JP5617211B2 - インバータ装置の冷却能力測定方法 - Google Patents

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Description

この発明は、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に関し、特に冷却フィンの目詰まりや、冷却フィンに設けられた冷却ファンの寿命による回転数の低下等により冷却能力が低下したことを測定することができるインバータ装置の冷却能力測定方法に関する。
この種のインバータ装置においては、交流−直流変換部および直流−交流変換部の構成部品である整流ダイオードやIGBT等の発熱部品を多数のフィン部を備えた冷却フィンの上に載置し、発熱部品からの熱を冷却フィンに熱伝導させ、冷却フィンに冷却ファンより空気を送って熱交換する強制空冷方式によって放熱させている。
冷却ファンは寿命部品であり、冷却ファンの長寿命化を図るため、例えば、特許文献1では、発熱部品を搭載した冷却体の温度を検出し、この温度検出値の高低によって冷却ファンの起動,停止を行っている。
特開平7-154976号公報
特許文献1によれば、冷却ファンの長寿命化が可能となるが、冷却ファンの寿命の終了時点を予測する機能を備えていないため、冷却ファンの故障により初めて冷却ファンの寿命の終了を知ることになる。
つまり、冷却ファンを長時間使用すると寿命によりファン風量が低下するため、冷却能力が低下し、このように冷却能力が低下すると、温度が上昇してIGBT等の発熱部品が持つ使用規格値を超えることになる。
従来では、冷却体に取付けられた温度検出器により温度の絶対値を検出し、温度検出器により検出した温度の絶対値が予め定めた基準値を超えた場合には、冷却ファンの寿命の終了と判断してインバータ装置の保護停止や表示警告を行っていた。
しかしながら、従来の方式では、冷却体に取付けた温度検出器の絶対値で冷却ファンの寿命を判断していたため、冷却ファンの冷却能力が落ちていなくても周囲温度の上昇や負荷の状態、負荷の過負荷にも保護機能が動作することがあった。
本発明の目的は、周囲温度や負荷状態に影響されずに、冷却フィンの目詰まりや冷却フィンを冷却する冷却ファンの寿命等による冷却能力の低下を測定することができるインバータ装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、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、
(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。
この発明によれば、インバータ装置停止後あるいはインバータ装置運転開始後の温度検出値の変化量、またはインバータ装置の運転中の発熱部品の発生損失に基づいて冷却能力の低下をインバータ装置自身で測定することにより、周囲温度が高い場合や発生損失が大きい場合にも周囲温度や負荷状態に影響されずに、冷却フィンの目詰まりや、冷却フィンに設けられた冷却ファンの寿命等による冷却能力の低下を判定することができる。
この発明の第1,第2の実施の形態を示す構成図 インバータ装置の停止時の温度変化の特性図 インバータ装置の運転開始時の温度変化の特性図 本発明の第3の実施の形態を示す回路図 インバータ装置の運転中の冷却フィンの熱等価回路図 本発明の第4の実施の形態を示す回路図 本発明の第5の実施の形態を示す回路図
図1は本発明の第1の実施の形態を示す構成図であり、1は交流−直流変換部および直流−交流変換部の構成部品であるダイオード,IGBT等の発熱部品、2は多数のフィン部2aを備え、発熱部品1を搭載する冷却フィン、3は冷却フィン2を冷却する冷却ファン、5は発熱部品1の近傍の冷却フィン1上に配置され冷却フィン1の温度を検出する温度センサである。
20は冷却能力測定回路であり、温度検出回路21、タイマ22、熱時定数演算回路23、メモリ24、比較器25から構成され、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。温度検出回路21は温度センサ5で検出した温度検出値を熱時定数演算回路23に出力し、熱時定数演算回路23はインバータ装置の運転/停止指令に基づいて温度検出回路21からの温度検出値とタイマ22からの時間信号とから熱時定数を演算する。比較器25は熱時定数演算回路23で演算された熱時定数の演算値とメモリ24に予め記憶されている熱時定数の基準値とを比較し、冷却能力が低下しているか否かを判断する。30は通常運転モードと冷却能力測定モードとを選択切替するモード切替手段であり、40は比較器25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。
図2はインバータ装置の停止時の温度変化の特性図であり、以下に冷却ファンの冷却能力を測定する方法を説明する。
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。
一方、インバータ装置の停止指令が入力されると運転中のインバータ装置が時刻t11で運転を停止するが、冷却ファン3は運転を継続している。この停止指令を受けてインバータ装置の運転停止時点(時間t11時点)の温度検出値T12が温度検出回路21から熱時定数演算回路23に入力される。熱時定数演算回路23では、冷却フィン2の温度検出値がインバータ装置の運転停止時点から予め定めた温度変化量ΔTC1だけ低下する時間、すなわち、温度検出値がT12からT11まで低下する時間に基づいて熱時定数の演算を行う。
冷却ファン3の寿命等により回転数が低下した場合や、冷却フィン2のフィン部2aにゴミ等が詰まった場合には、冷却能力が低下するため熱時定数が長くなることから、比較器25では、熱時定数演算回路23で演算された熱時定数の演算値とメモリ24に予め記憶されている熱時定数の基準値とを比較し、熱時定数の演算値が基準値よりも長いときに信号を出力して冷却能力が低下したことを表示器40で表示する。または、冷却の能力が低下したと判定したときに警報信号を出力するようにしてもよい。
図2において、特性A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停止した時点における温度検出値T12がT11まで変化(温度変化量ΔTC1)するのに時間t11から時間t13までかかる場合を示す。また、特性B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停止した時点における温度検出値T12がT11まで変化(温度変化量ΔTC1)するのに時間t11から時間t12までかかる場合を示し、特性C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停止した時点における温度検出値T12がT11まで変化(温度変化量ΔTC1)するのに時間t11から時間t14までかかる場合を示す。図2に示すように、予め定めた熱時定数の基準値(特性A)に対して、熱時定数の短い特性Bの場合には冷却ファン3の冷却能力が正常と判断し、熱時定数の長い特性Cの場合には冷却能力が低下(異常)と判断する。
なお、上記では、熱時定数の演算を温度検出値T12からT11まで変化する時間の1箇所としているが、熱時定数の演算は2箇所以上としてもよい。さらに、上記実施の形態では、インバータ装置が運転停止した時点における第1の温度検出値T12から第2の温度検出値T11まで低下する時間に基づいて熱時定数を演算しているが、インバータ装置の運転停止後の単位時間当たりの温度変化量から熱時定数を求めることも可能である。
なお、上記実施の形態では、熱時定数の基準値を予め設定した値としているが、モード切替手段30に基準値測定モードを設けて、インバータ装置の設置後、最初にインバータ装置を運転したときに熱時定数演算回路23で演算した熱時定数に基づいて熱時定数の基準値を設定するようにしてもよい。具体的には、モード切替手段30で基準値測定モードを選択し、インバータ装置に停止指令が与えられるとインバータ装置は停止するが、冷却ファン3は運転を継続している。熱時定数演算回路23では温度変化量ΔTC1だけ変化するときの温度検出回路21からの温度検出値とタイマ22からの時間信号とから熱時定数を演算し、演算した熱時定数を所定ゲイン倍(例えば+20%)した値を熱時定数の基準値としてメモリ24に記憶するようにしてもよい。
また、冷却能力の測定は、モード切替手段30による冷却能力測定モードの選択を、適宜手動で行えるようにしてもよいし、例えば、インバータ装置の積算運転時間あるいは冷却ファン3の積算運転時間が所定時間に達するごとに自動的に行うようにしてもよい。
図3はインバータ装置の運転開始時の温度変化の特性図であり、第2の実施の形態の冷却ファンの冷却能力を測定する方法を図1と図3とに基づいて説明する。
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。
インバータ装置に運転指令が入力されるとインバータ装置が時刻t21で運転を開始するとともに、冷却ファン3も運転を開始する。この運転指令を受けてインバータ装置の運転開始時点(時間t21時点)の温度検出値T21が温度検出回路21から熱時定数演算回路23に入力される。熱時定数演算回路23では、冷却フィン2の温度検出値がインバータ装置の運転開始時点から予め定めた温度変化量ΔTC2だけ上昇する時間、すなわち、温度検出値がT21からT22まで上昇する時間に基づいて熱時定数の演算を行う。
冷却ファン3の寿命等により回転数が低下した場合や、冷却フィン2のフィン部2aにゴミ等が詰まった場合には、冷却能力が低下するため運転開始時の熱時定数が短くなることから、比較器25では、熱時定数演算回路23で演算された熱時定数の演算値とメモリ24に予め記憶されている熱時定数の基準値とを比較し、熱時定数の演算値が基準値よりも短いときに信号を出力して冷却能力が低下したことを表示器40で表示する。または、冷却の能力が低下したと判定したときに、警報信号を出力するようにしてもよい。
すなわち、図3に示すように、予め定めた熱時定数の基準値(特性D)に対して、熱時定数の長い特性Eの場合には冷却能力が正常と判断し、熱時定数の短い特性Fの場合には冷却能力が低下(異常)と判断する。
なお、上記では、熱時定数の演算を温度検出値T21からT22まで変化する時間の1箇所としているが、熱時定数の演算は2箇所以上としてもよい。さらに、上記実施の形態では、インバータ装置が運転を開始した時点における第3の温度検出値T21から第4の温度検出値T22まで上昇する時間に基づいて熱時定数を演算しているが、インバータ装置の運転開始後の単位時間当たりの温度変化量から熱時定数を求めるようにしてもよい。
なお、上記第2の実施の形態においても、熱時定数の基準値は、予め設定した値としてもよいし、または、モード切替手段30に基準値測定モードを設けて、インバータ装置の設置後、最初にインバータ装置を運転したときに熱時定数演算回路23で演算した熱時定数に基づいて熱時定数の基準値を設定するようにしてもよい。また、冷却能力の測定は、モード切替手段30による冷却能力測定モードの選択を、適宜手動で行えるようにしてもよいし、例えば、インバータ装置の積算運転時間あるいは冷却ファン3の積算運転時間が所定時間に達するごとに自動的に行うようにしてもよい。
図4は本発明の第3の実施の形態を示す回路図である。
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。
また、50は冷却能力測定回路であり、インバータ装置の運転中において、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と、電流検出器17で検出されたインバータ装置の出力電流検出値I0と、電圧検出器16で検出された電圧検出値Vdcと、インバータ装置のPWM制御のキャリア周波数fcとから演算した発熱部品1の発生損失Plossとから冷却フィン2の熱抵抗Rthを演算し、この熱抵抗Rthが予め定めた基準値R0よりも大きいときに冷却能力の低下と判断し、表示または(および)警報信号を出力する。
図5はインバータ装置の運転中の冷却フィンの熱等価回路図を示す。
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。
c=Ploss×Rth ・・・(1)
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。
したがって、冷却能力測定回路50は、冷却フィンの温度上昇値Tcと、電流検出値I0と電圧検出値Vdcとキャリア周波数fcとから求めた発熱部品の発生損失Plossとから、式(1)に基づいて冷却フィン2の熱抵抗Rthを演算し、この演算された熱抵抗Rthと予め定めた基準値R0との比較を行う。冷却ファン3の寿命等により回転数が低下した場合や、冷却フィン2のフィン部2aにゴミ等が詰まった場合には、冷却能力が低下するため冷却フィン2の熱抵抗が大きくなることから、演算した熱抵抗Rthが予め定めた基準値R0よりも小さいときには冷却能力が正常と判断し、演算した熱抵抗Rthが予め定めた基準値R0よりも大きいときには冷却能力の低下(異常)と判断する。冷却能力測定回路50は、冷却ファン3の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。
ここで、平滑コンデンサ14の両端電圧は、ほぼ一定値と看做すことも可能であり、所定の電圧値Vdc0を予め記憶させておき、この記憶した電圧値Vdc0を発生損失Plossの演算の際に使用すれば、平滑コンデンサ14の両端電圧の検出は不要である。この場合、冷却フィンの温度上昇値Tcと、インバータ装置の電流検出値I0およびキャリア周波数fcとから冷却能力の低下を簡易的に判定することができる。
なお、上記第3の実施の形態においても、熱抵抗の基準値R0は、予め設定した値としてもよいし、または、モード切替手段に基準値測定モードを設けて、インバータ装置の設置後、最初にインバータ装置を運転したときに演算した値に基づいて熱抵抗の基準値R0を設定するようにしてもよい。また、冷却能力の測定は、モード切替手段による冷却能力測定モードの選択を、適宜手動で行えるようにしてもよいし、例えば、インバータ装置の積算運転時間あるいは冷却ファン3の積算運転時間が所定時間に達するごとに自動的に行うようにしてもよい。
図6は本発明の第4の実施の形態を示す回路図である。
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。
この実施の形態は、インバータ装置の運転中における発熱部品の発生損失Plossを出力電流検出値I0とキャリア周波数fcとの関数で表し、式(2)に基づいて発熱部品の発生損失Plossを出力電流検出値I0とキャリア周波数fcとから近似的に求めるものである。
loss=I0(a+b×fc)+c ・・・(2)
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。
冷却能力=Tc/Ploss ・・・(3)
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は本発明の第5の実施の形態を示す回路図である。
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。
この実施の形態は、インバータ装置が負荷に供給するエネルギー量に応じて、この供給するエネルギー量のうちのインバータ装置自身が損失するエネルギー量(発生損失Ploss)を予め実験等により求めて記憶しておき、この記憶した値に基づいて発生損失Plossを演算するものである。
例えば、インバータ装置の効率が90%の場合、10%を発生損失Plossとして一義的に定めておき、出力電力値P0から発生損失計算部71で発生損失Plossを演算する。ここで、出力電力値P0は、インバータ装置の出力電流の検出値と出力電圧の検出値、出力電流の指令値と出力電圧の指令値、インバータ装置の直流中間部の直流電流の検出値と直流電圧の検出値等から求めることが可能である。
そして、発生損失Plossは冷却能力計算部72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72に入力され、発生損失Plossと冷却フィンの温度上昇値Tcとから上記式(3)に基づいて冷却能力を演算する。判断部73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73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。
なお、発生損失計算部71では、出力電力値P0に代えて出力電流の検出値I0、あるいはインバータ装置内部で演算されるトルク指令値を用いて発生損失Plossを演算することも可能である。さらに、インバータ装置の出力電流I0と発生損失Plossの特性、あるいは、インバータ装置の出力電力P0と発生損失Plossの特性について、特性テーブルを予め実験等により求めて記憶させるようにし、この特性テーブルに基づいて発生損失Plossを求めるようにしてもよい。
また、インバータ装置に接続される負荷(機械装置)が予め決まっている場合、出力電力値P0と電動機の回転数とは比例関係にあることから、電動機の回転数(例えば、インバータ装置の周波数指令値)から発生損失Plossを演算することも可能である。すなわち、負荷が決まっている場合には、出力電力と出力周波数の特性を予め実験等により求めて記憶させておくことにより、インバータ装置の出力周波数を発生損失計算部71に入力することにより、出力周波数から発生損失Plossを演算することができる。あるいは、インバータ装置の出力周波数と発生損失Plossの特性テーブルを予め実験等により求めて記憶させるようにし、この特性テーブルに基づいて発生損失Plossを求めるようにしてもよい。
上述した実施の形態では、インバータ装置が冷却ファン3を備えた場合について説明し、冷却フィン2の目詰まりや、冷却フィン2に設けられた冷却ファン3の寿命等による冷却能力の低下を判定しているが、冷却ファン3を備えていないインバータ装置においても同様に冷却能力の低下の判定は可能である。但し、冷却ファン3を備えていない場合は、冷却フィン2の目詰まりによる冷却能力の低下を判断することになる。
1・・・発熱部品
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2012423B1 (en) * 2006-03-31 2020-04-29 Thk Co., Ltd. Ac motor driving apparatus and control method
JP5617211B2 (ja) * 2008-11-04 2014-11-05 富士電機株式会社 インバータ装置の冷却能力測定方法
CN102297760B (zh) * 2010-06-25 2015-06-17 康佳集团股份有限公司 功率器件的散热片的测试方法、设计方法及模拟电阻
JP5498313B2 (ja) * 2010-08-09 2014-05-21 東芝シュネデール・インバータ株式会社 インバータ装置
JP5575599B2 (ja) * 2010-09-30 2014-08-20 株式会社日立製作所 無効電力補償装置およびその制御方法
EP2551982B1 (de) * 2011-07-27 2013-09-25 Siemens Aktiengesellschaft Thermische Überwachung eines Umrichters
US9313933B2 (en) 2011-10-06 2016-04-12 Mitsubishi Electric Corporation Power converter performing evaporative cooling of a switching element
JP5502925B2 (ja) * 2012-04-04 2014-05-28 ファナック株式会社 推定したモータ温度によりモータの過熱保護を行うモータ制御装置
DE102012210760A1 (de) * 2012-06-25 2014-01-02 Kaco New Energy Gmbh Verfahren zur Funktionskontrolle eines Kühlsystems eines Wechselrichters und Wechselrichter
JP6117059B2 (ja) * 2013-09-05 2017-04-19 株式会社東芝 電力変換器、および、電動車両
JP5770321B2 (ja) 2014-02-04 2015-08-26 ファナック株式会社 ファンモータを備えた電子機器
JP5877856B2 (ja) * 2014-03-03 2016-03-08 ファナック株式会社 放熱特性推定部を備えた数値制御装置
WO2015162648A1 (ja) * 2014-04-25 2015-10-29 富士電機株式会社 冷却ファンの回転制御装置
JP6418791B2 (ja) * 2014-05-29 2018-11-07 株式会社日立製作所 冷却装置の異常検知システム
JP6418015B2 (ja) * 2015-03-13 2018-11-07 株式会社明電舎 電力変換装置
JP6316777B2 (ja) 2015-07-21 2018-04-25 ファナック株式会社 ヒートシンクの放熱性能の異常を検知するモータ駆動装置、および検知方法
JP6576846B2 (ja) * 2016-01-27 2019-09-18 株式会社日立製作所 電力変換装置
US10090797B2 (en) 2016-05-11 2018-10-02 Mitsubishi Electric Corporation Motor control apparatus
KR102487157B1 (ko) * 2016-12-12 2023-01-10 현대자동차 주식회사 열등가회로를 이용한 모터의 온도 연산 시스템
DE102017210870B3 (de) 2017-06-28 2018-10-04 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Messung einer thermischen Degradation des Kühlpfads leistungselektronischer Komponenten mittels Lumineszenz
DE102018100992A1 (de) 2018-01-17 2019-07-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Überwachungsvorrichtung für eine Kühlvorrichtung
JP6729973B2 (ja) * 2018-03-01 2020-07-29 東芝エレベータ株式会社 エレベータ制御装置及び冷却状態検出方法
JP7436237B2 (ja) 2020-02-20 2024-02-21 ファナック株式会社 モータ駆動システム
DE102020128059A1 (de) 2020-10-26 2022-04-28 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer Luftkühlvorrichtung
EP4106186A1 (en) * 2021-06-14 2022-12-21 ABB Schweiz AG Method of determining cooling efficiency of an electric motor
DE102021206869B3 (de) * 2021-06-30 2022-09-15 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren und Lastrechner zum Bereitstellen einer Temperatur-Information für einen Hochspannungsgenerator eines medizinischen Bildgebungsgeräts

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3033362B2 (ja) * 1992-10-07 2000-04-17 松下電器産業株式会社 温風暖房器
US7216064B1 (en) * 1993-09-21 2007-05-08 Intel Corporation Method and apparatus for programmable thermal sensor for an integrated circuit
JPH07154976A (ja) 1993-11-30 1995-06-16 Fuji Electric Co Ltd インバータ冷却ファンの運転方法
JPH07245966A (ja) * 1994-03-03 1995-09-19 Toshiba Corp 電源装置
JP2000175456A (ja) * 1998-12-03 2000-06-23 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置
DE10248971A1 (de) 2002-10-17 2004-05-19 Demag Cranes & Components Gmbh Frequenzumrichter für einen drehstrombetriebenen Motor, insbesondere eines Hebezeugs
DE10392498B4 (de) * 2003-03-12 2008-07-24 Mitsubishi Denki K.K. Vorrichtung zur Steuerung eines Elektromotors
JP2005020934A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd 電動機駆動装置
JP2005224075A (ja) * 2004-02-09 2005-08-18 Sanyo Electric Co Ltd インバータ装置
JP3963175B2 (ja) * 2004-03-19 2007-08-22 日産自動車株式会社 温度検出装置および温度検出用プログラム
US7111983B2 (en) * 2004-04-13 2006-09-26 Reliance Electric Technologies, Llc Temperature detection method and apparatus for inverter-driven machines
JP4931458B2 (ja) * 2006-04-06 2012-05-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
DE102006018771A1 (de) 2006-04-20 2007-10-25 Siemens Ag Verfahren zum Überlastschutz elektrischer Bauelemente
JP5032061B2 (ja) * 2006-05-19 2012-09-26 東芝シュネデール・インバータ株式会社 インバータ装置
JP4935193B2 (ja) * 2006-05-31 2012-05-23 富士電機株式会社 インバータ装置
JP5369371B2 (ja) * 2006-10-03 2013-12-18 日産自動車株式会社 電池冷却システムの故障診断装置
CN100557936C (zh) * 2006-12-20 2009-11-04 富士电机系统株式会社 逆变装置
JP2008172938A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Meidensha Corp 冷却装置の異常診断装置
JP5617211B2 (ja) * 2008-11-04 2014-11-05 富士電機株式会社 インバータ装置の冷却能力測定方法

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