JP5617211B2 - インバータ装置の冷却能力測定方法 - Google Patents
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Description
(1)当該インバータ装置が運転状態から停止状態になった後の前記温度検出手段から得られる温度検出値の変化量に基づいて冷却能力の低下を判定する。
(2)当該インバータ装置の運転開始後の前記温度検出手段から得られる温度検出値の変化量に基づいて冷却能力の低下を判定する。
(3)当該インバータ装置の運転中の出力電流,出力周波数,出力電力のうちの少なくとも1つ以上の情報から前記発熱部品の発生損失を演算し、この演算した値と前記温度検出手段の検出値とから冷却能力の低下を判定する。
冷却ファン3の冷却能力を測定する際には、モード切替手段30で冷却能力測定モードを選択する。ここで、冷却能力測定モードが選択されると、インバータ装置の運転を停止した後も冷却ファン3を所定時間だけ運転継続させるようにする。
図3において、特性Dは予め定めた熱時定数の基準値となる特性であり、インバータ装置が運転を開始した時点t21における温度検出値T21がT22まで変化(温度変化量ΔTC2)するのに時間t21から時間t23までかかる場合を示す。また、特性Eは冷却能力が正常なときの特性であり、インバータ装置が運転を開始した時点における温度検出値T21がT22まで変化(温度変化量ΔTC2)するのに時間t21から時間t24までかかる場合を示し、特性Fは冷却能力が低下したときの特性であり、インバータ装置が運転を開始した時点における温度検出値T21がT22まで変化(温度変化量ΔTC2)するのに時間t21から時間t22までかかる場合を示す。
図4において、11は交流電源、12はモータ等の負荷、13は交流入力を直流に変換する交流−直流変換部、14は交流−直流変換部13の出力を平滑する平滑コンデンサ、15は直流入力を交流に変換する直流−交流変換部、16は平滑コンデンサ14の両端電圧を検出する電圧検出器、17はインバータ装置の出力電流を検出する電流検出器である。なお、図1と同様に、交流−直流変換部13および直流−交流変換部15の構成部品であるダイオード,IGBT等の発熱部品1(図1参照)が冷却フィン2(図1参照)に搭載され、冷却フィン2が冷却ファン3(図1参照)により冷却されている。また、発熱部品1近傍の冷却フィン1上には冷却フィン1の温度を検出する温度センサ5(図1参照)が配置されている。
冷却フィン2の温度検出値Tから得られる冷却フィンの温度上昇値Tcは、式(1)で表される。
発熱部品の発生損失Plossは、定常損失PONとスイッチング損失PSWで表され、定常損失PONはインバータ装置の出力電流検出値I0と平滑コンデンサ14の両端電圧の電圧検出値Vdcとの関数で表され、スイッチング損失PSWはインバータ装置の出力電流検出値I0とキャリア周波数fcとの関数で表されるため、発熱部品の発生損失Plossは出力電流検出値I0と電圧検出値Vdcとキャリア周波数fcとから近似的に求めることができる。
図6において、60は冷却能力測定回路であり、発熱部品の発生損失Plossを演算する発生損失計算部61と、発生損失計算部61で演算した発生損失Plossから冷却能力を演算する冷却能力計算部62、冷却能力計算回路62で演算した冷却能力演算値と予め記憶されている冷却能力基準値とを比較し、冷却能力が低下しているか否かを判断する判断部63とから構成されている。なお、40は判断部63の出力に基づいて冷却能力が低下したことを表示する表示器である。
ここで、a,b,cは定数である。
図6において、インバータ装置の運転中に、発生損失計算部61では出力電流検出値I0とキャリア周波数fcとから式(2)に基づいて発生損失Plossを演算する。この発生損失Plossは冷却能力計算部62に入力されるとともに、温度センサ5で測定された冷却フィン2の温度検出値Tが冷却能力計算部62に入力され、発生損失Plossと冷却フィンの温度上昇値Tcとから下記式(3)に基づいて冷却能力を演算する。なお、温度センサ5は、図1と同様に発熱部品1近傍の冷却フィン1上に配置されている。
判断部63では、演算された冷却能力演算値と予め定めた冷却能力基準値との比較を行い、冷却能力演算値が冷却能力基準値よりも大きいときには、冷却能力の低下(異常)と判断する。判断部63は、冷却能力が低下したと判断した場合、冷却能力が低下したことを表示器40で表示または(および)警報信号を出力する。
図7において、70は冷却能力測定回路であり、出力電力値P0から発熱部品の発生損失Plossを演算する発生損失計算部71と、発生損失計算部71で演算した発生損失Plossから冷却能力を演算する冷却能力計算部72、冷却能力計算回路72で演算した冷却能力演算値と予め記憶されている冷却能力基準値とを比較し、冷却能力が低下しているか否かを判断する判断部73とから構成されている。
2・・・冷却フィン
3・・・冷却ファン
5・・・温度センサ
11・・・交流電源
12・・・負荷
13・・・交流−直流変換部
14・・・平滑コンデンサ
15・・・直流−交流変換部
16・・・電圧検出器
17・・・電流検出器
20,50,60,70・・・冷却能力測定回路
21・・・温度検出回路
22・・・タイマ
23・・・熱時定数演算回路
24・・・メモリ
25・・・比較器
30・・・モード切替手段
40・・・表示器
Claims (12)
- 交流入力を直流に変換する交流−直流変換部,交流−直流変換部の出力を平滑する平滑コンデンサ,直流入力を交流に変換する直流−交流変換部からなり、交流−直流変換部および直流−交流変換部を構成する発熱部品を搭載した冷却フィンを備えたインバータ装置の冷却能力測定方法において、
前記冷却フィンの温度を検出する温度検出手段を備え、
当該インバータ装置の積算運転時間が所定時間に達するごとに冷却能力を測定するものであって、この測定では当該インバータ装置が運転状態から停止状態になった後の前記温度検出手段から得られる温度検出値が予め定めた温度変化量だけ低下する時間に基づいて冷却能力が低下しているか否かを判定し、この判定により冷却能力の低下と判定した際に表示または警報信号を出力することを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。 - 請求項1に記載のインバータ装置の冷却能力測定方法において、前記温度検出値が予め定めた温度変化量だけ低下する時間から熱時定数を演算し、この熱時定数の演算値が所定の値よりも長いときに冷却能力の低下と判断することを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。
- 交流入力を直流に変換する交流−直流変換部,交流−直流変換部の出力を平滑する平滑コンデンサ,直流入力を交流に変換する直流−交流変換部からなり、交流−直流変換部および直流−交流変換部を構成する発熱部品を搭載した冷却フィンを備えたインバータ装置の冷却能力測定方法において、
前記冷却フィンの温度を検出する温度検出手段を備え、
当該インバータ装置の積算運転時間が所定時間に達するごとに冷却能力を測定するものであって、この測定では当該インバータ装置が運転状態から停止状態になった後の単位時間当たりの温度変化量に基づいて冷却能力の低下を判定し、この判定により冷却能力の低下と判定した際に表示または警報信号を出力することを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。 - 請求項3に記載のインバータ装置の冷却能力測定方法において、前記単位時間当たりの温度変化量から熱時定数を演算し、この熱時定数の演算値が所定の値よりも長いときに冷却能力の低下と判断することを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。
- 交流入力を直流に変換する交流−直流変換部,交流−直流変換部の出力を平滑する平滑コンデンサ,直流入力を交流に変換する直流−交流変換部からなり、交流−直流変換部および直流−交流変換部を構成する発熱部品を搭載した冷却フィンを備えたインバータ装置の冷却能力測定方法において、
前記冷却フィンの温度を検出する温度検出手段を備え、
当該インバータ装置の積算運転時間が所定時間に達するごとに冷却能力を測定するものであって、この測定では当該インバータ装置の運転開始後の前記温度検出手段から得られる温度検出値が予め定めた温度変化量だけ上昇する時間に基づいて冷却能力の低下を判定し、この判定により冷却能力の低下と判定した際に表示または警報信号を出力することを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。 - 請求項5に記載のインバータ装置の冷却能力測定方法において、前記温度検出値が予め定めた温度変化量だけ上昇する時間から熱時定数を演算し、この熱時定数の演算値が所定の値よりも短いときに冷却能力の低下と判断することを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。
- 交流入力を直流に変換する交流−直流変換部,交流−直流変換部の出力を平滑する平滑コンデンサ,直流入力を交流に変換する直流−交流変換部からなり、交流−直流変換部および直流−交流変換部を構成する発熱部品を搭載した冷却フィンを備えたインバータ装置の冷却能力測定方法において、
前記冷却フィンの温度を検出する温度検出手段を備え、
当該インバータ装置の積算運転時間が所定時間に達するごとに冷却能力を測定するものであって、この測定では当該インバータ装置が運転開始後の単位時間当たりの温度変化量に基づいて冷却能力の低下を判定し、この判定により冷却能力の低下と判定した際に表示または警報信号を出力することを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。 - 請求項7に記載のインバータ装置の冷却能力測定方法において、前記単位時間当たりの温度変化量から熱時定数を演算し、この熱時定数の演算値が所定の値よりも短いときに冷却能力の低下と判断することを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。
- 交流入力を直流に変換する交流−直流変換部,交流−直流変換部の出力を平滑する平滑コンデンサ,直流入力を交流に変換する直流−交流変換部からなり、交流−直流変換部および直流−交流変換部を構成する発熱部品を搭載した冷却フィンを備えたインバータ装置の冷却能力測定方法において、
前記冷却フィンの温度を検出する温度検出手段を備え、
当該インバータ装置の積算運転時間が所定時間に達するごとに冷却能力を測定するものであって、この測定では当該インバータ装置の運転中の出力電流,出力周波数,出力電力のうちの少なくとも1つ以上の情報から前記発熱部品の発生損失を演算し、この演算した値と前記温度検出手段の検出値とから冷却能力の低下を判定し、この判定により冷却能力の低下と判定した際に表示または警報信号を出力することを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。 - 請求項9に記載のインバータ装置の冷却能力測定方法において、前記温度検出手段の検出値と、インバータ装置の出力電流,キャリア周波数から演算した発熱部品の発生損失とから冷却能力を演算し、この演算した冷却能力と予め定めた基準値との比較により冷却能力低下を判定することを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。
- 請求項9に記載のインバータ装置の冷却能力測定方法において、前記温度検出手段の検出値と、インバータ装置の出力電流,前記平滑コンデンサの両端電圧,キャリア周波数から演算した発熱部品の発生損失とから冷却能力を演算し、この演算した冷却能力と予め定めた基準値との比較により冷却能力低下を判定することを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載のインバータ装置の冷却能力測定方法において、前記冷却フィンを冷却する冷却ファンを備え、当該インバータ装置の積算運転時間に代えて前記冷却ファンの積算運転時間が所定時間に達するごとに冷却能力の測定を行うことを特徴とするインバータ装置の冷却能力測定方法。
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