JP5696485B2 - Inverter device and electric motor drive system - Google Patents
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Description
本発明は、インバータ装置および電動機ドライブシステムに関する。 The present invention relates to an inverter device and an electric motor drive system.
従来、スイッチング素子の故障を検出する故障検出部を備えるインバータ装置の一例として特許文献1に記載のインバータ装置が知られている。 Conventionally, an inverter device described in Patent Document 1 is known as an example of an inverter device including a failure detection unit that detects a failure of a switching element.
この特許文献1には、複数のスイッチング素子を有し3相の電流を出力するインバータ回路と、インバータ回路が出力する3相の電流の電流値を検出する電流検出回路と、電流検出回路によって検出される各相の電流値の大小によってスイッチング素子の故障を判定する故障素子判定手段(故障検出部)とを備えるインバータ装置が開示されている。このインバータ装置では、スイッチング素子が短絡故障する場合においても開放となるように、複数のスイッチング素子のそれぞれに対して直列にヒューズが挿入されている。 This patent document 1 includes an inverter circuit that has a plurality of switching elements and outputs a three-phase current, a current detection circuit that detects a current value of a three-phase current output from the inverter circuit, and a current detection circuit that detects the current value. An inverter device is disclosed that includes failure element determination means (failure detection unit) that determines a failure of a switching element based on the magnitude of the current value of each phase. In this inverter device, a fuse is inserted in series with respect to each of the plurality of switching elements so that the switching element is opened even when a short circuit failure occurs.
しかしながら、上記インバータ装置は、スイッチング素子が短絡故障した場合にも開放とするためにヒューズが追加で用いられているので、その分インバータ装置の構成が複雑になり、さらに、故障したスイッチング素子は、短絡故障であるのか開放故障であるのかの区別ができない構成になっていた。 However, since the fuse is additionally used to open the inverter device even when the switching element is short-circuited, the configuration of the inverter device is complicated accordingly, and the failed switching element is The configuration was such that it could not be distinguished whether it was a short circuit failure or an open failure.
この発明の1つの目的は、回路構成を複雑にすることなく、故障したスイッチング素子を特定するとともに、スイッチング素子の故障を短絡故障か開放故障かの区別まで判定することが可能なインバータ装置および電動機ドライブシステムを提供することである。 One object of the present invention is to specify a faulty switching element without complicating a circuit configuration, and to determine an inverter device and an electric motor that can determine whether the fault of the switching element is a short-circuit fault or an open fault To provide a drive system.
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面によるインバータ装置は、直流電圧源と、複数のスイッチング素子を含み、複数のスイッチング素子をPWM信号に基づくゲート信号により制御し、直流電圧源から供給される直流を複数の相の交流に変換する電力変換部と、電力変換部の出力電圧を検出し、電圧検出信号を出力する電圧検出器と、PWM信号またはゲート信号と、電圧検出信号とに基づいて、スイッチング素子の故障を判定する故障判定部と、を備え、複数のスイッチング素子は、PWM信号にデッドタイムを含めて生成されたゲート信号によって駆動されるように構成され、故障判定部は、電圧検出信号とPWM信号の極性が一致していない時間が、デッドタイムの時間以上の所定の時間より大きい場合に、スイッチング素子が故障していると判定するように構成されている。 In order to achieve the above object, an inverter device according to a first aspect of the present invention includes a DC voltage source and a plurality of switching elements, wherein the plurality of switching elements are controlled by a gate signal based on a PWM signal. A power converter that converts a direct current supplied from a plurality of phases into an alternating current, a voltage detector that detects an output voltage of the power converter and outputs a voltage detection signal, a PWM signal or a gate signal, and a voltage detection signal And a failure determination unit that determines a failure of the switching element based on the configuration, and the plurality of switching elements are configured to be driven by a gate signal generated by including a dead time in the PWM signal. Is switched on when the time when the polarity of the voltage detection signal and the polarity of the PWM signal do not match is greater than a predetermined time equal to or greater than the dead time. Element is configured to determine that is faulty.
この発明の第2の局面によるインバータ装置は、直流電圧源と、複数のスイッチング素子を含み、複数のスイッチング素子をPWM信号に基づくゲート信号により制御し、直流電圧源から供給される直流を複数の相の交流に変換する電力変換部と、電力変換部の出力電圧を検出し、電圧検出信号を出力する電圧検出器と、PWM信号またはゲート信号と、電圧検出信号とに基づいて、スイッチング素子の故障を判定する故障判定部と、電力変換部の出力電流を検出し、電流検出信号を出力する電流検出器と、直流電圧源と電力変換部との間に設けられ、電力変換部に入力される直流を平滑するための平滑コンデンサと、を備え、故障判定部は、少なくとも電流検出信号に基づいて、スイッチング素子が短絡故障しているか、または、開放故障しているかを判定するように構成されており、直流電圧源を遮断する際に、故障判定部によってスイッチング素子が短絡故障していると判定された場合、短絡故障しているスイッチング素子と対となる逆側のアームのスイッチング素子をオフ状態に保持し、短絡故障しているスイッチング素子の相と異なる相でかつ逆側のアームのスイッチング素子を用いて、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するように構成されている。
この発明の第3の局面によるインバータ装置は、直流電圧源と、複数のスイッチング素子を含み、複数のスイッチング素子をPWM信号に基づくゲート信号により制御し、直流電圧源から供給される直流を複数の相の交流に変換する電力変換部と、電力変換部の出力電圧を検出し、電圧検出信号を出力する電圧検出器と、PWM信号またはゲート信号と、電圧検出信号とに基づいて、スイッチング素子の故障を判定する故障判定部と、を備え、故障判定部によりスイッチング素子の故障が短絡故障として検出された場合に、短絡故障したスイッチング素子と逆のアームのゲート信号を常時Lレベルとして、故障が検出された相以外のスイッチング素子により負荷を運転可能に構成されている。
この発明の第4の局面による電動機ドライブシステムは、直流電圧源と、複数のスイッチング素子を含み、複数のスイッチング素子をPWM信号に基づくゲート信号により制御し、直流電圧源から供給される直流を複数の相の交流に変換する電力変換部と、電力変換部の出力電圧を検出し、電圧検出信号を出力する電圧検出器と、PWM信号またはゲート信号と、電圧検出信号の極性とに基づいて、スイッチング素子の故障を判定する故障判定部とを備えるインバータ装置と、インバータ装置に接続される電動機と、を備え、複数のスイッチング素子は、PWM信号にデッドタイムを含めて生成されたゲート信号によって駆動されるように構成され、故障判定部は、電圧検出信号とPWM信号の極性が一致していない時間が、デッドタイムの時間以上の所定の時間より大きい場合に、スイッチング素子が故障していると判定するように構成されている。
An inverter device according to a second aspect of the present invention includes a DC voltage source and a plurality of switching elements, wherein the plurality of switching elements are controlled by a gate signal based on the PWM signal, and a plurality of DCs supplied from the DC voltage source are supplied. Based on the power conversion unit that converts to phase alternating current, the voltage detector that detects the output voltage of the power conversion unit and outputs the voltage detection signal, the PWM signal or the gate signal, and the voltage detection signal, A fault determination unit for determining a fault, a current detector that detects an output current of the power conversion unit and outputs a current detection signal, and is provided between the DC voltage source and the power conversion unit, and is input to the power conversion unit And a smoothing capacitor for smoothing the direct current, and the failure determination unit has a short circuit failure or an open failure based on at least the current detection signal. If the switching element is determined to be short-circuited by the failure determination unit when the DC voltage source is shut off, the switching element is paired with the switching element that is short-circuited. The switching element of the opposite arm is kept off, and the charge accumulated in the smoothing capacitor is discharged using the switching element of the opposite arm that is in a phase different from that of the switching element that is short-circuited. It is configured.
An inverter device according to a third aspect of the present invention includes a DC voltage source and a plurality of switching elements, wherein the plurality of switching elements are controlled by a gate signal based on the PWM signal, and a plurality of DCs supplied from the DC voltage source are controlled. Based on the power conversion unit that converts to phase alternating current, the voltage detector that detects the output voltage of the power conversion unit and outputs the voltage detection signal, the PWM signal or the gate signal, and the voltage detection signal, A failure determination unit for determining a failure, and when the failure of the switching element is detected as a short-circuit failure by the failure determination unit, the gate signal of the arm opposite to the short-circuited switching element is always set to L level, A load can be driven by a switching element other than the detected phase.
An electric motor drive system according to a fourth aspect of the present invention includes a DC voltage source and a plurality of switching elements, wherein the plurality of switching elements are controlled by a gate signal based on a PWM signal, and a plurality of DCs supplied from the DC voltage source are controlled. Based on the power converter that converts the phase AC into the voltage, the voltage detector that detects the output voltage of the power converter and outputs the voltage detection signal, the PWM signal or the gate signal, and the polarity of the voltage detection signal, An inverter device including a failure determination unit that determines a failure of the switching element; and an electric motor connected to the inverter device, wherein the plurality of switching elements are driven by a gate signal generated by including a dead time in the PWM signal The failure determination unit determines that the time when the polarities of the voltage detection signal and the PWM signal do not match is the dead time. If more greater than the predetermined time during are configured to determine that the switching element is faulty.
本発明によれば、故障したスイッチング素子を特定するとともに、スイッチング素子の故障を短絡故障か開放故障かの区別まで判定できる。 According to the present invention, it is possible to identify a faulty switching element and to determine whether the fault of the switching element is a short-circuit fault or an open fault.
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。なお、同一の構成については同一の符号を付することにより、重複説明を適宜省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, about the same structure, the same code | symbol is attached | subjected and duplication description is abbreviate | omitted suitably.
(第1実施形態)
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態による電動機ドライブシステム100が有するインバータ装置101の構成について説明する。
(First embodiment)
First, with reference to FIG. 1, the structure of the
図1は、本発明の第1実施形態によるインバータ装置101の構成を示すブロック図である。図1に示すように、インバータ装置101は、直流電圧源1と、平滑コンデンサ2aおよび2bと、電力変換部3と、電圧指令演算部4と、PWM信号発生部5と、ゲートドライブ回路6と、切替スイッチ7a(S1)、7b(S2)および7c(S3)と、電圧検出器8と、電流検出器9と、故障判定部10とを備える。なお、インバータ装置101の出力側には、電動機11が接続されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an
直流電圧源1は、交流電源21と、複数のダイオードを含む整流回路22とを備え、電力変換部3に直流電圧を供給する。平滑コンデンサ2aは、正電極が直流電圧源1の正極側に接続され、負電極が平滑コンデンサ2bの正電極に接続されている。また、平滑コンデンサ2bの負電極は、直流電圧源1の負極側に接続されている。
The DC voltage source 1 includes an
平滑コンデンサ2aおよび2bは、直流電圧源1からの直流電圧を平滑し、平滑した直流電圧を電力変換部3へ供給する。
電力変換部3は、6つのスイッチング素子31〜36を備える。なお、スイッチング素子31は、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)からなるトランジスタAupと、ダイオードBupとを備えて構成されている。同様に、スイッチング素子32(33、34、35、36)は、トランジスタAun(Avp、Avn、Awp、Awn)と、ダイオードBun(Bvp、Bvn、Bwp、Bwn)とを備えて構成され、後述のゲート信号Gup、Gun、Gvp、Gvn、Gwp、Gwnにより駆動される。
The
電力変換部3の上アームを構成するスイッチング素子31、33および35の一方の端子は、直流電圧源1の正極側に接続され、他方の端子は、それぞれ、後述の切替スイッチ7a、7bおよび7cの端子Aに接続されている。電力変換部3の下アームを構成するスイッチング素子32、34および36の一方の端子は、直流電圧源1の負極側に接続され、他方の端子は、後述の切替スイッチ7a、7bおよび7cの端子Aに接続されている。電力変換部3は、上記構成により後述の電圧指令Vu*、Vv*、Vw*に基づき3相交流電圧を電動機11に出力している。
One terminal of the
電圧指令演算部4は、図示していないが電動機11の速度指令、検出速度などを用いて電圧指令Vu*、Vv*、Vw*を演算し、演算した電圧指令をPWM信号発生部5に出力する。 Although not shown, the voltage command calculation unit 4 calculates the voltage commands Vu * , Vv * , Vw * using the speed command and detection speed of the motor 11 and outputs the calculated voltage command to the PWM signal generation unit 5. To do.
PWM信号発生部5は、3つの比較器40を備える。PWM信号発生部5は、電圧指令Vu*、Vv*、Vw*と搬送波とを比較器40によって比較することにより、PWM信号Su、Sv、Swを発生し、ゲートドライブ回路6および故障判定部10に出力する。
The PWM signal generator 5 includes three
ゲートドライブ回路6は、PWM信号Su、Sv、Swを、上アームを構成するスイッチング素子31、33、35へそれぞれゲート信号Gup、Gvp、Gwpとして出力し、下アームを構成するスイッチング素子32、34、36へは、PWM信号Su、Sv、Swの反転信号をそれぞれゲート信号Gun、Gvn、Gwnとして出力する。なお、上記のゲート信号Gup、Gun、Gvp、Gvn、Gwp、Gwnはそれぞれデッドタイムを考慮した信号とされる。デッドタイムは、上アームを構成するスイッチング素子と下アームを構成するスイッチング素子とが同時にオンするのを回避するために設けられるオン動作を遅らせる時間である。
The
切替スイッチ7a、7bおよび7cは、その端子Bがそれぞれ平滑コンデンサ2aおよび平滑コンデンサ2b間の中性点N1、N2およびN3に接続可能に構成され、端子Cは電動機11に接続されている。なお、通常運転時は、切替スイッチ7a、7bおよび7cの端子Aと端子Cが接続された構成となっている。このため、故障判定部10を通常運転時にのみ故障判定を行うようにして使用する場合は、電動機11は切替スイッチ7a、7bおよび7cの端子Aと接続する構成としてもよい。
The
電圧検出器8は、電力変換部3の出力するU相、V相、W相の各相電圧を検出し、これらの検出値から絶縁処理、電位変換した信号を生成し、電圧検出信号Vu、Vv、Vwとして故障判定部10に出力する。電圧検出器8が検出する各相電圧は、上アームのスイッチング素子がON、下アームのスイッチング素子がOFFのときには平滑コンデンサ2aの正極性側の電位、上アームのスイッチング素子がOFF、下アームのスイッチング素子がONのときには平滑コンデンサ2bの負極性側の電位となる。
The voltage detector 8 detects the U-phase, V-phase, and W-phase voltages output from the
電流検出器9は、切替スイッチ7a、7bおよび7cの端子Cと電動機11との間に流れる各相電流を検出し、これらの検出値から絶縁処理、電位変換した信号を生成し、電流検出信号Iu、Iv、Iwとして故障判定部10に出力する。
The current detector 9 detects each phase current flowing between the terminal C of the
故障判定部10は、電力変換部3を構成するスイッチング素子31〜36の故障を判定する機能を有している。図2は、インバータ装置101の故障判定部10のブロック図である。図2に示すように、故障判定部10は、XOR回路41と、単安定マルチバイブレータ42と、2つのAND回路43および44と、カウンタ45と、2つのラッチ回路46および47と、OR回路48とを備えている。図示していないが、故障判定部10は、電圧検出器8から入力される電圧検出信号Vu、Vv、Vwの極性を判定し、電圧極性信号Vu_pol、Vv_pol、Vw_polを生成する。なお、図2には1相(U相)分を示している。
The
次に、故障判定部10の動作について説明する。XOR回路41は、PWM信号発生部5からのPWM信号Su(Sv、Sw)と電圧極性信号Vu_pol(Vv_pol、Vw_pol)とを比較し、指令(PWM信号Su)と実際に出力された電圧の極性(Vu_pol)が一致していない場合に、Hレベルの信号をAND回路43の一方の入力側と、AND回路44の一方の入力側とに出力する。AND回路43は、XOR回路41の出力とクロック信号CLKのAND処理を行い、カウンタ45に出力する。
Next, the operation of the
カウンタ45は、入力された信号(AND回路43の出力)をカウントし、所定時間が経過するとキャリー信号(Hレベルの信号)を出力するように構成されている。カウンタ45は、ゲートドライブ回路6で付加したデッドタイム以上の所定時間(例えば、10μs)がカウントされると、ラッチ回路46へキャリー信号を出力する。なお、この所定時間は、故障した他のスイッチング素子への二次破壊を防止可能な時間以下に設定している。
The
ラッチ回路46は、カウンタ45からのキャリー信号をOR回路48の一方の入力側に故障1として出力する構成となっている。故障1は、PWM信号Su(Sv、Sw)が変化したにも関わらず、電圧極性信号Vu_pol(Vv_pol、Vw_pol)が上記所定の時間経過しても変化しない場合に検出される。
The
単安定マルチバイブレータ42は、入力される信号が立ち上がる際、または、立ち下がる際に、一定の幅の信号(Hレベルの信号)を出力する機能を有する。単安定マルチバイブレータ42は、電圧極性信号Vu_pol(Vv_pol、Vw_pol)を入力信号とし、この入力信号の立ち上がり、または、立ち下がり時に、一定の幅の信号(Hレベルの信号)を、AND回路44の他方の入力側へ出力する。AND回路44は、XOR回路41の出力と単安定マルチバイブレータ42の出力のAND処理をし、ラッチ回路47へ出力する。
The
ラッチ回路47は、AND回路44からの信号をOR回路48の他方の入力側に故障2として出力する構成となっている。故障2は、PWM信号Su(Sv、Sw)が変化していないにも関わらず、電圧極性信号Vu_pol(Vv_pol、Vw_pol)が変化した場合に検出される。
The
また、故障判定部10は、スイッチング素子31〜36に故障が発生していない正常時には、以下の動作となる。電圧指令Vu*(Vv*、Vw*)に応じたPWM信号Su(Sv、Sw)と電圧極性信号Vu_pol(Vv_pol、Vw_pol)は、デッドタイム期間を除き一致する。一致している期間はXOR回路41はLレベルとなるので、故障は検出されない。デッドタイム期間では、上記した両者は一致しない(XOR回路41はHレベルとなる)が、カウンタ45がキャリー信号(Hレベルの信号)を出力する前にXOR回路41はLレベルとなるので、これによりAND回路43の出力はLレベルになるとともに、カウンタ45は初期化される。
In addition, the
なお、V相、W相の故障判定も同様に実施される。 The V phase and W phase failure determination is performed in the same manner.
上記の構成により、故障判定部10は、上記故障1と故障2の少なくともいずれかの故障をOR回路48の出力により検出し、この検出によりスイッチング素子31〜36のいずれかが故障していると判定する。
With the above configuration, the
次に、故障したスイッチング素子の判定及び短絡故障か開放故障かの判定処理について、故障判定部10が、U相のスイッチング素子31または32が故障したと判定した場合を例に説明する。
Next, the determination of a failed switching element and the determination process of a short circuit failure or an open failure will be described by taking as an example a case where the
(故障したスイッチング素子の判定)
故障判定部10は、スイッチング素子31および32をオフ状態にし、その後スイッチング素子31のみを所定時間オン状態にするPWM信号をスイッチング素子31および32にそれぞれ出力(故障判定信号J1を出力)することにより、スイッチング素子32の短絡故障の判定処理を行う。ここで、故障判定部10は、スイッチング素子31のみをオン状態にしたときに、電流検出器9からの電流検出信号Iuが異常電流であるか否かを判定し、電流検出信号Iuが異常電流であると判定された場合、スイッチング素子32が短絡故障していると判定する。これは、スイッチング素子31がオン、スイッチング素子32がオフというタイミングで、平滑コンデンサ2aおよび2bが短絡することにより流れる電流を検出するものである。したがって、異常検出を検出する際の検出レベルは、例えば、電流検出のオフセット誤差以上にしておけばよい。同様に、故障判定部10は、スイッチング素子32のみを所定時間オン状態にする出力(故障判定信号J2を出力)することにより、スイッチング素子31の短絡故障の判定処理を行う。
(Determination of faulty switching element)
なお、上記したOR回路48の出力により、スイッチング素子31およびスイッチング素子32のうちの少なくとも一方が故障していると判定されたにも関わらず、電流検出信号Iuが所定値以上に達しなかった場合には、上記短絡故障の判定処理したスイッチング素子(例えば、スイッチング素子31)と対となっている逆側のアームのスイッチング素子(スイッチング素子32)が開放故障していると判定する。
When the current detection signal Iu does not reach a predetermined value or more even though it is determined that at least one of the switching
以上のようにして、どのスイッチング素子が故障しているのか、そのスイッチング素子の故障が短絡故障なのか開放故障なのかを判定している。なお、V相、W相分についても同様である。 As described above, it is determined which switching element is faulty and whether the fault of the switching element is a short-circuit fault or an open fault. The same applies to the V phase and the W phase.
次に、スイッチング素子の故障検出後の動作を説明する。 Next, the operation after detecting the failure of the switching element will be described.
(故障情報の表示)
インバータ装置101は、図示していないが、故障判定部10によって検出したスイッチング素子の故障情報(どのスイッチング素子が故障し、短絡故障であるか開放故障であるか)を、例えば、PC(パーソナルコンピュータ)などの外部機器に出力してPCのディスプレイなどに表示可能に構成されている。これにより、故障情報を確実に把握できるので、復旧作業に有用な情報とできる。
(Display failure information)
Although not shown in the figure, the
(短絡故障時の運転)
インバータ装置101は、スイッチング素子31またはスイッチング素子32が短絡故障した場合には、切替スイッチ7a(7b、7c)は、端子Cを端子Aから端子Bに切り替え、つまり、平滑コンデンサ2aと平滑コンデンサ2bとの間の中性点N1(直流の電圧を等分する点)と、電動機11とを電気的に接続した状態にし、故障したU相の相電圧をゼロとし、残り2相(V相、W相)での単相運転1を可能とする。なお、単相運転1では、出力可能な電圧範囲は正常時の半分に制限される。
(Operation at the time of short-circuit failure)
In the
(開放故障時の運転)
インバータ装置101は、スイッチング素子31またはスイッチング素子32が開放故障した場合には、切替スイッチ7a(7b、7c)は、端子Cを端子Aに接続を保持したまま、開放故障した逆側のアームのゲート信号を常時オフとし、残り2相(V相、W相)での単相運転2を可能とする。なお、単相運転2では、出力可能な電流範囲が正常時の1/√3に制限される。なお、単相運転2と判定した際は、(単相故障時の運転)で説明した接続に変更して単相運転1として運転してもよい。
(Operation at open failure)
In the
(直流電圧源の遮断時動作)
インバータ装置101は、直流電圧源1を遮断あるいは平滑コンデンサ2aおよび2bから切り離す際、電動機11の回転停止状態で、電流指令あるいは電圧指令をゼロとした運転を行い、平滑コンデンサ2a、2bに蓄電されている電荷を放電させる処理を実施する。故障判定部10によってスイッチング素子31〜36は故障していないと判定されている場合は、以下の制限された動作を行うことなく、スイッチング素子31〜36の全てを使用して、電流指令あるいは電圧指令をゼロとした運転を行って平滑コンデンサ2aおよび2bに蓄積された電荷を放電する。なお、スイッチング素子31〜36のうち、上下短絡しない範囲でいくつかのスイッチング素子を使用しないようにして放電処理をしてもよい。
(Operation when the DC voltage source is shut off)
When the DC voltage source 1 is cut off or disconnected from the smoothing
故障判定部10によってスイッチング素子31またはスイッチング素子32の一方が開放故障していると判定されている場合、開放故障しているスイッチング素子(例えば、スイッチング素子31)と対となっている逆側のアームのスイッチング素子(スイッチング素子32)はオフ状態を保持し、開放故障しているスイッチング素子(スイッチング素子31)の相(U相)と異なる相(V相、W相)のスイッチング素子33〜36のみを動作させるゲート信号を与えて、電流指令あるいは電圧指令をゼロとした運転を行う。これにより、平滑コンデンサ2aおよび2bに蓄積された電荷を放電する。
When it is determined by the
また、故障判定部10によってスイッチング素子31またはスイッチング素子32の一方が短絡故障していると判定されている場合、短絡故障しているスイッチング素子(例えば、スイッチング素子31)と対となっている逆側のアームのスイッチング素子(スイッチング素子32)はオフ状態を保持し、短絡故障しているスイッチング素子(スイッチング素子31)の相と異なる相でかつ逆側のアームのスイッチング素子(スイッチング素子34および36)のみを動作させるゲート信号を与えて、電流指令あるいは電圧指令をゼロとした運転を行う。これにより、平滑コンデンサ2aおよび2bに蓄積された電荷を放電する。
In addition, when it is determined by the
このようにして、電流指令あるいは電圧指令をゼロとして運転する際、故障したスイッチング素子を用いないで平滑コンデンサ2aおよび2bに蓄積された電荷を放電することができる。
In this way, when operating with the current command or voltage command set to zero, the charges accumulated in the smoothing
上記説明においては、PWM信号Su、Sv、Swを用いて故障判定を行うように説明したが、ゲート信号Gup、Gvp、Gwp、あるいはGun、Gvn、Gwnを用いて故障判定することができる。つまり、PWM信号Su、Sv、Swとゲート信号Gup、Gvp、Gwpは、デッドタイムが付加されたことが異なる信号であるから、カウンタ45からキャリー信号が出力される時間の変更のみで同様に実施できる。ゲート信号Gun、Gvn、Gwnを用いる場合は、信号を反転させ、カウンタ45からのキャリー信号が出力される時間の変更で実施できる。
In the above description, the failure determination is performed using the PWM signals Su, Sv, Sw, but the failure determination can be performed using the gate signals Gup, Gvp, Gwp, or Gun, Gvn, Gwn. In other words, the PWM signals Su, Sv, Sw and the gate signals Gup, Gvp, Gwp are different signals to which a dead time is added, and thus are similarly implemented only by changing the time at which the carry signal is output from the
第1実施形態に係るインバータ装置101およびそれを有する電動機ドライブ装置100は、以上のように構成されているので、下記の効果を有する。
Since the
スイッチング素子31〜36の短絡故障を、ヒューズを用いることなく判定できるので、インバータ装置101の回路を簡単に構成できる。さらに、故障したスイッチング素子を特定するとともに、スイッチング素子の故障を短絡故障か開放故障かの区別まで判定できる。また、スイッチング素子が故障してから検出までが非常に短くできるので電力変換部の二次破壊を防止できる。
Since the short circuit failure of the switching
さらに、スイッチング素子が故障していても直流電圧源を遮断する際、平滑コンデンサに蓄積された電荷の放電処理を確実に行うことができ、故障したスイッチング素子の交換処理を安全に実施できる。また、検出したスイッチング素子の故障情報(どのスイッチング素子が故障し、短絡故障であるか開放故障であるか)を確実に把握できるので、スイッチング素子の交換といった復旧作業を安全に確実に実施できる。 Furthermore, even when the switching element is broken, when the DC voltage source is shut off, the charge accumulated in the smoothing capacitor can be reliably discharged, and the failed switching element can be replaced safely. In addition, since the detected failure information of the switching element (which switching element has failed, whether it is a short-circuit failure or an open-circuit failure) can be reliably grasped, recovery work such as replacement of the switching element can be performed safely and reliably.
このように、故障したスイッチング素子を用いないようにして、応急運転を簡単に行うことができる。正常時に比べてドライブ性能が落ちても運転を継続することが必要な際には有効である。 Thus, the emergency operation can be easily performed without using the failed switching element. This is effective when it is necessary to continue operation even if the drive performance is lower than normal.
(第2実施形態)
次に、図3を参照して、第2実施形態のインバータ装置102について説明する。図3は、本発明の第2実施形態によるインバータ装置102の構成を示すブロック図である。
(Second Embodiment)
Next, the
第2実施形態に係るインバータ装置102は、故障判定部10に代えて故障判定部53を備えている。以下では、説明の便宜上、第1実施形態と重複説明を適宜省略し、異なる点を中心に説明する。
The
電力変換部3は、第1実施形態と同様に、電圧指令Vu*、Vv*、Vw*をPWM制御により直流電圧源1からの直流電圧を交流に変換し、電動機11に出力する。この際、ゲートドライブ回路6は、ゲート信号Gup、Gun、Gvp、Gvn、Gwp、Gwnを、それぞれ、スイッチング素子31、32、33、34、35、36および故障判定部53に出力するように構成されている。なお、電圧検出器8、電流検出器9は、第1実施形態と同様にして、それぞれ電圧検出信号Vu、Vv、Vw、電流検出信号Iu、Iv、Iwを故障判定部53に出力するように構成されている。
Similarly to the first embodiment, the
故障判定部53は、電圧検出信号Vu、Vv、Vwの極性を判定し、電圧極性信号Vu_pol、Vv_pol、Vw_polを生成する。また、電流検出信号Iu、Iv、Iwについても同様にその極性を判定し、電流極性信号Iu_dir、Iv_dir、Iw_dirを生成する。さらに、故障判定部53は、ゲート信号Gup、Gun、Gvp、Gvn、Gwp、Gwnと、電圧極性信号Vu_pol、Vv_pol、Vw_polと、電流極性信号Iu_dir、Iv_dir、Iw_dirを用い、図4〜図9に示す真理値表に基づいて、第1実施形態と同様にスイッチング素子31〜36の故障情報を判定している。なお、図4〜図9に示す真理値表は、正極性の場合をH、負極性の場合をLと表記している。
The
次に、図4を参照して、故障判定部53が行う上アームのスイッチング素子31のゲート信号Gupを用いた故障判定動作について説明する。図4は、インバータ装置102のゲート信号Gupに基づく故障判定の真理値表である。
Next, the failure determination operation using the gate signal Gup of the upper
(正常時)
故障判定部53は、スイッチング素子31にHレベルのゲート信号Gupが供給され、つまり、スイッチング素子31にオン指令が与えられ、U相の電圧極性信号Vu_polが正極性であれば、図4に示す真理値表に基づいて、スイッチング素子31は故障していないと判定する。スイッチング素子31にLレベルのゲート信号Gupが供給され、U相の電圧極性信号Vu_polが負極性になった場合も同様である。
(Normal)
The
(ゲート信号がHレベルの場合の故障判定時)
故障判定部53は、スイッチング素子31にHレベルのゲート信号Gupが供給され、つまり、スイッチング素子31にオン指令が与えられたにも関わらず、U相の電圧極性信号Vu_polが負極性であれば、故障していると判定する。
(At the time of failure judgment when the gate signal is H level)
The
故障判定部53は、U相の電流極性信号Iu_dirが正極性である場合は、スイッチング素子31が開放故障していると判定する。この判定がなされると、切替スイッチ7a(7b、7c)は、端子Cを端子Aに接続したまま、スイッチング素子32のゲート信号Gunを常時Lレベル(オフ)とし、残り2相(V相、W相)での単相運転2を可能とする。
The
また、故障判定部53は、U相の電流極性信号Iu_dirが負極性である場合は、スイッチング素子31が開放故障しているとともに、スイッチング素子32が短絡故障していると判定する。この判定がなされると、切替スイッチ7a(7b、7c)は、端子Cを端子Aから端子Bに接続を切り替え、つまり、平滑コンデンサ2aと平滑コンデンサ2bとの間の中性点N1(直流の電圧を等分する点)と、電動機11とを電気的に接続した状態に切り替えることで故障したU相の相電圧をゼロとし、残り2相(V相、W相)での単相運転1を可能とする。
Further, when the U-phase current polarity signal Iu_dir has a negative polarity, the
(ゲート信号がLレベルの場合の故障判定時)
故障判定部53は、スイッチング素子31にLレベルのゲート信号Gupが供給され、つまり、スイッチング素子31にオフ指令が与えられたにも関わらず、U相の電圧極性信号Vu_polが正極性であれば、故障していると判定をする。
(At the time of failure judgment when the gate signal is L level)
The
故障判定部53は、U相の電流極性信号Iu_dirが正極性である場合は、スイッチング素子31が短絡故障していると判定する。この判定がなされると、切替スイッチ7a(7b、7c)は、端子Cを端子Aから端子Bに接続を切り替え、つまり、平滑コンデンサ2aと平滑コンデンサ2bとの間の中性点N1(直流の電圧を等分する点)と、電動機11とを電気的に接続した状態に切り替えることで故障したU相の相電圧をゼロとし、残り2相(V相、W相)での単相運転1を可能とする。
The
また、故障判定部53は、U相の電流極性信号Iu_dirが負極性である場合は、スイッチング素子31のダイオードBup(図3参照)に電流が流れている状態と判断し、スイッチング素子32が開放故障していると判定する。この判定がなされると、切替スイッチ7a(7b、7c)は、端子Cを端子Aに接続したまま、スイッチング素子32のゲート信号Gunを常時Lレベル(オフ)とし、残り2相(V相、W相)での単相運転2を可能とする。
Further, when the U-phase current polarity signal Iu_dir has a negative polarity, the
次に、図5を参照して、故障判定部53が行う下アームのスイッチング素子32のゲート信号Gunを用いた故障判定動作について説明する。図5は、インバータ装置102のゲート信号Gunに基づく故障判定の真理値表である。
Next, the failure determination operation using the gate signal Gun of the switching
(正常時)
故障判定部53は、スイッチング素子32にHレベルのゲート信号Gunが供給され、つまり、スイッチング素子32にオン指令が与えられ、U相の電圧極性信号Vu_polが負極性であれば、図5に示す真理値表に基づいて、スイッチング素子32は故障していないと判定する。スイッチング素子32にLレベルのゲート信号Gunが供給され、U相の電圧極性信号Vu_polが正極性になった場合も同様である。
(Normal)
The
(ゲート信号がHレベルの場合の故障判定時)
故障判定部53は、スイッチング素子32にHレベルのゲート信号Gunが供給され、つまり、スイッチング素子32にオン信号が与えられたにも関わらず、U相の電圧極性信号Vu_polが正極性であれば、故障していると判定をする。
(At the time of failure judgment when the gate signal is H level)
The
故障判定部53は、U相の電流極性信号Iu_dirが正極性である場合、スイッチング素子31が短絡故障しているとともに、スイッチング素子32が開放故障していると判定する。この判定がなされると、切替スイッチ7a(7b、7c)は、端子Cを端子Aから端子Bに接続を切り替え、つまり、平滑コンデンサ2aと平滑コンデンサ2bとの間の中性点N1(直流の電圧を等分する点)と、電動機11とを電気的に接続した状態に切り替えることで故障したU相の相電圧をゼロとし、残り2相(V相、W相)での単相運転1を可能とする。
When the U-phase current polarity signal Iu_dir is positive,
また、故障判定部53は、U相の電流極性信号Iu_dirが負極性である場合、スイッチング素子32が開放故障していると判定する。この判定がなされると、切替スイッチ7a(7b、7c)は、端子Cを端子Aに接続したまま、スイッチング素子31のゲート信号Gupを常時Lレベル(オフ)とし、残り2相(V相、W相)での単相運転2を可能とする。
The
(ゲート信号がLレベルの場合の故障判定時)
故障判定部53は、スイッチング素子32にLレベルのゲート信号Gunが供給され、つまり、スイッチング素子32にオフ指令が与えられたにも関わらず、U相の電圧極性信号Vu_polが負極性である場合、故障していると判定する。
(At the time of failure judgment when the gate signal is L level)
When the switching
故障判定部53は、U相の電流極性信号Iu_dirが正極性である場合、スイッチング素子32が開放故障していると判定する。この判定がなされると、切替スイッチ7a(7b、7c)は、端子Cを端子Aに接続したまま、スイッチング素子31のゲート信号Gupを常時Lレベル(オフ)とし、残り2相(V相、W相)での単相運転2を可能とする。
The
また、故障判定部53は、U相の電流極性信号Iu_dirが負極性である場合、スイッチング素子32が短絡故障していると判定する。この判定がなされると、切替スイッチ7a(7b、7c)は、端子Cを端子Aから端子Bに接続を切り替え、つまり、平滑コンデンサ2aと平滑コンデンサ2bとの間の中性点N1(直流の電圧を等分する点)と、電動機11とを電気的に接続した状態に切り替えることで故障したU相の相電圧をゼロとし、残り2相(V相、W相)での単相運転1を可能とする。
The
なお、単相運転1、2における運転時の制限は第1実施形態と同様である。 Note that the restrictions during operation in the single-phase operations 1 and 2 are the same as those in the first embodiment.
なお、故障判定部53のゲート信号Gvpを用いた故障判定動作(図6参照)、および、ゲート信号Gwpを用いた故障判定動作(図8参照)は、上記ゲート信号Gupを用いた故障判定動作と同様である。また、故障判定部53のゲート信号Gvnを用いた故障判定動作(図7参照)、および、ゲート信号Gwnを用いた故障判定動作(図9参照)は、上記ゲート信号Gunを用いた故障判定動作と同様である。また、直流電圧源1の遮断時の動作は、上記第1実施形態と同様である。
The failure determination operation (see FIG. 6) using the gate signal Gvp of the
このように、第2実施形態では故障の種類判定を、第1実施形態のように付加的な動作ではなく、ゲート信号、電圧極性信号および電流極性信号に基づいて実施することができる。 As described above, in the second embodiment, the failure type determination can be performed based on the gate signal, the voltage polarity signal, and the current polarity signal instead of the additional operation as in the first embodiment.
なお、第2実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The effect of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
例えば、上記第1実施形態での故障検出と、上記第2実施形態での故障の種類判定を組み合わせて実施してもよいし、故障検出処理(故障判定処理の一部またはすべて)はハードウェア、ソフトウェアのどちらの処理で行っても構わない。 For example, the failure detection in the first embodiment may be combined with the failure type determination in the second embodiment, and the failure detection process (a part or all of the failure determination process) may be performed by hardware. It does not matter which of the software processes.
また、上記第1および第2実施形態では、直流電圧源が、交流電源を整流回路により整流することにより直流を供給する例を示したが、本発明はこれに限らず、整流回路に代えてPWMコンバータであってもよい。さらに、例えば、図10に示す変形例のインバータ装置103のように、バッテリーなどの直流電源を直流電圧源1aとして用いてもよい。
In the first and second embodiments, the DC voltage source supplies the direct current by rectifying the AC power supply using the rectifier circuit. However, the present invention is not limited to this, and the rectifier circuit is used instead. It may be a PWM converter. Further, for example, a DC power source such as a battery may be used as the DC voltage source 1a as in the
また、故障判定部10または53により、スイッチング素子の故障が判定された場合、インバータ装置はベースブロック処理にて運転を停止し、その後故障判定や、切替スイッチ7a、7b、7cの切り替えをしてもよい。なお、切替スイッチ7a、7b、7cの切替は、自動処理であっても人手を介した処理であってもよい。さらには、切替スイッチ7a、7b、7cを備えず、上記で説明した接続が配線等の変更で実施できるように構成されていれば、本発明は実施できるのは言うまでもない。
In addition, when the
また、上記第1および第2実施形態では、3相の交流電源を用いて3相の交流を出力する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明は、3相以外の相数の交流電源を用いるインバータ装置に適用可能であるとともに、3相以外の相数の交流を出力するインバータ装置にも適用可能である。 In the first and second embodiments, an example in which a three-phase AC power is output using a three-phase AC power supply has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to an inverter device that uses an AC power supply having a number of phases other than three phases, and is also applicable to an inverter device that outputs an alternating current having a number of phases other than three phases.
また、上記第1および第2実施形態では、スイッチング素子としてIGBTを含むスイッチング素子を用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。例えば、スイッチング素子としてMOSFET(電界効果トランジスタ)を含むスイッチング素子を用いてもよい。 In the first and second embodiments, the example in which the switching element including the IGBT is used as the switching element has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a switching element including a MOSFET (field effect transistor) may be used as the switching element.
また、上記第1および第2実施形態では、電動機を負荷としてインバータ装置に接続する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、電動機以外の負荷をインバータ装置に接続してもよい。 Moreover, although the example which connects an electric motor to an inverter apparatus as a load was shown in the said 1st and 2nd embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, a load other than the electric motor may be connected to the inverter device.
1、1a 直流電圧源
2a、2b 平滑コンデンサ
3 電力変換部
8 電圧検出器
9 電流検出器
10、53 故障判定部
11 電動機
31、32、33、34、35、36 スイッチング素子
100 電動機ドライブシステム
101、102、103 インバータ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a
Claims (13)
複数のスイッチング素子を含み、前記複数のスイッチング素子をPWM信号に基づくゲート信号により制御し、前記直流電圧源から供給される直流を複数の相の交流に変換する電力変換部と、 A power converter that includes a plurality of switching elements, controls the plurality of switching elements by a gate signal based on a PWM signal, and converts a direct current supplied from the direct-current voltage source into a plurality of phases of alternating current;
前記電力変換部の出力電圧を検出し、電圧検出信号を出力する電圧検出器と、 A voltage detector that detects an output voltage of the power converter and outputs a voltage detection signal;
前記PWM信号または前記ゲート信号と、前記電圧検出信号とに基づいて、前記スイッチング素子の故障を判定する故障判定部と、を備え、 A failure determination unit that determines failure of the switching element based on the PWM signal or the gate signal and the voltage detection signal;
前記複数のスイッチング素子は、前記PWM信号にデッドタイムを含めて生成されたゲート信号によって駆動されるように構成され、 The plurality of switching elements are configured to be driven by a gate signal generated by including a dead time in the PWM signal,
前記故障判定部は、前記電圧検出信号と前記PWM信号の極性が一致していない時間が、前記デッドタイムの時間以上の所定の時間より大きい場合に、前記スイッチング素子が故障していると判定するように構成されている、インバータ装置。 The failure determination unit determines that the switching element has failed when a time when the polarities of the voltage detection signal and the PWM signal do not match is greater than a predetermined time equal to or greater than the dead time. An inverter device configured as described above.
前記故障判定部は、少なくとも前記電流検出信号に基づいて、前記スイッチング素子が短絡故障しているか、または、開放故障しているかを判定するように構成されている、請求項1または2に記載のインバータ装置。 A current detector for detecting an output current of the power conversion unit and outputting a current detection signal;
3. The device according to claim 1, wherein the failure determination unit is configured to determine whether the switching element has a short circuit failure or an open failure based on at least the current detection signal. Inverter device.
前記直流電圧源を遮断する際に、前記故障判定部によってスイッチング素子が故障していないと判定された場合、前記スイッチング素子の全てを用いて、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するように構成されている、請求項3または4に記載のインバータ装置。 A smoothing capacitor provided between the DC voltage source and the power conversion unit, for smoothing the DC input to the power conversion unit;
When shutting down the DC voltage source, if it is determined by the failure determination unit that the switching element has not failed, the charge accumulated in the smoothing capacitor is discharged using all of the switching element. The inverter apparatus of Claim 3 or 4 comprised .
前記直流電圧源を遮断する際に、前記故障判定部によってスイッチング素子が開放故障していると判定された場合、前記開放故障しているスイッチング素子と対となる逆側のアームのスイッチング素子をオフ状態に保持し、前記開放故障しているスイッチング素子の相と異なる相のスイッチング素子を用いて前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するように構成されている、請求項3または4に記載のインバータ装置。 A smoothing capacitor provided between the DC voltage source and the power conversion unit, for smoothing the DC input to the power conversion unit;
When the failure determination unit determines that the switching element has an open failure when shutting off the DC voltage source, the switching element of the opposite arm that is paired with the switching element having the open failure is turned off. hold state, the open failing with switching elements of a phase different from the phase of the switching device is configured to discharge the charge accumulated in the smoothing capacitor, according to claim 3 or 4 Inverter device.
前記直流電圧源を遮断する際に、前記故障判定部によってスイッチング素子が短絡故障していると判定された場合、前記短絡故障しているスイッチング素子と対となる逆側のアームのスイッチング素子をオフ状態に保持し、前記短絡故障しているスイッチング素子の相と異なる相でかつ逆側のアームのスイッチング素子を用いて、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するように構成されている、請求項3または4に記載のインバータ装置。 A smoothing capacitor provided between the DC voltage source and the power conversion unit, for smoothing the DC input to the power conversion unit;
When the failure determination unit determines that the switching element is short-circuited when the DC voltage source is shut off, the switching element of the opposite arm that is paired with the switching element that is short-circuited is turned off. The electric charge accumulated in the smoothing capacitor is discharged using a switching element of an arm on the opposite side and in a phase different from the phase of the switching element having a short circuit failure. Item 5. The inverter device according to Item 3 or 4 .
複数のスイッチング素子を含み、前記複数のスイッチング素子をPWM信号に基づくゲート信号により制御し、前記直流電圧源から供給される直流を複数の相の交流に変換する電力変換部と、
前記電力変換部の出力電圧を検出し、電圧検出信号を出力する電圧検出器と、
前記PWM信号または前記ゲート信号と、前記電圧検出信号とに基づいて、前記スイッチング素子の故障を判定する故障判定部と、
前記電力変換部の出力電流を検出し、電流検出信号を出力する電流検出器と、
前記直流電圧源と前記電力変換部との間に設けられ、前記電力変換部に入力される直流を平滑するための平滑コンデンサと、を備え、
前記故障判定部は、少なくとも前記電流検出信号に基づいて、前記スイッチング素子が短絡故障しているか、または、開放故障しているかを判定するように構成されており、
前記直流電圧源を遮断する際に、前記故障判定部によってスイッチング素子が短絡故障していると判定された場合、前記短絡故障しているスイッチング素子と対となる逆側のアームのスイッチング素子をオフ状態に保持し、前記短絡故障しているスイッチング素子の相と異なる相でかつ逆側のアームのスイッチング素子を用いて、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するように構成されている、インバータ装置。 A DC voltage source;
A power converter that includes a plurality of switching elements, controls the plurality of switching elements by a gate signal based on a PWM signal, and converts a direct current supplied from the direct-current voltage source into a plurality of phases of alternating current;
A voltage detector that detects an output voltage of the power converter and outputs a voltage detection signal;
A failure determination unit for determining a failure of the switching element based on the PWM signal or the gate signal and the voltage detection signal;
A current detector that detects an output current of the power converter and outputs a current detection signal;
A smoothing capacitor provided between the direct-current voltage source and the power conversion unit, for smoothing the direct current input to the power conversion unit,
The failure determination unit is configured to determine whether the switching element has a short circuit failure or an open failure based on at least the current detection signal,
When the failure determination unit determines that the switching element is short-circuited when the DC voltage source is shut off, the switching element of the opposite arm that is paired with the switching element that is short-circuited is turned off. An inverter configured to discharge the electric charge accumulated in the smoothing capacitor using a switching element of an arm on the opposite side and in a phase different from a phase of the switching element in which the short circuit failure occurs. apparatus.
複数のスイッチング素子を含み、前記複数のスイッチング素子をPWM信号に基づくゲート信号により制御し、前記直流電圧源から供給される直流を複数の相の交流に変換する電力変換部と、
前記電力変換部の出力電圧を検出し、電圧検出信号を出力する電圧検出器と、
前記PWM信号または前記ゲート信号と、前記電圧検出信号とに基づいて、前記スイッチング素子の故障を判定する故障判定部と、を備え、
前記故障判定部により前記スイッチング素子の故障が短絡故障として検出された場合に、前記短絡故障したスイッチング素子と逆のアームのゲート信号を常時Lレベルとして、前記故障が検出された相以外のスイッチング素子により負荷を運転可能に構成されている、インバータ装置。 A DC voltage source;
A power converter that includes a plurality of switching elements, controls the plurality of switching elements by a gate signal based on a PWM signal, and converts a direct current supplied from the direct-current voltage source into a plurality of phases of alternating current;
A voltage detector that detects an output voltage of the power converter and outputs a voltage detection signal;
A failure determination unit that determines failure of the switching element based on the PWM signal or the gate signal and the voltage detection signal;
When a failure of the switching element is detected as a short-circuit failure by the failure determination unit, the gate signal of the arm opposite to the switching element in which the short-circuit failure has occurred is always set to L level, and a switching element other than the phase in which the failure is detected An inverter device configured to be able to operate a load by means of.
複数のスイッチング素子を含み、前記複数のスイッチング素子をPWM信号に基づくゲート信号により制御し、前記直流電圧源から供給される直流を複数の相の交流に変換する電力変換部と、前記電力変換部の出力電圧を検出し、電圧検出信号を出力する電圧検出器と、前記PWM信号または前記ゲート信号と、前記電圧検出信号の極性とに基づいて、前記スイッチング素子の故障を判定する故障判定部とを備えるインバータ装置と、 A power converter that includes a plurality of switching elements, controls the plurality of switching elements by a gate signal based on a PWM signal, and converts direct current supplied from the direct current voltage source into alternating current of a plurality of phases; and the power conversion unit A voltage detector that detects the output voltage of the switching element and outputs a voltage detection signal; a failure determination unit that determines a failure of the switching element based on the PWM signal or the gate signal and the polarity of the voltage detection signal; An inverter device comprising:
前記インバータ装置に接続される電動機と、を備え、 An electric motor connected to the inverter device,
前記複数のスイッチング素子は、前記PWM信号にデッドタイムを含めて生成されたゲート信号によって駆動されるように構成され、 The plurality of switching elements are configured to be driven by a gate signal generated by including a dead time in the PWM signal,
前記故障判定部は、前記電圧検出信号と前記PWM信号の極性が一致していない時間が、前記デッドタイムの時間以上の所定の時間より大きい場合に、前記スイッチング素子が故障していると判定するように構成されている、電動機ドライブシステム。 The failure determination unit determines that the switching element has failed when a time when the polarities of the voltage detection signal and the PWM signal do not match is greater than a predetermined time equal to or greater than the dead time. An electric motor drive system configured as described above.
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