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.

特開2004−120883号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-120883

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.

本発明の第1実施形態によるインバータ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the inverter apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態によるインバータ装置の故障判定部のブロック図である。It is a block diagram of the failure determination part of the inverter apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるインバータ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the inverter apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるインバータ装置のゲート信号Gupに基づく故障判定の真理値表である。It is a truth table of failure judgment based on gate signal Gup of the inverter apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるインバータ装置のゲート信号Gunに基づく故障判定の真理値表である。It is a truth table of the failure determination based on the gate signal Gun of the inverter apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるインバータ装置のゲート信号Gvpに基づく故障判定の真理値表である。It is a truth table of failure determination based on the gate signal Gvp of the inverter apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるインバータ装置のゲート信号Gvnに基づく故障判定の真理値表である。It is a truth table of failure determination based on the gate signal Gvn of the inverter apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるインバータ装置のゲート信号Gwpに基づく故障判定の真理値表である。It is a truth table of failure determination based on the gate signal Gwp of the inverter apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるインバータ装置のゲート信号Gwnに基づく故障判定の真理値表である。It is a truth table of failure judgment based on gate signal Gwn of the inverter apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の変形例によるインバータ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the inverter apparatus by the modification of this invention.

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 inverter apparatus 101 which the electric motor drive system 100 by 1st Embodiment of this invention has is demonstrated.

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 inverter device 101 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the inverter device 101 includes a DC voltage source 1, smoothing capacitors 2 a and 2 b, a power conversion unit 3, a voltage command calculation unit 4, a PWM signal generation unit 5, and a gate drive circuit 6. , Selector switches 7a (S1), 7b (S2) and 7c (S3), a voltage detector 8, a current detector 9, and a failure determination unit 10. An electric motor 11 is connected to the output side of the inverter device 101.

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 AC power supply 21 and a rectifier circuit 22 including a plurality of diodes, and supplies a DC voltage to the power conversion unit 3. The smoothing capacitor 2a has a positive electrode connected to the positive electrode side of the DC voltage source 1 and a negative electrode connected to the positive electrode of the smoothing capacitor 2b. Further, the negative electrode of the smoothing capacitor 2 b is connected to the negative electrode side of the DC voltage source 1.

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。   Smoothing capacitors 2 a and 2 b smooth the DC voltage from DC voltage source 1 and supply the smoothed DC voltage to power conversion unit 3.

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 power conversion unit 3 includes six switching elements 31 to 36. The switching element 31 includes a transistor Up made of an IGBT (insulated gate bipolar transistor) and a diode Bup. Similarly, the switching element 32 (33, 34, 35, 36) includes a transistor Aun (Avp, Avn, Awp, Awn) and a diode Bun (Bvp, Bvn, Bwp, Bwn), which will be described later. It is driven by gate signals Gup, Gun, Gvp, Gvn, Gwp, Gwn.

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 switching elements 31, 33, and 35 constituting the upper arm of the power conversion unit 3 is connected to the positive electrode side of the DC voltage source 1, and the other terminals are changeover switches 7a, 7b, and 7c, which will be described later, respectively. Terminal A. One terminal of the switching elements 32, 34 and 36 constituting the lower arm of the power conversion unit 3 is connected to the negative electrode side of the DC voltage source 1, and the other terminal is a terminal of a changeover switch 7a, 7b and 7c described later. Connected to A. The power conversion unit 3 outputs a three-phase AC voltage to the motor 11 based on voltage commands Vu * , Vv * , and Vw * described later with the above configuration.

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 comparators 40. The PWM signal generation unit 5 generates the PWM signals Su, Sv, Sw by comparing the voltage commands Vu * , Vv * , Vw * with the carrier wave by the comparator 40, and the gate drive circuit 6 and the failure determination unit 10 Output to.

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 gate drive circuit 6 outputs the PWM signals Su, Sv, Sw to the switching elements 31, 33, 35 constituting the upper arm as the gate signals Gup, Gvp, Gwp, respectively, and the switching elements 32, 34 constituting the lower arm. , 36, the inverted signals of the PWM signals Su, Sv, Sw are output as gate signals Gun, Gvn, Gwn, respectively. The gate signals Gup, Gun, Gvp, Gvn, Gwp, and Gwn are signals that consider dead time. The dead time is a time for delaying an ON operation that is provided in order to prevent the switching elements that constitute the upper arm and the switching elements that constitute the lower arm from being simultaneously turned on.

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 changeover switches 7a, 7b and 7c are configured such that their terminals B can be connected to neutral points N1, N2 and N3 between the smoothing capacitor 2a and the smoothing capacitor 2b, respectively, and the terminal C is connected to the electric motor 11. During normal operation, the terminals A and C of the changeover switches 7a, 7b and 7c are connected. For this reason, when the failure determination unit 10 is used so as to perform failure determination only during normal operation, the motor 11 may be connected to the terminal A of the changeover switches 7a, 7b, and 7c.

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 power conversion unit 3, generates a signal obtained by performing insulation processing and potential conversion from these detection values, and detects the voltage detection signal Vu, It outputs to the failure determination part 10 as Vv and Vw. Each phase voltage detected by the voltage detector 8 is the potential on the positive side of the smoothing capacitor 2a when the switching element of the upper arm is ON and the switching element of the lower arm is OFF, the switching element of the upper arm is OFF, When the switching element is ON, the potential is on the negative polarity side of the smoothing capacitor 2b.

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 changeover switches 7a, 7b and 7c and the motor 11, generates a signal obtained by performing insulation processing and potential conversion from these detected values, and generates a current detection signal. Output to the failure determination unit 10 as Iu, Iv, and Iw.

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 failure determination unit 10 has a function of determining a failure of the switching elements 31 to 36 constituting the power conversion unit 3. FIG. 2 is a block diagram of the failure determination unit 10 of the inverter device 101. As shown in FIG. 2, the failure determination unit 10 includes an XOR circuit 41, a monostable multivibrator 42, two AND circuits 43 and 44, a counter 45, two latch circuits 46 and 47, and an OR circuit 48. And. Although not shown, the failure determination unit 10 determines the polarities of the voltage detection signals Vu, Vv, and Vw input from the voltage detector 8 and generates voltage polarity signals Vu_pol, Vv_pol, and Vw_pol. FIG. 2 shows one phase (U phase).

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 failure determination unit 10 will be described. The XOR circuit 41 compares the PWM signal Su (Sv, Sw) from the PWM signal generator 5 with the voltage polarity signal Vu_pol (Vv_pol, Vw_pol), and the polarity of the command (PWM signal Su) and the actually output voltage. When (Vu_pol) does not match, an H level signal is output to one input side of the AND circuit 43 and one input side of the AND circuit 44. The AND circuit 43 performs an AND process on the output of the XOR circuit 41 and the clock signal CLK and outputs the result to the counter 45.

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 counter 45 is configured to count an input signal (output of the AND circuit 43) and output a carry signal (H level signal) when a predetermined time elapses. The counter 45 outputs a carry signal to the latch circuit 46 when a predetermined time (for example, 10 μs) equal to or greater than the dead time added by the gate drive circuit 6 is counted. Note that the predetermined time is set to be equal to or shorter than a time during which secondary breakdown to other failed switching elements can be prevented.

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 latch circuit 46 is configured to output a carry signal from the counter 45 as a failure 1 to one input side of the OR circuit 48. The failure 1 is detected when the voltage polarity signal Vu_pol (Vv_pol, Vw_pol) does not change even after the predetermined time has elapsed although the PWM signal Su (Sv, Sw) has changed.

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 monostable multivibrator 42 has a function of outputting a signal having a certain width (H level signal) when an input signal rises or falls. The monostable multivibrator 42 receives the voltage polarity signal Vu_pol (Vv_pol, Vw_pol) as an input signal, and outputs a signal having a constant width (H level signal) from the AND circuit 44 when the input signal rises or falls. Output to the other input side. The AND circuit 44 performs an AND process on the output of the XOR circuit 41 and the output of the monostable multivibrator 42 and outputs the result to the latch circuit 47.

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 latch circuit 47 is configured to output the signal from the AND circuit 44 to the other input side of the OR circuit 48 as a failure 2. The failure 2 is detected when the voltage polarity signal Vu_pol (Vv_pol, Vw_pol) changes even though the PWM signal Su (Sv, Sw) has not changed.

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 failure determination unit 10 performs the following operation when the switching elements 31 to 36 are normal and no failure occurs. The PWM signal Su (Sv, Sw) corresponding to the voltage command Vu * (Vv * , Vw * ) and the voltage polarity signal Vu_pol (Vv_pol, Vw_pol) match except for the dead time period. Since the XOR circuit 41 is at L level during the coincidence period, no failure is detected. In the dead time period, both of the above do not match (XOR circuit 41 becomes H level), but XOR circuit 41 becomes L level before counter 45 outputs a carry signal (H level signal). As a result, the output of the AND circuit 43 becomes L level and the counter 45 is initialized.

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 failure determination unit 10 detects at least one of the failure 1 and the failure 2 based on the output of the OR circuit 48, and any one of the switching elements 31 to 36 has failed due to this detection. judge.

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 failure determination unit 10 determines that the U-phase switching element 31 or 32 has failed.

(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)
Failure determination unit 10 turns off switching elements 31 and 32 and then outputs a PWM signal for turning on only switching element 31 for a predetermined time to switching elements 31 and 32 (outputs failure determination signal J1). Then, a determination process for a short circuit failure of the switching element 32 is performed. Here, the failure determination unit 10 determines whether or not the current detection signal Iu from the current detector 9 is an abnormal current when only the switching element 31 is turned on, and the current detection signal Iu is the abnormal current. Is determined, it is determined that the switching element 32 is short-circuited. This is to detect the current that flows when the smoothing capacitors 2a and 2b are short-circuited when the switching element 31 is on and the switching element 32 is off. Therefore, the detection level at the time of detecting abnormality detection may be set to be equal to or greater than the offset error of current detection, for example. Similarly, the failure determination unit 10 performs a determination process for a short circuit failure of the switching element 31 by outputting only the switching element 32 in an ON state for a predetermined time (outputs a failure determination signal J2).

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 element 31 and the switching element 32 has failed due to the output of the OR circuit 48 described above. Is determined that the switching element (switching element 32) of the opposite arm that is paired with the switching element (for example, switching element 31) that has been subjected to the determination process of the short-circuit failure has an open failure.

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 inverter device 101 uses the failure information of the switching element detected by the failure determination unit 10 (which switching element has failed, a short-circuit failure or an open failure), for example, a PC (personal computer). ), Etc., and can be displayed on a PC display or the like. As a result, the failure information can be surely grasped, so that the information useful for the recovery work can be obtained.

(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 inverter device 101, when the switching element 31 or the switching element 32 is short-circuited, the changeover switch 7a (7b, 7c) switches the terminal C from the terminal A to the terminal B, that is, the smoothing capacitor 2a and the smoothing capacitor 2b. A neutral point N1 (a point at which DC voltage is equally divided) and the electric motor 11 are electrically connected, the phase voltage of the failed U phase is set to zero, and the remaining two phases (V phase, Single phase operation 1 in W phase) is enabled. In the single-phase operation 1, the voltage range that can be output is limited to half of the normal time.

(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 inverter device 101, when the switching element 31 or the switching element 32 has an open failure, the changeover switch 7a (7b, 7c) keeps the terminal C connected to the terminal A and the open side of the arm on the opposite side where the open failure has occurred. The gate signal is always off, and single phase operation 2 with the remaining two phases (V phase and W phase) is enabled. In single-phase operation 2, the current range that can be output is limited to 1 / √3 of normal. In addition, when it determines with the single-phase driving | operation 2, you may drive | operate as the single-phase driving | operation 1 by changing to the connection demonstrated by (operation | movement at the time of a single phase failure).

(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 capacitors 2a and 2b, the inverter device 101 performs an operation with the current command or voltage command set to zero while the motor 11 is not rotating, and is stored in the smoothing capacitors 2a and 2b. A process for discharging the charged electric charge is performed. When it is determined by the failure determination unit 10 that the switching elements 31 to 36 have not failed, the current command or voltage is used by using all of the switching elements 31 to 36 without performing the following limited operations. The operation with the command set to zero is performed to discharge the charges accumulated in the smoothing capacitors 2a and 2b. In addition, you may discharge-process so that some switching elements may not be used among the switching elements 31-36 in the range which is not short-circuited up and down.

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 failure determination unit 10 that one of the switching element 31 or the switching element 32 has an open failure, the opposite side of the switching element (for example, the switching element 31) that is paired with the open failure The switching element (switching element 32) of the arm maintains the OFF state, and switching elements 33 to 36 of phases (V phase, W phase) different from the phase (U phase) of the switching element (switching element 31) that has failed open. A gate signal for operating only the current command or the voltage command is given to give an operation. As a result, the charges accumulated in the smoothing capacitors 2a and 2b are discharged.

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 failure determination unit 10 that one of the switching element 31 or the switching element 32 is short-circuited, the reverse of the pair that is paired with the switching element that is short-circuited (for example, the switching element 31). The switching element (switching element 32) of the arm on the side maintains the OFF state, and is in a phase different from the phase of the switching element (switching element 31) that is short-circuited, and the switching elements (switching elements 34 and 36) on the opposite side. ) Only the gate signal to operate is given, and the operation with the current command or voltage command set to zero is performed. As a result, the charges accumulated in the smoothing capacitors 2a and 2b are discharged.

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 capacitors 2a and 2b can be discharged without using a faulty switching element.

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 counter 45. it can. When the gate signals Gun, Gvn, and Gwn are used, it can be implemented by inverting the signal and changing the time when the carry signal from the counter 45 is output.

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 inverter device 101 according to the first embodiment and the electric motor drive device 100 having the same are configured as described above, the following effects are obtained.

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 elements 31 to 36 can be determined without using a fuse, the circuit of the inverter device 101 can be configured easily. Further, the faulty switching element can be specified, and the fault of the switching element can be determined up to the distinction between a short circuit fault and an open fault. In addition, since the switching element can be shortened until it is detected, secondary destruction of the power conversion unit can be prevented.

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 inverter apparatus 102 of 2nd Embodiment is demonstrated with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the inverter device 102 according to the second embodiment of the present invention.

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 inverter device 102 according to the second embodiment includes a failure determination unit 53 instead of the failure determination unit 10. In the following, for convenience of explanation, the description overlapping with that of the first embodiment will be omitted as appropriate, and different points will be mainly described.

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 power conversion unit 3 converts the DC voltage from the DC voltage source 1 into AC by PWM control and outputs the voltage commands Vu * , Vv * , and Vw * to the electric motor 11. At this time, the gate drive circuit 6 is configured to output the gate signals Gup, Gun, Gvp, Gvn, Gwp, Gwn to the switching elements 31, 32, 33, 34, 35, 36 and the failure determination unit 53, respectively. Has been. The voltage detector 8 and the current detector 9 output the voltage detection signals Vu, Vv, Vw and the current detection signals Iu, Iv, Iw to the failure determination unit 53, respectively, as in the first embodiment. It is configured.

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 failure determination unit 53 determines the polarities of the voltage detection signals Vu, Vv, and Vw, and generates voltage polarity signals Vu_pol, Vv_pol, and Vw_pol. Similarly, the polarity of the current detection signals Iu, Iv, and Iw is determined, and current polarity signals Iu_dir, Iv_dir, and Iw_dir are generated. Further, the failure determination unit 53 uses the gate signals Gup, Gun, Gvp, Gvn, Gwp, Gwn, the voltage polarity signals Vu_pol, Vv_pol, Vw_pol, and the current polarity signals Iu_dir, Iv_dir, Iw_dir, as shown in FIGS. Based on the truth table shown, the failure information of the switching elements 31 to 36 is determined as in the first embodiment. In the truth tables shown in FIGS. 4 to 9, the positive polarity is indicated as H, and the negative polarity is indicated as L.

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 arm switching element 31 performed by the failure determination unit 53 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a truth table for failure determination based on the gate signal Gup of the inverter device 102.

(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 failure determination unit 53 is shown in FIG. 4 when an H level gate signal Gup is supplied to the switching element 31, that is, when an ON command is given to the switching element 31 and the U-phase voltage polarity signal Vu_pol is positive. Based on the truth table, it is determined that the switching element 31 has not failed. The same applies when the L-level gate signal Gup is supplied to the switching element 31 and the U-phase voltage polarity signal Vu_pol becomes negative.

(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 failure determination unit 53 supplies the switching element 31 with the H-level gate signal Gup, that is, if the U-phase voltage polarity signal Vu_pol is negative in spite of being given an ON command to the switching element 31. It is determined that a failure has occurred.

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 failure determination unit 53 determines that the switching element 31 has an open failure when the U-phase current polarity signal Iu_dir is positive. When this determination is made, the changeover switch 7a (7b, 7c) always keeps the gate signal Gun of the switching element 32 at the L level (off) while the terminal C is connected to the terminal A, and the remaining two phases (V phase, Single phase operation 2 in W phase) is enabled.

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 failure determination unit 53 determines that the switching element 31 has an open failure and the switching element 32 has a short-circuit failure. When this determination is made, the changeover switch 7a (7b, 7c) switches the connection of the terminal C from the terminal A to the terminal B, that is, the neutral point N1 (DC direct current) between the smoothing capacitor 2a and the smoothing capacitor 2b. Single phase operation 1 in the remaining two phases (V phase, W phase) with the phase voltage of the failed U phase set to zero by switching to a state in which the voltage is equally divided) and the electric motor 11 Is possible.

(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 failure determination unit 53 receives the L-level gate signal Gup to the switching element 31, that is, if the U-phase voltage polarity signal Vu_pol is positive even though the switching element 31 is given an off command. Judge that it is out of order.

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 failure determination unit 53 determines that the switching element 31 has a short circuit failure when the U-phase current polarity signal Iu_dir is positive. When this determination is made, the changeover switch 7a (7b, 7c) switches the connection of the terminal C from the terminal A to the terminal B, that is, the neutral point N1 (DC direct current) between the smoothing capacitor 2a and the smoothing capacitor 2b. Single phase operation 1 in the remaining two phases (V phase, W phase) with the phase voltage of the failed U phase set to zero by switching to a state in which the voltage is equally divided) and the electric motor 11 Is possible.

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 failure determination unit 53 determines that a current is flowing through the diode Bup (see FIG. 3) of the switching element 31, and the switching element 32 is opened. Determine that there is a failure. When this determination is made, the changeover switch 7a (7b, 7c) always keeps the gate signal Gun of the switching element 32 at the L level (off) while the terminal C is connected to the terminal A, and the remaining two phases (V phase, Single phase operation 2 in W phase) is enabled.

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 element 32 of the lower arm performed by the failure determination unit 53 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a truth table for failure determination based on the gate signal Gun of the inverter device 102.

(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 failure determination unit 53 is shown in FIG. 5 when an H level gate signal Gun is supplied to the switching element 32, that is, when an ON command is given to the switching element 32 and the U-phase voltage polarity signal Vu_pol is negative. Based on the truth table, it is determined that the switching element 32 has not failed. The same applies when the L-level gate signal Gun is supplied to the switching element 32 and the U-phase voltage polarity signal Vu_pol becomes positive.

(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 failure determination unit 53 receives the H level gate signal Gun to the switching element 32, that is, the U phase voltage polarity signal Vu_pol is positive even though the ON signal is given to the switching element 32. Judge that it is out of order.

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, failure determination unit 53 determines that switching element 31 has a short circuit failure and switching element 32 has an open failure. When this determination is made, the changeover switch 7a (7b, 7c) switches the connection of the terminal C from the terminal A to the terminal B, that is, the neutral point N1 (DC direct current) between the smoothing capacitor 2a and the smoothing capacitor 2b. Single phase operation 1 in the remaining two phases (V phase, W phase) with the phase voltage of the failed U phase set to zero by switching to a state in which the voltage is equally divided) and the electric motor 11 Is possible.

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 failure determination unit 53 determines that the switching element 32 has an open failure when the U-phase current polarity signal Iu_dir has a negative polarity. When this determination is made, the changeover switch 7a (7b, 7c) always sets the gate signal Gup of the switching element 31 to the L level (off) while the terminal C is connected to the terminal A, and the remaining two phases (V phase, Single phase operation 2 in W phase) is enabled.

(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 element 32 is supplied with the L-level gate signal Gun, that is, the failure determination unit 53 is in a case where the U-phase voltage polarity signal Vu_pol has a negative polarity even though an OFF command is given to the switching element 32. It is determined that a failure has occurred.

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 failure determination unit 53 determines that the switching element 32 has an open failure when the U-phase current polarity signal Iu_dir is positive. When this determination is made, the changeover switch 7a (7b, 7c) always sets the gate signal Gup of the switching element 31 to the L level (off) while the terminal C is connected to the terminal A, and the remaining two phases (V phase, Single phase operation 2 in W phase) is enabled.

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 failure determination unit 53 determines that the switching element 32 has a short-circuit failure when the U-phase current polarity signal Iu_dir has a negative polarity. When this determination is made, the changeover switch 7a (7b, 7c) switches the connection of the terminal C from the terminal A to the terminal B, that is, the neutral point N1 (DC direct current) between the smoothing capacitor 2a and the smoothing capacitor 2b. Single phase operation 1 in the remaining two phases (V phase, W phase) with the phase voltage of the failed U phase set to zero by switching to a state in which the voltage is equally divided) and the electric motor 11 Is possible.

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 failure determination unit 53 and the failure determination operation (see FIG. 8) using the gate signal Gwp are the failure determination operation using the gate signal Gup. It is the same. The failure determination operation using the gate signal Gvn of the failure determination unit 53 (see FIG. 7) and the failure determination operation using the gate signal Gwn (see FIG. 9) are the failure determination operations using the gate signal Gun. It is the same. The operation when the DC voltage source 1 is cut off is the same as that in the first embodiment.

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 inverter device 103 of the modification shown in FIG.

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 failure determination unit 10 or 53 determines that the switching element has failed, the inverter device stops operation in the base block process, and then performs failure determination and switching of the changeover switches 7a, 7b, and 7c. Also good. Note that the switching of the changeover switches 7a, 7b, and 7c may be automatic processing or manual processing. Furthermore, it goes without saying that the present invention can be implemented if the change-over switches 7a, 7b, 7c are not provided and the connection described above can be implemented by changing the wiring or the like.

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 DC voltage source 2a, 2b Smoothing capacitor 3 Power conversion part 8 Voltage detector 9 Current detector 10, 53 Failure determination part 11 Electric motor 31, 32, 33, 34, 35, 36 Switching element 100 Electric motor drive system 101, 102, 103 Inverter device

Claims (13)

直流電圧源と、  A DC voltage source;
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、前記PWM信号が変化しない状態で、前記電圧検出信号の極性が変化した場合に、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、請求項1に記載のインバータ装置。 The failure determination unit, in a state where the PWM signal does not change, when the polarity of the voltage detection signal has changed, the switching element is configured to determine that has failed, according to claim 1 Inverter device. 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をさらに備え、
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.
前記故障判定部は、前記電流検出信号および前記電圧検出信号の極性に基づいて、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、請求項に記載のインバータ装置。 The failure determination unit is configured to determine whether the switching element has a short-circuit failure or an open-circuit failure based on polarities of the current detection signal and the voltage detection signal. 3. The inverter device according to 3 . 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をさらに備え、
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、請求項または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をさらに備え、
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、請求項または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をさらに備え、
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、請求項または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 .
前記故障判定部によって故障が検出された前記スイッチング素子を特定する情報と、前記スイッチング素子の故障の種類を出力可能に構成されている、請求項のいずれか1項に記載のインバータ装置。 Said failure information to the failure by the determination unit identifies the switching element is detected, the which is configured to output the type of fault in switching elements, the inverter apparatus according to any one of claims 3-7 . 前記故障判定部により前記スイッチング素子の故障が検出された場合に、前記故障が検出された相のアームの出力点を直流の電圧を略等分する中性点に接続して、前記中性点に接続された相の相電圧をゼロにするとともに、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、請求項1〜のいずれか1項に記載のインバータ装置。 When a failure of the switching element is detected by the failure determination unit, the output point of the arm of the phase where the failure is detected is connected to a neutral point that substantially divides a DC voltage, and the neutral point The inverter according to any one of claims 1 to 8 , wherein the inverter is configured such that a phase voltage of a phase connected to the zero is made zero and a load can be operated by a switching element other than the phase in which the failure is detected. apparatus. 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、請求項1〜のいずれか1項に記載のインバータ装置。 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 It is operable to configure the load, the inverter device according to any one of claims 1-9. 直流電圧源と、
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.
直流電圧源と、
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.
直流電圧源と、  A DC voltage source;
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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