JP2007166696A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源供給が一旦遮断された後復旧した場合に、駆動対象の保護をより確実に行うことができるインバータ装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ１は、電源異常検出回路７が電源の異常状態を検出すると、冷却フィン３の温度データθH0を読込み不揮発性憶装置７に書込んで記憶させる。そして、電源リセットされた後電源が再投入され、不揮発性憶装置８における温度データθH0の記憶状態が正しいと判断すると、再投入直後の冷却フィン３の温度データθH1と記憶させた温度データθH0とに基づいて温度積算値θSUM を演算し、電源復帰後の初期値を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インバータ主回路が例えばモータ等の駆動対象を駆動する場合に、その駆動対象の運転状態に関するパラメータの積算値に基づいて、駆動対象の過負荷状態を検出する過負荷検出手段を備えたインバータ装置に関する。

図１６及び図１７は、インバータ装置に組み込まれているＣＰＵ （マイクロコンピュータ）の制御内容を示すフローチャートの一例である。図１６において、ＣＰＵは、電源が投入されて処理を開始すると、先ず、所定の初期処理（イニシャライズ）を行った後にメイン処理を行う（ステップＸ１，Ｘ２）。そのメイン処理（メインルーチン）の中ではモータの駆動制御（図示せず）が行われると共に、過負荷検出処理が行われるようになっている。

図１７は、過負荷検出処理部分のフローチャートである。先ず、ＣＰＵは、モータの温度（パラメータ）を推定するためにモータの電流ＩM を検出すると、その電流ＩM がモータの定格電流ＩM100以上であるか否かを判断する（ステップＹ１，Ｙ２）。モータ電流ＩM がモータの定格電流ＩM100以上である場合は、両者の差分（ＩM −ＩM100）に係数ｋa を乗じたものを温度積算値θSUM （初期処理においてゼロクリアされている）に加算し、新たな温度積算値θSUM とする（ステップＹ３）。

そして、温度積算値θSUM が過負荷レベルθOL以上であるか否かを判断し、 （θSUM ＜θOL）であれば処理を終了し、（θSUM ≧θOL）であればモータが過負荷状態にあると判断して過負荷エラーフラグをセットし、モータの駆動制御処理部分で制御されるインバータ主回路によるモータの駆動を停止させる（ステップＹ４，Ｙ５）。
また、ステップＹ２において、電流ＩM がモータの定格電流ＩM100未満である場合は、温度積算値θSUM が“０”であるか否かを判断し（ステップＹ６）、 “０”である場合は処理を終了する。温度積算値θSUM が“０”でない場合は、両者の差分（ＩM −ＩM100）に係数ｋa を乗じたものを温度積算値θSUM から減算し、新たな温度積算値θSUM として設定した後（ステップＹ７）ステップＹ４に移行する。

しかしながら、従来、インバータ装置に供給されている電源の電圧低下や遮断状態、或いは、異常トリップの発生などによりインバータ装置が電源リセットされると、その時点での温度積算値θSUM は保存されずにクリアされていた。従って、その後比較的短時間内に電源が再投入されてインバータ装置が制御を再開すると、モータが加熱されている状態であるにもかかわらず、温度積算値θSUM は初期値が“０”の状態で過負荷検出処理が開始されるため、その後の運転によりモータが過負荷状態になったとしても、その状態を検出することができなくなるという不具合があった。
上記の問題を解決するための従来技術として特許文献１に開示されているものがある。
特許第３４９３１２３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、電源の遮断が発生した時点から、必要なデータをメモリに書き込んで記憶するための時間が必ずしも確保できるとは限らず、データの記憶が不完全な状態のまま電源供給が断たれてしまう場合があった。従って、次回に電源の供給が復帰して動作を再開させると、過去数回以前に記憶させたデータであって全く信頼性のないデータにより初期設定を行ってしまうおそれがある。その結果、実際のモータの温度状態とは無関係に、過熱状態、或いは非過熱状態と誤判定してしまう場合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源供給が一旦遮断された後復旧した場合に、駆動対象の保護をより確実に行うことができるインバータ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載のインバータ装置は、インバータ主回路が駆動する駆動対象の運転状態に関するパラメータの積算値に基づいて、前記駆動対象の過負荷状態を検出する過負荷検出手段と、
不揮発性の記憶手段と、
所定の異常状態を検出した場合は、前記積算値または当該積算値の相当量若しくはこれらの双方を前記記憶手段に記憶させると共に、前記異常状態が解除された場合に前記積算値の初期値を設定する初期値設定手段と、
前記記憶手段におけるデータの記憶状態の正否を判断する記憶状態判断手段とを備え、
前記初期値設定手段は、前記異常状態が解除された場合、前記記憶状態判断手段により前記データの記憶状態が正しいと判断されると、前記記憶手段に記憶させた積算値または当該積算値の相当量若しくはこれらの双方に基づいて前記積算値の初期値を設定することを特徴とする。
斯様に構成すれば、異常状態が検出された場合に初期値設定手段によって記憶手段にデータが正しく記憶されていることが記憶状態判断手段により判断されると、異常状態の発生からその状態が解除されるまでの期間が比較的短く、駆動対象が未だ過熱された状態にある場合でも、積算値の初期値として適当な値を設定することができる。従って、過負荷検出手段は、その後に駆動対象が過負荷状態になったとしても、その状態を確実に検出することができる。

また、請求項１２記載のインバータ装置は、インバータ主回路が駆動する駆動対象の運転状態に関するパラメータの積算値に基づいて、前記駆動対象の過負荷状態を検出する過負荷検出手段と、
不揮発性の記憶手段と、
所定の異常状態を検出した場合は、前記積算値または当該積算値の相当量若しくはこれらの双方を前記記憶手段に記憶させると共に、前記異常状態が解除された場合は、待機時間の経過後にインバータ主回路に駆動対象の駆動を開始させる待機時間設定手段と、
前記記憶手段におけるデータの記憶状態の正否を判断する記憶状態判断手段とを備え、
前記待機時間設定手段は、前記異常状態が解除された場合、前記記憶状態判断手段により前記データの記憶状態が正しいと判断されると、前記記憶手段に記憶させた積算値または当該積算値の相当量若しくはこれらの双方に基づいて待機時間を設定して前記積算値の初期値をゼロクリアすることを特徴とする。

斯様に構成すれば、異常状態が検出された場合に待機時間設定手段によって記憶手段にデータが正しく記憶されていることが記憶状態判断手段により判断されると、所定の異常状態が解除された場合、その異常状態が検出された時に不揮発性の記憶手段に記憶させたデータに基づいて待機時間が設定され、その待機時間の経過後にゼロクリアした初期値を以てインバータ主回路に駆動対象の駆動を開始させる。
即ち、待機時間設定手段は、異常状態の発生から解除されるまでの期間が比較的短く駆動対象が未だ過熱された状態にある場合でも、ゼロクリアした初期値で駆動を再開しても問題のないように、待機時間が経過して駆動対象が冷却された状態になってから駆動を再開させる。従って、過負荷検出手段は、その後に駆動対象が過負荷状態になったとしても、その状態を確実に検出することができる。

請求項１記載のインバータ装置によれば、異常状態が検出された場合に記憶手段に正しく記憶されたデータに基づき、積算値の初期値として適当な値を設定できるので、過負荷検出手段は、その後に駆動対象が過負荷状態になった場合に検出を確実に行うことができる。

請求項１２記載のインバータ装置によれば、異常状態が検出された場合に記憶手段に正しく記憶されたデータに基づいて待機時間を設定し、その待機時間が経過して駆動対象が冷却された状態になってから駆動を再開させるので、過負荷検出手段は、その後に駆動対象が過負荷状態になった場合に、検出を確実に行うことができる。

（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図４を参照して説明する。電気的構成の機能ブロックを示す図１において、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ，過負荷検出手段，初期値設定手段，記憶状態判断手段）１は、内蔵のＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って動作するようになっており、内蔵の駆動回路部（何れも図示せず）を介してインバータ主回路２に駆動信号を出力するようになっている。

インバータ主回路２は、例えばＩＧＢＴ等のスイッチング素子が三相ブリッジ接続されたものが１つのモジュールとして構成されており、そのインバータ主回路２には、放熱用の冷却フィン３が取り付けられている。
インバータ主回路２の各相出力端子には、駆動対象たるモータ（図示せず）の各層巻線が接続されている。また、両者の間には、例えば変流器などで構成される電流検出器（図示せず）が、モータ電流ＩM を検出するために介挿されている。電流検出器が検出するモータ電流ＩM は、Ａ／Ｄコンバータ４を介してＣＰＵ１に与えられるようになっている。

冷却フィン３には、例えばサーミスタで構成される温度センサ（温度検出手段）５が取り付けられており、その温度センサ５が検出する冷却フィン３の温度（即ち、インバータ主回路２の温度に等しい）θH は、Ａ／Ｄコンバータ６を介してＣＰＵ１に与えられるようになっている。
ＣＰＵ１には、自身を含むインバータ装置に供給される電源の電圧低下または遮断状態を検出する電源異常検出回路（電源異常検出手段）７の検出信号が割り込み信号として与えられるようになっている。また、ＣＰＵ１には、例えばＥＥＰＲＯＭで構成される不揮発性憶装置（記憶手段）８が書込み及び読出し可能に接続されている。

次に、本実施例の作用について図２及び図３をも参照して説明する。尚、通常の電源投入後からのメイン処理及び過負荷検出処理については、図１６及び図１７と同様に行われるようになっている。そして、モータの駆動制御中に、電源電圧の低下や遮断などが発生し、電源異常検出回路７の検出信号がＣＰＵ１に割り込み信号として与えられると、ＣＰＵ１は、所定の異常状態を検出したと判断して図２に示す電源異常検出時の割込み処理を行う。

図２において、ＣＰＵ１は、先ず、温度センサ５が検出する冷却フィン３の温度データθH0を読み込んで（ステップＡ１）、その温度データθH0を温度積算値の相当量として不揮発性憶装置８に書込んで記憶させる（ステップＡ２）と処理を終了する。その後、インバータ装置には電源リセットがかけられる。

そして、図３は、電源リセットが解除されて電源が正常状態に復帰した復電時の過負荷検出処理に関する初期設定処理のフローチャートである。図３において、ＣＰＵ１は、電源が再投入されると、先ずその時点の冷却フィン３の温度データθH1を読み込んで（ステップＢ１）、次に、ステップＡ２で記憶させた温度データθH0を不揮発性憶装置８から読み出す（ステップＢ２）。
而して、ＣＰＵ１は、温度データθH0，θH1から温度積算値θSUM を次式（１）に従って演算する（ステップＢ３）。
θSUM ＝ｋβ（θH0−θH1） …（１）
尚、ｋβは所定の係数である。

次に、ＣＰＵ１は、温度データθH0が不揮発性憶装置８に正しく記憶された値であるか否かを判断し（ステップＢ４）、正しく記憶された値であると判断すると（「ＯＫ」）、不揮発性憶装置８に温度データθH0として所定の値（例えば−５０℃）を書き込んで記憶させる（ステップＢ５）。そして、メインルーチン（図１６のステップＸ１）に移行する。
即ち、ステップＢ４における判断は、温度データθH0がステップＢ５で書き込んだ所定値のままであるか否かによって行なう。所定値のままであるとすれば、図２に示すステップＡ２において、温度データθH0が不揮発性憶装置８に正しく記憶されていない（更新されていない）と判断することができる。従って、この場合、不揮発性憶装置８より読み出した温度データθH0は、初期値として設定することはできない。

そこで、ステップＢ４において、上記のように温度データθH0が正しく記憶された値ではないと判断すると（「ＮＧ」）、その時点の冷却フィン３の温度データθH2を読出し（ステップＢ６）、ＣＰＵ１は、温度データθH1，θH2から温度積算値θSUM を（２）式に従って演算する（ステップＢ７）。
θSUM ＝ｋβ（θH1−θH2） …（２）
それから、メインルーチンに移行する。
従って、ＣＰＵ１は、ステップＢ４における判断結果に応じて、（１）式又は（２）式で演算された温度積算値θSUM を初期値として、以降の過負荷検出処理を行う。

一般に、ＣＰＵ１とインバータ主回路２とは一体に構成され、モータは、インバータ主回路２から数１０〜１００ｍ程度の間隔をおいて設置される場合が多い。従って、モータの温度を直接測定するには、温度センサのケーブルを上記間隔分引き回してＣＰＵ１に温度検出信号を入力する必要があり、容易ではない。故に、過負荷検出処理においては、モータ電流ＩM を検出して、その電流ＩM に基づきモータの温度に相当する温度積算値θSUM を加減算して過負荷状態を検出するようにしている。

これに対して、インバータ主回路２及び冷却フィン３はＣＰＵ１の近傍に配置されるので、冷却フィン３の温度（即ち、インバータ主回路２の温度）θH の測定は容易であり、しかも、その温度θH の変化は、モータの温度変化と相関を有している。
従って、予め実測を行うことなどにより、温度差（θH0−θH1）とモータの実際の温度との相関関係を得て、温度積算値θSUM に反映させるのに適当な係数ｋβを定めておく。そして、ステップＢ３のケースでは、不揮発性憶装置８より読み出した温度データθH0を用いて（１）式を演算すれば、電源再投入後のモータの温度に相当する温度積算値θSUM として妥当な値を設定することができる。

また、ステップＢ７のケースでは、冷却フィン３が過熱状態となって電源が断たれた場合、冷却フィン３の温度は図４に示すように室温に向って急激に低下して行く。従って、温度データθH1，θH2の差が大きい場合は、電源が断たれた時点からの経過時間は比較的短いと推定できるため初期値が大きくなるように設定する。逆に、温度データθH1，θH2の差が小さい場合は、電源が断たれた時点からの経過時間は比較的長いと推定できるので、初期値が小さくなるように設定するのが妥当である。

以上のように本実施例によれば、ＣＰＵ１は、電源異常検出回路７が電源の異常状態を検出すると冷却フィン３の温度データθH0を読込み不揮発性憶装置８に書込んで記憶させ、電源が再投入された場合に、不揮発性憶装置８における温度データθH0の記憶状態が正しいと判断すると、再投入直後の冷却フィン３の温度データθH1と記憶させた温度データθH0とに基づいて温度積算値θSUM を演算し、電源復帰後の初期値として設定する。
従って、比較的短時間内に電源が再投入されてインバータ装置が制御を再開しても、モータの加熱されている状態に応じた温度積算値θSUM を適切な初期値として設定でき、その後の運転においてモータが過負荷状態になった場合でも、その状態を正しく検出してモータを保護することができる。

また、ＣＰＵ１は、電源が再投入された場合に、不揮発性憶装置８における温度データθＨ0の記憶状態が不正であると判断すると、温度センサ５が２回に亘って検出するインバータ主回路２の温度変化の勾配に基づいて温度積算値θSUMの相当量を演算し、当該相当量を初期値として設定する。従って、不揮発性憶装置８に温度データθＨ0を正しく記憶するための時間が確保できなかった場合でも、初期値を妥当に設定して利用することができる。

（第２実施例）
図５乃至図７は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成を示す図５においては、第１実施例のインバータ装置について温度センサ５及びＡ／Ｄコンバータ６を設けない構成としたものである。その他の構成は第１実施例と同様である。

次に、第２実施例の作用について図６及び図７をも参照して説明する。図６に示す電源異常検出時の割込み処理のフローチャートにおいて、ＣＰＵ１は、その時点の温度積算値θSUM0 を不揮発性憶装置８に書込んで記憶させると（ステップＣ１）処理を終了する。
また、図７に示す復電時の過負荷検出処理に関する初期設定処理のフローチャートでは、ＣＰＵ１は、ステップＣ１で記憶させた温度積算値θSUM0 を不揮発性憶装置８から読み出して、それをそのまま初期値θSUMとして設定する（ステップＤ１）。それから、温度積算値θSUM0が不揮発性憶装置８に正しく記憶された値であるか否かを判断し（ステップＤ２）、正しく記憶された値であると判断すると（「ＯＫ」）、不揮発性憶装置８に温度積算値θSUM0として所定の値（例えば「０」）を書き込んで記憶させる（ステップD３）。そして、メインルーチンに移行する。

即ち、ステップＤ２における判断は、温度積算値θSUM0がステップＤ３で書き込んだ所定値のままであるか否かによって行なう。所定値のままであるとすれば、図６に示すステップＣ１において、温度積算値θSUM0が不揮発性憶装置８に正しく記憶されていない（更新されていない）と判断できる。従って、この場合、不揮発性憶装置８より読み出した温度積算値θSUM0は、初期値として設定することはできない。

そこで、ステップＤ２において、上記のように温度積算値θSUM0が正しく記憶された値ではないと判断すると（「ＮＧ」）、第１実施例のステップＢ６と同様にその時点の冷却フィン３の温度データθH1を読出し（ステップＤ４）、ＣＰＵ１は、その温度データθH1と、予め定められた室温θHt（例えば、２０℃）との温度差に基づき、温度積算値θSUM を（３）式に従って演算する（ステップＤ５）。
θSUM ＝ｋβ（θH1−θHt） …（３）
それから、メインルーチンに移行する。
従って、ＣＰＵ１は、ステップＤ２における判断結果に応じて、ステップＤ１で設定した値、若しくは（３）式で演算された温度積算値θSUM を初期値として、以降の過負荷検出処理を行う。

即ち、ステップＤ５のケースでは、冷却フィン３が過熱状態となって電源が断たれた場合、冷却フィン３の温度は第１実施例の図４に示したように室温に向って急激に低下して行く。従って、温度データθH1と予め設定した室温θHtとの差が大きい場合は、電源が断たれた時点からの経過時間は比較的短いと推定できるため初期値が大きくなるように設定する。逆に、温度データθH1と予め設定した室温θHtとの差が小さい場合は、電源が断たれた時点からの経過時間は比較的長いと推定できるので、初期値が小さくなるように設定するのが妥当である。
尚、実際の室温と、予め設定した仮想室温θHtとには当然差があるが、本発明で想定している過熱状態、或いは過負荷状態により問題となる温度は、実際の室温に比較するとかなり高い。従って、仮想室温θHtを、例えばインバータ装置が使用される地域の年間平均気温などに基づいてある程度妥当に設定しておけば、実際の室温との間に多少のずれがあったとしても問題はないと考える。

以上のように第２実施例において、ＣＰＵ１は、電源異常検出時における温度積算値θSUM0を不揮発性憶装置８に書込んで記憶させ、電源復帰後は、記憶させた温度積算値θSUM0を読み出し、その値が正しく記憶されていると判断した場合は、そのまま初期値θSUMとして設定するようにした。
即ち、電源異常が生じた後の電源の復帰は、比較的短時間内に行われるのが一般的であり、従来は、特にそのような場合における温度積算値θSUM0 の喪失が問題となっていた。何故なら、比較的短時間内に電源が復帰した場合、モータは電源異常の発生前に駆動され加熱されていた状態を略維持しているので、そのモータが加熱されている状態とゼロクリアされてしまった温度積算値θSUM との差がより大きくなるからである（逆に、電源の復帰にモータが完全に冷却されるのに十分な長時間を要した場合、ゼロクリアされた温度積算値θSUM はモータの温度を略正確に反映している）。

従って、第２実施例では、電源復帰時のモータの状態を直接推定するためのデータを得ていなくても比較的短時間内に電源が復帰すれば、不揮発性憶装置８に記憶させた温度積算値θSUM0 を初期値として設定しても、その値はモータの温度を略正確に反映した値となり、モータの過負荷保護を確実に行うことができる。また、電源復帰に要した時間が長くなるほど温度積算値θSUM0 はモータの温度を正確に反映しなくなるが、その間にモータの温度は漸次低下するので、少なくとも過負荷時に保護が行われないという不具合は生じない。

また、ＣＰＵ１は、電源復帰後に不揮発性憶装置８より読み出した温度積算値θSUM0が不正であると判断すると、その時点の冷却フィン３の温度データθH1を読出し、その温度データθH1と、予め定められた室温θHtとの温度差に基づき、温度積算値θSUMを演算するようにした。従って、不揮発性憶装置８に温度積算値θSUM0を正しく記憶するための時間が確保できなかった場合でも、初期値を妥当に設定して利用することができる。

（第３実施例）
図８及び図９は本発明の第３実施例を示すものである。第３実施例の構成は第１実施例と同様であり、ＣＰＵ１の処理内容が異なるだけである。即ち、図８に示す電源異常検出時の割込み処理のフローチャートでは、図２に示す第１実施例のステップＡ２の実行後に、その時点における温度積算値θSUM をθSUM0として不揮発性憶装置８に記憶させる（ステップＡ３）と処理を終了する。

また、図９に示す復電時の過負荷検出処理に関する初期設定処理のフローチャートでは、ＣＰＵ１は、ステップＢ１の実行後、ステップＡ２及びＡ３で記憶させた温度データθH0及び温度積算値θSUM0を不揮発性憶装置８から読み出す（ステップＢ２ａ）。そして、温度積算値の初期値θSUM を（４）式により演算する（ステップＢ３ａ）。
θSUM ＝ｋc ・θSUM0・ｅｘｐ｛β（θH1−θH0）｝ …（４）
尚、ｋc ，βは夫々係数である。
一般に、温度は指数関数的に変化するため、温度データθH1，θH0の差に所定の係数βを乗じたものをパラメータとする指数関数は、電源異常検出時と電源復帰時との温度データの差分に基づくその間の温度の変化状態を表している。そして、上記関数値に、電源異常検出時に記憶させた温度積算値θSUM0及び所定の係数ｋc を乗じることによりθSUM を演算すれば、電源復帰時における温度積算値の初期値として妥当な値を得ることができる。

次に、ＣＰＵ１は、温度データθH0と温度積算値θSUM0が不揮発性憶装置８に正しく記憶された値であるか否かを判断し（ステップＢ４ａ）、正しく記憶された値であると判断すると（「ＯＫ」）、不揮発性憶装置８に、温度データθH0として所定の値（例えば−５０℃）を書き込んで記憶させると共に、温度積算値θSUM0として所定の値（例えば「０」）を書き込んで記憶させる（ステップＢ５ａ）。そして、メインルーチンに移行する。

従って、ステップＢ４ａにおける判断は、第１実施例におけるステップＢ４，また第２実施例におけるステップＤ２と同様に、温度データθH0，温度積算値θSUM0がステップＢ５ａで書き込んだ所定値のままであるか否かによって行なう。所定値のままであるとすれば、図８に示すステップＡ２，Ａ３において、温度データθH0，温度積算値θSUM0が不揮発性憶装置８に正しく記憶されていない（更新されていない）と判断できる。この場合、不揮発性憶装置８より読み出した温度データθH0，温度積算値θSUM0は、初期値として設定できない。
そこで、ステップＢ４ａにおいて、上記のように温度データθH0が正しく記憶された値ではないと判断すると（「ＮＧ」）、第２実施例と同様にステップＤ４，Ｄ５を実行する。

以上のように第３実施例によれば、ＣＰＵ１は、電源異常検出回路７が電源の異常状態を検出すると、その時点の冷却フィン３の温度データθH0及び温度積算値θSUM0を不揮発性憶装置８に書込んで記憶させ、電源が再投入されると、再投入直後の冷却フィン３の温度データθH1と記憶させた温度データθH0及び温度積算値θSUM0とを読出し、それらが正しく記憶されていると判断すると、（４）式により温度積算値θSUM を演算し、電源復帰時の初期値として設定するようにした。

従って、電源復帰時における冷却フィン３の温度データθH1を加味して温度積算値の初期値θSUM を求めることにより、制御を再開する場合に、モータの加熱されている状態に応じた温度積算値θSUM をより適切な初期値として設定することができる。
また、ＣＰＵ１は、電源復帰後に不揮発性憶装置８より読み出した温度データθH0及び温度積算値θSUM0が不正であると判断すると、その時点の冷却フィン３の温度データθH1を読出し、その温度データθH1と、予め定められた室温θHtとの温度差に基づき、温度積算値θSUMを演算するようにした。従って、第２実施例と同様の効果を得ることができる。

（第４実施例）
図１０及び図１１は本発明の第４実施例を示すものである。第４実施例では、図１０に示す復電時の過負荷検出処理に関する初期設定処理のフローチャートでは、ＣＰＵ（待機時間設定手段）１は、先ず、ステップＥ１において温度積算値の初期値θSUM を設定する。尚、ここでの初期値θSUM の設定方式は、第１乃至第３実施例の何れの構成によるものでも良い。

次に、ＣＰＵ１は、初期値θSUM に応じて運転待機時間（以下、単に待機時間と称す）ＴW を設定する（ステップＥ２）。ここで、待機時間ＴW は、電源異常が発生するまで運転制御されていたことにより加熱されていたモータが、温度積算値の初期値θSUM をゼロに設定して制御を開始しても問題ない程度に、十分冷却されるのに必要な時間として設定される。
具体的には、例えば、初期値θSUM に応じて実際にモータが十分冷却されるのに必要な時間を実測しておき、適当な範囲に区分した各初期値θSUM に応じた待機時間ＴW をデータテーブルとして予め作成し、ＣＰＵ１内部のＲＯＭに記憶させておく。尚、待機時間ＴW は、後述のようにＣＰＵ１のメインルーチン内で減算されるカウント値であり、そのメインルーチンの処理周期をも加味した値として設定される。

そして、ＣＰＵ１は、ステップＥ１で設定された初期値θSUM に応じた待機時間ＴW をデータテーブルから読み出すことにより設定する。或いは、両者の相関関係を適当な関数ｆ（θSUM ）により近似して、その関数ｆ（θSUM ）を演算することにより待機時間ＴW を求めても良い。ステップＥ２で待機時間ＴW を設定すると、ＣＰＵ１は、ステップＥ３で初期値θSUM をゼロクリアしてから次の処理に移行する。

一方、図１１に示す過負荷検出処理のフローチャートにおいては、ＣＰＵ１は、待機時間ＴW が“０”であるか否かを判断し（ステップＦ１）、“０”でなければ待機時間ＴW をデクリメントして（ステップＦ２）、内部のＲＡＭの該当するフラグ格納領域に“１”を書込むことにより、インバータ停止フラグをセットする（ステップＦ３）。
このインバータ停止フラグは、メインルーチン内のモータ駆動制御処理の冒頭部分で参照され、当該フラグがセットされている場合は、ＣＰＵ１はモータの駆動制御を開始させないようになっている。その後は、図１ に示すステップＹ１以降の過負荷検出処理をおこなう。尚、ここで、過負荷検出処理は、メインルーチン内ではモータの駆動制御を実行する以前に行われるようになっている。

以上のようにして電源復帰直後に待機時間ＴW が設定されると、以降の過負荷検出処理では、ステップＦ１→Ｆ２→Ｆ３→…を繰返すことにより待機時間ＴW がデクリメントされて行き、待機時間ＴW が“０”となると、ＣＰＵ１は、ステップＦ１において「ＹＥＳ」と判断し、インバータ停止フラグをリセットする （ステップＦ４）。すると、モータの駆動制御が開始されるようになる。

以上のように第４実施例によれば、ＣＰＵ１は、温度積算値の初期値θSUM に応じた待機時間ＴW を設定して前記初期値θSUM をゼロクリアし、待機時間ＴW を過負荷検出処理を実行する毎にデクリメントして、待機時間ＴW が“０”になった場合、ＣＰＵ１は、インバータ停止フラグをリセットすることによりモータの駆動制御を開始するようにした。
従って、電源異常が発生して駆動制御が中止されたモータは、温度積算値の初期値θSUM をゼロに設定して制御を開始しても問題ない程度に十分冷却されてから制御が再開されるので、従来とは異なり、モータが加熱されたままで且つ初期値θSUM がゼロクリアされた状態のままで制御が再開されることがなく、モータの保護を確実に行うことができる。

（第５実施例）
図１２及び図１３は本発明の第５実施例を示すものである。第５実施例では、図１２に示す復電時の過負荷検出処理に関する初期設定処理のフローチャートでは、ＣＰＵ１は、先ず、ステップＧ１において、第４実施例と同様に温度積算値の初期値θSUM を設定すると、次のステップＧ２において内部のＲＡＭの該当領域に“１”を書込むことによりＷａｉｔフラグをセットする。その後、メインルーチンに移行する。
そして、図１３に示す過負荷検出処理のフローチャートにおいては、ＣＰＵ１は、先ず、Ｗａｉｔフラグが“１”にセットされているか否かを判断し（ステップＨ１）、“１”にセットされている場合は、初期値θSUM が温度判定値θTH以下（θSUM ≦θTH）であるか否かを判断する（ステップＨ２）。ここで、温度判定値θTHは、電源異常が発生するまで運転制御されて加熱されていたモータが十分冷却されたと想定した場合に、温度積算値の初期値θSUM を温度判定値θTH以下の値としても問題ない程度に設定される。

ステップＨ２において、初期値θSUM が温度判定値θTHを超えている場合は、初期値θSUM より所定の温度減算定数θa を減じたものを新たな初期値θSUM として設定する（ステップＨ３）。ここで、温度減算定数θa は、過負荷検出処理の実行間隔であるメインルーチンの一周期が経過した場合に、その時間の経過に応じたモータ温度の低下分に相当するものとして設定される。その後、ステップＨ４において、ＣＰＵ１は、インバータ停止フラグをセットした後、次の処理に移行する。

即ち、電源復帰直後に初期値θSUM が設定されると、以降の過負荷検出処理では、ステップＨ１→Ｈ２→Ｈ３→Ｈ４…を繰返すことにより初期値θSUM は温度減算定数θa ずつ減算されて行き、初期値θSUM が温度判定値θTH以下になると、ＣＰＵ１は、ステップＨ２において「ＹＥＳ」と判断し、Ｗａｉｔフラグをリセットすると共に（ステップＨ５）、インバータ停止フラグをリセットする（ステップＨ６）。
すると、モータの駆動制御が開始されると共に、次回以降の過負荷検出処理では、ＣＰＵ１はステップＨ１で「ＹＥＳ」と判断して、ステップＹ１→Ｙ２→…を実行して、実質的な過負荷検出処理を開始するようになる。

以上のように第５実施例によれば、ＣＰＵ１は、温度積算値の初期値θSUM を設定すると共にＷａｉｔフラグをセットし、その初期値θSUM を過負荷検出処理を実行する毎に温度減算定数θa ずつ減算して、初期値θSUM が温度判定値θTH以下になると、Ｗａｉｔフラグ及びインバータ停止フラグをリセットするようにした。
従って、電源異常が発生して駆動制御が中止されたモータは、温度積算値の初期値θSUM を温度判定値θTH以下に設定して制御を開始しても問題ない程度に十分冷却されてから制御が再開されるので、従来とは異なり、モータが加熱されたままで且つ初期値θSUM がゼロクリアされた状態のままで制御が再開されることがなく、モータの保護を確実に行うことができる。

（第６実施例）
図１４は本発明の第６実施例を示すものであり、第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。第６実施例は、第１実施例の図３に示すフローチャートのステップＢ７を、ステップＢ８に置き換えて実行するものであり、そのステップＢ８では、初期値θSUM を以下に示すように、予め設定した値θSUMerrorとする。
θSUM＝θSUMerror ・・・（５）
ここで、θSUMerrorとしては、インバータ装置により駆動されるモータの使用形態に応じて、負荷がかからない状態でモータの運転が可能な条件であればリセット状態の値として例えば「０」を、モータの冷却を重視しなければならない条件であれば最大値とするなど、使用形態に併せた条件に基づいて適宜設定すれば良い。尚、ユーザがθSUMerrorを任意の値に設定できるように構成しても良いことは勿論である。

以上のように第６実施例によれば、ＣＰＵ１は、電源が再投入された場合に、不揮発性憶装置８における温度データθＨ0の記憶状態が不正であると判断すると、積算値の相当量θSUMとして予め設定した所定値θSUMerrorを初期値として設定する。従って、不揮発性憶装置８に温度データθＨ0を正しく記憶するための時間が確保できなかった場合でも、インバータ装置の運転条件に応じて初期値を妥当に設定して利用することができる。

（第７実施例）
図１５は本発明の第７実施例を示すものである。第７実施例は、ＣＰＵ１が、例えば第１実施例におけるステップＢ４，第２実施例におけるステップＤ２，第３実施例におけるステップＢ４ａの何れかにおいて「ＮＧ」と判断した場合に、温度積算値の初期値としてθSUMを、第１実施例におけるステップＢ６及びＢ７，第２実施例におけるステップＤ４及びＤ５により設定するか、第６実施例のステップＢ８による設定するかをユーザが選択できるようにしたものである。

即ち、上述のように、ステップＢ４，Ｄ２，Ｂ４ａの何れかにおいて「ＮＧ」と判断するとステップＺ１に移行し、ユーザによる選択が、初期値を「計算」により設定するか、「所定値を与えてリセット」するか、の何れであるかを判断する。そして前者の場合はステップＺ２に移行して、各実施例に応じてステップＢ６及びＢ７，ステップＤ４及びＤ５の何れかにより設定する。また、ユーザによる選択が後者の場合は、第６実施例と同様にステップＢ８を実行する。

以上のように第７実施例によれば、不揮発性憶装置８におけるデータの記憶状態が不正であると判断した場合に、ユーザが行った設定に応じて、初期値を「計算」により設定するか、「所定値を与えてリセット」するかを選択できるようにした。従って、ユーザは、インバータ装置により駆動されるモータの使用形態に応じて、負荷がかからない状態でモータの運転が可能な条件であればリセット状態の値として例えば「０」を、モータの冷却を重視しなければならない条件であればステップＢ６及びＢ７、又はステップＤ４及びＤ５により計算で求めるといったように、使用形態に合わせて選択することができる。
例えば、モータの始動時は、常に負荷がかからないという条件が決まっている場合は、リセットした積算値を初期値とすれば、無用な待機時間が発生せずスムーズに始動させることが可能となる。

本発明は上記しかつ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
電源異常検出回路７が電源電圧の低下や遮断などの発生を検出する場合を所定の異常状態とするものに限らず、例えば、インバータ主回路２の入力電圧が過電圧となったり、或いは、インバータ主回路２の出力側が短絡するなどにより出力電流値が過剰に増大した場合などの異常トリップ状態が発生した場合を所定の異常状態としても良い。また、両者の何れか一方が発生した場合を、ＯＲ条件で所定の異常状態としても良い。更に、ＣＰＵ１が過負荷状態（θSUM ≧θOL）を検出した場合を所定の異常状態としても良い。
温度センサ５は、インバータ主回路２のモジュールに直接取り付けて温度を測定するようにしても良い。
電源異常検出手段は、電源電圧の低下若しくは遮断の何れか一方の状態のみを検出するものでも良い。
過負荷検出処理は、メインルーチンを複数回実行する毎に１回実行するようにしても良い。
第２実施例において、第１実施例と同様に、所定時間をおいて温度データを２回読み出して初期値を設定しても良い。また、３回以上読み出しても良い。

第５実施例において、インバータ停止フラグが図１３に示すフローチャートにおいてのみセットされる場合は、Ｗａｉｔフラグをインバータ停止フラグと共用しても良い。即ち、図１１に示すフローチャートのステップＧ２ではインバータ停止フラグを“１”にセットするようにして、図１２に示すフローチャートの判断ステップＨ１では、インバータ停止フラグが“１”にセットされているか否かを判断するようにする。そして、ステップＨ４及びＨ５を削除しても良い。
第６実施例を、第２又は第３実施例に適用しても良い。
ステップＢ５，Ｂ５ａ，Ｄ３において記憶させるθH0やθSUMの値、ステップＢ８のθSUMerrorの値は一例であり、記憶状態の正否を判定可能な値を適宜設定すれば良い。
駆動対象はモータに限ることなく、インバータ主回路により駆動されるものであれば適宜適用が可能である。

本発明の第１実施例における電気的構成を示す機能ブロック図 電源異常検出時の割込み処理の内容を示すフローチャート 電源復帰時における初期設定の処理内容の一部を示すフローチャート 冷却フィンが過熱状態となって電源が断たれた場合、その温度が室温に向って低下して行く状態を示す図 本発明の第２実施例を示す図１相当図 図２相当図 図３相当図 本発明の第３実施例を示す図２相当図 図３相当図 本発明の第４実施例を示す図３相当図 過負荷検出処理の一部の処理内容を示すフローチャート 本発明の第５実施例を示す図３相当図 過負荷検出処理の内容を示すフローチャート 本発明の第６実施例を示す図３相当図 本発明の第７実施例を示す図３の一部相当図 従来技術におけるインバータ装置の電源投入時からの制御内容を概略的に示すフローチャート 図１３相当図

符号の説明

１はＣＰＵ（過負荷検出手段，初期値設定手段，待機時間設定手段，記憶状態判定手段）、２はインバータ主回路、５は温度センサ（温度検出手段）、７は電源異常検出回路（電源異常検出手段）、８は不揮発性記憶装置（記憶手段）を示す。

Claims (24)

1. インバータ主回路が駆動する駆動対象の運転状態に関するパラメータの積算値に基づいて、前記駆動対象の過負荷状態を検出する過負荷検出手段と、
   不揮発性の記憶手段と、
   所定の異常状態を検出した場合は、前記積算値または当該積算値の相当量若しくはこれらの双方を前記記憶手段に記憶させると共に、前記異常状態が解除された場合に前記積算値の初期値を設定する初期値設定手段と、
   前記記憶手段におけるデータの記憶状態の正否を判断する記憶状態判断手段とを備え、
   前記初期値設定手段は、前記異常状態が解除された場合、前記記憶状態判断手段により前記データの記憶状態が正しいと判断されると、前記記憶手段に記憶させた積算値または当該積算値の相当量若しくはこれらの双方に基づいて前記積算値の初期値を設定することを特徴とするインバータ装置。
2. 前記初期値設定手段は、
   前記記憶手段に記憶させた積算値または当該積算値の相当量若しくはこれらの双方に基づいて前記積算値のその時点における推定値を演算し、前記推定値を一定時間毎に減算すると共に、
   前記推定値が所定値以下になった時に当該値を初期値として、前記インバータ主回路に駆動対象の駆動を開始させることを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
3. 前記初期値設定手段は、異常トリップ状態が発生した場合を所定の異常状態とすることを特徴とする請求項１または２記載のインバータ装置。
4. 前記異常トリップ状態は、過負荷検出手段が駆動対象の過負荷状態を検出した場合であることを特徴とする請求項３記載のインバータ装置。
5. 電源電圧の低下若しくは遮断などの電源異常を検出する電源異常検出手段を備え、
   前記初期値設定手段は、前記電源異常検出手段が電源異常を検出した場合を、所定の異常状態とすることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のインバータ装置。
6. 前記インバータ主回路の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記初期値設定手段は、前記温度検出手段が検出する前記インバータ主回路の温度を、積算値の相当量として前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のインバータ装置。
7. 前記初期値設定手段は、前記温度検出手段が検出する前記インバータ主回路の温度と、前記記憶手段に記憶させた積算値または温度若しくはそれらの双方とに基づいて積算値の初期値を設定することを特徴とする請求項６記載のインバータ装置。
8. 前記初期値設定手段は、異常状態が解除された場合に、前記記憶状態判断手段により前記データの記憶状態が不正であると判断されると、
   前記温度検出手段が検出する前記インバータ主回路の温度に基づいて積算値の相当量を演算し、当該相当量を初期値として設定することを特徴とする請求項６又は７記載のインバータ装置。
9. 前記初期値設定手段は、異常状態が解除された場合に、前記記憶状態判断手段により前記データの記憶状態が不正であると判断されると、
   前記温度検出手段が複数回に亘って検出するインバータ主回路の温度変化の勾配に基づいて積算値の相当量を演算し、当該相当量を初期値として設定することを特徴とする請求項６又は７記載のインバータ装置。
10. 前記初期値設定手段は、異常状態が解除された場合に、前記記憶状態判断手段により前記データの記憶状態が不正であると判断されると、
    積算値の相当量として予め設定した所定値を、初期値として設定することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のインバータ装置。
11. 前記初期値設定手段は、初期値を、積算値に基づく値とするか若しくはゼロリセット値とするかを、ユーザ設定に基づき選択可能となるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のインバータ装置。
12. インバータ主回路が駆動する駆動対象の運転状態に関するパラメータの積算値に基づいて、前記駆動対象の過負荷状態を検出する過負荷検出手段と、
    不揮発性の記憶手段と、
    所定の異常状態を検出した場合は、前記積算値または当該積算値の相当量若しくはこれらの双方を前記記憶手段に記憶させると共に、前記異常状態が解除された場合は、待機時間の経過後にインバータ主回路に駆動対象の駆動を開始させる待機時間設定手段と、
    前記記憶手段におけるデータの記憶状態の正否を判断する記憶状態判断手段とを備え、
    前記待機時間設定手段は、前記異常状態が解除された場合、前記記憶状態判断手段により前記データの記憶状態が正しいと判断されると、前記記憶手段に記憶させた積算値または当該積算値の相当量若しくはこれらの双方に基づいて待機時間を設定して前記積算値の初期値をゼロクリアすることを特徴とするインバータ装置。
13. 前記待機時間設定手段は、異常トリップ状態が発生した場合を所定の異常状態とすることを特徴とする請求項１２記載のインバータ装置。
14. 前記異常トリップ状態は、過負荷検出手段が駆動対象の過負荷状態を検出した場合であることを特徴とする請求項１３記載のインバータ装置。
15. 電源電圧の低下若しくは遮断などの電源異常を検出する電源異常検出手段を備え、
    前記待機時間設定手段は、前記電源異常検出手段が電源異常を検出した場合をも、所定の異常状態とすることを特徴とする請求項１３または１４記載のインバータ装置。
16. インバータ主回路の温度を検出する温度検出手段を備え、
    前記待機時間設定手段は、前記温度検出手段が検出するインバータ主回路の温度を積算値の相当量として前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項１２乃至１５の何れかに記載のインバータ装置。
17. 前記待機時間設定手段は、前記温度検出手段が検出する前記インバータ主回路の温度と、前記記憶手段に記憶させた積算値または温度若しくはそれらの双方とに基づいて待機時間を設定することを特徴とする請求項１６記載のインバータ装置。
18. 前記待機時間設定手段は、異常状態が解除された場合に、前記記憶状態判断手段により前記データの記憶状態が不正であると判断されると、
    前記温度検出手段が検出する前記インバータ主回路の温度に基づいて積算値の相当量を演算し、当該相当量を待機時間として設定することを特徴とする請求項１６又は１７記載のインバータ装置。
19. 前記待機時間設定手段は、異常状態が解除された場合に、前記記憶状態判断手段により前記データの記憶状態が不正であると判断されると、
    温度検出手段が複数回に亘って検出するインバータ主回路の温度変化の勾配に基づいて積算値の相当量を演算し、当該相当量を待機時間として設定することを特徴とする請求項１６又は１７記載のインバータ装置。
20. 前記待機時間設定手段は、異常状態が解除された場合に、前記記憶状態判断手段により前記データの記憶状態が不正であると判断されると、
    積算値の相当量として予め設定した所定値を、待機時間として設定することを特徴とする請求項１２乃至１７の何れかに記載のインバータ装置。
21. 前記待機時間設定手段は、初期値を、積算値に基づく値とするか若しくはゼロリセット値とするかを、ユーザ設定に基づき選択可能となるように構成されていることを特徴とする請求項１２乃至２０の何れかに記載のインバータ装置。
22. 前記記憶状態判断手段は、記憶状態の正否を、前記記憶手段に記憶されたデータ値に基づいて判断することを特徴とする請求項１乃至２１の何れかに記載のインバータ装置。
23. 前記記憶状態判断手段は、前記記憶手段に記憶されたデータ値が所定の値である場合に、記憶状態が不正であると判断することを特徴とする請求項２２記載のインバータ装置。
24. 前記記憶状態判断手段は、前記記憶手段に記憶されたデータ値が、前回の積算値或いは「０」である場合に、記憶状態が不正であると判断することを特徴とする請求項２３記載のインバータ装置。
    
    

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