JP2021090268A - Ｄｃリンク電圧変動の原因を判定するモータ駆動装置 - Google Patents

Ｄｃリンク電圧変動の原因を判定するモータ駆動装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因を容易かつ正確に判別することができるモータ駆動装置を実現する。【解決手段】モータ駆動装置１は、交流入力側の交流電力を直流電力に変換してＤＣリンクへ出力する整流器１１と、ＤＣリンクの直流電力をモータ駆動のための交流電力に変換する逆変換器１２と、ＤＣリンク電圧を検出するＤＣリンク電圧検出部１３と、整流器１１への入力電流を検出する入力電流検出部１４と、ＤＣリンク電圧と第１の電圧閾値及び第２の電圧閾値のそれぞれとを比較するＤＣリンク電圧比較部１５と、入力電流と電流閾値とを比較する電流比較部１６と、ＤＣリンク電圧が第１の電圧閾値よりも低いかＤＣリンク電圧が第２の電圧閾値も高い場合において、入力電流が電流閾値よりも低いときは第１の異常が発生したと判定し、入力電流が電流閾値以上のときは第２の異常が発生したと判定する異常検出部１７とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＣリンク電圧変動の原因を判定するモータ駆動装置に関する。
工作機械、鍛圧機械、射出成形機、産業機械、あるいは各種ロボット内のモータの駆動を制御するモータ駆動装置においては、交流電源から供給された交流電力を整流器にて直流電力に変換してＤＣリンクへ出力し、さらに逆変換器にてＤＣリンクにおける直流電力を交流電力に変換して、この交流電力をモータ駆動電力としてモータに供給している。「ＤＣリンク」とは、整流器の直流出力側と逆変換器の直流入力側とを電気的に接続する回路部分のことを指し、「ＤＣリンク部」、「直流リンク」、「直流リンク部」、「直流母線」あるいは「直流中間回路」などとも別称されることもある。ＤＣリンクには、ＤＣリンクコンデンサが設けられる。
一般にＤＣリンクコンデンサの容量は電源容量と比較して小さい。このため、例えば、何らかの原因により交流電源からの交流電力がモータ駆動装置内の整流器に供給されなくなった場合にモータの加速が行われると、モータの加速エネルギーはＤＣリンクコンデンサのみから供給されることになり、ＤＣリンク電圧は一瞬で低下する。また例えば、モータの減速時に何らかの原因により整流器を介した交流電源への電源回生が不十分であると、ＤＣリンク電圧は一瞬で上昇する。
モータ駆動装置において、何らかの原因によりＤＣリンクの端子間電圧であるＤＣリンク電圧が大幅に低下または上昇すると、モータは正常な運転を継続することができなくなる。この結果、モータ駆動装置のみならず、当該モータ駆動装置が駆動するモータ、当該モータに接続された各種装置、当該モータ駆動装置を有する各種システムなどが、破損したり変形したりするなどといった障害が生じる可能性がある。そのため、ＤＣリンク電圧が大幅に低下または上昇した場合はモータ駆動装置内の制御装置からはアラーム信号が出力される。このアラーム信号に基づき、上記障害を回避または最小限にするためのモータ駆動装置の非常停止や保護動作が行われる。
例えば、自装置と電源との間の電源入力部の異常検出機能を有するモータ駆動装置であって、前記電源からの交流電力を前記電源入力部を介して入力し、前記交流電力を直流電力に変換する順変換器と、前記順変換器からの前記直流電力を交流電力に変換する逆変換器と、前記順変換器と前記逆変換器との間のＤＣリンクに設けられたＤＣリンクコンデンサと、前記ＤＣリンクコンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部で検出した電圧値に基づいて、前記ＤＣリンクコンデンサの所定時間における電圧変化量を求め、求めた前記電圧変化量に基づいて前記電源入力部の異常検出を行う異常検出部と、を備えるモータ駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
例えば、交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、交流電源と前記ＡＣ／ＤＣ変換部とを接続または遮断するためのスイッチングを行う電磁接触器と、前記ＡＣ／ＤＣ変換部から出力される直流電圧を平滑化するＤＣリンク部と、前記ＤＣリンク部により平滑化された直流電圧をモータ駆動用の交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換部と、前記ＤＣリンク部の端子間電圧を測定するＤＣリンク電圧検出部と、前記電磁接触器を接続または遮断する指令を送信するとともに、前記ＡＣ／ＤＣ変換部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電磁接触器によりスイッチングを行ってからの経過時間を計測する時間計測部と、交流電源と前記ＡＣ／ＤＣ変換部とを接続させて前記ＤＣリンク部に充電を行った後の前記ＤＣリンク部の端子間電圧と、前記ＤＣリンク部の充電を行った後に前記制御部が交流電源と前記ＡＣ／ＤＣ変換部との接続を遮断する指令を送信してから所定の時間経過後の前記ＤＣリンク部の端子間電圧との差分が所定の電圧値未満である場合には、前記電磁接触器が溶着していると判定する溶着判定部と、を有することを特徴とするモータ駆動装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
例えば、交流電力を直流電力に変換する順変換器からの前記直流電力を交流電力に変換する少なくとも１つの逆変換器と、前記順変換器と前記逆変換器との間のＤＣリンクに、前記逆変換器ごとに設けられたＤＣリンクコンデンサと、前記ＤＣリンクにおける前記順変換器と前記ＤＣリンクコンデンサとの間に流れる電流を検出する第１電流検出部と、前記ＤＣリンクにおける前記ＤＣリンクコンデンサと前記逆変換器との間に流れる電流を検出する第２電流検出部と、前記ＤＣリンクコンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、前記第１電流検出部で検出した電流値と前記第２電流検出部で検出した電流値との差分を所定時間にわたって積分した積分値から前記所定時間における前記ＤＣリンクコンデンサの電荷の変化量を求め、前記電圧検出部で検出した電圧値に基づいて前記所定時間における前記ＤＣリンクコンデンサの電圧の変化量を求め、求めた電荷の変化量と電圧の変化量とに基づいて前記ＤＣリンクコンデンサの容量値を求め、求めた容量値に基づいて前記ＤＣリンクコンデンサの容量低下の検出を行う容量低下検出部と、を備えるモータ駆動装置が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
例えば、特許文献４の段落［０００３］には、「この種の電力変換装置においては、インバータ部等の保護を図るために、電源電圧の異常（例えば瞬時電圧低下等）を検出する異常検出手段を備えたものがある。」と記載されている。
例えば、交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの直流出力側に並列接続され、互いに直列接続された複数のコンデンサを有するＤＣリンク部と、前記ＤＣリンク部に並列接続され、前記ＤＣリンク部における直流電力をモータの駆動のための交流電力に変換して出力するインバータと、前記ＤＣリンク部と前記インバータとの間を流れる直流電流の値と予め規定された第１の閾値とを比較するとともに前記コンバータを介して前記交流電源から前記ＤＣリンク部へ流れる入力電流の値と予め規定された第２の閾値とを比較し、比較の結果、前記ＤＣリンク部と前記インバータとの間を流れる直流電流の値が前記第１の閾値を下回った状態において前記コンバータを介して前記交流電源から前記ＤＣリンク部へ流れる入力電流の値が前記第２の閾値を上回った場合、前記ＤＣリンク部内の前記複数のコンデンサのうち少なくとも１つが短絡したと判定する短絡判定部と、を備える、モータ駆動装置が知られている（例えば、特許文献５参照。）。
例えば、３相交流電源からの３相交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、ＡＣ／ＤＣ変換部が出力する直流を３相交流に変換してモータへ供給するＤＣ／ＡＣ変換部とを具備するモータ駆動装置であって、前記３相交流電源から前記ＡＣ／ＤＣ変換部を経て前記ＤＣ／ＡＣ変換部への電流の総和を検出する総和電流検出部と、前記ＤＣ／ＡＣ変換部の出力電流における過電流を検出する過電流検出部と、前記過電流検出部が過電流を検出するとき、前記総和電流検出部が検出する電流の総和がゼロでないと判定できれば地絡の発生と判定し、前記総和電流検出部が検出する電流の総和がゼロであると判定できれば相間短絡の発生と判定する判定部とをさらに具備するモータ駆動装置が知られている（例えば、特許文献６参照。）。
特開２０１８−１２１４０８号公報 特開２０１５−２１６０１８号公報 特開２０１８−１０２０８２号公報 特開２０１２−１５１９５９号公報 特開２０１９−１３８６５６号公報 特開２０１１−２１７５１８号公報
ＤＣリンク電圧が大幅に低下または上昇する原因には、例えば、交流電源の長期にわたる停電、瞬時停電、電源設備の容量不足、過負荷、モータ駆動装置自体の故障、並びに、ブレーカ及び電磁接触器の遮断などがある。アラーム信号の出力やＤＣリンク電圧の測定結果に基づいて、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の現象自体は検知できるが、その原因の特定作業は手間及び時間がかかる。ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇が発生した場合、一般的には、作業者は、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因の調査を、まずはモータ駆動装置から開始する。しかしながら、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因がモータ駆動装置以外にある場合、その真の原因にたどり着くまでに時間がかかる。作業者による原因調査の間は、モータ駆動装置で駆動される機械の稼動が停止されるので、機械の稼働率が低下してしまう。
また、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因に応じて、作業者が取るべき対応も異なる。例えば、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因がモータ駆動装置自体の故障以外である場合は、作業者はモータ駆動装置自体の交換やモータ駆動装置内の部品の交換作業や修理作業は、本来的には必要ない。しかしながら、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因が正確に特定されないと、作業者は、モータ駆動装置が正常であるにもかかわらずモータ駆動装置が故障したと誤認識してしまうことがある。この結果、正常なモータ駆動装置自体を不必要に交換したりモータ駆動装置内の部品を不必要に交換または修理してしまうことになり、不経済である。
したがって、整流器と逆変換器とがＤＣリンクを介して接続されるモータ駆動装置において、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因を容易かつ正確に判別することができる技術が望まれている。
本開示の一態様によれば、モータ駆動装置は、交流入力側から入力された交流電力を直流電力に変換して直流出力側であるＤＣリンクへ出力する整流器と、ＤＣリンクにおける直流電力をモータ駆動のための交流電力に変換して出力する逆変換器と、ＤＣリンクの端子間電圧であるＤＣリンク電圧を検出するＤＣリンク電圧検出部と、整流器の交流入力側から入力される入力電流を検出する入力電流検出部と、ＤＣリンク電圧と第１の電圧閾値及び第１の電圧閾値より高い値として設定された第２の電圧閾値のそれぞれとを比較するＤＣリンク電圧比較部と、入力電流と電流閾値とを比較する電流比較部と、ＤＣリンク電圧比較部によりＤＣリンク電圧が第１の電圧閾値よりも低いと判定されまたはＤＣリンク電圧が第２の電圧閾値も高いと判定された場合において、電流比較部により入力電流が電流閾値よりも低いと判定されたときは第１の異常が発生したと判定し、電流比較部により入力電流が電流閾値以上であると判定されたときは第２の異常が発生したと判定する異常検出部とを備える。
本開示の一態様によれば、整流器と逆変換器とがＤＣリンクを介して接続されるモータ駆動装置において、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因を容易かつ正確に判別することができる。
本開示の一実施形態によるモータ駆動装置を示す図である。 本開示の一実施形態によるモータ駆動装置の動作フローを示すフローチャートである。 本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動装置を示す図である。 本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動装置の動作フローを示すフローチャートである。
以下図面を参照して、ＤＣリンク電圧変動の原因を判定するモータ駆動装置について説明する。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。図面に示される形態は実施をするための一つの例であり、図示された実施形態に限定されるものではない。
図１は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置を示す図である。
一例として、交流電源２に接続されたモータ駆動装置１により、モータ３を制御する場合について示す。本実施形態においては、モータ３の種類は特に限定されず、例えば誘導モータであっても同期モータであってもよい。また、交流電源２及びモータ３の相数は本実施形態を特に限定するものではなく、例えば三相であっても単相であってもよい。図示の例では、交流電源２及びモータ３をそれぞれ三相としている。交流電源２の一例を挙げると、三相交流４００Ｖ電源、三相交流２００Ｖ電源、三相交流６００Ｖ電源、単相交流１００Ｖ電源などがある。モータ３が設けられる機械には、例えば工作機械、ロボット、鍛圧機械、射出成形機、産業機械、各種電化製品、電車、自動車、航空機などが含まれる。
図１に示すように、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置１は、整流器１１と、逆変換器１２と、ＤＣリンク電圧検出部１３と、入力電流検出部１４と、ＤＣリンク電圧比較部１５と、電流比較部１６と、異常検出部１７とを備える。また、モータ駆動装置１は、第１の開閉部としての電磁接触器１８と、第２の開閉部としてのブレーカ１９と、表示部２３とを備える。
整流器１１は、交流入力側から入力された交流電力を直流電力に変換して直流出力側であるＤＣリンクへ出力する。整流器１１は、交流電源２から三相交流電力が供給される場合は三相ブリッジ回路で構成され、交流電源２から単相交流電力が供給される場合は単相ブリッジ回路で構成される。図示の例では、交流電源２を三相交流電源としたので、整流器１１は三相ブリッジ回路で構成される。整流器１１の例としては、ダイオード整流器、１２０度通電方式整流器、及びＰＷＭスイッチング制御方式整流器などがある。例えば、整流器１１が１２０度通電方式整流器及びＰＷＭスイッチング制御方式整流器である場合は、スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなり、上位制御装置（図示せず）から受信した駆動指令に応じて各スイッチング素子がオンオフ制御されて交直双方向に電力変換を行う。この場合、スイッチング素子の例としては、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ−ＯＦＦ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ：ゲートターンオフサイリスタ）、トランジスタなどがあるが、その他の半導体素子であってもよい。なお、整流器１１の交流入力側には、交流リアクトルやＡＣラインフィルタなどが設けられることがあるが、ここでは図示を省略している。
第１の開閉部としての電磁接触器１８は、整流器１１の交流入力側に設けられ、交流入力側から整流器１１への入力電流の電流経路を開閉する。交流入力側から整流器１１への入力電流の電流経路を形成する閉動作は、電磁接触器１８の接点が閉成することにより実現され、交流入力側から整流器１１への入力電流の電流経路を遮断する開動作は、電磁接触器１８の接点が開離することにより実現される。なお、電磁接触器１８に代えて、交流入力側から整流器１１への入力電流の電流経路を開閉する半導体スイッチング素子を第１の開閉部として用いてもよい。
第２の開閉部としてのブレーカ１９は、整流器１１へ入力される交流電力の供給源である交流電源２と電磁接触器１８との間に設けられ、交流電源２から電磁接触器１８への電流経路を開閉する。交流電源２から電磁接触器１８への電流経路を形成する閉動作は、ブレーカ１９の接点が閉成することにより実現され、交流電源２から電磁接触器１８への電流経路を遮断する開動作は、ブレーカ１９の接点が開離することにより実現される。なお、ブレーカ１９に代えて、交流電源２から電磁接触器１８への電流経路を開閉する半導体スイッチング素子を第２の開閉部として用いてもよい。
整流器１１の直流出力側と逆変換器１２の直流入力側とを接続するＤＣリンクには、ＤＣリンクコンデンサ２０が設けられる。ＤＣリンクコンデンサ２０は、逆変換器１２が交流電力を生成するために用いられる直流電力を蓄積する機能及び整流器１１の直流出力の脈動分を抑える機能を有する。ＤＣリンクコンデンサ２０の例としては、例えば電解コンデンサやフィルムコンデンサなどがある。
逆変換器１２は、ＤＣリンクを介して整流器１１に接続され、ＤＣリンクにおける直流電力をモータ駆動のための交流電力に変換して出力する。逆変換器１２は、直流電力を交流電流に変換することができる構成を有していればよく、例えば、内部にスイッチング素子を備えるＰＷＭ制御方式インバータなどがある。逆変換器１２は、モータ３が三相交流モータである場合は三相のブリッジ回路として構成され、モータ３が単相モータである場合は単相ブリッジ回路で構成される。図示の例では、モータ３を三相交流モータとしたので、逆変換器１２は三相ブリッジ回路で構成される。逆変換器１２がＰＷＭ制御方式インバータとして構成される場合は、整流素子及びこれに逆並列に接続されたスイッチング素子のブリッジ回路からなる。この場合、スイッチング素子の例としては、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ−ＯＦＦ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ：ゲートターンオフサイリスタ）、トランジスタなどがあるが、その他の半導体素子であってもよい。逆変換器１２は、上位制御装置（図示せず）の指令に基づき内部のスイッチング素子のオンオフ動作がＰＷＭ制御されることで、ＤＣリンクにおける直流電力をモータ駆動のための交流電力に変換して出力する。モータ３は、逆変換器１２から供給される交流電力に基づいて、速度、トルクまたは回転子の位置が制御される。なお、逆変換器１２は、スイッチング素子のオンオフ動作が適切にＰＷＭ制御されることにより、モータ３で回生された交流電力を直流電力に変換して直流側のＤＣリンクへ戻すこともできる。
ＤＣリンク電圧検出部１３は、ＤＣリンクの端子間電圧であるＤＣリンク電圧を検出する。すなわちＤＣリンク電圧検出部１３は、整流器１１の直流出力側の正側端子に現れる正電位と整流器１１の直流出力側の負側端子に現れる負電位との間の電位差の値を、ＤＣリンク電圧として検出する。あるいは、ＤＣリンク電圧検出部１３は、ＤＣリンクコンデンサ２０の正負両極端子間に印加される電圧を、ＤＣリンク電圧として検出してもよい。ＤＣリンク電圧検出部１３により検出されたＤＣリンク電圧の値は、ＤＣリンク電圧比較部１５へ送られる。
ＤＣリンク電圧比較部１５は、ＤＣリンク電圧と、第１の電圧閾値Ｖth1及び第１の電圧閾値Ｖth1より高い値として設定された第２の電圧閾値Ｖth2のそれぞれとを比較する。電磁接触器１８及びブレーカ１９が閉状態にあり交流電源２に停電がない状態において、モータ駆動装置１が故障なくモータ３を正常に駆動している場合（以下、単に「正常状態」と称する。）においても、ＤＣリンク電圧には多少の脈動が発生する。第１の電圧閾値Ｖth1は、モータ駆動装置１によりモータ３を駆動しているときに発生する正常状態の下での脈動に起因して低下したＤＣリンク電圧よりも低い値に設定される。また、第２の電圧閾値Ｖth2は、モータ駆動装置１によりモータ３を駆動しているときに発生する正常状態の下での脈動に起因して上昇したＤＣリンク電圧よりも高い値に設定される。第１の電圧閾値Ｖth1及び第２の電圧閾値Ｖth2については、例えば実験もしくは実際の運用によりモータ駆動装置１を動作させたり、またはコンピュータによるシミュレーションにより、モータ駆動装置１の適用環境や整流器１１の直流出力側の電圧値とモータ駆動装置１におけるアラーム信号の出力の有無との関係性などを事前に求めたうえで、適宜設定することができる。一例を挙げると、一般にモータ駆動装置１の適用環境に応じて正常状態におけるＤＣリンク電圧の目標値が設定されることから、第１の電圧閾値Ｖth1を、この目標値よりも例えば数十パーセント程度低い値に設定し、第２の電圧閾値Ｖth2を、この目標値よりも例えば数十パーセント程度高い値に設定してもよい。ここで示した数値例はあくまでも一例であって、これ以外の値であってもよい。なお、第１の電圧閾値Ｖth1及び第２の電圧閾値Ｖth2については、書き換え可能な記憶部（図示せず）に記憶されて外部機器によって書き換え可能であってもよく、第１の電圧閾値Ｖth1及び第２の電圧閾値Ｖth2を一旦設定した後であっても、必要に応じて適切な値に変更することができる。
ＤＣリンク電圧が第１の電圧閾値Ｖth1と第２の電圧閾値Ｖth2との間で画定される範囲に収まる場合は、ＤＣリンク電圧は正常状態にある。一方、ＤＣリンク電圧が第１の電圧閾値Ｖth1よりも低い場合はＤＣリンク電圧が大幅に低下した状態であり、ＤＣリンク電圧が第２の電圧閾値Ｖth2よりも高い場合はＤＣリンク電圧が大幅に上昇した状態である。ＤＣリンク電圧比較部１５は、ＤＣリンク電圧と第１の電圧閾値Ｖth1とを比較するとともに、ＤＣリンク電圧と第２の電圧閾値Ｖth2とを比較する。ＤＣリンク電圧比較部１５による比較結果は、異常検出部１７へ送られる。
入力電流検出部１４は、整流器１１に対して交流入力側から入力される入力電流すなわち電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へ入力される入力電流を検出する。図示の例では、交流電源２は三相交流電源であるので電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へは三相交流の入力電流が流れるが、入力電流検出部１４は、例えば三相のうちの二相分の入力電流を検出する。この代替例として、入力電流検出部１４は、三相のうちの単相分または三相分の入力電流を検出してもよい。入力電流検出部１４により検出された入力電流の値は、電流比較部１６へ送られる。
電流比較部１６は、入力電流と電流閾値Ｉthとを比較する。電流閾値Ｉthは、電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へ入力電流が流れているか否かを判定するために用いられる。電流閾値Ｉthについては、例えば実験もしくは実際の運用によりモータ駆動装置１を動作させたり、またはコンピュータによるシミュレーションにより、モータ駆動装置１の適用環境や電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へ流れる入力電流の大きさなどを事前に求めたうえで、適宜設定することができる。一例を挙げると、電流閾値Ｉthは、入力電流検出部１４の検出誤差などを考慮して、定格入力電流の例えば数パーセント程度に設定してもよい。ここで示した数値例はあくまでも一例であって、これ以外の値であってもよい。入力電流が電流閾値Ｉthより低い場合は、電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へ入力電流が流れていないことを意味する。入力電流が電流閾値Ｉth以上である場合は、電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へ入力電流が流れていることを意味する。電流比較部１６による比較結果は、異常検出部１７へ送られる。なお、電流閾値Ｉthについては、書き換え可能な記憶部（図示せず）に記憶されて外部機器によって書き換え可能であってもよく、電流閾値Ｉthを一旦設定した後であっても、必要に応じて適切な値に変更することができる。
なお、図示の例のように、入力電流検出部１４は二相分の入力電流を検出するので、電流比較部１６は、二相の各相についての入力電流と電流閾値Ｉthとを比較する。電流比較部１６は、二相のうちの少なくとも一相の入力電流が電流閾値Ｉthより低ければ、「入力電流は電流閾値Ｉthより低い」と判定する。この代替例として、電流比較部１６は、入力電流検出部１４が検出した二相分の入力電流を二相座標上のベクトルノルムに変換し、当該ベクトルノルムが電流閾値Ｉthより低ければ、「入力電流は電流閾値Ｉthより低い」と判定してもよい。
また、入力電流検出部１４は三相分の入力電流を検出する場合は、電流比較部１６は、三相の各相についての入力電流と電流閾値Ｉthとを比較する。電流比較部１６は、三相のうちの少なくとも一相の入力電流が電流閾値Ｉthより低ければ、「入力電流は電流閾値Ｉthより低い」と判定する。この代替例として、電流比較部１６は、入力電流検出部１４が検出した三相二相変換して得られる二相座標上のベクトルノルムに変換し、当該ベクトルノルムが電流閾値Ｉthより低い場合に「入力電流は電流閾値Ｉthより低い」と判定してもよい。
また、入力電流検出部１４は単相の入力電流を検出する場合は、電流比較部１６は、単相の入力電流と電流閾値Ｉthとを比較する。電流比較部１６は、単相の三相の入力電流が電流閾値Ｉthより低ければ、「入力電流は電流閾値Ｉthより低い」と判定する。
異常検出部１７は、ＤＣリンク電圧比較部１５によりＤＣリンク電圧が第１の電圧閾値Ｖth1よりも低いと判定されまたはＤＣリンク電圧が第２の電圧閾値Ｖth2も高いと判定された場合において、電流比較部１６により入力電流が電流閾値Ｉth1よりも低いと判定されたときは第１の異常が発生したと判定し、電流比較部１６により入力電流が電流閾値Ｉth1以上であると判定されたときは第２の異常が発生したと判定する。
異常検出部１７による判定結果の１つである「第１の異常」には、交流電源２の長期停電、交流電源２の瞬時停電、第１の開閉部である電磁接触器１８による電流経路の開状態、及び第２の開閉部であるブレーカ１９による電流経路の開状態のうちの少なくとも１つが含まれる。電流比較部１６により入力電流が電流閾値Ｉth1よりも低いと判定された場合、電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へは入力電流が流れていない。電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へ入力電流が流れていない状態は、交流電源２の長期停電、交流電源２の瞬時停電、第１の開閉部である電磁接触器１８による電流経路の開状態、及び第２の開閉部であるブレーカ１９による電流経路の開状態のうちの、いずれかにおいて発生する。よって、本実施形態では、異常検出部１７は、ＤＣリンク電圧が第１の電圧閾値Ｖth1よりも低いと判定されまたはＤＣリンク電圧が第２の電圧閾値Ｖth2も高いと判定された場合において、入力電流が電流閾値Ｉth1よりも低いと判定されたとき（すなわち電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へ入力電流が流れていないとき）は第１の異常が発生したと判定する。なお、一般的な解釈では、電磁接触器１８及びブレーカ１９による電流経路の開状態は「異常」として認識されることは少ない。本実施形態では、「電磁接触器１８及びブレーカ１９による電流経路の開状態」は、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇をもたらす原因となり得ることから、「電磁接触器１８及びブレーカ１９による電流経路の開状態」も「第１の異常」の定義に含める。
異常検出部１７による判定結果の１つである「第２の異常」には、モータ駆動装置１の故障、モータ駆動装置１に対する過負荷、及び交流電源２の容量不足のうちの少なくとも１つが含まれる。電流比較部１６により入力電流が電流閾値Ｉth1以上であると判定された場合、電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へは入力電流が流れている。電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へ入力電流が流れているにもかかわらず、ＤＣリンク電圧が大幅に低下または上昇する原因として、まずはモータ駆動装置１自体の故障が考えられる。また、モータ駆動装置１内の逆変換器１２に適正な負荷が接続された状態では、交流電源２から整流器１１へ取り込まれる交流電力と逆変換器１２から負荷（モータ３）へ供給される交流電力とはバランスし、ＤＣリンク電圧は多少の脈動はあるもののほぼ目標値通りの一定値となるはずである。しかしながら、モータ駆動装置１内の逆変換器１２に過負荷が接続されると、交流電源２から整流器１１へ取り込まれる交流電力と逆変換器１２から負荷（モータ３）へ供給される交流電力とはバランスせず、ＤＣリンクコンデンサ２０に蓄積された直流電力がいつも以上に消費されることになる。また、モータ駆動装置１に対して交流電源２の容量が不足している場合も、交流電源２から整流器１１へ取り込まれる交流電力と逆変換器１２から負荷（モータ３）へ供給される交流電力とはバランスせず、ＤＣリンクコンデンサ２０に蓄積された直流電力がいつも以上に消費されることになる。これら直流電力がいつも以上に消費される場合も、ＤＣリンク電圧は大幅に低下する。よって、本実施形態では、異常検出部１７は、ＤＣリンク電圧が第１の電圧閾値Ｖth1よりも低いと判定されまたはＤＣリンク電圧が第２の電圧閾値Ｖth2も高いと判定された場合において、入力電流が電流閾値Ｉth1以上であると判定されたとき（すなわち電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へ入力電流が流れているとき）は第２の異常が発生したと判定する。
表示部２３は、異常検出部１７の判定結果を表示する。表示部２３の例としては、ディスプレイ、パソコン、携帯端末及びタッチパネルなどのディスプレイなどがあるが、これらはモータ駆動装置１の付属のものやその上位制御装置に付属のものであってもよい。例えば「第１の異常が発生」または「第２の異常が発生」といった表示を行う。また、表示部２３は、「第１の異常が発生」及び「第２の異常が発生」のいずれかが表示されない間は、無表示とするか、「正常」を表示してもよい。なお、表示部２３は、「第１の異常が発生」については、「交流電源の長期停電、交流電源の瞬時停電、電磁接触器による電流経路の開状態、ブレーカによる電流経路の開状態のいずれかが発生」といったようにより詳細に表示してもよい。同様に、表示部２３は、「第２の異常が発生」については、「モータ駆動装置の故障、モータ駆動装置に対する過負荷、交流電源の容量不足のいずれかが発生」といったように、より詳細に表示してもよい。表示部２３による上述の表示例は、あくまでも一例であって、これ以外の表現や絵に基づいて「第１の異常が発生」、「第２の異常が発生」、及び「正常」を表示してもよい。この代替例として、表示部２３に代えて、例えば音声、スピーカ、ブザー、チャイムなどのような音を発する音響機器にて実現してもよい。音響機器によって、作業者に対して異常検出部１７の判定結果を報知する場合、例えば「第１の異常が発生」及び「第２の異常が発生」の違いが区別できるように、音色、音階、リズム、あるいは曲調などを設定すればよい。この場合、音響装置は、「第１の異常が発生」及び「第２の異常が発生」が報知されない間は、無音とするのが好ましい。またあるいは、プリンタを用いて紙面等にプリントアウトして表示させる形態をとってもよい。またあるいは、これらを適宜組み合わせて実現してもよい。
本実施形態によれば、作業者は、異常検出部１７の判定結果に基づいて、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因を容易かつ正確に判別することができる。また、作業者は、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因に応じた正確な対応を迅速にとることができる。
例えば、異常検出部１７により「第１の異常」と判定された場合、作業者は、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因が、交流電源２の長期停電、交流電源２の瞬時停電、第１の開閉部である電磁接触器１８による電流経路の開状態、及び第２の開閉部であるブレーカ１９による電流経路の開状態のうちの少なくとも１つであることを把握することができる。よって、作業者が、モータ駆動装置１が正常であるにもかかわらず故障であると誤認識することはないので、正常なモータ駆動装置１自体の交換やモータ駆動装置１内の部品の交換または修理を行うことはない。また、作業者は、電磁接触器１８やブレーカ１９の開閉を確認する作業を直ぐに着手することができる。電磁接触器１８やブレーカ１９が開状態にあることの確認が取れ次第、迅速に電磁接触器１８やブレーカ１９の復帰作業にとりかかることができる。また、作業者は、電磁接触器１８やブレーカ１９が閉状態にあることの確認が取れた場合は、交流電源２の復旧作業を行ったり、交流電源２が復旧するまで待機するといった対応をとることができる。
例えば、異常検出部１７により「第２の異常」と判定された場合、作業者は、ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因が、モータ駆動装置１の故障、モータ駆動装置１に対する過負荷、及び交流電源２の容量不足のうちの少なくとも１つであることを把握することができる。よって、作業者は、モータ駆動装置１に対する負荷状態や交流電源２の容量を確認する作業を直ぐに着手することができる。ＤＣリンク電圧の大幅な低下または上昇の原因がモータ駆動装置１に対する過負荷や交流電源２の容量不足であることの確認が取れ次第、作業者は、モータ駆動装置１の設計変更や交流電源２の設備増強といった対応を直ぐに取り掛かることができる。また、作業者は、モータ駆動装置１に対する負荷状態や交流電源２の容量に問題がないことの確認が取れた場合は、モータ駆動装置１の故障であると把握できるので、モータ駆動装置１自体の交換作業またはモータ駆動装置１内の部品の交換作業もしくは修理作業を、効率よく行うことができる。
ＤＣリンク電圧比較部１５、電流比較部１６、及び異常検出部１７（後述する変形例の場合も含む）は、例えばソフトウェアプログラム形式で構築されてもよく、あるいは各種電子回路とソフトウェアプログラムとの組み合わせで構築されてもよく、あるいは各種電子回路のみで構成されてもよい。例えばこれらをソフトウェアプログラム形式で構築する場合は、例えばＤＳＰやＦＰＧＡなどの演算処理装置をこのソフトウェアプログラムに従って動作させることで、上述の各部の機能を実現することができる。またあるいは、ＤＣリンク電圧比較部１５、電流比較部１６、及び異常検出部１７（後述する変形例の場合も含む）を、各部の機能を実現するソフトウェアプログラムを書き込んだ半導体集積回路として実現してもよい。またあるいは、ＤＣリンク電圧比較部１５、電流比較部１６、及び異常検出部１７（後述する変形例の場合も含む）を、各部の機能を実現するソフトウェアプログラムを書き込んだ記録媒体として実現してもよい。また、ＤＣリンク電圧比較部１５、電流比較部１６、及び異常検出部１７（後述する変形例の場合も含む）は、例えば工作機械の数値制御装置内に設けられてもよく、ロボットを制御するロボットコントローラ内に設けられてもよい。
また、ＤＣリンク電圧検出部１３及び入力電流検出部１４は、アナログ回路とディジタル回路との組み合わせで構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアプログラム形式で構築された演算処理装置にて実現されてもよく、あるいは、アナログ回路のみで構成されてもよい。なお、ＤＣリンク電圧検出部１３及び入力電流検出部１４については、モータ駆動装置１に一般的に設けられるものを流用してもよい。
また、第１の電圧閾値Ｖth1、第２の電圧閾値Ｖth2、及び電流閾値Ｉthを記憶する記憶部は、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などのような電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリ、または、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどのような高速で読み書きのできるランダムアクセスメモリなどで構成されてもよい。
図２は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置の動作フローを示すフローチャートである。
モータ駆動装置１によりモータ３の駆動を行っている場合において、ステップＳ１０１において、ＤＣリンク電圧検出部１３は、ＤＣリンクの端子間電圧であるＤＣリンク電圧を検出する。ＤＣリンク電圧検出部１３により検出されたＤＣリンク電圧の値は、ＤＣリンク電圧比較部１５へ送られる。
ステップＳ１０２において、入力電流検出部１４は、整流器１１に対して交流入力側から入力される入力電流すなわち電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へ入力される入力電流を検出する。入力電流検出部１４により検出された入力電流の値は、電流比較部１６へ送られる。
なお、ステップＳ１０１のＤＣリンク電圧検出処理とステップＳ１０２の入力電流検出処理とは入れ替えて実行してもよい。
ステップＳ１０３において、ＤＣリンク電圧比較部１５は、ＤＣリンク電圧と第１の電圧閾値Ｖth1とを比較し、ＤＣリンク電圧が第１の電圧閾値Ｖth1よりも低いか否かを判定する。ステップＳ１０３において、ＤＣリンク電圧が、第１の電圧閾値Ｖth1よりも低いと判定された場合はステップＳ１０４へ進み、第１の電圧閾値Ｖth1以上であると判定された場合はステップＳ１０１へ戻る。ステップＳ１０３におけるＤＣリンク電圧比較部１５による比較結果は、異常検出部１７へ送られる。
ステップＳ１０４において、ＤＣリンク電圧比較部１５は、ＤＣリンク電圧と第２の電圧閾値Ｖth2とを比較し、ＤＣリンク電圧が第２の電圧閾値Ｖth2よりも高いか否かを判定する。ステップＳ１０４において、ＤＣリンク電圧が、第２の電圧閾値Ｖth2よりも高いと判定された場合はステップＳ１０５へ進み、第２の電圧閾値Ｖth2よりも高いと判定された場合はステップＳ１０１へ戻る。ステップＳ１０４におけるＤＣリンク電圧比較部１５による比較結果は、異常検出部１７へ送られる。
なお、ステップＳ１０３のＤＣリンク電圧比較処理とステップＳ１０４のＤＣリンク電圧比較処理とは入れ替えて実行してもよい。
ステップＳ１０５において、電流比較部１６は、入力電流と電流閾値Ｉthとを比較し、入力電流が電流閾値Ｉthよりも低いか否かを判定する。ステップＳ１０５において、入力電流が、電流閾値Ｉthよりも低いと判定された場合はステップＳ１０６へ進み、電流閾値Ｉth以上であると判定された場合はステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０５における電流比較部１６による比較結果は、異常検出部１７へ送られる。
なお、ステップＳ１０４のＤＣリンク電圧比較処理とステップＳ１０５の入力電流比較処理との間に、ステップＳ１０２の入力電流検出処理を実行してもよい。
ステップＳ１０６において、異常検出部１７は、第１の異常が発生したと判定する。第１の異常には、交流電源２の長期停電、交流電源２の瞬時停電、第１の開閉部である電磁接触器１８による電流経路の開状態、及び第２の開閉部であるブレーカ１９による電流経路の開状態のうちの少なくとも１つが含まれる。
ステップＳ１０７において、異常検出部１７は、第２の異常が発生したと判定する。第２の異常には、モータ駆動装置１の故障、モータ駆動装置１に対する過負荷、及び交流電源２の容量不足のうちの少なくとも１つが含まれる。
なお、図２では図示していないが、ステップＳ１０６及びＳ１０７の異常判定処理の後に、表示部２３は異常検出部１７の判定結果を表示してもよい。
上述のステップＳ１０１〜Ｓ１０７の一連の処理は、所定の周期で、例えば異常検出部１７により第１の異常または第２の異常が検出されるまで、繰り返し実行される。
続いて、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置１の変形例について、図３及び図４を参照して説明する。本変形例は、第１の異常に含まれる交流電源２の瞬時停電と、交流電源２の長期停電及び第２の開閉部であるブレーカ１９による電流経路の開状態と、第１の開閉部である電磁接触器１８による電流経路の開状態と、をさらに判別可能にしたものである。
図３は、本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動装置を示す図である。
図３に示すように、本変形例によるモータ駆動装置１は、入力電圧検出部２１及び入力電圧比較部２２をさらに備える。なお、入力電圧検出部２１及び入力電圧比較部２２並びに異常検出部１７以外の回路構成要素については図１に示す回路構成要素と同様であるので、同一の回路構成要素には同一符号を付して当該回路構成要素についての詳細な説明は省略する。
入力電圧検出部２１は、第１の開閉部である電磁接触器１８と第２の開閉部であるブレーカ１９との間における相電圧である入力電圧を検出する。図示の例では、交流電源２は三相交流電源であるので電磁接触器１８とブレーカ１９との間における三相の各相の相電圧を検出する。交流電源２が単相交流電源である場合は電磁接触器１８とブレーカ１９との間における単相電圧を検出する。入力電圧検出部２１によって検出された入力電圧の値は、入力電圧比較部２２へ送られる。
入力電圧比較部２２は、ＤＣリンク電圧比較部１５によりＤＣリンク電圧が第１の電圧閾値Ｖth1よりも低いと判定されまたはＤＣリンク電圧が第２の電圧閾値Ｖth2も高いと判定された場合において、入力電圧と停電閾値Ｖth3とを比較する。また、入力電圧比較部２２は、この比較処理において、入力電圧が停電閾値Ｖth3より低い状態が所定の時間未満だけ継続したかあるいは所定の時間以上継続したかについても判定する。停電閾値Ｖth3は、交流電源２に長期停電または瞬時停電が発生しているか否かを判定するために用いられる。停電閾値Ｖth3については、例えば実験もしくは実際の運用によりモータ駆動装置１を動作させたり、またはコンピュータによるシミュレーションにより、モータ駆動装置１の適用環境やモータ駆動装置１によりモータ３を正常に駆動することができる交流電圧などを事前に求めたうえで、適宜設定することができる。一例を挙げると、停電閾値Ｖth3は、例えばモータ駆動装置１にてモータ３を正常に駆動することができる交流電源２の交流電圧の下限値よりも、安全性を考慮して例えば数十パーセント程度低い値に設定すればよい。ここで示した数値例はあくまでも一例であって、これ以外の値であってもよい。なお、停電閾値Ｖth3については、書き換え可能な記憶部（図示せず）に記憶されて外部機器によって書き換え可能であってもよく、停電閾値Ｖth3を一旦設定した後であっても、必要に応じて適切な値に変更することができる。入力電圧比較部２２による比較結果は、異常検出部１７へ送られる。また、入力電圧が停電閾値Ｖth3より低い状態が所定の時間未満だけ継続したかあるいは所定の時間以上継続したかの判定に用いられる上記「所定の時間」は、交流電源２の停電を、瞬時の停電（瞬停）とそれ以外の長期的な停電とを切り分けることができる程度の値に設定される。一般に、交流電源２の瞬時停電は数秒以下の停電を指すことが多いので、上記「所定の時間」は数秒程度（例えば２秒）に設定すればよい。ここで示した数値例はあくまでも一例であって、これ以外の値であってもよい。なお、上記「所定の時間」については、書き換え可能な記憶部（図示せず）に記憶されて外部機器によって書き換え可能であってもよく、上記「所定の時間」を一旦設定した後であっても、必要に応じて適切な値に変更することができる。入力電圧比較部２２による比較結果は、異常検出部１７へ送られる。
上述のように、入力電圧検出部２１は三相の各相の相電圧である入力電圧を検出するので、入力電圧比較部２２は、三相の各相についての入力電圧と停電閾値Ｖth3とを比較する。入力電圧比較部２２は、三相のうちの少なくとも一相の入力電流が停電閾値Ｖth3より低ければ、「入力電圧は停電閾値Ｖth3より低い」と判定する。この代替例として、入力電圧比較部２２は、例えば、三相の入力電圧を二相座標上の電圧ベクトルに座標変換し、当該電圧ベクトルの振幅が停電閾値Ｖth3とよりも低い場合に「入力電圧は停電閾値Ｖth3より低い」と判定してもよい。
異常検出部１７は、入力電圧比較部２２により入力電圧が停電閾値Ｖth3以下である状態が所定の時間未満だけ継続したと判定された場合、交流電源２の瞬時停電が発生したと判定する。また、異常検出部１７は、入力電圧比較部２２により入力電圧が停電閾値Ｖth3以下である状態が所定の時間以上にわたって継続したと判定された場合、第２の開閉部であるブレーカ１９による電流経路の開状態または交流電源２の長期停電のいずれかが発生したと判定する。また、異常検出部１７は、入力電圧比較部２２により入力電圧が停電閾値Ｖth3より高いと判定された場合、第１の開閉部である電磁接触器１８による電流経路の開状態が発生したと判定する。異常検出部１７による判定結果は、表示部２３により表示される。
例えば、異常検出部１７により「交流電源２の瞬時停電が発生した」と判定された場合、作業者は、交流電源２が復旧するまで待機するといった対応をとることができる。例えば、異常検出部１７により「ブレーカ１９による電流経路の開状態または交流電源２の長期停電のいずれかが発生した」と判定された場合、作業者は、ブレーカ１９の開閉を確認する作業を直ぐに着手することができる。ブレーカ１９が開状態にあることの確認が取れ次第、迅速にブレーカ１９の復帰作業にとりかかることができる。また、作業者は、ブレーカ１９が閉状態にあることの確認が取れた場合は、交流電源２の復旧作業を行ったり、交流電源２が復旧するまで待機するといった対応をとることができる。例えば、異常検出部１７により電磁接触器１８による電流経路の開状態が発生した」と判定された場合、作業者は、電磁接触器１８の復帰作業に直ぐに着手することができる。
このように本変形例によれば、第１の異常に含まれる交流電源２の瞬時停電と、交流電源２の長期停電及び第２の開閉部であるブレーカ１９による電流経路の開状態と、第１の開閉部である電磁接触器１８による電流経路の開状態と、をさらに判別することができる。なお、本変形例においても、ＤＣリンク電圧比較部１５によりＤＣリンク電圧が第１の電圧閾値Ｖth1よりも低いと判定されまたはＤＣリンク電圧が第２の電圧閾値Ｖth2も高いと判定された場合において、「電流比較部１６により入力電流が電流閾値Ｉth以上であると判定されたとき」は、異常検出部１７は「第２の異常が発生した」と判定する。
入力電圧比較部２２は、例えばソフトウェアプログラム形式で構築されてもよく、あるいは各種電子回路とソフトウェアプログラムとの組み合わせで構築されてもよく、あるいは各種電子回路のみで構成されてもよい。例えばこれらをソフトウェアプログラム形式で構築する場合は、例えばＤＳＰやＦＰＧＡなどの演算処理装置をこのソフトウェアプログラムに従って動作させることで、上述の各部の機能を実現することができる。またあるいは、入力電圧比較部２２を、各部の機能を実現するソフトウェアプログラムを書き込んだ半導体集積回路として実現してもよい。またあるいは、入力電圧比較部２２を、各部の機能を実現するソフトウェアプログラムを書き込んだ記録媒体として実現してもよい。また、入力電圧比較部２２は、例えば工作機械の数値制御装置内に設けられてもよく、ロボットを制御するロボットコントローラ内に設けられてもよい。
また、入力電圧検出部２１は、アナログ回路とディジタル回路との組み合わせで構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアプログラム形式で構築された演算処理装置にて実現されてもよく、あるいは、アナログ回路のみで構成されてもよい。なお、入力電圧検出部２１については、モータ駆動装置１に一般的に設けられるものを流用してもよい。
また、停電閾値Ｖth3、及び交流電源２の停電が瞬時停電であるか否かを判定するために用いられる上記「所定の時間」を記憶する記憶部は、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などのような電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリ、または、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどのような高速で読み書きのできるランダムアクセスメモリなどで構成されてもよい。
図４は、本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動装置の動作フローを示すフローチャートである。
モータ駆動装置１によりモータ３の駆動を行っている場合において、ステップＳ２０１において、ＤＣリンク電圧検出部１３は、ＤＣリンクの端子間電圧であるＤＣリンク電圧を検出する。ＤＣリンク電圧検出部１３により検出されたＤＣリンク電圧の値は、ＤＣリンク電圧比較部１５へ送られる。
ステップＳ２０２において、入力電流検出部１４は、整流器１１に対して交流入力側から入力される入力電流すなわち電磁接触器１８から整流器１１の交流入力側へ入力される入力電流を検出する。入力電流検出部１４により検出された入力電流の値は、電流比較部１６へ送られる。
ステップＳ２０３において、入力電圧検出部２１は、第１の開閉部である電磁接触器１８と第２の開閉部であるブレーカ１９との間における相電圧である入力電圧を検出する。入力電圧検出部２１によって検出された入力電圧の値は、入力電圧比較部２２へ送られる。
なお、ステップＳ２０１のＤＣリンク電圧検出処理とステップＳ２０２の入力電流検出処理とステップＳ２０３の入力電圧検出処理とは入れ替えて実行してもよい。
ステップＳ２０４において、ＤＣリンク電圧比較部１５は、ＤＣリンク電圧と第１の電圧閾値Ｖth1とを比較し、ＤＣリンク電圧が第１の電圧閾値Ｖth1よりも低いか否かを判定する。ステップＳ２０４において、ＤＣリンク電圧が、第１の電圧閾値Ｖth1よりも低いと判定された場合はステップＳ２０５へ進み、第１の電圧閾値Ｖth1以上であると判定された場合はステップＳ２０１へ戻る。ステップＳ２０４におけるＤＣリンク電圧比較部１５による比較結果は、異常検出部１７へ送られる。
ステップＳ２０５において、ＤＣリンク電圧比較部１５は、ＤＣリンク電圧と第２の電圧閾値Ｖth2とを比較し、ＤＣリンク電圧が第２の電圧閾値Ｖth2よりも高いか否かを判定する。ステップＳ２０５において、ＤＣリンク電圧が、第２の電圧閾値Ｖth2よりも高いと判定された場合はステップＳ２０６へ進み、第２の電圧閾値Ｖth2よりも高いと判定された場合はステップＳ２０１へ戻る。ステップＳ２０５におけるＤＣリンク電圧比較部１５による比較結果は、異常検出部１７へ送られる。
なお、ステップＳ２０４のＤＣリンク電圧比較処理とステップＳ２０５のＤＣリンク電圧比較処理とは入れ替えて実行してもよい。
ステップＳ２０６において、電流比較部１６は、入力電流と電流閾値Ｉthとを比較し、入力電流が電流閾値Ｉthよりも低いか否かを判定する。ステップＳ２０６において、入力電流が、電流閾値Ｉthよりも低いと判定された場合はステップＳ２０８へ進み、電流閾値Ｉth以上であると判定された場合はステップＳ２０７へ進む。ステップＳ２０６における電流比較部１６による比較結果は、異常検出部１７へ送られる。
なお、ステップＳ２０５のＤＣリンク電圧比較処理とステップＳ２０６の入力電流比較処理との間に、ステップＳ２０２の入力電流検出処理を実行してもよい。
ステップＳ２０８において、入力電圧比較部２２は、入力電圧と停電閾値Ｖth3とを比較し、入力電圧が停電閾値Ｖth3よりも高いか否かを判定する。ステップＳ２０８において、入力電圧が、停電閾値Ｖth3よりも高いと判定された場合はステップＳ２０９へ進み、停電閾値Ｖth3以下であると判定された場合はステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２０８における入力電圧比較部２２による比較結果は、異常検出部１７へ送られる。
ステップＳ２１０において、入力電圧比較部２２は、入力電圧と停電閾値Ｖth3とを比較し、入力電圧が停電閾値Ｖth3以下である状態が所定の時間以上にわたって継続したか否かを判定する。ステップＳ２１０において、入力電圧が停電閾値Ｖth3以下である状態が、所定の時間以上にわたって継続したと判定された場合はステップＳ２１１へ進み、所定の時間未満だけ継続したと判定された場合はステップＳ２１２へ進む。
ステップＳ２０７において、異常検出部１７は、第２の異常が発生したと判定する。第２の異常には、モータ駆動装置１の故障、モータ駆動装置１に対する過負荷、及び交流電源２の容量不足のうちの少なくとも１つが含まれる。
ステップＳ２０９において、異常検出部１７は、第１の開閉部である電磁接触器１８による電流経路の開状態が発生したと判定する。
ステップＳ２１１において、異常検出部１７は、第２の開閉部であるブレーカ１９による電流経路の開状態または交流電源２の長期停電のいずれかが発生したと判定する。
ステップＳ２１２において、異常検出部１７は、交流電源２の瞬時停電が発生したと判定する。
なお、図４では図示していないが、ステップＳ２０７、Ｓ２０９、Ｓ２１１及びＳ２１２の異常判定処理の後に、表示部２３は異常検出部１７の判定結果を表示してもよい。
上述のステップＳ２０１〜Ｓ２１２の一連の処理は、所定の周期で、例えば異常検出部１７により交流電源２の長期停電、交流電源２の瞬時停電、電磁接触器１８による電流経路の開状態、ブレーカ１９による電流経路の開状態、または第２の異常が検出されるまで、繰り返し実行される。
１ モータ駆動装置
２ 交流電源
３ モータ
１１ 整流器
１２ 逆変換器
１３ ＤＣリンク電圧検出部
１４ 入力電流検出部
１５ ＤＣリンク電圧比較部
１６ 電流比較部
１７ 異常検出部
１８ 電磁接触器
１９ ブレーカ
２０ ＤＣリンクコンデンサ
２１ 入力電圧検出部
２２ 入力電圧比較部
２３ 表示部

Claims (7)

  1. 交流入力側から入力された交流電力を直流電力に変換して直流出力側であるＤＣリンクへ出力する整流器と、
    前記ＤＣリンクにおける直流電力をモータ駆動のための交流電力に変換して出力する逆変換器と、
    前記ＤＣリンクの端子間電圧であるＤＣリンク電圧を検出するＤＣリンク電圧検出部と、
    前記整流器の前記交流入力側から入力される入力電流を検出する入力電流検出部と、
    前記ＤＣリンク電圧と、第１の電圧閾値及び前記第１の電圧閾値より高い値として設定された第２の電圧閾値のそれぞれとを比較するＤＣリンク電圧比較部と、
    前記入力電流と電流閾値とを比較する電流比較部と、
    前記ＤＣリンク電圧比較部により前記ＤＣリンク電圧が前記第１の電圧閾値よりも低いと判定されまたは前記ＤＣリンク電圧が前記第２の電圧閾値も高いと判定された場合において、前記電流比較部により前記入力電流が前記電流閾値よりも低いと判定されたときは第１の異常が発生したと判定し、前記電流比較部により前記入力電流が前記電流閾値以上であると判定されたときは第２の異常が発生したと判定する異常検出部と、
    を備える、モータ駆動装置。
  2. 前記整流器の前記交流入力側に設けられ、前記交流入力側から前記整流器への前記入力電流の電流経路を開閉する第１の開閉部と、
    前記整流器へ入力される交流電力の供給源である交流電源と前記第１の開閉部との間に設けられ、前記交流電源から前記第１の開閉部への電流経路を開閉する第２の開閉部と、
    を備える、請求項１に記載のモータ駆動装置。
  3. 前記第１の異常には、前記交流電源の長期停電、前記交流電源の瞬時停電、前記第１の開閉部による電流経路の開状態、及び前記第２の開閉部による電流経路の開状態のうちの少なくとも１つが含まれ、
    前記第２の異常には、前記モータ駆動装置の故障、前記モータ駆動装置に対する過負荷、及び前記交流電源の容量不足のうちの少なくとも１つが含まれる、請求項２に記載のモータ駆動装置。
  4. 前記第１の開閉部と前記第２の開閉部との間における相電圧である入力電圧を検出する入力電圧検出部と、
    前記ＤＣリンク電圧比較部により前記ＤＣリンク電圧が前記第１の電圧閾値よりも低いと判定されまたは前記ＤＣリンク電圧が前記第２の電圧閾値も高いと判定された場合において、前記入力電圧と停電閾値とを比較する入力電圧比較部と、
    をさらに備え、
    前記異常検出部は、
    前記入力電圧比較部により前記入力電圧が前記停電閾値以下である状態が所定の時間未満だけ継続したと判定された場合、前記交流電源の瞬時停電が発生したと判定し、
    前記入力電圧比較部により前記入力電圧が前記停電閾値以下である状態が前記所定の時間以上にわたって継続したと判定された場合、前記第２の開閉部による電流経路の開状態または前記交流電源の長期停電のいずれかが発生したと判定する、請求項３に記載のモータ駆動装置。
  5. 前記異常検出部は、前記入力電圧比較部により前記入力電圧が前記停電閾値より高いと判定された場合、前記第１の開閉部による電流経路の開状態が発生したと判定する、請求項４に記載のモータ駆動装置。
  6. 前記第１の開閉部は、電磁接触器である、請求項２〜５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
  7. 前記第２の開閉部は、ブレーカである、請求項２〜６のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
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