力レベルを検出し表示するレベル検出表示回路51で構成するものである。図3において、符号50u,50vは、U相、V相のコイルに流れる電流を検出するモータ駆動装置が備える電流検出器である。又、この図3では、符号52として対地間絶縁抵抗を破線で示している。
さらに、上述した実施形態では、第1の接点a1でDCリンク部のマイナス側ライン13と大地G1を接続するようにしたが、リレー接点を直接接地できないような場合には、図1に破線で示すように、電源15を設け第1の接点でDCリンク部のマイナス側ライン13と大地G1を、電源15を介して接続するようにしてもよい。
モータの絶縁抵抗劣化検出装置は、モータの絶縁抵抗劣化検出装置本体2と、DCリンク部の一方のライン、図4ではマイナス側ライン13と大地とを接続するリレー接点a1を備えた大地接続部2aで構成されている。
このように、モータの対地間絶縁抵抗を簡単に測定でき、モータの絶縁抵抗劣化、絶縁低下を簡単に検出できるから、モータの絶縁抵抗劣化の予防保全ができる。
上述した第4の実施形態では、検出抵抗R1で検出した電圧とモータの絶縁抵抗低下を検出するための基準電圧とを比較して、検出電圧が基準電圧を超えたときの絶縁抵抗低下を検出するようにしたが、単にモータの絶縁抵抗を検出するようにしてもよい。
モータの絶縁抵抗劣化検出装置本体2’と大地接続部2a(この部分は第4の実施形態と同じ)でモータの絶縁抵抗劣化検出装置が構成され、リレー接点a1,a2、検出抵抗R1,保護用抵抗R2,フィルタ用抵抗R3,コンデンサC1、表示手段2d、端子T1〜T4を備える点は第4の実施形態と同一であるが、検出抵抗R1間の電位差をA/Dコンバータ(アナログ信号からデジタル信号に変換するコンバータ)36を入力するようにした点で、電圧検出回路が相違し、またマイクロコンピュータ41とメモリ42およびデータ入力手段43を備えたコントローラ2’cとした点でこの第5の実施形態は第4の実施形態と相違するものである。
さらに、メモリ42には、モータ駆動装置1に使用された各種モータ駆動アンプ8の仕様(種類)又はモータの仕様(種類)に応じてモータの絶縁抵抗劣化を表示させる基準値が予め格納されている。
モータの絶縁抵抗は、該モータが設置されている周囲の温度、湿度等によって影響を受ける。特に湿度が高いと、絶縁抵抗は低下する傾向にある。そのため、絶縁抵抗を測定したときの温度、湿度によって、その測定値は変動することになる。この温度、湿度が絶縁抵抗の測定値に与える影響を考慮できるように、この第8の実施形態は、温度・湿度検出器を設けて、絶縁抵抗を測定したときの温度、湿度をも表示できるようにしたものである。
なお、他の構成、作用動作は図6に示した第6の実施形態と同じであることから説明は省略する。
又、モータの絶縁抵抗劣化検出装置本体2’に温度・湿度検出器2eを設けずに、温度・湿度検出器を接続するインタフェース(端子T5)を設けて、図9に一点破線で示すように、モータの絶縁抵抗劣化検出装置に外部の温度・湿度検出器2’eを接続し、コントローラ2’cのマイクロコンピュータ41に接続するようにしてもよいものである。
なお、上述した第1〜第7に示したモータの絶縁抵抗劣化検出装置をモータ駆動装置に組み込んでもよいものである。特に、図3に示す第3の絶縁抵抗劣化検出装置を組み込む場合、モータ駆動装置又は該モータ駆動装置に接続される数値制御装置等の上位の制御装置が備える表示装置をレベル検出表示回路51の代わりに利用できる。即ち、接点a1,a2を設けるだけでよい。絶縁抵抗劣化検出時には、電流センサ50u又は50vからフィードバックされる検出電流値を表示装置に表示させたり、又は、そのピーク値を求め表示させる等の処理を制御装置で実施するようにすればよいものである。
マイクロコンピュータ41は、この検出電位差を読み取りメモリ42に書き込む。さらに、送られてきているモータ駆動アンプの仕様(種類)又はモータの仕様(種類)に対応する基準値をメモリ42から読み取り、この基準値と検出電位差を比較し、検出電位差が基準値を超えていると、制御装置20に絶縁抵抗低下の信号を送信し、制御装置20はこの信号を受けて表示回路21に絶縁抵抗低下の表示を行うようにする。
2,2’ モータの絶縁抵抗劣化検出装置本体
2a 大地接続部
2b 電圧検出回路
2c モータの絶縁抵抗劣化検出装置のコントローラ
2d 表示手段
2e 温度・湿度検出器
2’e 外付けの温度・湿度検出器
5 電磁接触器接点
6 電源部
7 電源部のコントローラ
8 モータ駆動アンプ
9 モータ駆動アンプのコントローラ
10 モータ
11 リレー接点
a1,a2 接点
Q1〜Q6,Q11〜Q16 スイッチング素子
D1〜D6,D11〜D16 ダイオード
20 制御装置
21 表示回路
32 コンパレータ
33 トランジスタ
35 フォトカプラ
Claims (13)
- スイッチを介して交流電源から供給された電力を整流回路で整流し、かつコンデンサで平滑化する電源部と、該電源部からの直流電圧を交流に変換してモータを駆動するモータ駆動アンプを備えたモータ駆動装置によって駆動されるモータの絶縁抵抗劣化検出方法であって、前記スイッチをオフとし、モータの運転を停止した後、前記コンデンサの一端を大地に接続すると共に他端とモータコイル間を接続し、コンデンサ、モータコイルおよび大地で形成される閉回路に流れる電流を検出してモータの絶縁抵抗劣化を検出するようにしたことを特徴とするモータの絶縁抵抗劣化検出方法。
- スイッチを介して交流電源から供給された電力を整流回路で整流し、かつコンデンサで平滑化する電源部と、該電源部からの直流電圧を交流に変換してモータを駆動するモータ駆動アンプを備えたモータ駆動装置によって駆動されるモータの絶縁抵抗劣化検出装置であって、
前記コンデンサの一端を大地に接続する接点と、
前記モータ駆動装置からの前記スイッチをオフとする信号に基づいて前記の接点をオンとする手段と、
前記コンデンサの他端とモータコイル間に接続され、前記接点、コンデンサ、モータコイルおよび大地で形成される閉回路に流れる電流を検出し、絶縁抵抗劣化を検出する絶縁抵抗劣化検出手段と、
を備えたことを特徴とするモータの絶縁抵抗劣化検出装置。 - 前記絶縁抵抗劣化検出手段は、前記閉回路中に抵抗を設け、該抵抗の両端に生じる電位差を検出して、流れる電流の大きさを検出するか、または、前記閉回路中に設けた電流センサで、流れる電流の大きさを検出してモータの絶縁抵抗劣化を検出するようにした請求項2に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置。
- 前記絶縁抵抗劣化検出手段は、モータ駆動装置がモータ制御のために備えている電流検出器から出力の大きさによりモータの絶縁抵抗劣化を検出するようにした請求項2に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置。
- 前記絶縁抵抗劣化検出手段は、電流検出値と基準値とを比較するコンパレータを備え、電流検出値が基準値を超えている場合、表示手段に異常を通知する請求項2乃至4の内いずれか1項に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置。
- 前記絶縁抵抗劣化検出手段は、電流検出値をA/Dコンバータでデジタル信号に変換し、該変換したデータをメモリに記憶すると共に、該変換したデータを表示手段に表示する機能を有し、前記メモリに蓄えたデータを一覧表示若しくはグラフ化して前記表示手段に表示する手段を備えた請求項2乃至4の内いずれか1項に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置。
- 周囲温度、湿度の少なくとも一方を検出する検出器を備えるか若しくは周囲温度、湿度の少なくとも一方を検出する検出器を接続するインタフェースを設け、該検出器で検出された温度、湿度を表示するようにした請求項2乃至6の内いずれか1項に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置。
- 周囲温度、湿度の少なくとも一方を検出する検出器を備えるか若しくは周囲温度、湿度の少なくとも一方を検出する検出器を接続するインタフェースを設け、前記電流検出値を検出したとき前記検出器で検出された温度、湿度データを、前記電流検出値データと共にメモリに記憶し、前記表示手段に前記電流検出値データと共にメモリに温度、湿度データを一覧表示若しくはグラフ化して表示するようにした請求項6に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置。
- 前記絶縁抵抗劣化検出のために前記閉回路に電流を流すための電源として、前記コンデンサに蓄えた電荷を使用することを特徴とする請求項2乃至8の内いずれか1項に記載の絶縁抵抗劣化検出装置。
- 前記コンデンサの両端電位差を検出する電圧検出手段を有し、前記モータ駆動装置に接続される前記スイッチをオフとする信号が出力された後、前記電圧検出手段が所定値の電圧を検出したときに、前記絶縁抵抗劣化検出を行うようにした請求項2乃至9の内いずれか1項に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置。
- 前記絶縁抵抗劣化検出手段は、ラッチ回路を備え、前記電圧検出手段が所定値の電圧を検出したときに、前記ラッチ回路で絶縁抵抗劣化を検出する信号をラッチして前記絶縁抵抗劣化検出を行うようにした請求項10に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置。
- 前記接点は、前記コンデンサの一端を大地に接続する代わりに、前記コンデンサの一端を、直流電源を介して大地に接続する請求項2乃至11の内いずれか1項に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置。
- 請求項2乃至12のいずれか1項に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置を備えたモータ駆動装置。
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