JP3581858B2 - インバータ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機を運転制御するインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に誘導電動機を運転するための従来の電気的構成が示されている。誘導電動機１００に交流出力を供給するするためのインバータ装置１０１は、インバータ１０２と、制御回路１０３とから構成されている。更に、制御回路１０３は、ＣＰＵ１０４と、このＣＰＵ１０４と信号の授受を行なうインバータ駆動部１０５と、ＲＡＭ１０６と、ＥＥＰ−ＲＯＭ１０７および故障出力部１０８とから構成されている。そして、インバータ駆動部１０５はインバータ１０２と信号の授受を行なうようになっており、故障出力部１０８の出力端子には継電器１０９の励磁コイル１０９Ｃが接続されている。
【０００３】
２００Ｖの三相交流電源１１０は、漏電遮断器１１１および電磁接触器１１２の主スイッチ１１２Ｓを介してインバータ１０２の入力端子に接続されており、そのインバータ１０２の出力端子は、誘導電動機１００の入力端子に接続されている。そして、インバータ装置１０１内には、制御電源回路１１３が設けられており、その制御電源回路１１３は、入力端子が漏電遮断器１１１と主スイッチ１１２Ｓとの間の電源線（Ｒ、Ｓ、Ｔ相のうちのＲ、Ｓ相）に接続されていて、三相交流電源１１０のＲ、Ｓ相２００Ｖから５Ｖ〜２５Ｖのような低定圧直流電圧を作成して制御回路１０３に与えるようになっている。
【０００４】
一方、電磁接触器１１２の励磁コイル１１２Ｃにおいて、その一方の端子は、継電器１０９の常閉接点１０９ｂを介して漏電遮断器１１１と主スイッチ１１２Ｓとの間のＲ相電源線に接続され、他方の端子は、常閉の停止スイッチ１１４および常開の起動スイッチ１１５を介して漏電遮断器１１１と主スイッチ１１２Ｓとの間のＳ相電源線に接続されている。そして、起動スイッチ１１５に並列に電磁接触器１１２の常開の補助接点１１２ａが接続されている。
【０００５】
しかして、誘導電動機１００の運転中は、漏電遮断器１１１が投入（オン）されており、また、励磁コイル１１２Ｃが通電されて電磁接触器１１２が動作し、主スイッチ１１２Ｓおよび補助接点１１２ａをオンさせている。従って、インバータ駆動部１０５がインバータ１０２にゲート信号を与えて動作させて、インバータ１０２が誘導電動機１００に交流出力を供給するようになる。そして、インバータ１０２および誘導電動機１００の運転中は、インバータ駆動部１０５はインバータ１０２の出力電流、入力電圧、出力電圧などを検出するようになっており、その情報は、ＣＰＵ１０４を介してＲＡＭ１０６に順次記憶されるようになっている。
【０００６】
ＣＰＵ１０４は、誘導電動機１００の運転中は過電流、過電圧などの異常を監視するようになっている。これについて、図６のフローチャートを参照して説明する。ＣＰＵ１０４は、「故障判断」のルーチンになると、「異常発生？」の判断ステップＲ１となり、 「ＮＯ」であればメインルーチンに戻る（リターン）。ＣＰＵ１０４は、インバータ駆動部１０５の検出内容から何らかの異常が発生したと判断したときには、判断ステップＲ１で「ＹＥＳ」となって次の「故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＲ２に移行し、ＥＥＰ−ＲＯＭ１０７に故障要因を記憶保存させる。そして、ＣＰＵ１０４は、 「故障出力」の処理ステップＲ３に移行し、故障出力部１０８に遮断指令を与える。これにより、故障出力部１０８は、継電器１０９の励磁コイル１０９Ｃに通電するようになり、継電器１０９が動作して常閉接点１０９ｂをオフさせる。
【０００７】
継電器１０９の常閉接点１０９ｂがオフされると、電磁接触器１１２の励磁コイル１１２Ｃが断電されて電磁接触器１１２は復帰し、主スイッチ１１２Ｓおよび補助接点１１２ａをオフさせる。これにより、インバータ１０２への交流電源の供給は遮断され、誘導電動機１００は運転を停止する。この場合、主スイッチ１１２Ｓがオフしても、制御電源回路１１３には電源が供給されるので、制御回路１０３には直流電圧が与えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
電磁接触器１１２が遮断動作を行なった後は、作業者は、ＥＥＰ−ＲＯＭ１０７に記憶された故障履歴から、故障の要因を読取り、ＲＡＭ１０６に記憶された情報をモニタして、故障の具体的な原因を診断するようにしている。このため、従来では、制御電源回路１１３を設けて、電磁接触器１１２が遮断動作を行なっても、制御回路１０３に直流電圧を供給して特にＲＡＭ１０６の記憶内容が消去されないようにしている。
【０００９】
ところが、制御電源回路１１３は、２００Ｖの交流電源電圧を電源変圧器で降圧し、整流回路で直流電圧に変換し、更に平滑回路により平滑定電圧化して５Ｖ〜２５Ｖの直流電圧を得るものであるので、大形化し、このような制御電源回路１１３をインバータ装置１０１を構成するための回路基板に搭載するようにしたのでは、絶縁距離を確保する上でも、回路基板が大形化し、インバータ装置１０１の小形化を図る、という要望の達成を阻害している。
【００１０】
また、作業者が安全性を考慮して漏電遮断器を１１１を手動操作によりオフさせることもあり、この場合には、制御電源回路１１３の電源も遮断されるので、ＲＡＭ１０６の記憶内容も消去され、故障診断が不可能になるという不具合があった。
【００１１】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小形化を図ることができ、また、故障診断を確実に行なうことができるインバータ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
インバータおよび電動機の異常には、インバータの素子の短絡、電動機の巻線の短絡などの故障のような電源を直ちに遮断する必要がある「緊急を要する異常」と、インバータの過電流、過電圧、オーバーヒート、電動機の過負荷、発電制動用抵抗器の過負荷などの故障のような電源を遮断するまでに数百ミリ秒程度は余裕がある「緊急を要しない異常」とに大別される。そして、実際に故障分析を行なうと、ほとんどは「緊急を要しない異常」である、ということが現場からの報告で判明している。また、「緊急を要する異常」の場合には、インバータおよび電動機の内部情報は故障診断に必要がないことが多い。
【００１５】
請求項１記載のインバータ装置は、交流電源から直流電源を作成し、この直流電源から電動機に与える交流出力を作成するインバータと、電動機運転制御情報などを記憶する揮発性メモリと、書換え可能な不揮発性メモリと、前記インバータ或いは電動機に異常が発生したときに異常の故障判断を行なって、その異常が緊急を要しない異常の場合には、前記不揮発性メモリに故障要因と異常が発生したときに前記揮発性メモリに記憶された電動機運転制御情報の一部（請求項２においては優先順位の高い情報）とを記憶させた後、前記交流電源を遮断するための故障出力を行ない、その後、前記電動機運転制御情報の残り（請求項２においては優先順位の低い情報）を前記不揮発性メモリに保存させる制御手段とを具備する構成に特徴を有する。
【００１６】
このような構成によれば、制御手段は、電動機運転制御情報の一部（優先順位の高い情報）を不揮発性メモリに記憶させた後、故障出力を行なわせるようにしたので、従来のような大形の制御電源回路を設ける必要がなく、全体として小形化を図ることができ、又、インバータに対する交流電源の遮断タイミングが早くなり、しかも、故障診断に必要な最小限の電動機運転制御情報を確保することができて、迅速な異常処理を行なうことができるとともに、確実に故障診断を行なうことができる。
【００１７】
請求項３記載のインバータ装置は、制御手段は、交流電源が投入された際に、前回起動していたときの異常の有無を判断し、異常ありと判断したときにおいて不揮発性メモリに記憶された故障履歴から緊急を要しない異常と判断した場合には、異常が発生したときの電動機運転制御情報を前記不揮発性メモリから揮発性メモリに転送し、且つ、インバータの運転を禁止するようにしたところに特徴を有する。
【００１８】
このような構成によれば、制御手段は、異常発生後にインバータに交流電源を投入することにより、故障履歴から前回に緊急を要しない異常が発生していたと判断した場合には、その時の電動機運転制御情報を不揮発性メモリから揮発性メモリに転送するようにし、且つ、インバータの運転を禁止するようにしたので、安全且つ円滑に故障診断を行なうことができる。
【００１９】
請求項４記載のインバータ装置は、通信、外部操作手段、内部操作手段などの故障リセット手段を有し、制御手段は、前記故障リセット手段によるリセット履歴を不揮発性メモリに記憶させ、交流電源が投入された際に、このリセット履歴について前記不揮発性メモリの記憶を確認し、リセット実施の場合は、インバータに通常運転を行なわせ、リセット未実施の場合は、不揮発性メモリに記憶された故障履歴から緊急を要しない異常と判断したときには、異常が発生したときの電動機運転制御情報を前記不揮発性メモリから揮発性メモリに転送し、且つ、インバータの運転を禁止するようにしたところに特徴を有する。
【００２０】
このような構成によれば、故障診断終了後すなわち故障修理終了後にリセット履歴を不揮発性メモリに記憶させるようにしたので、インバータに交流電源が投入された際、そのリセット履歴を参照することにより、速やかに通常運転に復旧させることができる。
【００２１】
請求項５記載のインバータ装置は、電動機運転制御情報は、インバータの出力周波数、電動機の回転方向、出力周波数指令値、インバータの出力電流、入力電圧、出力電圧、運転指令状態、運転状態などに設定されているところに特徴を有する。
このような構成によれば、不揮発性メモリに記憶させる電動機運転制御情報を最小限に限定したので、不揮発性メモリに対する情報の記憶時間を短縮することができ、従って、故障出力を行なうタイミングを早めることができる。
【００２２】
請求項６記載のインバータ装置は、緊急を要しない異常は、インバータの過電圧、過電流、オーバーヒート、電動機の過負荷、発電制動用抵抗器の過負荷などに設定されているところに特徴を有する。
このような構成によれば、緊急を要しない異常と判断する条件が限定されるので、判断時間を短縮することができ、従って、故障出力を行なうタイミングを早めることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例につき、図１ないし図３を参照して説明する。
まず、図１において、インバータ装置１は、インバータ２と、制御回路３と、制御電源回路４とを備えている。そして、インバータ２において、直流電源回路５は、三相全波整流器回路で構成されたもので、その交流入力端子は電源端子６、７および８に接続され、直流出力端子は直流母線９、１０に接続されており、直流母線９、１０間には平滑用コンデンサ１１が接続されている。また、インバータ主回路１２は、スイッチング素子たる６個のＩＧＢＴを三相ブリッジ接続して構成されたもので、その入力端子は直流母線９、１０に接続され、出力端子は出力端子１３、１４および１５に接続されている。
【００２４】
直流母線９、１０間には、平滑用コンデンサ１１よりもインバータ主回路１２側に位置して発電制動用抵抗器１６およびトランジスタ１７のコレクタ、エミッタの直列回路が接続されている。また、インバータ主回路１２には、ＩＧＢＴの放熱を行なう放熱フィンの温度を検出する温度検出手段たるサーミスタ１８が配設されている。更に、平滑用コンデンサ１１の両端子は、制御電源回路４の入力端子に接続されているとともに電圧検出手段たる電圧検出回路１９の入力端子に接続されている。そして、直流母線９には、平滑用コンデンサ１１よりもインバータ主回路１２側に位置してホール素子形の電流センサ２０が配設されており、この電流センサ２０は電流検出手段たる電流検出回路２１の入力端子に接続されている。
【００２５】
制御回路３は、制御手段たるＣＰＵ２２、インバータ駆動部２３、揮発性メモリたるＲＡＭ２４、書換え可能な不揮発性メモリたるＥＥＰ−ＲＯＭ２５および故障出力部２６から構成されている。ここで、インバータ駆動部２３において、各入力端子は、電圧検出回路１９および電流検出回路２１の出力端子に接続されているとともに、サーミサタ１８に接続されており、そして、複数の出力端子は、インバータ主回路１２のＩＧＢＴの各ゲートに接続され、また、複数の入出力端子は、ＣＰＵ２２に接続されている。更に、ＡＭ２４およびＥＥＰ−ＲＯＭ２５の各複数の入出力端子は、ＣＰＵ２２に接続され、故障出力部２６の入力端子は、ＣＰＵ２２に接続されている。また、インバータ装置１の故障出力部２６の出力端子には、継電器２７の励磁コイル２７Ｃが接続されており、その継電器２７の常閉接点２７ｂは、端子２８、２９に接続されている。
【００２６】
ここで、前記制御電源回路４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ例えばスイッチングレギュレータから構成されたもので、後述するように、平滑用コンデンサ１１の両端子間に生じる１４１Ｖの高圧直流電圧をスイッチングし平滑して５Ｖ〜２５Ｖの低圧直流電圧の制御電源電圧を作成し、これを制御回路３に供給するようになっている。
【００２７】
交流電源たる２００Ｖの三相交流電源３０の三相の端子は、漏電遮断器３１と、Ｒ、Ｓ、Ｔ相電源線３２、３３、３４と、電磁接触器３５の主スイッチ３５Ｓとを直列に介してインバータ装置１の電源端子６、７、８に接続されている。また、インバータ装置１の出力端子１３、１４、１５は、電動機例えば三相の誘導電動機３６の各三相入力端子に接続されている。なお、インバータ装置１の端子２８は、漏電遮断器３１と主スイッチ３５Ｓとの間のＲ相電源線３２に接続されている。
【００２８】
しかして、電磁接触器３５の励磁コイル３５Ｃにおいて、その一方の端子は、押釦形の常閉の停止スイッチ３７および押釦形の常開の起動スイッチ３８を介して漏電遮断器３１と主スイッチ３５Ｓとの間のＳ相電源線３３に接続され、他方の端子は、インバータ装置１の端子２９に接続されている。そして、起動スイッチ３８に並列に電磁接触器３５の常開の補助接点３５ａが接続され、励磁コイル３５Ｃに並列にサージ吸収用のコンデンサ３９および抵抗４０の直列回路が接続されている。
【００２９】
次に、本実施例の作用につき、図２および図３をも参照して説明する。
起動スイッチ３８がオンされると、励磁コイル３５Ｃが通電されて電磁接触器３５が動作し、主スイッチ３５Ｓおよび補助接点３５ａをオンさせる。これにより、インバータ２の直流電源回路５に２００Ｖの三相交流電源が供給され、直流電源回路５は、１４１Ｖの直流電源電圧を平滑用コンデンサ１１の両端子間に生じさせる。これにより、インバータ主回路１２および制御電源回路４にその直流電源電圧が供給される。
【００３０】
制御電源回路４は、１４１Ｖの直流電源電圧が供給されると、これから５Ｖ〜２５Ｖの制御電源電圧を作成して制御回路３に供給するようになり、従って、ＣＰＵ２２が動作を開始して、インバータ駆動部２３に運転指令を与えるようになる。この運転指令は、図示はしないが、インバータ装置１に備えられた端子台とのパーソナルコンピュータによる通信、外部操作手段たる外部スイッチ或いは内部操作手段たる内部スイッチの操作から得られるものであり、これらはＣＰＵ２２を介してＲＡＭ２４に記憶されている。そして、インバータ駆動部２３は、上記運転指令に基づいてインバータ主回路１２のＩＧＢＴにゲート信号を与え、インバータ主回路１２は、設定された交流出力を作成して誘導電動機３６に供給するようになり、以て、誘導電動機３６が通常運転を開始する。
【００３１】
一方、ＣＰＵ２２は、インバータ駆動部２３からインバータ２の出力周波数、誘導電動機３６の回転方向、インバータ２の出力電流、入力電圧、出力電圧、運転状態を読取ってＲＡＭ２４に順次記憶させるようになっている。そして、誘導電動機３６が減速されるときには、発電制動が行なわれるが、この時の発電電圧が直流電源電圧より大きい場合には、ＣＰＵ２２はインバータ駆動部２３を介してトランジスタ１７をオンさせて、その発電電圧を発電制動用抵抗器１６により消費させる。
【００３２】
さて、インバータ２および誘導電動機３６の運転中は、ＣＰＵ２２は、一定周期で図２に示すような「故障判断」のルーチンを実行するようになっている。すなわち、まず、「異常発生？」の判断ステップＳ１になって、ここでは、インバータ駆動部２３を介してインバータ２の過電圧、過電圧、オーバーヒート、誘導電動機３６の過負荷、発電制動用抵抗器１６の過負荷などの異常が発生したか否かを判断する。ここで、ＣＰＵ２２は，インバータ２（具体的にはインバータ主回路１２）のオーバーヒートは、サーミスタ１８の検出温度により判断し、発電制動用抵抗器１６の過負荷は、トランジスタ１７のオン時間を積算することにより判断する。
【００３３】
ＣＰＵ２２は、上述したような異常を検出しないときには、判断ステップＳ１で「ＮＯ」と判断して、メインルーチンに戻る（リターン）。また、ＣＰＵ２２は，上述したような異常を検出したときには、判断ステップＳ１で「ＹＥＳ」と判断して、「緊急を要する？」の判断ステップＳ２に移行し、ここでは、異常がインバータ２の素子短絡、誘導電動機３６の巻線短絡などの「緊急を要する異常」か、或いは、インバータ２の過電圧、過電流、オーバーヒート、誘導電動機３６の過負荷、発電制動用抵抗器１６の過負荷などの「緊急を要しない異常」かを判断するものである。そして、ＣＰＵ２２は、「緊急を要する異常」のときには、判断ステップＳ２で「ＹＥＳ」と判断して、「故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ３に移行し、インバータ２の素子短絡、誘導電動機３６の巻線短絡などのような故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶保存させる。
【００３４】
その後、ＣＰＵ２２は、「故障出力」の処理ステップＳ４に移行して、故障出力部２６に故障出力指令を与え、これに応じて、故障出力部２６は継電器２７の励磁コイル２７Ｃに通電し継電器２７を動作させる。これにより、継電器２７は常閉接点２７ｂをオフさせるようになり、電磁接触器３５は、励磁コイル３５Ｃが断電されて復帰し、主スイッチ３５Ｓおよび補助接点３５ａをオフさせる。この主スイッチ３５Ｓのオフによりインバータ２の交流電源は遮断され、インバータ装置１および誘導電動機３６の運転が停止される。
【００３５】
また、ＣＰＵ２２は、「緊急を要しない異常」のときには、判断ステップＳ２で「ＮＯ」と判断して、「故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ５に移行し、インバータ２の過電圧、過電流、オーバーヒート、誘導電動機３６の過負荷、発電制動用抵抗器１６の過負荷などの故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶保存させ、次の「電動機運転制御情報をＲＡＭから読出し」の処理ステップＳ６に移行して、ＲＡＭ２４からインバータ２の出力周波数、誘導電動機３６の回転方向、出力周波数指令値、インバータ２の出力電流、入力電圧、出力電圧、運転指令状態、運転状態などの電動機運転制御情報を読出した後、「電動機運転制御情報をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ７になり、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に上記電動機運転制御情報を記憶保存させ、「故障出力」の処理ステップＳ４に移行する。その後の動作は、前述と同様である。
【００３６】
起動スイッチ３８をオン操作して、インバータ２に交流電源を再投入すると、制御回路３にも制御電源回路４から制御電源電圧が供給されて、ＣＰＵ２２が動作を開始（スタート）する。その動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。ＣＰＵ２２は、まず、「リセット履歴をＥＥＰ−ＲＯＭから読出し」の処理ステップＴ１となり、後述するようなリセット履歴をＥＥＰ−ＲＯＭ２５から読出す。ＣＰＵ２２は、次に「リセット実行済？」の判断ステップＴ２に移行し、後述するようにリセット実行済のときには「ＹＥＳ」と判断して「通常運転」のルーチンＴ３に移行し、インバータ２に通常運転を開始させる。
【００３７】
ＣＰＵ２２は、判断ステップＴ１で「ＮＯ」（リセット未実施）と判断したときには、「故障要因の情報をＥＥＰ−ＲＯＭ２５から読出し」の処理ステップＴ４になり、故障要因の情報をＥＥＰ−ＲＯＭ２５から読出し、更に「前回故障があったか？」の判断ステップＴ５に移行する。この場合、ＣＰＵ２２は、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に前回の故障履歴が記憶されていなかったときには、判断ステップＴ５で「ＮＯ」と判断して「通常運転」のルーチンＴ３に移行する。
【００３８】
ＣＰＵ２２は，判断ステップＴ５で「ＹＥＳ」と判断したときには、「緊急を要する故障であったか？」の判断ステップＴ６に移行し、ここで「ＹＥＳ」のときには、「インバータ駆動部停止」の処理ステップＴ７となり、インバータ駆動部２３の動作を停止させ、「異常報知」の処理ステップＴ８で図示しない報知手段に異常報知を行なわせ、動作を停止する。また、ＣＰＵ２２は、判断ステップＴ６で「ＮＯ」と判断したときには、「電動機運転制御情報をＥＥＰ−ＲＯＭからＲＡＭに転送」の処理ステップＴ９に移行し、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶された電動機運転制御情報をＲＡＭ２４に転送して記憶させる。ＣＰＵ２２は、その後は、処理ステップＴ７を経て処理ステップＴ８に移行する。
【００３９】
以上のように、前回に故障があつて、これがリセット未実施の場合において、その故障が「緊急を要する異常」のときには、インバータ２の運転を直ちに禁止し、「緊急を要しない異常」のときには、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶された電動機運転制御情報をＲＡＭ２４に転送して記憶させた後、インバータ２の運転を禁止させるものである。そこで、作業者は、「緊急を要する異常」のときには、その原因は自ずと判明しているので、直ちに故障修理を行なう。また、作業者は、「緊急を奏しない異常」のときには、ＲＡＭ２４に転送された電動機運転制御情報をモニタして、具体的故障原因を診断し、診断結果に基づいて故障修理を行なう。そして、故障修理を行なった後は、作業者は、インバータ装置１に備えられた端子台とのパーソナルコンピュータによる通信、外部操作手段たる外部スイッチ或いは内部操作手段たる内部スイッチの操作により、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に故障履歴に対応してリセット実施済（故障修理済）の履歴を記憶させるようにするものである。
【００４０】
このように、本実施例によれば、ＣＰＵ２２は、「緊急を要しない異常」が発生した場合には、その後に故障診断を行なうことができるように、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に故障要因と異常発生時にＲＡＭ２４に記憶された電動機運転制御情報とを記憶させ、しかる後、インバータ２の電源を遮断するための故障出力を行なわせるようにしたので、従来のような大形の制御電源回路を設ける必要がなく、全体として小形化を図ることができる。しかも、故障履歴および電動機運転制御情報は、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に保存されているので、スイッチングレギュレータからなる制御電源回路４の電源が遮断されても、確実に故障診断を行なうことができる。
【００４１】
更に、ＣＰＵ２２は、異常発生後にインバータ２に交流電源が投入されることにより、故障履歴から前回に「緊急を要しない異常」が発生していたと判断した場合には、その時の電動機運転制御情報をＥＥＰ−ＲＯＭ２５からＲＡＭ２４に転送するようにし、且つ、インバータ２の運転を禁止するようにしたので、安全且つ円滑に故障診断を行なうことができる。
【００４２】
また、作業者は、故障診断終了後すなわち故障修理終了後にリセット履歴を故障リセット手段によりＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶させるようにしたので、インバータ２に交流電源が投入された際、そのリセット履歴を参照することにより、速やかに通常運転に復旧させることができる。
【００４３】
そして、電動機運転制御情報を、インバータ２の出力周波数、誘導電動機３６の回転方向、出力周波数指令値、インバータ２の出力電流、入力電圧、出力電圧、運転指令状態、運転状態などに設定して、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶させる電動機運転制御情報を最小限に限定したので、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に対する情報の記憶時間を短縮することができ、従って、故障出力を行なうタイミングを早めることができる。
【００４４】
加えて、「緊急を要しない異常」を、インバータ２の過電圧、過電流、オーバーヒート、誘導電動機３６の過負荷、発電制動用抵抗器１６の過負荷などに設定して、「緊急を要しない異常」と判断する条件を限定したので、判断時間を短縮することができ、従って、故障出力を行なうタイミングを一層早めることができる。
【００４５】
図４は本発明の第２の実施例のフローチャートであり、図２と同一部分には同一符号を付して示す。なお、この第２の実施例では、説明の便宜上、図１をも参照する。
この第２の実施例においては、電動機運転制御情報に優先順位が設定されており、その一部たる優先順位の高い情報として、例えば、インバータ２の出力周波数、誘導電動機３６の回転方向、出力周波数指令値、インバータ２の出力電流（以上を電動機運転制御情報１と称する）が設定され、残りたる優先順位の低い情報として、インバータ２の入力電圧、出力電圧、運転指令状態、運転状態（以上を電動機運転制御情報２と称する）が設定されている。
【００４６】
しかして、ＣＰＵ２２は、「緊急を要する？」の判断ステップＳ２で「ＮＯ」と判断して「故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ５に移行するまでは第１の実施例（図２参照）と同様である。ＣＰＵ２２は、処理ステップＳ５の後に「電動機運転制御情報１をＲＡＭから読出し」の処理ステップＳ８に移行し、ここで上述した「電動機運転制御情報１」をＲＡＭ２４から読出し、次の「電動機運転制御情報１をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ９に移行して、「電動機運転制御情報１」をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶保存させる。
【００４７】
ＣＵ２２は，次に「故障出力」の処理ステップＳ１０に移行し、処理ステップＳ４と同様の動作を行なう。これにより、インバータ２への交流電源の供給は遮断されることになり、従って、制御電源回路４への交流電源の供給も遮断されることになる。ＣＰＵ２２は、その後、「電動機運転制御情報２をＲＡＭから読出し」の処理ステップＳ１１に移行し、ここで上述した「電動機運転制御情報２」をＲＡＭ２４から読出し、次いで、「電動機運転制御情報２をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ１２に移行して、「電動機運転制御情報２」をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶保存させる。
【００４８】
ところで、この第２の実施例では、「電動機運転制御情報１」をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶保存させた後、インバータ２に対する交流電源の供給を遮断するようにしたので、ＣＰＵ２２の制御電源も遮断されて、その後の「電動機運転制御情報２」のＥＥＰ−ＲＯＭ２５に対する記憶保存は不可能に考えられる。しかしながら、インバータ２には、直流電源回路５の後段に平滑用コンデンサ１１が設けられているので、インバータ２に対する交流電源の供給が遮断されても、平滑用コンデンサ１１の蓄積電荷によりＣＰＵ２２対しては１００ミリ秒程度は制御電源電圧を確保することができるものであり、「電動機運転制御情報２」をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に充分に記憶保存させる余裕がある。
【００４９】
このような第２の実施例によれば、ＣＰＵ２２は、電動機運転制御情報の一部たる優先順位の高い情報（電動機運転制御情報１）をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶させた後、インバータ２に対する交流電源を遮断するようにしたので、インバータ２に対する交流電源の遮断タイミングが早くなり、しかも、故障診断に必要な最小限の「電動機運転制御情報１」を確保することができて、迅速な異常処理を行なうことができる。
【００５０】
なお、上記実施例では、ＣＰＵ２２は、図３に示すように、「リセット履歴をＥＥＰ−ＲＯＭから読出し」の処理ステップＴ１と「リセット実行済？」の判断ステップＴ２とを実行させるようにしたが、これらは必要に応じて実行させるようにしてもよい（請求項４に対応）。
【００５１】
その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、例えば誘導電動機に限らず電動機全般に適用し得るなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変形して実施できることは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、緊急を要しない異常の場合には、その後に故障診断を行なうことができるように、不揮発性メモリに故障要因と異常発生時に揮発性メモリに記憶された電動機運転制御情報の一部とを記憶させ、しかる後、インバータの電源を遮断するための故障出力を行なわせるようにしたので、従来のような大形の制御電源回路を設ける必要がなく、全体として小形化を図ることができる。しかも、故障履歴および電動機運転制御情報の一部は、不揮発性メモリに保存されているので、確実に故障診断を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す電気的構成のブロック線図
【図２】作用説明用のフローチャート（その１）
【図３】作用説明用のフローチャート（その２）
【図４】本発明の第２の実施例を示す図２相当図
【図５】従来例を示す図１相当図
【図６】図２相当図
【符号の説明】
図面中、１はインバータ装置、２はインバータ、３は制御回路、４は制御電源回路、１６は発電制動用抵抗器、２２はＣＰＵ（制御手段）、２４はＲＡＭ（揮発性メモリ）、２５はＥＥＰ−ＲＯＭ（不揮発性メモリ）、２６は故障出力部、３５は電磁接触器、３６は誘導電動機（電動機）を示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機を運転制御するインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に誘導電動機を運転するための従来の電気的構成が示されている。誘導電動機１００に交流出力を供給するするためのインバータ装置１０１は、インバータ１０２と、制御回路１０３とから構成されている。更に、制御回路１０３は、ＣＰＵ１０４と、このＣＰＵ１０４と信号の授受を行なうインバータ駆動部１０５と、ＲＡＭ１０６と、ＥＥＰ−ＲＯＭ１０７および故障出力部１０８とから構成されている。そして、インバータ駆動部１０５はインバータ１０２と信号の授受を行なうようになっており、故障出力部１０８の出力端子には継電器１０９の励磁コイル１０９Ｃが接続されている。
【０００３】
２００Ｖの三相交流電源１１０は、漏電遮断器１１１および電磁接触器１１２の主スイッチ１１２Ｓを介してインバータ１０２の入力端子に接続されており、そのインバータ１０２の出力端子は、誘導電動機１００の入力端子に接続されている。そして、インバータ装置１０１内には、制御電源回路１１３が設けられており、その制御電源回路１１３は、入力端子が漏電遮断器１１１と主スイッチ１１２Ｓとの間の電源線（Ｒ、Ｓ、Ｔ相のうちのＲ、Ｓ相）に接続されていて、三相交流電源１１０のＲ、Ｓ相２００Ｖから５Ｖ〜２５Ｖのような低定圧直流電圧を作成して制御回路１０３に与えるようになっている。
【０００４】
一方、電磁接触器１１２の励磁コイル１１２Ｃにおいて、その一方の端子は、継電器１０９の常閉接点１０９ｂを介して漏電遮断器１１１と主スイッチ１１２Ｓとの間のＲ相電源線に接続され、他方の端子は、常閉の停止スイッチ１１４および常開の起動スイッチ１１５を介して漏電遮断器１１１と主スイッチ１１２Ｓとの間のＳ相電源線に接続されている。そして、起動スイッチ１１５に並列に電磁接触器１１２の常開の補助接点１１２ａが接続されている。
【０００５】
しかして、誘導電動機１００の運転中は、漏電遮断器１１１が投入（オン）されており、また、励磁コイル１１２Ｃが通電されて電磁接触器１１２が動作し、主スイッチ１１２Ｓおよび補助接点１１２ａをオンさせている。従って、インバータ駆動部１０５がインバータ１０２にゲート信号を与えて動作させて、インバータ１０２が誘導電動機１００に交流出力を供給するようになる。そして、インバータ１０２および誘導電動機１００の運転中は、インバータ駆動部１０５はインバータ１０２の出力電流、入力電圧、出力電圧などを検出するようになっており、その情報は、ＣＰＵ１０４を介してＲＡＭ１０６に順次記憶されるようになっている。
【０００６】
ＣＰＵ１０４は、誘導電動機１００の運転中は過電流、過電圧などの異常を監視するようになっている。これについて、図６のフローチャートを参照して説明する。ＣＰＵ１０４は、「故障判断」のルーチンになると、「異常発生？」の判断ステップＲ１となり、 「ＮＯ」であればメインルーチンに戻る（リターン）。ＣＰＵ１０４は、インバータ駆動部１０５の検出内容から何らかの異常が発生したと判断したときには、判断ステップＲ１で「ＹＥＳ」となって次の「故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＲ２に移行し、ＥＥＰ−ＲＯＭ１０７に故障要因を記憶保存させる。そして、ＣＰＵ１０４は、 「故障出力」の処理ステップＲ３に移行し、故障出力部１０８に遮断指令を与える。これにより、故障出力部１０８は、継電器１０９の励磁コイル１０９Ｃに通電するようになり、継電器１０９が動作して常閉接点１０９ｂをオフさせる。
【０００７】
継電器１０９の常閉接点１０９ｂがオフされると、電磁接触器１１２の励磁コイル１１２Ｃが断電されて電磁接触器１１２は復帰し、主スイッチ１１２Ｓおよび補助接点１１２ａをオフさせる。これにより、インバータ１０２への交流電源の供給は遮断され、誘導電動機１００は運転を停止する。この場合、主スイッチ１１２Ｓがオフしても、制御電源回路１１３には電源が供給されるので、制御回路１０３には直流電圧が与えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
電磁接触器１１２が遮断動作を行なった後は、作業者は、ＥＥＰ−ＲＯＭ１０７に記憶された故障履歴から、故障の要因を読取り、ＲＡＭ１０６に記憶された情報をモニタして、故障の具体的な原因を診断するようにしている。このため、従来では、制御電源回路１１３を設けて、電磁接触器１１２が遮断動作を行なっても、制御回路１０３に直流電圧を供給して特にＲＡＭ１０６の記憶内容が消去されないようにしている。
【０００９】
ところが、制御電源回路１１３は、２００Ｖの交流電源電圧を電源変圧器で降圧し、整流回路で直流電圧に変換し、更に平滑回路により平滑定電圧化して５Ｖ〜２５Ｖの直流電圧を得るものであるので、大形化し、このような制御電源回路１１３をインバータ装置１０１を構成するための回路基板に搭載するようにしたのでは、絶縁距離を確保する上でも、回路基板が大形化し、インバータ装置１０１の小形化を図る、という要望の達成を阻害している。
【００１０】
また、作業者が安全性を考慮して漏電遮断器を１１１を手動操作によりオフさせることもあり、この場合には、制御電源回路１１３の電源も遮断されるので、ＲＡＭ１０６の記憶内容も消去され、故障診断が不可能になるという不具合があった。
【００１１】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小形化を図ることができ、また、故障診断を確実に行なうことができるインバータ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
インバータおよび電動機の異常には、インバータの素子の短絡、電動機の巻線の短絡などの故障のような電源を直ちに遮断する必要がある「緊急を要する異常」と、インバータの過電流、過電圧、オーバーヒート、電動機の過負荷、発電制動用抵抗器の過負荷などの故障のような電源を遮断するまでに数百ミリ秒程度は余裕がある「緊急を要しない異常」とに大別される。そして、実際に故障分析を行なうと、ほとんどは「緊急を要しない異常」である、ということが現場からの報告で判明している。また、「緊急を要する異常」の場合には、インバータおよび電動機の内部情報は故障診断に必要がないことが多い。
【００１５】
請求項１記載のインバータ装置は、交流電源から直流電源を作成し、この直流電源から電動機に与える交流出力を作成するインバータと、電動機運転制御情報などを記憶する揮発性メモリと、書換え可能な不揮発性メモリと、前記インバータ或いは電動機に異常が発生したときに異常の故障判断を行なって、その異常が緊急を要しない異常の場合には、前記不揮発性メモリに故障要因と異常が発生したときに前記揮発性メモリに記憶された電動機運転制御情報の一部（請求項２においては優先順位の高い情報）とを記憶させた後、前記交流電源を遮断するための故障出力を行ない、その後、前記電動機運転制御情報の残り（請求項２においては優先順位の低い情報）を前記不揮発性メモリに保存させる制御手段とを具備する構成に特徴を有する。
【００１６】
このような構成によれば、制御手段は、電動機運転制御情報の一部（優先順位の高い情報）を不揮発性メモリに記憶させた後、故障出力を行なわせるようにしたので、従来のような大形の制御電源回路を設ける必要がなく、全体として小形化を図ることができ、又、インバータに対する交流電源の遮断タイミングが早くなり、しかも、故障診断に必要な最小限の電動機運転制御情報を確保することができて、迅速な異常処理を行なうことができるとともに、確実に故障診断を行なうことができる。
【００１７】
請求項３記載のインバータ装置は、制御手段は、交流電源が投入された際に、前回起動していたときの異常の有無を判断し、異常ありと判断したときにおいて不揮発性メモリに記憶された故障履歴から緊急を要しない異常と判断した場合には、異常が発生したときの電動機運転制御情報を前記不揮発性メモリから揮発性メモリに転送し、且つ、インバータの運転を禁止するようにしたところに特徴を有する。
【００１８】
このような構成によれば、制御手段は、異常発生後にインバータに交流電源を投入することにより、故障履歴から前回に緊急を要しない異常が発生していたと判断した場合には、その時の電動機運転制御情報を不揮発性メモリから揮発性メモリに転送するようにし、且つ、インバータの運転を禁止するようにしたので、安全且つ円滑に故障診断を行なうことができる。
【００１９】
請求項４記載のインバータ装置は、通信、外部操作手段、内部操作手段などの故障リセット手段を有し、制御手段は、前記故障リセット手段によるリセット履歴を不揮発性メモリに記憶させ、交流電源が投入された際に、このリセット履歴について前記不揮発性メモリの記憶を確認し、リセット実施の場合は、インバータに通常運転を行なわせ、リセット未実施の場合は、不揮発性メモリに記憶された故障履歴から緊急を要しない異常と判断したときには、異常が発生したときの電動機運転制御情報を前記不揮発性メモリから揮発性メモリに転送し、且つ、インバータの運転を禁止するようにしたところに特徴を有する。
【００２０】
このような構成によれば、故障診断終了後すなわち故障修理終了後にリセット履歴を不揮発性メモリに記憶させるようにしたので、インバータに交流電源が投入された際、そのリセット履歴を参照することにより、速やかに通常運転に復旧させることができる。
【００２１】
請求項５記載のインバータ装置は、電動機運転制御情報は、インバータの出力周波数、電動機の回転方向、出力周波数指令値、インバータの出力電流、入力電圧、出力電圧、運転指令状態、運転状態などに設定されているところに特徴を有する。
このような構成によれば、不揮発性メモリに記憶させる電動機運転制御情報を最小限に限定したので、不揮発性メモリに対する情報の記憶時間を短縮することができ、従って、故障出力を行なうタイミングを早めることができる。
【００２２】
請求項６記載のインバータ装置は、緊急を要しない異常は、インバータの過電圧、過電流、オーバーヒート、電動機の過負荷、発電制動用抵抗器の過負荷などに設定されているところに特徴を有する。
このような構成によれば、緊急を要しない異常と判断する条件が限定されるので、判断時間を短縮することができ、従って、故障出力を行なうタイミングを早めることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例につき、図１ないし図３を参照して説明する。
まず、図１において、インバータ装置１は、インバータ２と、制御回路３と、制御電源回路４とを備えている。そして、インバータ２において、直流電源回路５は、三相全波整流器回路で構成されたもので、その交流入力端子は電源端子６、７および８に接続され、直流出力端子は直流母線９、１０に接続されており、直流母線９、１０間には平滑用コンデンサ１１が接続されている。また、インバータ主回路１２は、スイッチング素子たる６個のＩＧＢＴを三相ブリッジ接続して構成されたもので、その入力端子は直流母線９、１０に接続され、出力端子は出力端子１３、１４および１５に接続されている。
【００２４】
直流母線９、１０間には、平滑用コンデンサ１１よりもインバータ主回路１２側に位置して発電制動用抵抗器１６およびトランジスタ１７のコレクタ、エミッタの直列回路が接続されている。また、インバータ主回路１２には、ＩＧＢＴの放熱を行なう放熱フィンの温度を検出する温度検出手段たるサーミスタ１８が配設されている。更に、平滑用コンデンサ１１の両端子は、制御電源回路４の入力端子に接続されているとともに電圧検出手段たる電圧検出回路１９の入力端子に接続されている。そして、直流母線９には、平滑用コンデンサ１１よりもインバータ主回路１２側に位置してホール素子形の電流センサ２０が配設されており、この電流センサ２０は電流検出手段たる電流検出回路２１の入力端子に接続されている。
【００２５】
制御回路３は、制御手段たるＣＰＵ２２、インバータ駆動部２３、揮発性メモリたるＲＡＭ２４、書換え可能な不揮発性メモリたるＥＥＰ−ＲＯＭ２５および故障出力部２６から構成されている。ここで、インバータ駆動部２３において、各入力端子は、電圧検出回路１９および電流検出回路２１の出力端子に接続されているとともに、サーミサタ１８に接続されており、そして、複数の出力端子は、インバータ主回路１２のＩＧＢＴの各ゲートに接続され、また、複数の入出力端子は、ＣＰＵ２２に接続されている。更に、ＡＭ２４およびＥＥＰ−ＲＯＭ２５の各複数の入出力端子は、ＣＰＵ２２に接続され、故障出力部２６の入力端子は、ＣＰＵ２２に接続されている。また、インバータ装置１の故障出力部２６の出力端子には、継電器２７の励磁コイル２７Ｃが接続されており、その継電器２７の常閉接点２７ｂは、端子２８、２９に接続されている。
【００２６】
ここで、前記制御電源回路４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ例えばスイッチングレギュレータから構成されたもので、後述するように、平滑用コンデンサ１１の両端子間に生じる１４１Ｖの高圧直流電圧をスイッチングし平滑して５Ｖ〜２５Ｖの低圧直流電圧の制御電源電圧を作成し、これを制御回路３に供給するようになっている。
【００２７】
交流電源たる２００Ｖの三相交流電源３０の三相の端子は、漏電遮断器３１と、Ｒ、Ｓ、Ｔ相電源線３２、３３、３４と、電磁接触器３５の主スイッチ３５Ｓとを直列に介してインバータ装置１の電源端子６、７、８に接続されている。また、インバータ装置１の出力端子１３、１４、１５は、電動機例えば三相の誘導電動機３６の各三相入力端子に接続されている。なお、インバータ装置１の端子２８は、漏電遮断器３１と主スイッチ３５Ｓとの間のＲ相電源線３２に接続されている。
【００２８】
しかして、電磁接触器３５の励磁コイル３５Ｃにおいて、その一方の端子は、押釦形の常閉の停止スイッチ３７および押釦形の常開の起動スイッチ３８を介して漏電遮断器３１と主スイッチ３５Ｓとの間のＳ相電源線３３に接続され、他方の端子は、インバータ装置１の端子２９に接続されている。そして、起動スイッチ３８に並列に電磁接触器３５の常開の補助接点３５ａが接続され、励磁コイル３５Ｃに並列にサージ吸収用のコンデンサ３９および抵抗４０の直列回路が接続されている。
【００２９】
次に、本実施例の作用につき、図２および図３をも参照して説明する。
起動スイッチ３８がオンされると、励磁コイル３５Ｃが通電されて電磁接触器３５が動作し、主スイッチ３５Ｓおよび補助接点３５ａをオンさせる。これにより、インバータ２の直流電源回路５に２００Ｖの三相交流電源が供給され、直流電源回路５は、１４１Ｖの直流電源電圧を平滑用コンデンサ１１の両端子間に生じさせる。これにより、インバータ主回路１２および制御電源回路４にその直流電源電圧が供給される。
【００３０】
制御電源回路４は、１４１Ｖの直流電源電圧が供給されると、これから５Ｖ〜２５Ｖの制御電源電圧を作成して制御回路３に供給するようになり、従って、ＣＰＵ２２が動作を開始して、インバータ駆動部２３に運転指令を与えるようになる。この運転指令は、図示はしないが、インバータ装置１に備えられた端子台とのパーソナルコンピュータによる通信、外部操作手段たる外部スイッチ或いは内部操作手段たる内部スイッチの操作から得られるものであり、これらはＣＰＵ２２を介してＲＡＭ２４に記憶されている。そして、インバータ駆動部２３は、上記運転指令に基づいてインバータ主回路１２のＩＧＢＴにゲート信号を与え、インバータ主回路１２は、設定された交流出力を作成して誘導電動機３６に供給するようになり、以て、誘導電動機３６が通常運転を開始する。
【００３１】
一方、ＣＰＵ２２は、インバータ駆動部２３からインバータ２の出力周波数、誘導電動機３６の回転方向、インバータ２の出力電流、入力電圧、出力電圧、運転状態を読取ってＲＡＭ２４に順次記憶させるようになっている。そして、誘導電動機３６が減速されるときには、発電制動が行なわれるが、この時の発電電圧が直流電源電圧より大きい場合には、ＣＰＵ２２はインバータ駆動部２３を介してトランジスタ１７をオンさせて、その発電電圧を発電制動用抵抗器１６により消費させる。
【００３２】
さて、インバータ２および誘導電動機３６の運転中は、ＣＰＵ２２は、一定周期で図２に示すような「故障判断」のルーチンを実行するようになっている。すなわち、まず、「異常発生？」の判断ステップＳ１になって、ここでは、インバータ駆動部２３を介してインバータ２の過電圧、過電圧、オーバーヒート、誘導電動機３６の過負荷、発電制動用抵抗器１６の過負荷などの異常が発生したか否かを判断する。ここで、ＣＰＵ２２は，インバータ２（具体的にはインバータ主回路１２）のオーバーヒートは、サーミスタ１８の検出温度により判断し、発電制動用抵抗器１６の過負荷は、トランジスタ１７のオン時間を積算することにより判断する。
【００３３】
ＣＰＵ２２は、上述したような異常を検出しないときには、判断ステップＳ１で「ＮＯ」と判断して、メインルーチンに戻る（リターン）。また、ＣＰＵ２２は，上述したような異常を検出したときには、判断ステップＳ１で「ＹＥＳ」と判断して、「緊急を要する？」の判断ステップＳ２に移行し、ここでは、異常がインバータ２の素子短絡、誘導電動機３６の巻線短絡などの「緊急を要する異常」か、或いは、インバータ２の過電圧、過電流、オーバーヒート、誘導電動機３６の過負荷、発電制動用抵抗器１６の過負荷などの「緊急を要しない異常」かを判断するものである。そして、ＣＰＵ２２は、「緊急を要する異常」のときには、判断ステップＳ２で「ＹＥＳ」と判断して、「故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ３に移行し、インバータ２の素子短絡、誘導電動機３６の巻線短絡などのような故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶保存させる。
【００３４】
その後、ＣＰＵ２２は、「故障出力」の処理ステップＳ４に移行して、故障出力部２６に故障出力指令を与え、これに応じて、故障出力部２６は継電器２７の励磁コイル２７Ｃに通電し継電器２７を動作させる。これにより、継電器２７は常閉接点２７ｂをオフさせるようになり、電磁接触器３５は、励磁コイル３５Ｃが断電されて復帰し、主スイッチ３５Ｓおよび補助接点３５ａをオフさせる。この主スイッチ３５Ｓのオフによりインバータ２の交流電源は遮断され、インバータ装置１および誘導電動機３６の運転が停止される。
【００３５】
また、ＣＰＵ２２は、「緊急を要しない異常」のときには、判断ステップＳ２で「ＮＯ」と判断して、「故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ５に移行し、インバータ２の過電圧、過電流、オーバーヒート、誘導電動機３６の過負荷、発電制動用抵抗器１６の過負荷などの故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶保存させ、次の「電動機運転制御情報をＲＡＭから読出し」の処理ステップＳ６に移行して、ＲＡＭ２４からインバータ２の出力周波数、誘導電動機３６の回転方向、出力周波数指令値、インバータ２の出力電流、入力電圧、出力電圧、運転指令状態、運転状態などの電動機運転制御情報を読出した後、「電動機運転制御情報をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ７になり、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に上記電動機運転制御情報を記憶保存させ、「故障出力」の処理ステップＳ４に移行する。その後の動作は、前述と同様である。
【００３６】
起動スイッチ３８をオン操作して、インバータ２に交流電源を再投入すると、制御回路３にも制御電源回路４から制御電源電圧が供給されて、ＣＰＵ２２が動作を開始（スタート）する。その動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。ＣＰＵ２２は、まず、「リセット履歴をＥＥＰ−ＲＯＭから読出し」の処理ステップＴ１となり、後述するようなリセット履歴をＥＥＰ−ＲＯＭ２５から読出す。ＣＰＵ２２は、次に「リセット実行済？」の判断ステップＴ２に移行し、後述するようにリセット実行済のときには「ＹＥＳ」と判断して「通常運転」のルーチンＴ３に移行し、インバータ２に通常運転を開始させる。
【００３７】
ＣＰＵ２２は、判断ステップＴ１で「ＮＯ」（リセット未実施）と判断したときには、「故障要因の情報をＥＥＰ−ＲＯＭ２５から読出し」の処理ステップＴ４になり、故障要因の情報をＥＥＰ−ＲＯＭ２５から読出し、更に「前回故障があったか？」の判断ステップＴ５に移行する。この場合、ＣＰＵ２２は、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に前回の故障履歴が記憶されていなかったときには、判断ステップＴ５で「ＮＯ」と判断して「通常運転」のルーチンＴ３に移行する。
【００３８】
ＣＰＵ２２は，判断ステップＴ５で「ＹＥＳ」と判断したときには、「緊急を要する故障であったか？」の判断ステップＴ６に移行し、ここで「ＹＥＳ」のときには、「インバータ駆動部停止」の処理ステップＴ７となり、インバータ駆動部２３の動作を停止させ、「異常報知」の処理ステップＴ８で図示しない報知手段に異常報知を行なわせ、動作を停止する。また、ＣＰＵ２２は、判断ステップＴ６で「ＮＯ」と判断したときには、「電動機運転制御情報をＥＥＰ−ＲＯＭからＲＡＭに転送」の処理ステップＴ９に移行し、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶された電動機運転制御情報をＲＡＭ２４に転送して記憶させる。ＣＰＵ２２は、その後は、処理ステップＴ７を経て処理ステップＴ８に移行する。
【００３９】
以上のように、前回に故障があつて、これがリセット未実施の場合において、その故障が「緊急を要する異常」のときには、インバータ２の運転を直ちに禁止し、「緊急を要しない異常」のときには、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶された電動機運転制御情報をＲＡＭ２４に転送して記憶させた後、インバータ２の運転を禁止させるものである。そこで、作業者は、「緊急を要する異常」のときには、その原因は自ずと判明しているので、直ちに故障修理を行なう。また、作業者は、「緊急を奏しない異常」のときには、ＲＡＭ２４に転送された電動機運転制御情報をモニタして、具体的故障原因を診断し、診断結果に基づいて故障修理を行なう。そして、故障修理を行なった後は、作業者は、インバータ装置１に備えられた端子台とのパーソナルコンピュータによる通信、外部操作手段たる外部スイッチ或いは内部操作手段たる内部スイッチの操作により、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に故障履歴に対応してリセット実施済（故障修理済）の履歴を記憶させるようにするものである。
【００４０】
このように、本実施例によれば、ＣＰＵ２２は、「緊急を要しない異常」が発生した場合には、その後に故障診断を行なうことができるように、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に故障要因と異常発生時にＲＡＭ２４に記憶された電動機運転制御情報とを記憶させ、しかる後、インバータ２の電源を遮断するための故障出力を行なわせるようにしたので、従来のような大形の制御電源回路を設ける必要がなく、全体として小形化を図ることができる。しかも、故障履歴および電動機運転制御情報は、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に保存されているので、スイッチングレギュレータからなる制御電源回路４の電源が遮断されても、確実に故障診断を行なうことができる。
【００４１】
更に、ＣＰＵ２２は、異常発生後にインバータ２に交流電源が投入されることにより、故障履歴から前回に「緊急を要しない異常」が発生していたと判断した場合には、その時の電動機運転制御情報をＥＥＰ−ＲＯＭ２５からＲＡＭ２４に転送するようにし、且つ、インバータ２の運転を禁止するようにしたので、安全且つ円滑に故障診断を行なうことができる。
【００４２】
また、作業者は、故障診断終了後すなわち故障修理終了後にリセット履歴を故障リセット手段によりＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶させるようにしたので、インバータ２に交流電源が投入された際、そのリセット履歴を参照することにより、速やかに通常運転に復旧させることができる。
【００４３】
そして、電動機運転制御情報を、インバータ２の出力周波数、誘導電動機３６の回転方向、出力周波数指令値、インバータ２の出力電流、入力電圧、出力電圧、運転指令状態、運転状態などに設定して、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶させる電動機運転制御情報を最小限に限定したので、ＥＥＰ−ＲＯＭ２５に対する情報の記憶時間を短縮することができ、従って、故障出力を行なうタイミングを早めることができる。
【００４４】
加えて、「緊急を要しない異常」を、インバータ２の過電圧、過電流、オーバーヒート、誘導電動機３６の過負荷、発電制動用抵抗器１６の過負荷などに設定して、「緊急を要しない異常」と判断する条件を限定したので、判断時間を短縮することができ、従って、故障出力を行なうタイミングを一層早めることができる。
【００４５】
図４は本発明の第２の実施例のフローチャートであり、図２と同一部分には同一符号を付して示す。なお、この第２の実施例では、説明の便宜上、図１をも参照する。
この第２の実施例においては、電動機運転制御情報に優先順位が設定されており、その一部たる優先順位の高い情報として、例えば、インバータ２の出力周波数、誘導電動機３６の回転方向、出力周波数指令値、インバータ２の出力電流（以上を電動機運転制御情報１と称する）が設定され、残りたる優先順位の低い情報として、インバータ２の入力電圧、出力電圧、運転指令状態、運転状態（以上を電動機運転制御情報２と称する）が設定されている。
【００４６】
しかして、ＣＰＵ２２は、「緊急を要する？」の判断ステップＳ２で「ＮＯ」と判断して「故障要因をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ５に移行するまでは第１の実施例（図２参照）と同様である。ＣＰＵ２２は、処理ステップＳ５の後に「電動機運転制御情報１をＲＡＭから読出し」の処理ステップＳ８に移行し、ここで上述した「電動機運転制御情報１」をＲＡＭ２４から読出し、次の「電動機運転制御情報１をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ９に移行して、「電動機運転制御情報１」をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶保存させる。
【００４７】
ＣＵ２２は，次に「故障出力」の処理ステップＳ１０に移行し、処理ステップＳ４と同様の動作を行なう。これにより、インバータ２への交流電源の供給は遮断されることになり、従って、制御電源回路４への交流電源の供給も遮断されることになる。ＣＰＵ２２は、その後、「電動機運転制御情報２をＲＡＭから読出し」の処理ステップＳ１１に移行し、ここで上述した「電動機運転制御情報２」をＲＡＭ２４から読出し、次いで、「電動機運転制御情報２をＥＥＰ−ＲＯＭに保存」の処理ステップＳ１２に移行して、「電動機運転制御情報２」をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶保存させる。
【００４８】
ところで、この第２の実施例では、「電動機運転制御情報１」をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶保存させた後、インバータ２に対する交流電源の供給を遮断するようにしたので、ＣＰＵ２２の制御電源も遮断されて、その後の「電動機運転制御情報２」のＥＥＰ−ＲＯＭ２５に対する記憶保存は不可能に考えられる。しかしながら、インバータ２には、直流電源回路５の後段に平滑用コンデンサ１１が設けられているので、インバータ２に対する交流電源の供給が遮断されても、平滑用コンデンサ１１の蓄積電荷によりＣＰＵ２２対しては１００ミリ秒程度は制御電源電圧を確保することができるものであり、「電動機運転制御情報２」をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に充分に記憶保存させる余裕がある。
【００４９】
このような第２の実施例によれば、ＣＰＵ２２は、電動機運転制御情報の一部たる優先順位の高い情報（電動機運転制御情報１）をＥＥＰ−ＲＯＭ２５に記憶させた後、インバータ２に対する交流電源を遮断するようにしたので、インバータ２に対する交流電源の遮断タイミングが早くなり、しかも、故障診断に必要な最小限の「電動機運転制御情報１」を確保することができて、迅速な異常処理を行なうことができる。
【００５０】
なお、上記実施例では、ＣＰＵ２２は、図３に示すように、「リセット履歴をＥＥＰ−ＲＯＭから読出し」の処理ステップＴ１と「リセット実行済？」の判断ステップＴ２とを実行させるようにしたが、これらは必要に応じて実行させるようにしてもよい（請求項４に対応）。
【００５１】
その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、例えば誘導電動機に限らず電動機全般に適用し得るなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変形して実施できることは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、緊急を要しない異常の場合には、その後に故障診断を行なうことができるように、不揮発性メモリに故障要因と異常発生時に揮発性メモリに記憶された電動機運転制御情報の一部とを記憶させ、しかる後、インバータの電源を遮断するための故障出力を行なわせるようにしたので、従来のような大形の制御電源回路を設ける必要がなく、全体として小形化を図ることができる。しかも、故障履歴および電動機運転制御情報の一部は、不揮発性メモリに保存されているので、確実に故障診断を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す電気的構成のブロック線図
【図２】作用説明用のフローチャート（その１）
【図３】作用説明用のフローチャート（その２）
【図４】本発明の第２の実施例を示す図２相当図
【図５】従来例を示す図１相当図
【図６】図２相当図
【符号の説明】
図面中、１はインバータ装置、２はインバータ、３は制御回路、４は制御電源回路、１６は発電制動用抵抗器、２２はＣＰＵ（制御手段）、２４はＲＡＭ（揮発性メモリ）、２５はＥＥＰ−ＲＯＭ（不揮発性メモリ）、２６は故障出力部、３５は電磁接触器、３６は誘導電動機（電動機）を示す。
Claims (6)
- 交流電源から直流電源を作成し、この直流電源から電動機に与える交流出力を作成するインバータと、
電動機運転制御情報などを記憶する揮発性メモリと、
書換え可能な不揮発性メモリと、
前記インバータ或いは電動機に異常が発生したときに異常の故障判断を行なって、その異常が緊急を要しない異常の場合には、前記不揮発性メモリに故障要因と異常が発生したときに前記揮発性メモリに記憶された電動機運転制御情報の一部とを記憶させた後、前記交流電源を遮断するための故障出力を行ない、その後、前記電動機運転制御情報の残りを前記不揮発性メモリに保存させる制御手段とを具備してなるインバータ装置。 - 電動機運転制御情報には優先順位が設定され、
電動機運転制御情報の一部は優先順位の高い情報および残りは優先順位の低い情報に設定されていることを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。 - 制御手段は、交流電源が投入された際に、前回起動していたときの異常の有無を判断し、異常ありと判断したときにおいて不揮発性メモリに記憶された故障履歴から緊急を要しない異常と判断した場合には、異常が発生したときの電動機運転制御情報を前記不揮発性メモリから揮発性メモリに転送し、且つ、インバータの運転を禁止するようにした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。
- 通信、外部操作手段、内部操作手段などの故障リセット手段を有し、
制御手段は、前記故障リセット手段によるリセット履歴を不揮発性メモリに記憶させ、交流電源が投入された際に、このリセット履歴について前記不揮発性メモリの記憶を確認し、
リセット実施の場合は、インバータに通常運転を行なわせ、
リセット未実施の場合は、不揮発性メモリに記憶された故障履歴から緊急を要しない異常と判断したときには、異常が発生したときの電動機運転制御情報を前記不揮発性メモリから揮発性メモリに転送し、且つ、インバータの運転を禁止するようにした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。 - 電動機運転制御情報は、インバータの出力周波数、電動機の回転方向、出力周波数指令値、インバータの出力電流、入力電圧、出力電圧、運転指令状態、運転状態などに設定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインバータ装置。
- 緊急を要しない異常は、インバータの過電圧、過電流、オーバーヒート、電動機の過負荷、発電制動用抵抗器の過負荷などに設定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインバータ装置。
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