JP2021093903A - 絶縁抵抗検出部の保護機能付モータ制御装置及びその保護方法 - Google Patents
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Abstract
Description
火災や感電の原因になるため防止しなければならない。
また、別の態様は、第1電源部と、前記第1電源部からの電力供給をオフすることができる第1スイッチと、前記第1電源部からの電力を母線に出力する直流供給部と、前記母線に接続されたコンデンサと、前記母線に供給された直流を交流に変換して前記モータを駆動制御するスイッチング素子と、一端が負側母線に接続され、他端が接地された接地コンデンサと、を備えたモータ制御装置であって、前記母線に接続された第2電源部に一端が接続され、他端が接地可能な第2スイッチと、所定時間オンにすることにより前記負側母線を接地可能であり、前記母線に接続された前記接地コンデンサの電荷を放電する第3スイッチと、前記第1スイッチにより電力供給がオフにされ、所定時間前記第3スイッチをオンとした後に、前記第2スイッチの開時及び閉時における前記電流検出部によってそれぞれ検出された電流値と前記コンデンサの電圧値及び前記第2電源部の電圧値とに基づいて、前記モータの絶縁抵抗値が算出される絶縁抵抗算出部と、前記第1スイッチにより電力供給をオンとされ、かつ前記第2スイッチ又は前記第3スイッチのうち少なくともいずれか一方が短絡状態にあることを検出して前記第1スイッチをオフにする漏洩電流保護部と、を備えたモータ制御装置、である。
さらに、別の態様は、第1電源部と、前記第1電源部からの電力供給をオフすることができる第1スイッチと、前記第1電源部からの電力を母線に出力する直流供給部と、前記
母線に接続されたコンデンサと、前記母線に供給された直流を交流に変換して前記モータを駆動制御するスイッチング素子と、一端が負側母線に接続され、他端が接地された接地コンデンサと、を備えたモータ制御装置であって、一端が接地可能であり、他端が第3スイッチに接続可能な第2スイッチと、少なくとも前記母線に一端が接続された第2電源部の他端を接続する第1接点に接続する状態と前記母線に接続する第2接点に接続する状態とのいずれか一方を選択して、前記第2スイッチの前記他端に接続可能である前記第3スイッチと、前記第1スイッチにより電力供給がオフにされ、所定時間前記第3スイッチの前記第2接点を選択した状態としかつ前記第2スイッチをオンにすることにより前記負側母線を前記接地点に接続して前記母線に接続された前記接地コンデンサの電荷を放電した後に、前記第3スイッチの前記第1接点を選択した状態で前記第2スイッチの開時及び閉時における前記電流検出部によってそれぞれ検出された電流値と前記コンデンサの電圧値及び前記第2電源部の電圧値とに基づいて、前記モータの絶縁抵抗値が算出される絶縁抵抗算出部と、前記第1スイッチにより電力供給をオンとされ、かつ前記第2スイッチが短絡状態にあることを検出して前記第1スイッチをオフにする漏洩電流保護部と、を備えたモータ制御装置、である。
また、別の態様は、第1電源部と、前記第1電源部からの電力供給をオフすることができる第1スイッチと、前記第1電源部からの電力を母線に出力する直流供給部と、前記母線に接続されたコンデンサと、前記母線に供給された直流を交流に変換して前記モータを駆動制御するスイッチング素子と、負側母線に接続された接地コンデンサと、を備えたモータ制御装置であって、前記第1スイッチにより電力供給をオフにし、前記母線に一端を接続し、他端を接地した第3スイッチを、所定時間オンとして前記母線に接続された前記接地コンデンサの電荷を放電し、前記母線に一端を接続し、他端を第2スイッチを介して接地可能した第2電源部において、前記第2スイッチを開とし、前記モータの巻線と前記第2電源部が接続された前記母線との間の第1の電流値を電流検出部により検出し、
前記第2スイッチを閉とし、前記モータの巻線と前記第2電源部が接続された前記母線との間の第2の電流値を前記電流検出部により検出し、検出された前記第1の電流値及び前記第2の電流値と前記コンデンサの電圧値及び前記第2電源部の電圧値とに基づいて、前記モータの絶縁抵抗値を算出し、前記モータの絶縁抵抗値を算出した後に前記第1スイッチをオンにして電力を供給した場合に、前記第2スイッチ又は前記第3スイッチが短絡していることを検出したときは、前記第1スイッチをオフにする、モータ制御装置の絶縁抵抗検出方法、である。
さらに、別の態様は、第1電源部と、前記第1電源部からの電力供給をオフすることができる第1スイッチと、前記第1電源部からの電力を母線に出力する直流供給部と、前記母線に接続されたコンデンサと、前記母線に供給された直流を交流に変換して前記モータを駆動制御するスイッチング素子と、負側母線に接続された接地コンデンサと、を備えた
モータ制御装置であって、前記第1スイッチにより電力供給をオフにし、一端が接地可能であり、他端が第3スイッチに接続可能な第2スイッチと、少なくとも前記母線に一端が接続された第2電源部の他端を接続する第1接点に接続する状態と前記母線に接続する第2接点に接続する状態とのいずれか一方を選択可能に前記第2スイッチの前記他端に接続可能である前記第3スイッチとを、所定時間前記母線が接地されるように前記第2スイッチをオンとしかつ前記第3スイッチを前記第2接点に接続した状態として前記母線に接続された前記接地コンデンサの電荷を放電した後に、前記第3スイッチの前記第1接点を選択した状態で他端を前記第2スイッチを介して接地可能とした第2電源部において、前記第2スイッチを開とし、前記モータの巻線と前記第2電源部が接続された前記母線との間の第1の電流値を電流検出部により検出し、
前記第2スイッチを閉とし、前記モータの巻線と前記第2電源部が接続された前記母線との間の第2の電流値を前記電流検出部により検出し、検出された前記第1の電流値及び前記第2の電流値と前記コンデンサの電圧値及び前記第2電源部の電圧値とに基づいて、前記モータの絶縁抵抗値を算出し、前記モータの絶縁抵抗値を算出した後に前記第1スイッチをオンにして電力を供給した場合に、前記第2スイッチ又は前記第3スイッチが短絡していることを検出したときは、前記第1スイッチをオフにする、モータ制御装置の絶縁抵抗検出方法、である。
また、計測に必要な程度で微小な電流容量の電源を用いている。
れている。
判別し、電磁接触器MSを速やかにオフにする。
ると以下の式(1−1)、(1−2)が成り立つ。なお、式(1−1)は前掲の式(1−1)と同じである。
(VPN−VR2A)/Rtr2=VR2A/Rtr2+VR2A/R2・・・(1−2)
(VPN−VR2B)/Rtr2+(VDC−VR2B)/Rm2=VR2B/Rtr2+VR2B/R2・・・(2−2)
、電磁接触器制御部は、第2スイッチSW1もしくは第3スイッチSW2のいずれかの短絡故障による漏洩電流が生じていると判別し、電磁接触器MSを速やかにオフにする。
なお、漏洩電流検出部5は、前記図1、2のような位置に設けても良く、また、第2スイッチSW1と接地点Eとの間に設けてもよい。
アース E
絶縁抵抗 Rm1、Rm2
モータ制御装置1 Cont1
モータ制御装置2 Cont2
三相交流電源(第1電源部) S1
電磁接触器(第1スイッチ) MS
整流回路(直流供給部) SDC
母線 ML
正側母線 ML+
負側母線 ML−
平滑コンデンサ(コンデンサ) C(C1、C2)
接地コンデンサ C3、C4
インバータの直流電圧 VPN
半導体スイッチング素子 TR1〜TR12
半導体スイッチング素子の等価漏れ抵抗 Rtr1、Rtr2
フリーホイールダイオード Df
絶縁抵抗算出部 3(31、32)
直流電源(第2電源部) S2
直流電源の電圧 VDC
第2スイッチ SW1
検出制御部(電流検出部) 4(41、42)
電流検出抵抗 R1、R2
電流検出抵抗R1の電圧 VR1A
電流検出抵抗R2の電圧 VR2A
第3スイッチ SW2
漏洩電流検出抵抗 R3
漏洩電流保護部 5
漏洩電流検出部 6
電源オン検出部 7
電磁接触器制御部 8
Claims (16)
- 第1電源部と、前記第1電源部からの電力供給をオフすることができる第1スイッチと、前記第1電源部からの電力を母線に出力する直流供給部と、前記母線に接続されたコンデンサと、前記母線に供給された直流を交流に変換して前記モータを駆動制御するスイッチング素子と、を備えたモータ制御装置であって、
前記母線に接続された第2電源部に一端が接続され、他端が接地可能な第2スイッチと、
前記モータの巻線と負側母線との間の電流値を検出する電流検出部と、
前記第1スイッチにより電力供給がオフにされ、前記第2スイッチの開時及び閉時における前記電流検出部によってそれぞれ検出された電流値と前記コンデンサの電圧値及び前記第2電源部の電圧値とに基づいて、前記モータの絶縁抵抗値が算出される絶縁抵抗算出部と、
前記第1スイッチにより電力供給をオンとされ、かつ前記第2スイッチが短絡状態にあることを検出して前記第1スイッチをオフにする漏洩電流保護部と、
を備えたモータ制御装置。 - 第1電源部と、前記第1電源部からの電力供給をオフすることができる第1スイッチと、前記第1電源部からの電力を母線に出力する直流供給部と、前記母線に接続されたコンデンサと、前記母線に供給された直流を交流に変換して前記モータを駆動制御するスイッチング素子と、一端が負側母線に接続され、他端が接地された接地コンデンサと、を備えたモータ制御装置であって、
前記母線に接続された第2電源部に一端が接続され、他端が接地可能な第2スイッチと、
所定時間オンにすることにより前記負側母線を接地可能であり、前記母線に接続された前記接地コンデンサの電荷を放電する第3スイッチと、
前記第1スイッチにより電力供給がオフにされ、所定時間前記第3スイッチをオンとした後に、前記第2スイッチの開時及び閉時における前記電流検出部によってそれぞれ検出された電流値と前記コンデンサの電圧値及び前記第2電源部の電圧値とに基づいて、前記モータの絶縁抵抗値が算出される絶縁抵抗算出部と、
前記第1スイッチにより電力供給をオンとされ、かつ前記第2スイッチ又は前記第3スイッチのうち少なくともいずれか一方が短絡状態にあることを検出して前記第1スイッチをオフにする漏洩電流保護部と、
を備えたモータ制御装置。 - 第1電源部と、前記第1電源部からの電力供給をオフすることができる第1スイッチと、前記第1電源部からの電力を母線に出力する直流供給部と、前記母線に接続されたコンデンサと、前記母線に供給された直流を交流に変換して前記モータを駆動制御するスイッチング素子と、一端が負側母線に接続され、他端が接地された接地コンデンサと、を備えたモータ制御装置であって、
一端が接地可能であり、他端が第3スイッチに接続可能な第2スイッチと、
少なくとも前記母線に一端が接続された第2電源部の他端を接続する第1接点に接続する状態と前記母線に接続する第2接点に接続する状態とのいずれか一方を選択して、前記第2スイッチの前記他端に接続可能である前記第3スイッチと、
前記第1スイッチにより電力供給がオフにされ、所定時間前記第3スイッチの前記第2接点を選択した状態としかつ前記第2スイッチをオンにすることにより前記負側母線を前記接地点に接続して前記母線に接続された前記接地コンデンサの電荷を放電した後に、前記第3スイッチの前記第1接点を選択した状態で前記第2スイッチの開時及び閉時における前記電流検出部によってそれぞれ検出された電流値と前記コンデンサの電圧値及び前記第2電源部の電圧値とに基づいて、前記モータの絶縁抵抗値が算出される絶縁抵抗算出部
と、
前記第1スイッチにより電力供給をオンとされ、かつ前記第2スイッチが短絡状態にあることを検出して前記第1スイッチをオフにする漏洩電流保護部と、
を備えたモータ制御装置。 - 前記漏洩電流保護部は、前記負側母線と前記第2電源部との間、前記負側母線と前記第2スイッチとの間、前記第3スイッチと前記第2スイッチとの間又は前記第2スイッチとそれが設置される部分との間の少なくともいずれかの1つの間に設けられる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
- 前記漏洩電流保護部は、
前記第1スイッチのオン状態を検出する電源オン検出部と、
前記第2スイッチ又は前記3スイッチの少なくともいずれか一方の短絡状態を検出する漏洩電流検出部と、
前記電源オン検出部及び前記漏洩電流検出部の出力に基づいて前記第1スイッチをオフにする電磁接触器制御部と、
を備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 - 前記漏洩電流検出部は、漏洩電流の流れる経路の電流値のうち、少なくとも1つの前記電流値が零でない場合又は所定値より大きい場合に、漏洩電流が生じていることを示す信号を前記電磁接触制御部に出力する、請求項5に記載のモータ制御装置。
- 前記漏洩電流検出部は、漏洩電流の流れる経路に設けられた降下電圧を発生する抵抗の降下電圧と所定の基準電圧との比較に基づいて前記漏洩電流が生じていると判別する、請求項5または6に記載のモータ制御装置。
- 前記抵抗は、前記負側母線と第2電源部との間、前記負側母線と前記第2スイッチとの間、前記第3スイッチと前記第2スイッチとの間又は前記第2スイッチと前記接地点との間の少なくともいずれか1つに設けられる、請求項7に記載のモータ制御装置。
- 前記漏洩電流の電流値は、トランスデユーサを介して前記漏洩電流検出部に伝達される、請求項5〜8のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
- 第1電源部と、前記第1電源部からの電力供給をオフすることができる第1スイッチと、前記第1電源部からの電力を母線に出力する直流供給部と、前記母線に接続されたコンデンサと、前記母線に供給された直流を交流に変換してモータを駆動制御するスイッチング素子と、を備えたモータ制御装置であって、
前記第1スイッチにより電力供給をオフにし、
前記母線に一端を接続し、他端を第2スイッチを介して接地した第2電源部において、前記第2スイッチを開とし、前記モータの巻線と前記第2電源部が接続された前記母線との間の第1の電流値を電流検出部により検出し、
前記第2スイッチを閉とし、前記モータの巻線と前記第2電源部が接続された前記母線との間の第2の電流値を前記電流検出部により検出し、
検出された前記第1の電流値及び前記第2の電流値と前記コンデンサの電圧値及び前記第2電源部の電圧値とに基づいて、前記モータの絶縁抵抗値を算出し、
前記モータの絶縁抵抗値を算出した後に前記第1スイッチをオンにして電力を供給した場合に、前記第2スイッチが短絡していることを検出したときは、前記第1スイッチをオフにする
モータ制御装置の絶縁抵抗検出方法。 - 第1電源部と、前記第1電源部からの電力供給をオフすることができる第1スイッチと、前記第1電源部からの電力を母線に出力する直流供給部と、前記母線に接続されたコンデンサと、前記母線に供給された直流を交流に変換してモータを駆動制御するスイッチング素子と、負側母線に接続された接地コンデンサと、を備えたモータ制御装置であって、
前記第1スイッチにより電力供給をオフにし、
前記母線に一端を接続し、他端を接地した第3スイッチを、所定時間オンとして前記母線に接続された前記接地コンデンサの電荷を放電し、
前記母線に一端を接続し、他端を第2スイッチを介して接地可能した第2電源部において、前記第2スイッチを開とし、前記モータの巻線と前記第2電源部が接続された前記母線との間の第1の電流値を電流検出部により検出し、
前記第2スイッチを閉とし、前記モータの巻線と前記第2電源部が接続された前記母線との間の第2の電流値を前記電流検出部により検出し、
検出された前記第1の電流値及び前記第2の電流値と前記コンデンサの電圧値及び前記第2電源部の電圧値とに基づいて、前記モータの絶縁抵抗値を算出し、
前記モータの絶縁抵抗値を算出した後に前記第1スイッチをオンにして電力を供給した場合に、前記第2スイッチ又は前記第3スイッチが短絡していることを検出したときは、前記第1スイッチをオフにする、
モータ制御装置の絶縁抵抗検出方法。 - 第1電源部と、前記第1電源部からの電力供給をオフすることができる第1スイッチと、前記第1電源部からの電力を母線に出力する直流供給部と、前記母線に接続されたコンデンサと、前記母線に供給された直流を交流に変換してモータを駆動制御するスイッチング素子と、負側母線に接続された接地コンデンサと、を備えたモータ制御装置であって、
前記第1スイッチにより電力供給をオフにし、
一端が接地可能であり、他端が第3スイッチに接続可能な第2スイッチと、少なくとも前記母線に一端が接続された第2電源部の他端を接続する第1接点に接続する状態と前記母線に接続する第2接点に接続する状態とのいずれか一方を選択可能に前記第2スイッチの前記他端に接続可能である前記第3スイッチとを、所定時間前記母線が接地されるように前記第2スイッチをオンとしかつ前記第3スイッチを前記第2接点に接続した状態として前記母線に接続された前記接地コンデンサの電荷を放電した後に、前記第3スイッチの前記第1接点を選択した状態で他端を前記第2スイッチを介して接地可能とした第2電源部において、前記第2スイッチを開とし、前記モータの巻線と前記第2電源部が接続された前記母線との間の第1の電流値を電流検出部により検出し、
前記第2スイッチを閉とし、前記モータの巻線と前記第2電源部が接続された前記母線との間の第2の電流値を前記電流検出部により検出し、
検出された前記第1の電流値及び前記第2の電流値と前記コンデンサの電圧値及び前記第2電源部の電圧値とに基づいて、前記モータの絶縁抵抗値を算出し、
前記モータの絶縁抵抗値を算出した後に前記第1スイッチをオンにして電力を供給した場合に、前記第2スイッチ又は前記第3スイッチが短絡していることを検出したときは、前記第1スイッチをオフにする、
モータ制御装置の絶縁抵抗検出方法。 - 前記第2電源部は、前記母線に接続されて蓄電された前記コンデンサであり、前記第2電源部の電圧値は前記コンデンサの電圧値である、請求項10〜12のいずれか1項に記載のモータ制御装置の絶縁抵抗検出方法。
- 前記第2電源部は、前記母線に一端が接続された直流電源部であり、前記第2電源部の電圧値は前記第2電源部の出力する電圧値である、請求項10〜12のいずれか1項に記載のモータ制御装置の絶縁抵抗検出方法。
- 前記絶縁抵抗値の算出は、前記第2スイッチの開時及び閉時における前記電流検出部によってそれぞれ検出された電流値と前記コンデンサの電圧値及び前記直流電源部の電圧値とに基づいて、前記モータの絶縁抵抗値を算出する、請求項14に記載のモータ制御装置の絶縁抵抗検出方法。
- 前記直流電源部は、その負側の一端が前記負側母線に接続され、
前記直流電源部の出力する電圧は、前記コンデンサの電圧より低く設定される、請求項14または15に記載のモータ制御装置の絶縁抵抗検出方法。
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