JP2008058088A - モータの絶縁抵抗劣化検出方法および検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータ回路におけるスイッチング素子の漏洩電流に影響を受けずに精度高くモータの絶縁劣化を検出する。
【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、リレー接点Ｋ１，Ｋ２を閉じ、平滑コンデンサＣ、リレー接点Ｋ２、抵抗Ｒ１、モータ１０のコイル、大地Ｇ２、Ｇ１、リレー接点Ｋ１、抵抗Ｒ２、平滑コンデンサＣの閉回路を形成する。ＡＤコンバータ２ｂ、２ｃで、抵抗Ｒ２の両端電圧Ｖ２、モータコイルと大地間の電圧Ｖ１を検出しデジタル値に変換する。検出回路コントローラ２ａでは、電圧Ｖ２を抵抗Ｒ２で割って、スイッチング素子Ｑ１４〜Ｑ１６の漏洩電流を含まないモータの漏洩電流を求め、該モータの漏洩電流で電圧Ｖ１を割ってモータの絶縁抵抗を求め、絶縁抵抗劣化を検出する。精度の高いモータの漏洩電流を検出でき、絶縁抵抗劣化を精度高く検出できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータの絶縁抵抗劣化の検出方法、該検出方法を実施する絶縁抵抗劣化検出装置に関する。

モータを長年使用し続けると、その使用環境等に応じてモータの絶縁が劣化する。この絶縁の劣化による漏洩電流により漏洩遮断機が作動し、該モータを使用した装置が突然作動を停止する。このような場合、モータに問題があるものか、駆動装置に問題があるものか不明であり、突然停止の原因調査に時間がかかり、このモータを使用している装置や製造ラインの停止が長期化する傾向にある。

モータの絶縁抵抗劣化を検出する方法として、上述したように漏洩電流検出によって検出する方法が一般的であった。しかし、漏電検出器、漏電保護リレー等の漏電検出器では、漏れ電流がある程度まで大きく（３ｍＡ〜１５ｍＡ）ならなければ検出できず、モータの絶縁抵抗劣化が進んだ段階でしか検出できないという問題があった。また、漏電による突然の停止であることから、停止の原因がモータ自体によるものかモータ駆動装置等やその他の周辺機器が影響しているものか、装置や製造ライン等のシステム全体の作業を停止して調査せねばならない。さらに、この漏電検出器では、モータ絶縁抵抗劣化の予測、予防保全には役立てることができない。

空気調和装置においては、圧縮機におけるモータ絶縁抵抗劣化を早期に発見し運転不能になることを未然に防止するようにした方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法は、モータの運転停止中において、直流電圧を任意の電圧と周波数に変換してモータを駆動する電力変換器の１つのトランジスタに高周波パルスを印加して駆動し、３相交流電源を整流しフィルタした直流電源の電圧（若しくは予め設定された電圧値）と、モータ電流を検出し、この直流電源の電圧とモータ電流に基づいて、絶縁抵抗値を算出し、求めた絶縁抵抗値が設定絶縁抵抗値を下回ると警報を出す方法である。また、１つのトランジスタに印加する高周波パルスの代わりに、単にトランジスタを導通させてモータ絶縁抵抗値を算出し絶縁抵抗劣化を予測する方法も提案されている。

特開２００１−１４１７９５号公報

上述した、特許文献１に記載された方法では、モータ絶縁抵抗劣化の予測、予防保全には役立てることができるが、電圧と電流を検出しなくてはならない。しかも、この検出器は大電流を考慮したものとしなくてはならず、コストが増大する要因となる。
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の絶縁抵抗劣化検出方法及びモータの絶縁抵抗劣化検出装置を開発し、特願２００５−３５２２６５、特願２００５−３５２１０５で提案している。

図３は前記特願２００５−３５２２６５で提案した発明（以下先願発明という）に係るモータの絶縁抵抗劣化検出方法及びモータの絶縁抵抗劣化検出装置の概要図である。
モータ１０を駆動するモータ駆動装置１は、３相交流電源から電磁接触器接点５を介して入力される交流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。

また、モータ駆動アンプ８は、ＩＧＢＴ等で構成されたスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６と該スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６とそれぞれ並列に接続されたダイオードＤ１１〜Ｄ１６で構成されたインバータ回路とコントローラ９で構成され、インバータ回路の出力がモータ１０に接続されている。
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。インバータ回路は各相毎にスイッチング素子とダイオードを並列に接続した並列回路を２つ直列に接続した直列回路を有し、この直列回路をそれぞれ平滑コンデンサＣに並列に接続し、電源部６の整流回路の出力ライン（ＤＣリンク部）１２，１３に接続されている。スイッチング素子とダイオードを並列に接続した２つの並列回路の接続点Ａにモータのコイルがそれぞれ接続されている。

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１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。

上述したモータ駆動装置１は従来のモータ駆動装置と同じである。このような、モータ駆動装置１およびモータ１０において、モータ１０の絶縁抵抗劣化を検出するために、先願発明は、コンデンサＣの一端、即ちＤＣリンク部のマイナス側ライン１３を大地Ｇ１に接続する第１の接点ａ１、および、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相の線とを電流検出器Ｓを介して前記接続点Ａで接続する第２の接点ａ２を有する。

第１の接点、第２の接点は、連動して動作するものであり、リレー接点でも、また、手動で操作する連動接点でもよい。また、電流検出器Ｓは、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相の線との間を接続する導線と該導線に流れる電流を検出するセンサで構成されるもので、ホール素子を用いた電流センサでも、導線の一部に検出抵抗を設けておき、この検出抵抗の両端の電位差より、該導線および抵抗を流れる電流を検出するものでもよいものである。

モータ１０の絶縁抵抗劣化を検出する際には、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６をオフとしてモータ１０の運転を停止し、電磁接触器接点５がオフとなったとき、手動操作により、またはリレーを作動させて第１，第２の接点ａ１，ａ２をオンさせ、コンデンサＣ、第２の接点ａ２、電流検出器Ｓ、モータのコイル、大地Ｇ２，Ｇ１、第１の接点ａ１、コンデンサＣの閉回路を形成し、コンデンサＣの蓄積エネルギーはこの閉回路を介して放電され、このときこの閉回路に流れる電流を電流検出器Ｓで検出する。モータの絶縁抵抗が大きいときには、この閉回路に流れる電流は僅かであり、電流検出器Ｓでの検出値は僅かである。しかし、モータの絶縁抵抗が劣化すると、閉回路に流れる電流は増加し電流検出器Ｓで検出される検出値も増加し、この電流検出器Ｓでの検出値が、所定値以上のときには、モータの絶縁が劣化していると判別するようにする。

なお、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相の線との間を接続する導線に検出抵抗を挿入して、該検出抵抗の両端の電位差より該導線および抵抗を流れる電流を検出する形式の電流検出器Ｓを用いる場合で、導線に挿入する検出抵抗値が大きく、電流検出器Ｓを接続したままでも、モータの駆動に影響がでない場合には、第２の接点ａ２をなくしてもよいものである。

上述した、モータの絶縁抵抗劣化を検出するための電流検出回路は、電磁接触器接点５をオープンにして、第１，第２の接点ａ１，ａ２を閉じ、閉回路を形成し、該閉回路に流れる電流を電流検出器Ｓで検出するものであるから、図４に示すような直列回路に書き換えることができる。
スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、第１，第２の接点ａ１，ａ２に相当し、抵抗Ｒ１、Ｒ２は電流検出器Ｓが有する抵抗に相当し、Ｒ３はスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１３の漏洩電流等価抵抗、Ｒ４はスイッチング素子Ｑ１４〜Ｑ１６の漏洩電流等価抵抗であり、Ｒ５はモータ１０の対地間絶縁抵抗に相当する。又、Ｅ１は、平滑コンデンサＣに蓄電された電荷による電圧を示す。又符号Ａは、モータコイルと電流検出器Ｓの接続点である。すなわち、インバータ回路の直列に接続された２つのスイッチングの接続点とモータコイルを接続する点であり、該点に電流検出器Ｓの一端が接続されているものである。

スイッチＳＷ１、ＳＷ２が閉じられると、コンデンサ、スイッチＳＷ２、電流検出器Ｓの抵抗Ｒ１、Ｒ２、モータの対地間絶縁抵抗Ｒ５、大地Ｇ２，Ｇ１、スイッチＳＷ１、コンデンサの閉回路が形成され、該閉回路にコンデンサの電圧Ｅ１が印加される。この閉回路に流れる電流が電流検出器Ｓにより抵抗Ｒ２（又は抵抗Ｒ１）の電圧降下を検出することによって検出される。この検出電流の大きさによって、モータ１０の対地間絶縁抵抗Ｒ５の劣化を検出する。

しかし、コンデンサＣの電圧Ｅ１は、各相毎に直列に接続された２つのスイッチング素子の両端にも印加され、これらスイッチング素子に漏洩電流が流れる。電流検出器Ｓの抵抗Ｒ１、Ｒ２の値は、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１３の漏洩電流等価抵抗Ｒ３より十分に小さい値に選択されているから、漏洩電流等価抵抗Ｒ３を介する漏洩電流は小さく、モータ１０の対地間絶縁抵抗Ｒ５を介して流れる電流にほとんど影響を与えない。しかし、電流検出器Ｓに流れる電流（抵抗Ｒ１、Ｒ２を流れる電流）は、スイッチング素子Ｑ１４さらにはモータのコイルを介してスイッチング素子Ｑ１５、Ｑ１６の漏洩電流等価抵抗Ｒ４にも分流して流れる。

そのため、電流検出器Ｓで検出される電流は、スイッチング素子Ｑ１４〜Ｑ１６の漏洩電流等価抵抗Ｒ４に流れる電流をも含むことになり、モータ１０の対地間絶縁抵抗Ｒ５に流れる電流と一致しなくなる。漏洩電流等価抵抗Ｒ４に流れる電流が大きくなると、電流検出器Ｓで検出される電流とモータ１０の対地間絶縁抵抗Ｒ５に流れる電流との誤差が大きくなり、電流検出器Ｓで検出される電流の大きさに基づいて判断される対地間絶縁抵抗Ｒ５も大きな誤差を含むものとなる。すなわち、漏洩電流等価抵抗Ｒ４に流れる電流が大きくなると、電流検出器Ｓで検出される電流も大きくなり、該検出電流で判断される対地間絶縁抵抗Ｒ５は実際よりも小さいものと判断されることになる。

そこで、本発明の目的は、モータ駆動アンプにおけるインバータ回路を構成するスイッチング素子の漏洩電流の影響を排除して、正確にモータの絶縁抵抗劣化を検出できるモータの絶縁抵抗劣化検出方法及び装置を提供することにある。

本願請求項１、２に係る発明は、モータの絶縁抵抗劣化検出方法の発明であり、請求項１に係る発明は、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、前述のコンデンサ、モータコイルおよび大地で形成される閉回路を形成し、前記コンデンサの電圧が印加されるモータ駆動アンプと前記閉回路中において、前記モータ駆動アンプのスイッチング素子の漏洩電流を含まない前記閉回路中の位置で、モータコイルと大地を通して流れる電流とモータコイルと大地間の電圧と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ものである。
又、請求項２に係る発明は、コンデンサの他端とモータコイル間の接続をモータの駆動に影響を与えない大きさの抵抗を介して接続しておくものであり、他は請求項１に係る発明と同じである。

請求項３〜６に係る発明は、モータの絶縁抵抗劣化検出装置に関するもので、請求項３に係る発明は、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、モータコイルおよび大地で閉回路を形成させる、前記コンデンサの一端を大地に接続する第１の接点と前記コンデンサの他端をモータコイルする第２の接点と、前記スイッチをオフとする信号に基づいて前記第１、第２の接点をオンとする手段と、前記コンデンサの電圧が印加されるモータ駆動アンプと前記閉回路中において、前記モータ駆動アンプのスイッチング素子の漏洩電流を含まない前記閉回路中の位置に配置されて前記モータコイルと大地を通して流れる電流を検出する電流手段と、モータコイルと大地間の電圧を測定する手段を有し、前記電流検出手段で検出した電流で、前記測定した電圧を除算してモータの絶縁抵抗の値を得て、この値が基準値より小さい場合、モータの絶縁抵抗劣化と判定する絶縁抵抗劣化検出手段を備えたことを特徴とするものである。
又、請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明における第２の接点を設けずに、前記コンデンサの他端とモータコイル間をモータの駆動に影響を与えない大きさの抵抗で接続したもので、他の構成は請求項３に係る発明と同じである。

さらに、請求項５に係る発明は、前記絶縁抵抗劣化検出手段の電流検出手段を、前記閉回路中に設けられた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ものとした。又、請求項６に係る発明は、前記絶縁抵抗劣化検出手段を、前記電流検出値と同時刻に検出したモータに印加される電圧値とをＡＤコンバータでデジタル値に変換し、この電圧値を電流値にて除算した値と、基準値と比較し、除算値が基準値を下回る場合、表示手段に異常を通知するものとした。

インバータ回路におけるスイッチング素子の漏洩電流の影響を受けずに、モータの漏洩電流を検出し、モータの絶縁抵抗を検出するようにしたから、精度高くモータの絶縁抵抗を検出でき、モータの絶縁抵抗劣化を高精度に検出できる。

以下、本発明の一実施形態を図面と共に説明する。
図１は、図２に示す本発明のモータの絶縁抵抗劣化検出装置の一実施形態における、モータの絶縁抵抗劣化を検出するための電流検出回路の説明図であり、前述した先願でのモータの絶縁抵抗劣化検出方法、装置におけるモータの絶縁抵抗劣化を検出するための電流検出回路を示す図４と対応する図である。
図４と本実施形態の図１と相違する点は、電流検出器が設けられず、平滑コンデンサＣ（該コンデンサに蓄電された電荷による電圧Ｅ１）の一端（＋側）とインバータ回路における直列に接続された２つのスイッチング素子の間とモータコイルとの接続点Ａには、第２のスイッチＳＷ２が抵抗Ｒ１を介して接続されている点、及び、平滑コンデンサＣ（該コンデンサに蓄電された電荷による電圧Ｅ１）の他端（−側）は抵抗Ｒ２を介して第１のスイッチＳＷ１で大地Ｇ１に接続されるようになっている点で、図４に示す先願の例とは相違している。

なお、図１において、Ｒ３は図２におけるスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１３の漏洩電流等価抵抗、Ｒ４は図２におけるスイッチング素子Ｑ１４〜Ｑ１６の漏洩電流等価抵抗であり、Ｒ５は図２におけるモータ１０の対地間絶縁抵抗に相当する。又、Ｅ１は、図２における平滑コンデンサＣに蓄電された電荷による電圧を示す。

第１、第２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２（図２におけるリレー接点Ｋ１、Ｋ２に対応）をオンとして、平滑コンデンサＣ（電圧Ｅ１の＋側）、スイッチＳＷ２、抵抗Ｒ１、モータ１０の対地間絶縁抵抗Ｒ５、大地Ｇ２、大地Ｇ１、スイッチＳＷ１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ（電圧Ｅ−側）となる閉回路を形成し、該閉回路に平滑コンデンサＣの電圧Ｅ１を印加する。又、平滑コンデンサＣの電圧Ｅ１は、モータ駆動アンプ８のインバータ回路の各相毎の２つのスイッチング素子を直列に接続した直列回路の両端にも印加されている。

インバータ回路へのコンデンサの電圧Ｅ１の印加によって、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１３には漏洩電流等価抵抗Ｒ３により漏洩電流が流れ、スイッチング素子Ｑ１４〜Ｑ１６も漏洩電流等価抵抗Ｒ４により漏洩電流が流れる。一方、前記閉回路に印加されたコンデンサの電圧Ｅ１によって、モータ１０の対地間絶縁抵抗Ｒ５、大地Ｇ２、Ｇ１、スイッチＳＷ１、抵抗Ｒ２にも、モータ１０の漏洩電流が流れる。

ただし、前記閉回路中において、接続点Ａ、モータ１０の対地間絶縁抵抗Ｒ５、大地Ｇ２、大地Ｇ１、スイッチＳＷ１、抵抗Ｒ２に流れる電流はインバータ回路のスイッチング素子の漏洩電流を含まない、モータ１０の漏洩電流のみである。
そこで、この閉回路中の、接続点Ａからモータ１０の対地間絶縁抵抗Ｒ５、大地Ｇ２、大地Ｇ１、スイッチＳＷ１、抵抗Ｒ２までの間の位置において流れる電流を検出すれば、インバータ回路のスイッチング素子の漏洩電流を含まない、モータ１０の漏洩電流のみを検出でき、モータの絶縁抵抗劣化を正確に検出できる。

この実施形態では、抵抗Ｒ２の両端間の電圧Ｖ２と接続点Ａと大地Ｇ２間の電圧Ｖ１を同時に測定する。抵抗Ｒ２の測定電圧Ｖ２と抵抗Ｒ２によって、該抵抗Ｒ２に流れる電流、すなわちモータ１０の漏洩電流ｉが検出され、該検出されたモータの漏洩電流ｉと測定電圧Ｖ１によってモータ１０の対地間絶縁抵抗Ｒ５が求められる（Ｒ５＝Ｖ１／ｉ）。

図２は、図１に示したモータの絶縁抵抗劣化を検出するための電流検出回路を実際のモータ駆動装置およびモータに適用した、本発明のモータの絶縁抵抗劣化検出方法を実施する装置の一実施形態のブロック図とモータ駆動装置およびモータの関係を示すブロック図である。
本実施形態の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を検出する検出回路部２とモータ駆動装置１を制御する数値制御装置等の制御装置２０で構成されている。

図２において、モータ１０を駆動するモータ駆動装置１は図３に示した従来のモータ駆動装置と同じである。ただし、この実施形態では、平滑コンデンサＣの充電電圧を検出する電圧検出手段を追加して設けられている点で図３に示した従来例とは相違している。

すなわち、このモータ駆動装置１も、３相交流電源から電磁接触器接点５を介して入力される交流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、該スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御するコントローラ７、及びダイオード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、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。

さらに、平滑コンデンサＣの両端電圧を検出する電圧検出手段として、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５を設け、この抵抗でＲ１４，Ｒ１５で平滑コンデンサＣの両端電圧を分圧し、その分圧電圧を電源部６のコントローラ７が検出するようにしている。

また、モータ駆動アンプ８は、ＩＧＢＴ等で構成されたスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６と該スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６とそれぞれ並列に接続されたダイオードＤ１１〜Ｄ１６で構成されたインバータ回路とコントローラ９で構成されている。

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。すなわち、インバータ回路は各相毎にスイッチング素子とダイオードを並列に接続した並列回路を２つ直列に接続した直列回路を有し、この直列回路をそれぞれ平滑コンデンサＣに並列に、すなわち、電源部６の整流回路の出力ライン（ＤＣリンク部）１２，１３に接続され、この２つのスイッチング素子とダイオードを並列に接続した並列回路の接続点Ａとモータ１０のコイルがそれぞれ接続されている。

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２０に接続され、該制御装置２０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。

検出回路部２は、マイクロプロセッサ３１、該マイクロプロセッサ３１を制御するシステムプログラムを格納したＲＯＭ３２、設定値等の各種データを記憶する不揮発性ＲＡＭ等で構成されたメモリ３３、インタフェース回路及び制御回路３４からなる検出回路コントローラ２ａと、２つのＡＤコンバータ（アナログ信号をデジタル信号に変換するコンバータ）２ｂ、２ｃ、抵抗Ｒ１、Ｒ２、リレー接点Ｋ１、Ｋ２を有し、モータ駆動装置１の電源部６の出力であるＤＣリンク部のプラス側ライン１２をリレー接点Ｋ２、抵抗Ｒ１を介してインバータ回路の１つの相（例えばＵ相）における、２つのスイッチング素子の接続点Ａとを接続している。又、ＤＣリンク部のマイナス側ライン１３を抵抗Ｒ２、リレー接点Ｋ１を介して大地Ｇ１に接続している。

ＡＤコンバータ２ｂは抵抗Ｒ２の両端間の電圧Ｖ２をデジタル信号に変換して検出回路コントローラ２ａのインタフェース回路及び制御回路３４に出力している。又、ＡＤコンバータ２ｃは、大地Ｇ１と前記接続点Ａとの間の電圧（モータの絶縁抵抗にかかる電圧）Ｖ１を検出しデジタル信号に変換して検出回路コントローラ２ａのインタフェース回路及び制御回路３４に出力している。

制御装置２０は、モータ駆動装置１の電源部６のコントローラ７、モータ駆動アンプ８のコントローラ９及び、検出回路部２の検出回路コントローラ２ａと接続されている。この各コントローラ７、９、２ａと制御装置２０間の信号線は図２においては破線で示している。

制御装置２０はコントローラ９を介してスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６をオフとして、モータ１０の運転を停止させ、電磁接触器接点５をオフにする信号を出力し、該電磁接触器接点５をオフとする。そうすると、平滑コンデンサＣに充電された電荷は放電抵抗Ｒ１３を通じてゆっくり放電され、このときの電圧を抵抗Ｒ１４，Ｒ１５で分圧してこの分圧された電圧を電源部６のコントローラ７を介して検出回路部２のコントローラ２ａで検出し、予め設定された電圧に到達した時点で、該コントローラ２ａは、リレーを作動させてその接点Ｋ１，Ｋ２を同時に閉じる。

その結果、平滑コンデンサＣのプラス側端子、ＤＣリンク部のプラス側ライン１２、リレー接点Ｋ２、抵抗Ｒ１、インバータ回路とモータコイルの接続点Ａ、モータのコイル、モータ１０の絶縁抵抗（Ｒ５）、大地Ｇ２，Ｇ１、リレー接点Ｋ１、抵抗Ｒ２、ＤＣリンク部のマイナス側ライン１３、平滑コンデンサＣのマイナス側端子の閉回路が形成される。平滑コンデンサＣの充電電圧がこの閉回路に印加される。モータ１０のコイルから、モータの絶縁抵抗を介して大地Ｇ２に流れる漏洩電流は大地Ｇ１、リレー接点Ｋ１、抵抗Ｒ２に流れる。このモータ１０の絶縁抵抗を介して流れる漏洩電流による抵抗Ｒ２の両端間の電圧Ｖ２は、ＡＤコンバータ２ｂでデジタル信号に変換されて検出回路コントローラ２ａのインタフェース回路及び制御回路３４に入力される。

一方、ＡＤコンバータ２ｃは、大地と接続点Ａ間の電圧Ｖ１、すなわち、モータの絶縁抵抗（Ｒ５）にかかる電圧Ｖ１を検出しデジタル信号に変換して、検出回路コントローラ２ａのインタフェース回路及び制御回路３４に入力する。検出回路コントローラ２ａのマイクロプロセッサ３１は、ＡＤコンバータ２ｂから入力される電圧Ｖ２とＡＤコンバータ２ｃから入力される電圧Ｖ１をほぼ同時に読み取る。そして、入力された電圧Ｖ２をメモリ３３に設定されている抵抗Ｒ２の値で除して、漏洩電流の大きさを求める。次に、入力された電圧Ｖ１を算出した漏洩電流で除算してモータの絶縁抵抗（Ｒ５）の値を求める。さらに、マイクロプロセッサ３１は、この求めた抵抗値と、予めメモリ３３に登録されている絶縁劣化と判定できる基準値と比較して、求めた抵抗値が該基準値を下回るときは、異常と判断し、異常信号を制御装置２０に送信し、該制御装置２０の表示器２１にモータの交換を促すメッセージ等のモータ絶縁抵抗異常の表示を行う。

以上のように、本実施形態では、モータの漏洩電流が流れ、モータ駆動装置１のモータ駆動アンプ８におけるインバータ回路のスイッチング素子の漏洩電流が流れない回路部分で、その流れる電流を検出するので、スイッチング素子の漏洩電流に影響されない正確なモータの漏洩電流を検出でき、モータの絶縁抵抗劣化を精度高く検出することができる。

なお、本実施形態では、抵抗Ｒ２の両端間の電圧を検出して、モータの漏洩電流を検出したが、抵抗Ｒ２、リレー接点Ｋ１に流れる電流を検出する電流検出器をこの位置に設けて、直接モータの漏洩電流を検出してもよいものである。
又、リレー接点Ｋ２（スイッチＳＷ２）は設けずに、抵抗Ｒ１をモータの駆動に影響を与えない程度の大きな抵抗値として、ＤＣリンク部のプラス側ライン１２とモータコイル（接続点Ａ）間を常に接続しておいてもよいものである。

本発明の一実施形態における、モータの絶縁抵抗劣化を検出するための電流検出回路の説明図である。 本発明の一実施形態のブロック図とモータ駆動装置およびモータの関係を示すブロック図である。 先願発明におけるモータの絶縁抵抗劣化検出方法及びモータの絶縁抵抗劣化検出装置の概要図である。 先願発明におけるモータの絶縁抵抗劣化を検出するための電流検出回路の説明図である。

符号の説明

１ モータ駆動装置
２ 検出回路部
２ａ 検出回路コントローラ
２ｂ、２ｃ ＡＤコンバータ
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
Ｋ１、Ｋ２ 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 表示器

Claims (6)

1. 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、前述のコンデンサ、モータコイルおよび大地で形成される閉回路を形成し、前記コンデンサの電圧が印加されるモータ駆動アンプと前記閉回路中において、前記モータ駆動アンプのスイッチング素子の漏洩電流を含まない前記閉回路中の位置で、モータコイルと大地を通して流れる電流とモータコイルと大地間の電圧と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。
2. 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、
   前記コンデンサの他端をモータの駆動に影響を与えない大きさの抵抗を介してモータコイルと接続しておき、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ことによって、前述のコンデンサ、モータコイルおよび大地で形成される閉回路を形成し、前記コンデンサの電圧が印加されるモータ駆動アンプと前記閉回路中において、前記モータ駆動アンプのスイッチング素子の漏洩電流を含まない前記閉回路中の位置で、モータコイルと大地を通して流れる電流とモータコイルと大地間の電圧と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。
3. 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、モータコイルおよび大地で閉回路を形成させる、前記コンデンサの一端を大地に接続する第１の接点と前記コンデンサの他端をモータコイルする第２の接点と、前記スイッチをオフとする信号に基づいて前記第１、第２の接点をオンとする手段と、
   前記コンデンサの電圧が印加されるモータ駆動アンプと前記閉回路中において、前記モータ駆動アンプのスイッチング素子の漏洩電流を含まない前記閉回路中の位置に配置されて前記モータコイルと大地を通して流れる電流を検出する電流手段と、モータコイルと大地間の電圧を測定する手段を有し、
   前記電流検出手段で検出した電流で、前記測定した電圧を除算してモータの絶縁抵抗の値を得て、この値が基準値より小さい場合、モータの絶縁抵抗劣化と判定する絶縁抵抗劣化検出手段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。
4. 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、
   前記コンデンサの他端とモータコイルを接続するモータの駆動に影響を与えない大きさの抵抗と、
   前記スイッチをオフとする信号に基づいて前記接点をオンとする手段と、
   前記コンデンサの電圧が印加されるモータ駆動アンプと前記閉回路中において、前記モータ駆動アンプのスイッチング素子の漏洩電流を含まない前記閉回路中の位置に配置されて前記モータコイルと大地を通して流れる電流を検出する電流手段と、モータコイルと大地間の電圧を測定する手段を有し、
   前記電流検出手段で検出した電流で、前記測定した電圧を除算してモータの絶縁抵抗の値を得て、この値が基準値より小さい場合、モータの絶縁抵抗劣化と判定する絶縁抵抗劣化検出手段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。
5. 前記絶縁抵抗劣化検出手段の電流検出手段は、前記閉回路中に設けられた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３又は請求項４に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置。
6. 前記絶縁抵抗劣化検出手段は、前記電流検出値と同時刻に検出したモータに印加される電圧値とをＡＤコンバータでデジタル値に変換し、この電圧値を電流値にて除算した値と、基準値と比較し、除算値が基準値を下回る場合、表示手段に異常を通知する請求項５に記載のモータの絶縁抵抗劣化検出装置。

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