JP2007312536A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度検出手段を用いて、冷却用ファンの異常を誤判定のないように精度良く検出する。
【解決手段】温度センサ１１は、ダイオードモジュール７とＩＧＢＴモジュール９が取り付けられた放熱フィンに設けられており、モジュール８、９は冷却用ファン１２により冷却される。制御回路１４は、インバータ回路４の運転中に規定値Ｔｃ以上の温度上昇があると、冷却用ファン１２に駆動指令が与えられた状態で、インバータ回路４の運転停止時の温度とその後検出時間Ｔ１が経過した後の温度に基づいて温度変化量ΔＴを演算する。この温度変化量ΔＴが判定値Ｔｄ以下の場合、冷却用ファン１２が異常と判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却用の送風手段を備えたインバータ装置に関する。

一般に、インバータ装置は、直流電源線の間に接続された電解コンデンサ、ブリッジ接続されたスイッチング素子および冷却用ファンを備えており、スイッチング素子を高い周波数でスイッチング動作させることにより交流電圧を生成している。冷却用ファンが故障すると、スイッチング素子が過熱してインバータ装置がトリップし、あるいはトリップしないまでも隣接して設けられた電解コンデンサ等の高温に弱い部品の寿命低下、特性劣化が生じるので、ファンの故障検出技術が要望されている。

特許文献１には、ファン駆動モータの過負荷検出手段を備え、インバータ装置の駆動中にファン駆動モータの負荷量を検出し、その負荷量が所定値以上となったときにファンの異常を検出する故障検出技術が記載されている。また、ファンの回転数検出手段を備え、インバータ装置の駆動中にファンの回転数を検出し、その回転数が所定値以下となったときにファンの異常を検出する故障検出技術も記載されている。

特許文献２には、ファン動作音検知手段を備え、インバータ装置の駆動中に冷却用ファンの音量を検出し、その音量が所定値よりも小さければファンが駆動していないものと判定してファンの異常を検出する故障検出技術が記載されている。しかし、これらのものは、特定の状態を検出するために新たに検出手段を付加する必要があり、従来のインバータ装置に対し構成の複雑化やコストの上昇を招く。

これに対して、特許文献３には、車両のエンジンルーム内のラジエータ、ＥＣＵ、エンジン等を冷却する車両用ファンの故障診断装置が記載されている。この故障診断装置は、ファンの駆動中にエンジンルーム内に設けられたコントロールユニットで温度検出を行い、検出開始時の温度と一定時間経過後の温度との差が所定値より小さいときに、ファンが駆動していないものと判定してファンの異常を検出する。
特開２００５−３９８９０号公報 特開平８−１８５９６５号公報 特開平１１−２１８０２５号公報

一般的なインバータ装置には、過熱トリップの判定に必要な温度を検出するため、スイッチング素子が取り付けられた放熱フィンなどに温度検出手段が設けられている。このため、上記特許文献３の故障診断技術をインバータ装置のファン故障検出に適用すれば、新たに温度検出手段を付加する必要はない。

しかしながら、インバータ装置においては、その負荷状態に応じてスイッチング素子の損失（つまり発熱量）が大きく変動するため、上記特許文献３の故障診断方法をそのまま適用したのでは検出誤差が大きくなって誤判定を引き起こす虞がある。また、上述したように部品の寿命低下、特性劣化を防ぐには、並列運転されているファンの一部が停止したような場合でも故障検出が可能となる高い検出精度が必要とされる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、温度検出手段を用いてファンの異常を高精度に検出可能なインバータ装置を提供することにある。

請求項１記載のインバータ装置は、
負荷に対し電力を供給するインバータ回路と、
このインバータ回路で発生した熱を放熱する放熱部材と、
送風指令が与えられると送風動作を行う送風手段と、
前記放熱部材またはその周囲の温度を検出する温度検出手段と、
前記インバータ回路から前記負荷への電力供給中に前記温度検出手段により検出された温度の上昇幅が所定の判定許可値以上となった場合、前記インバータ回路から前記負荷への電力供給が停止した後に、前記送風手段に送風指令が与えられた状態で前記温度検出手段により所定の時間間隔をおいて検出された第１の検出温度と第２の検出温度との温度変化量を求め、その温度変化量と予め定められた判定値とに基づいて前記送風手段の異常判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２記載のインバータ装置は、
上記したインバータ回路、放熱部材、送風手段および温度検出手段と、
前記インバータ回路から前記負荷への電力供給中に前記温度検出手段により検出された温度の上昇幅が所定の判定許可値以上となった場合、前記インバータ回路から前記負荷への電力供給が停止した後に、前記送風手段に送風停止指令が与えられた状態で前記温度検出手段により所定の時間間隔をおいて検出された第１の検出温度と第２の検出温度との温度変化量と、前記送風手段に送風指令が与えられた状態で前記温度検出手段により所定の時間間隔をおいて検出された第３の検出温度と第４の検出温度との温度変化量に基づいて、前記送風手段の異常判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１記載のインバータ装置によれば、インバータ回路から負荷への電力供給中に所定の判定許可値以上の温度上昇があったことを条件とし、インバータ回路から負荷への電力供給が停止した状態での温度変化量に基づいて送風手段の異常判定を行うので、負荷や環境温度などによる影響を極力排除でき、送風手段の異常を高精度に検出可能となる。

請求項２記載のインバータ装置によれば、インバータ回路から負荷への電力供給中に所定の判定許可値以上の温度上昇があったことを条件として、インバータ回路から負荷への電力供給の停止後、送風停止指令を与えた状態での温度変化量と、送風指令を与えた状態での温度変化量との比較に基づいて送風手段の異常判定を行うので、より高精度の異常検出が可能となる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図４を参照しながら説明する。
図１は、汎用インバータ装置の電気的構成を示している。インバータ装置１は、後述する各構成部品が筐体（図示せず）に収容された構成をなしており、その入力端子１ｒ、１ｓ、１ｔに三相電源２が接続され、出力端子１ｕ、１ｖ、１ｗに負荷例えばモータ３が接続されるようになっている。

インバータ回路４は、入力端子１ｒ、１ｓ、１ｔと直流電源線５、６との間に設けられたダイオードモジュール７、直流電源線５と６との間に接続された電解コンデンサ８、および直流電源線５、６と出力端子１ｕ、１ｖ、１ｗとの間に設けられたＩＧＢＴモジュール９から構成されている。ダイオードモジュール７は、ブリッジ接続されたダイオード７up〜７wnが樹脂モールドされたもので、ＩＧＢＴモジュール９は、ブリッジ接続されたＩＧＢＴ９up〜９wnが樹脂モールドされたものである。ＩＧＢＴ９up〜９wnにはそれぞれ還流ダイオードが接続されている。

これらダイオードモジュール７とＩＧＢＴモジュール９は、図２に示すように、その底面（放熱面）が放熱フィン１０の上面（部品取付面）に密着した状態となるように放熱フィン１０（放熱部材に相当）に取り付けられている。また、放熱フィン１０の上面には、当該放熱フィン１０の温度を検出する温度センサ１１（例えばサーミスタ：温度検出手段に相当）も取り付けられている。この温度センサ１１は、過熱異常を検出するために従来のインバータ装置でも設けられていたものである。

この放熱フィン１０は、フィン１０ａの一端側が通風孔の設けられた筐体壁面（図示せず）と対向するように筐体内に配設されており、冷却風がフィン１０ａに沿って流れるように当該放熱フィン１０と上記筐体壁面との間に冷却用ファン１２（送風手段に相当）が設けられている。ファン駆動回路１３（図１参照）は、後述する制御回路１４から与えられるファン駆動指令信号Ｓａに従って冷却用ファン１２のファンモータ１２ａを駆動するようになっている。

インバータ回路４は、図１に示す制御回路１４により制御される。この制御回路１４はマイクロコンピュータを主体に構成されており、高速演算可能なＣＰＵ、インバータ制御プログラムおよび後述するファン異常判定プログラムが書き込まれた不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリ）、ＲＡＭ、入出力ポート、シリアル通信回路、Ａ／Ｄコンバータ、ＰＷＭ信号形成回路などを備えている。ＰＷＭ信号形成回路は、ＰＷＭ波形を持つ駆動信号Ｓｂを生成し、その駆動信号Ｓｂはゲート駆動回路１５を介して上記ＩＧＢＴ９up〜９wnの各ゲートに与えられるようになっている。

制御回路１４は、上記温度センサ１１からの温度検出信号ＳｃをＡ／Ｄ変換し、その温度検出信号Ｓｃに基づいて放熱フィン１０の温度を検出するようになっている。ファン異常判定部１６（判定手段に相当）は、後述する冷却用ファン１２の異常判定処理を機能的に表したもので、実際にはＣＰＵが上記ファン異常判定プログラムを実行することにより実現されている。マイクロコンピュータは、このファン異常判定処理における検出時間Ｔ１（図４参照）の計測に必要なタイマ１７と、判定値が記憶されるＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性のメモリ１８とを備えている。

操作部１９は、運転を開始するためのＲＵＮキー、運転を停止するためのＳＴＯＰキー、運転周波数、パラメータ、異常原因などを表示するためのモニターキー、パラメータ、データ、周波数などの読み出し、書き込みを行うためのエンターキー、数値変更のためのアップキーとダウンキーなどを備えている。冷却用ファン１２の自己診断要求指令やファン異常判定で用いる判定値の設定指令も、この操作部１９から入力可能となっている。

表示部２０は、ＬＥＤや液晶表示パネルから構成されており、現在の運転状態、運転周波数指令値、電圧、電流、入出力端子状態、トリップ履歴、冷却用ファン１２の異常などを表示可能となっている。また、制御回路１４と入出力端子２２との間に設けられた外部インターフェース回路２１は、外部装置との間で制御信号、データ信号、シリアル通信信号などを送受信するものであり、冷却用ファン１２の異常を示すファン異常信号Ｓｄも外部装置に対して出力可能となっている。

次に、インバータ装置１における冷却用ファン１２の異常検出処理について図３および図４を参照しながら説明する。
図３は、制御回路１４（ファン異常判定部１６）がファン異常判定プログラムに従って実行するファン異常判定処理のフローチャートである。また、図４は、ファン異常判定処理を説明するための波形図であり、上から順に運転指令信号Ｓｅ、ファン駆動指令信号Ｓａ、放熱フィン１０の検出温度を表している。

時刻ｔ１において操作部１９のＲＵＮキーが押圧操作されると、制御回路１４は図４に示すように運転指令信号ＳｅをＨレベルにし、ＰＷＭ信号形成回路はインバータ回路４に対し駆動信号Ｓｂを出力する。これによりインバータ回路４が運転状態（負荷であるモータ３への通電状態）となり、インバータ回路４からモータ３への電力の供給が開始され、モータ３が回転し始める。同時に、制御回路１４はファン駆動指令信号ＳａをＨレベルにし、ファン駆動回路１３は冷却用ファン１２に対し駆動電圧を出力する。制御回路１４は、運転指令信号ＳｅがＬレベルに変化した後検出温度がしきい値Ｔemp4に低下するまでの期間（時刻ｔ１から時刻ｔ４までの期間）、ファン駆動指令信号ＳａをＨレベルに保持する。尚、ファン駆動指令信号ＳａのＨレベルが送風指令に、Ｌレベルが送風停止指令に対応する。

制御回路１４は、インバータ回路４の運転を開始すると、図３に示すファン異常判定処理を開始する。ファン異常判定は、インバータ回路４の運転停止時（時刻ｔ２）の検出温度Ｔemp2が運転開始時（時刻ｔ１）の検出温度Ｔemp1よりも規定値Ｔｃ（判定許可値に相当）以上高いことを条件として、運転停止時（時刻ｔ２）の検出温度Ｔemp2とその後検出時間Ｔ１が経過した時（時刻ｔ３）の検出温度Ｔemp3との温度変化量ΔＴに基づいて行われる。規定値Ｔｃ以上の温度上昇を条件とするのは、冷却用ファン１２の正常時と異常時とで温度変化量ΔＴに明確な差を確保するためであり、インバータ回路４の運転停止時の検出温度Ｔemp2、Ｔemp3を用いて異常判定をするのは、運転に伴う素子発熱量の変動による影響を排除するためである。

制御回路１４は、はじめに異常判定許可フラグを０に初期化し（ステップＳ１）、続いて運転開始時の放熱フィン１０の温度Ｔemp1を検出してＲＡＭに記憶する（ステップＳ２）。異常判定許可フラグは、現在の検出温度が運転開始時の温度Ｔemp1よりも規定値Ｔｃ以上上昇したか否かを示すフラグである。

制御回路１４は、ステップＳ３でインバータ回路４の運転中（モータ３への通電中）であるか否かを判断し、運転中の場合にはステップＳ４ないしＳ７を実行する。ステップＳ４では放熱フィン１０の温度が運転開始時の温度Ｔemp1よりも規定値Ｔｃ以上上昇したか否かを判断し、上昇した場合には異常判定許可フラグを１に設定し（ステップＳ５）、上昇していない場合には異常判定許可フラグを０に設定する（ステップＳ７）。その後、ステップＳ６に移行し、現在の放熱フィン１０の温度Ｔemp2を検出してＲＡＭに記憶する。この検出温度Ｔemp2は、インバータ回路４の運転中常に更新されているので、インバータ回路４の運転停止時（時刻ｔ２）における放熱フィン１０の温度となる。

時刻ｔ２において操作部１９のＳＴＯＰキーが押圧操作されると、制御回路１４は運転指令信号ＳｅをＬレベルにしてインバータ回路４からモータ３への通電を停止する。このときファン異常判定処理のステップＳ８に移行し、異常判定許可フラグが１であるか否かを判断する。異常判定許可フラグが０の場合（Ｓ８：ＮＯ）にはファン異常判定は行わない。これに対し、異常判定許可フラグが１の場合（Ｓ８：ＹＥＳ）にはステップＳ９に移行し、運転停止時（時刻ｔ２）から検出時間Ｔ１が経過したか否かを判断する。この計時動作はタイマ１７により行われ、検出時間Ｔ１が経過するまでの間ステップＳ３、Ｓ８、Ｓ９を繰り返し実行する。

検出時間Ｔ１が経過すると（時刻ｔ３）、制御回路１４はその時の放熱フィン１０の温度Ｔemp3を検出し（ステップＳ１０）、検出時間Ｔ１の間の温度変化量ΔＴ（＝Ｔemp2−Ｔemp3）を演算する（ステップＳ１１）。そして、温度変化量ΔＴとメモリ１８から読み出した判定値Ｔｄとを比較する（ステップＳ１２）。検出時間Ｔ１の間隔をおいて検出した温度Ｔemp2、Ｔemp3は、それぞれ第１、第２の検出温度に相当する。

ここで、温度変化量ΔＴが判定値Ｔｄより大きい場合、つまり冷却用ファン１２による冷却作用により放熱フィン１０の温度変化率（絶対値）が所定値よりも大きい場合には、冷却用ファン１２が正常であると判断し（Ｓ１２：ＮＯ）ステップＳ１４に移行する。これに対し、温度変化量ΔＴが判定値Ｔｄ以下である場合、つまり放熱フィン１０の温度変化率（絶対値）が所定値以下である場合には、冷却用ファン１２が異常（停止または冷却能力低下）であると判断し（Ｓ１２：ＹＥＳ）、表示部２０にファン異常表示を行うとともに、外部インターフェース回路２１および入出力端子２２を介してファン異常信号Ｓｄを出力する（ステップＳ１３）。以上のファン異常判定が終了すると、異常判定許可フラグを０にリセットし（ステップＳ１４）ステップＳ３に戻る。これ以降インバータ回路４の運転を開始するまでは、ステップＳ３とＳ８のみを繰り返し実行することになる。

以上説明したように、本実施形態のインバータ装置１は、温度センサ１１により検出される放熱フィン１０の温度に基づいて冷却用ファン１２の異常検出を行い、表示部２０や外部インターフェース回路２１を介してファン異常を報知（出力）するので、使用者によるメンテナンスや上位機器による異常監視が容易となり、インバータ装置１の過熱トリップを未然に防ぐことができる。また、過熱トリップしないまでも、筐体内が高温の状態のまま運転し続けることによる電解コンデンサ８などの部品の寿命低下や特性劣化を防止することができる。

インバータ装置１は、従来から設けられていた温度センサ１１を用いて冷却用ファン１２の異常判定を行うので、冷却用ファン１２の運転状態を検出するセンサやその処理回路を新たに設ける必要がなく、装置サイズやコストの上昇を抑えつつ従来のインバータ装置に適用できる利点がある。

制御回路１４は、インバータ回路４の運転が停止した状態で放熱フィン１０の温度変化量（温度変化率）に基づいて異常判定を行うので、インバータ負荷の大小によるダイオードモジュール７とＩＧＢＴモジュール９の発熱量の影響を受けることがなく、高精度の異常判定が可能となる。また、インバータ回路４の運転停止時の温度が運転開始時の温度よりも規定値Ｔｃ以上高い場合に限りファン異常判定を行うので、軽負荷時などにおいて放熱フィン１０の温度変化量が判定値Ｔｄよりも小さいとして異常と誤判定することを防止することができる。

さらに、インバータ回路４の運転を停止すると直ちに温度変化量の測定を開始するので、冷却用ファン１２の正常時と異常時との温度変化の差が現れ易く、より高精度の異常判定が可能となる。こうした異常検出精度の向上により、複数の冷却用ファンを備えている場合において、そのうちの１つが停止した場合でも異常検出可能となる。

ダイオードモジュール７、ＩＧＢＴモジュール９等の発熱部となるモジュールのファン異常判定処理に必要な温度を検出する温度センサ１１が放熱フィン１０に取り付けられているので、熱容量の大きい放熱フィン１０から離れた位置に温度センサを設けた場合よりも周囲の温度、冷却風等による影響が小さく、高精度の温度検出が可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図５および図６を参照しながら説明する。
本実施形態のインバータ装置は、第１の実施形態と同様のハードウェア構成を備えており、第１の実施形態よりもさらに高精度のファン異常判定が可能である。図５は、ファン異常判定処理のフローチャートであり、図３と同一の処理ステップには同一のステップ番号を付している。図６は、図４と同様の波形図である。

時刻ｔ５において操作部１９のＲＵＮキーが押圧操作されると、制御回路１４は、運転指令信号ＳｅをＨレベルにし、同時にファン駆動指令信号ＳａをＨレベルにする。その後、制御回路１４は、時刻ｔ６で運転指令信号ＳｅをＬレベルにすると、同時にファン駆動指令信号ＳａもＬレベルにする。そして、時刻ｔ６から検出時間Ｔ２が経過するまでの期間（時刻ｔ６から時刻ｔ７までの期間）、ファン駆動指令信号ＳａをＬレベルに保持し、その後時刻ｔ７から検出時間Ｔ３が経過するまでの期間（時刻ｔ７から時刻ｔ８までの期間）、ファン駆動指令信号ＳａをＨレベルに保持する。

制御回路１４は、インバータ回路４の運転（モータ３への通電）を開始すると、図５に示すファン異常判定処理を開始する。ファン異常判定は、インバータ回路４の運転停止時（時刻ｔ６）の検出温度Ｔemp6が運転開始時（時刻ｔ５）の検出温度Ｔemp5よりも規定値Ｔｃ以上高いことを条件として、検出時間Ｔ２の間の温度変化量ΔＴａと、検出時間Ｔ３の間の温度変化量ΔＴｂとの比較に基づいて行われる。尚、冷却用ファン１２の駆動停止状態における温度検出状態を検出状態１と称し、冷却用ファン１２の駆動状態における温度検出状態を検出状態２と称す。

図５において、インバータ回路４の運転中における処理内容（ステップＳ３ないしＳ６）は、上述した図３に示す処理内容と同様となる。ステップＳ６を実行した後、ステップＳ２１で検出状態を１とする。これに対し、インバータ回路４の運転を停止した場合には、異常判定許可フラグが１となっていることを条件としてステップＳ２２ないしＳ２６を実行して、温度変化量ΔＴａを求める（検出状態１）。

すなわち、ステップＳ２２で検出状態が１か否かの判断を行い、検出状態が１の場合にはファン駆動指令信号ＳａをＬレベルにして冷却用ファン１２を停止状態にする（ステップＳ２３）。そして、ステップＳ２４において冷却用ファン１２の停止から検出時間Ｔ２が経過したか否かを判断する。ここで、検出時間Ｔ２が経過していないと判断した場合（Ｓ２４：ＮＯ）には、ステップＳ３、Ｓ８、Ｓ２２ないしＳ２４の処理を繰り返し実行しながら検出時間Ｔ２の経過を待つ。

検出時間Ｔ２が経過すると（時刻ｔ７）、制御回路１４はその時の放熱フィン１０の温度Ｔemp7を検出し（ステップＳ２５）、検出時間Ｔ２の間の温度変化量ΔＴａ（＝Ｔemp6−Ｔemp7）を演算して（ステップＳ２６）、その温度変化量ΔＴａをＲＡＭに記憶する。そして、ステップＳ２７に移行して検出状態を１から２に変更し、ファン駆動指令信号ＳａをＨレベルにして冷却用ファン１２を駆動する（ステップＳ２８）。その後、ステップＳ２９で検出時間Ｔ３が経過したか否かを判断する。本実施形態では、検出時間Ｔ２と検出時間Ｔ３は等しく設定されている。検出時間Ｔ３が経過していないと判断した場合（Ｓ２９：ＮＯ）、ステップＳ３、Ｓ８、Ｓ２２、Ｓ２８、Ｓ２９の処理を繰り返し実行しながら検出時間Ｔ３の経過を待つ。

検出時間Ｔ３が経過すると（時刻ｔ８）、制御回路１４はその時の放熱フィン１０の温度Ｔemp8を検出し（ステップＳ３０）、検出時間Ｔ３の間の温度変化量ΔＴｂ（＝Ｔemp7−Ｔemp8）を演算して（ステップＳ３１）、その温度変化量ΔＴｂをＲＡＭに記憶する。ここで、検出時間Ｔ２の間隔をおいて検出した温度Ｔemp6、Ｔemp7はそれぞれ第１、第２の検出温度に相当し、検出時間Ｔ３の間隔をおいて検出した温度Ｔemp7、Ｔemp8はそれぞれ第３、第４の検出温度に相当する。

続いて、温度変化量ΔＴａとΔＴｂを比較する（ステップＳ３２）。すなわち、温度変化量ΔＴｂからΔＴａを引いて得られる差分が所定の判定値Ｔｅ以下であるか否かを判断し、「ＮＯ」と判断した場合には冷却用ファン１２が正常であると判定し、ステップＳ１４に移行する。これに対し、「ＹＥＳ」と判断した場合には冷却用ファン１２が異常（停止または冷却能力低下）であると判定し、ステップＳ１３を実行する。以上のファン異常判定が終了すると、異常判定許可フラグを０にリセットし（ステップＳ１４）、ステップＳ３に戻る。これ以降インバータ回路４の運転を開始するまでは、ステップＳ３とＳ８のみを繰り返し実行することになる。

本実施形態によれば、冷却用ファン１２にファン駆動停止指令を与えた状態での検出時間Ｔ２内での放熱フィン１０の温度変化量ΔＴａと、冷却用ファン１２にファン駆動指令を与えた状態での検出時間Ｔ３内での放熱フィン１０の温度変化量ΔＴｂとを比較するので、冷却用ファン１２が正常の場合には温度変化量ΔＴａとΔＴｂとの差が大きくなり、冷却用ファン１２が異常の場合には温度変化量ΔＴａとΔＴｂとの差が小さくなり、冷却用ファン１２が正常の時と異常の時とを比較した結果が顕著に現れる。従って、冷却用ファン１２にファン駆動指令を与えて検出した温度変化量を判定値と比較してファン異常判定処理を行う場合よりも周囲温度等の影響を受けにくくなり、高精度の異常検出が可能となる。その他、本実施形態によっても第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。

（第３の実施形態）
次に、第１の実施形態に変更を加えた第３の実施形態について図７を参照しながら説明する。
本実施形態のインバータ装置は、第１の実施形態と同様のハードウェア構成を備えており、第１の実施形態で説明したインバータ装置１に対し、異常停止（インバータトリップ）が発生した場合に限りファン異常判定を実行する構成において異なっている。ここで、異常停止とは、過熱、過電流、過電圧等の要因によりインバータ装置１に設けられた保護回路等の保護手段によりインバータ回路４から負荷であるモータ３への通電が停止された状態をいう。図７は、ファン異常判定処理のフローチャートであり、図３と同一の処理ステップには同一のステップ番号を付している。

ステップＳ３でインバータ回路４からモータ３への通電が停止したときに、その通電停止が異常停止（インバータトリップ）によるものか否かを判断する（ステップＳ４１）。ここで、異常停止による停止でないと判断すると（Ｓ４１：ＮＯ）ステップＳ３に戻り、異常停止による停止であると判断すると（Ｓ４１：ＹＥＳ）ステップＳ８に移行する。ステップＳ８以降の処理は、第１の実施形態で説明した通りである。

本実施形態によれば、異常停止によりインバータ回路４からモータ３への通電が停止した場合に限りファン異常判定を行うので、使用者は、過熱による異常停止時に、その過熱の原因が冷却用ファン１２の停止によるものか否かを確認することができる。尚、本実施形態は第２の実施形態にも同様に適用できる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について図８を参照しながら説明する。
本実施形態のインバータ装置は、第１の実施形態と同様のハードウェア構成を備えており、第１の実施形態においてインバータ回路４の運転を停止している状態においても、冷却用ファン１２に対する自己診断要求指令が与えられるとファン異常判定処理を実行するようになっている。図８は、ファン異常判定処理のフローチャートであり、図３と同一の処理ステップには同一のステップ番号を付している。

インバータ回路４の運転停止中に操作部１９のキー操作または外部からの信号により自己診断要求指令が与えられると、制御回路１４は、自己診断処理を開始する（ステップＳ５１）。すなわち、ステップＳ１で異常判定許可フラグを初期化し、ステップＳ２でインバータ運転直前の放熱フィン１０の温度Ｔemp1を検出した後、ステップＳ５２に移行してインバータ回路４の運転（モータ３への通電）を開始する。

制御回路１４は、ステップＳ５１で自己診断処理を開始した後に、ステップＳ１、Ｓ２を実行してステップＳ５２に移行し、インバータ回路４の運転を開始する。そして、ステップＳ４でインバータ回路４の運転開始後に放熱フィン１０の温度が規定値Ｔｃ以上上昇したか否かを判定し、上昇した場合には異常判定許可フラグを０から１に変更した上で（ステップＳ５）、ステップＳ３からステップＳ５３に移行してインバータ回路４の運転を停止する。このインバータ回路４の運転停止には、操作部１９に設けられたＳＴＯＰキー等の操作を必要としない。その後のステップＳ９ないしＳ１４によるファン異常判定は、第１の実施形態で説明した通りである。そして、ステップＳ１４を実行した後、再びステップＳ５１に戻る。

本実施形態によれば、インバータ回路４の運転を停止している状態で、制御回路１４に対して操作部１９等により冷却用ファン１２の自己診断要求指令を与えると、インバータ回路４の運転を開始して放熱フィン１０の温度を高めた後ファン異常判定を実行する。従って、インバータ回路４の運転停止中であっても、ファン異常判定処理を行って冷却用ファン１２の正常／異常の判定を行うことが可能となる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について図９を参照しながら説明する。
本実施形態のインバータ装置は、第１の実施形態と同様のハードウェア構成を備えており、判定値設定指令が与えられると、インバータ回路４を一旦運転状態とすることにより、第１の実施形態で用いるファン異常判定処理の判定値Ｔｄを設定するようになっている。図９は、判定値設定処理のフローチャートであり、図３と同一の処理ステップには同一のステップ番号を付している。

操作部１９のキー操作または外部からの信号により判定値設定指令が与えられると、制御回路１４は、判定値設定処理を開始する（ステップＳ６１）。すなわち、ステップＳ１で異常判定許可フラグを初期化し、ステップＳ２でインバータ運転直前の放熱フィン１０の温度Ｔemp1を検出した後、ステップＳ６２に移行してインバータ回路４の運転（モータ３への通電）を開始する。

インバータ回路４の運転開始から、放熱フィン１０の温度が規定値Ｔｃ以上上昇すると、制御回路１４はステップＳ５で異常判定許可フラグを０から１に変更した上で、ステップＳ３からステップＳ６３に移行してインバータ回路４の運転を停止する。そして、第１の実施形態で説明した通りステップＳ９ないしステップＳ１１を実行した後、ステップＳ１１で演算された温度変化量ΔＴから所定値Ｔｆを減算して得た値をメモリ１８に書き込む（ステップＳ６４）。この値は、判定値設定処理が行われるまでファン異常判定処理の判定値Ｔｄとして用いられる。なお、所定値Ｔｆは、マージンであって適宜設定すればよい。

本実施形態によれば、インバータ回路４の運転を停止している状態で、制御回路１４に対して操作部１９等により判定値設定指令を入力すると、インバータ回路４の運転を開始して判定値設定処理を開始する。従って、インバータ装置１の周囲温度等の使用環境が変化した場合やインバータ装置１に接続する負荷が変更された場合でも、その使用状況に応じた適切な判定値を再設定することができ、誤判定を極力低減したファン異常判定処理が可能となる。

（その他の実施形態）
本発明は上記しかつ図面に記載した各実施形態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。
第１の実施形態において、インバータ停止直後の温度Ｔemp2とその後検出時間Ｔ１が経過した後の温度Ｔemp3とを用いて温度変化量ΔＴを演算したが、冷却用ファン１２に駆動指令が与えられている限り、インバータ回路４の運転停止から所定時間が経過した後の温度とその後検出時間Ｔ１が経過した後の温度とを用いて温度変化量ΔＴを演算してもよい。

同様に、第２の実施形態においても、インバータ回路４の運転停止後、冷却用ファン１２に駆動停止指令を与える検出時間Ｔ２の期間と駆動指令を与える検出時間Ｔ３の期間は、重ならない限りにおいて任意に設定できる。
また、検出時間Ｔ３の期間を検出時間Ｔ２の期間よりも前に設定してもよい。これによれば、冷却用ファン１２の異常検出を行いつつ、可能な限り早く放熱フィン１０（ダイオードモジュール７、ＩＧＢＴモジュール９）、電解コンデンサ８などの部品の温度を下げることができる。

第２の実施形態においても、第４の実施形態と同様に自己診断要求指令の入力に応じてファン異常判定処理を実行するように構成してもよい。また、第５の実施形態と同様に判定値設定指令の入力に応じて判定値の設定処理を実行するように構成してもよい。
温度検出手段である温度センサ１１は、放熱フィン１０の上面に取り付けられているとしたが、放熱フィン１０の周囲に設けられていてもよい。また、複数の温度センサ１１を設け、それらの各温度センサ１１により検出された温度に基づいてファン異常判定処理を行ってもよい。

インバータ装置１の駆動対象である負荷はモータに限られない。また、しきい値Ｔemp4まで温度が低下した場合に冷却用ファン１２の駆動を停止するとしたが、インバータ回路４から負荷への通電停止から所定時間が経過した時に、冷却用ファン１２の駆動を停止するようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態を示すインバータ装置の電気的構成図 放熱フィンと冷却用ファンとの配置関係を示す斜視図 ファン異常判定処理の制御内容を示すフローチャート ファン異常判定処理を説明するための波形図 本発明の第２の実施形態を示す図３相当図 図４相当図 本発明の第３の実施形態を示す図３相当図 本発明の第４の実施形態を示す図３相当図 本発明の第５の実施形態であって判定値設定処理の制御内容を示すフローチャート

符号の説明

図面中、１はインバータ装置、３はモータ（負荷）、４はインバータ回路、１０は放熱フィン（放熱部材）、１１は温度センサ（温度検出手段）、１２は冷却用ファン（送風手段）、１６はファン異常判定部（判定手段）を示す。

Claims (7)

1. 負荷に対し電力を供給するインバータ回路と、
   このインバータ回路で発生した熱を放熱する放熱部材と、
   送風指令が与えられると送風動作を行う送風手段と、
   前記放熱部材またはその周囲の温度を検出する温度検出手段と、
   前記インバータ回路から前記負荷への電力供給中に前記温度検出手段により検出された温度の上昇幅が所定の判定許可値以上となった場合、前記インバータ回路から前記負荷への電力供給が停止した後に、前記送風手段に送風指令が与えられた状態で前記温度検出手段により所定の時間間隔をおいて検出された第１の検出温度と第２の検出温度との温度変化量を求め、その温度変化量と予め定められた判定値とに基づいて前記送風手段の異常判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とするインバータ装置。
2. 負荷に対し電力を供給するインバータ回路と、
   このインバータ回路で発生した熱を放熱する放熱部材と、
   送風指令が与えられると送風動作を行う送風手段と、
   前記放熱部材またはその周囲の温度を検出する温度検出手段と、
   前記インバータ回路から前記負荷への電力供給中に前記温度検出手段により検出された温度の上昇幅が所定の判定許可値以上となった場合、前記インバータ回路から前記負荷への電力供給が停止した後に、前記送風手段に送風停止指令が与えられた状態で前記温度検出手段により所定の時間間隔をおいて検出された第１の検出温度と第２の検出温度との温度変化量と、前記送風手段に送風指令が与えられた状態で前記温度検出手段により所定の時間間隔をおいて検出された第３の検出温度と第４の検出温度との温度変化量に基づいて、前記送風手段の異常判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とするインバータ装置。
3. 前記判定手段は、前記インバータ回路から前記負荷への電力供給が停止した後、前記送風手段に送風停止指令を与えて前記第１の検出温度と前記第２の検出温度を測定し、その後前記送風手段に送風指令を与えて前記第３の検出温度と前記第４の検出温度を測定することを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
4. 前記判定手段は、前記インバータ回路から前記負荷への電力供給が停止した後、前記送風手段に送風指令を与えて前記第３の検出温度と前記第４の検出温度を測定し、その後前記送風手段に送風停止指令を与えて前記第１の検出温度と前記第２の検出温度を測定することを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
5. 前記判定手段は、前記インバータ回路が異常停止をした場合に、前記送風手段の異常判定を行うことを特徴とする請求項１ないし４記載の何れかに記載のインバータ装置。
6. 前記判定手段は、前記異常判定の実行を指令する自己診断指令が入力されると、前記インバータ回路から前記負荷への電力供給を行い、前記温度検出手段により検出された温度の上昇幅が所定の判定許可値以上になると前記インバータ回路から前記負荷への電力供給を停止して前記送風手段の異常判定を行うことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載のインバータ装置。
7. 前記判定手段は、前記判定値の設定を指令する判定値設定指令が入力されると、前記インバータ回路から前記負荷への電力供給を行い、前記温度検出手段により検出された温度の上昇幅が所定の判定許可値以上になると前記インバータ回路から前記負荷への電力供給を停止し、前記送風手段が送風動作を行っている状態で前記温度検出手段により前記所定の時間をおいて検出された第１の検出温度と第２の検出温度との温度差に応じた値を前記判定値として設定することを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。

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