JP6131940B2 - Inverter failure detection method and inverter inspection device - Google Patents

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Description

本発明は、インバータの故障検出方法に関し、特にインバータを流れる電流に基づいて故障を検出する技術に関する。   The present invention relates to an inverter failure detection method, and more particularly to a technique for detecting a failure based on a current flowing through an inverter.

特許文献1では、インバータの故障を検出する故障検出法が記載されている。特許文献1では、三相インバータが例示されており、この三相インバータには、互いに直列に接続されるハイアーム側スイッチング素子とローアーム側スイッチング素子との対が、三相(U相、V相およびW相)分設けられている。   Patent Document 1 describes a failure detection method for detecting an inverter failure. Patent Document 1 exemplifies a three-phase inverter. In this three-phase inverter, a pair of a high arm side switching element and a low arm side switching element connected in series with each other has three phases (U phase, V phase and W phase).

特許文献1では、所定のスイッチングパターンをインバータに順次に採用させるべく、インバータへと制御信号を出力する。そして、各スイッチングパターンにおいて、インバータを流れる電流を検出することで、開放故障が生じた箇所を検出している。   In Patent Document 1, a control signal is output to an inverter so that a predetermined switching pattern is sequentially adopted by the inverter. And in each switching pattern, the location where the open failure has occurred is detected by detecting the current flowing through the inverter.

特開2002−136147号公報JP 2002-136147 A

少ないスイッチングパターンで開放故障のみならず、短絡故障を検出できる検査装置が望まれている。   There is a demand for an inspection apparatus that can detect not only open faults but also short-circuit faults with a small switching pattern.

上述の点に鑑みて、本発明は、少ないスイッチングパターンで開放故障のみならず、短絡故障を検出できるインバータの検査装置を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide an inverter inspection device that can detect not only an open fault but also a short-circuit fault with a small switching pattern.

本発明にかかるインバータの故障検出方法の第1の態様は、第1直流線(LH)および第2直流線(LL)と、N(Nは3以上の自然数)相の出力端(Pu,Pv,Pw)と、前記第1直流線と前記出力端の各々との間に接続される第1スイッチング素子(Sup,Svp,Swp)と、前記第2直流線と前記出力端の各々との間に接続される第2スイッチング素子(Sun,Svn,Swn)とを備えるインバータ(20)を検査する装置であって、前記インバータに負荷を接続した状態で、第k(1≦k≦N)相の前記出力端に接続される第k相の前記第1スイッチング素子(Sup)および第m(1≦m≦N、m≠k)相の前記出力端に接続される第m相の前記第2スイッチング素子(Svn)のみを導通させる第1のスイッチングパターン(S1)を、前記インバータに採用させ、前記第2直流線を流れる電流(Idc)が、第1基準値(Iref1)よりも小さい第1範囲、前記第1基準値よりも大きな第2基準値(Iref2)と前記第1基準値との間の第2範囲、および、前記第2基準値よりも大きい第3範囲のいずれに属しているかの判定を行い、前記電流が前記第1範囲に属していると判定されたことを以て、前記第k相の前記出力端(Pu)と前記第1直流線(LH)との間、および、前記第m相の前記出力端(Pv)と前記第2直流線(LL)との間の少なくともいずれか一つにおける開放故障を検出し、前記電流が前記第3範囲に属していると判定されたことを以て、前記第k相以外の前記出力端(Pv,Pw)と前記第1直流線(LH)との間、および、前記第m相以外の前記出力端(Pu,Pw)と前記第2直流線(LL)との間の少なくともいずれか一つにおける短絡故障を検出し、k,mの値を順次に変化させて前記インバータ(20)に複数の前記スイッチングパターンを採用させ、前記スイッチングパターンごとの前記電流(Idc)に対する前記判定の結果に基づいて、開放故障の位置および短絡故障の位置を検出し、前記第1の前記スイッチングパターン(S1)と、前記第k相の前記第1スイッチング素子(Sup)および第n(1≦n≦N、n≠m,n≠k)相の前記出力端(Pw)に接続される前記第2スイッチング素子(Swn)のみを導通させる第2の前記スイッチングパターン(S2)との両方において、前記電流(Idc)が前記第2範囲に属し、かつ、他の前記スイッチングパターン(S3〜S6)の全てにおいて、前記電流が前記第3範囲に属すると判定されたことをもって、前記第k相の前記出力端(Pu)と前記第1直流線(LH)との間における短絡故障を検出するThe first aspect of the inverter fault detection method according to the present invention includes a first DC line (LH) and a second DC line (LL), and an output terminal (Pu, Pv) of N (N is a natural number of 3 or more) phase. , Pw), a first switching element (Sup, Svp, Swp) connected between the first DC line and each of the output ends, and between the second DC line and each of the output ends. A device for inspecting an inverter (20) comprising a second switching element (Sun, Svn, Swn) connected to a kth (1 ≦ k ≦ N) phase with a load connected to the inverter The k-phase first switching element (Sup) connected to the output terminal and the m-th phase second switching element connected to the m-th (1 ≦ m ≦ N, m ≠ k) phase output terminal. a switching element (Svn) first switching pattern for conducting only (S1), is employed in the inverter, the current flowing through the second current line (Idc) is first A first range smaller than a quasi-value (Iref1), a second range between a second reference value (Iref2) greater than the first reference value and the first reference value, and a value greater than the second reference value It is determined which one of the large third ranges belongs, and when the current is determined to belong to the first range, the output terminal (Pu) of the k-th phase and the first DC line (LH) and at least one of the output terminal (Pv) of the m-th phase and the second DC line (LL) are detected, and the current is Because it is determined that the output belongs to three ranges, the output between the output terminals (Pv, Pw) other than the k-th phase and the first DC line (LH), and the output other than the m-th phase. end (Pu, Pw) and at least detects a short-circuit failure in any one, k, the in-sequentially changing the value of m between the second DC line (LL) A plurality of switching patterns are employed in the data (20), and based on a result of the determination with respect to the current (Idc) for each switching pattern, a position of an open fault and a position of a short-circuit fault are detected, and the first Connected to the first switching element (Sup) of the kth phase and the output terminal (Pw) of the nth (1 ≦ n ≦ N, n ≠ m, n ≠ k) phase. The current (Idc) belongs to the second range and the other switching pattern (S3) in both of the second switching pattern (S2) for conducting only the second switching element (Swn). To S6), it is determined that the current belongs to the third range, and therefore a short-circuit fault between the output terminal (Pu) of the k-phase and the first DC line (LH) is caused. Detect .

本発明にかかるインバータの故障検出方法の第の態様は、第の態様にかかるインバータの故障検出方法であって、前記第1の前記スイッチングパターン(S1)と、前記第2スイッチング素子(Swn)のみを導通させる第2の前記スイッチングパターン(S2)との両方において、前記電流(Idc)が前記第1範囲に属し、かつ、他の前記スイッチングパターン(S3〜S6)の全てにおいて、前記電流が前記第2範囲に属すると判定されたことを以て、前記第k相の前記出力端(Pu)と前記第1直流線(LH)との間における開放故障を検出する。 A second aspect of the inverter of the fault detection method according to the present invention, an inverter failure detecting method according to the first aspect, the first of said switching pattern (S1), before Symbol second switching element ( In both of the second switching pattern (S2) that conducts only Swn), the current (Idc) belongs to the first range, and in all the other switching patterns (S3 to S6), When it is determined that the current belongs to the second range, an open fault between the output terminal (Pu) of the k-th phase and the first DC line (LH) is detected.

本発明にかかるインバータ検査装置の第1の態様は、第1直流線(LH)および第2直流線(LL)と、N(Nは3以上の自然数)相の出力端(Pu,Pv,Pw)と、前記第1直流線と前記出力端の各々との間に接続される第1スイッチング素子(Sup,Svp,Swp)、および、前記第2直流線と前記出力端の各々との間に接続される第2スイッチング素子(Sun,Svn,Swn)とを有するインバータ(20)と、第k(1≦k≦N)相の前記出力端に接続される第k相の前記第1スイッチング素子(Sup)および第m(1≦m≦N、m≠k)相の前記出力端に接続される第m相の前記第2スイッチング素子(Svn)のみを導通させる第1のスイッチングパターン(S1)を、前記インバータに採用させるインバータ制御部(21)と、前記第2直流線を流れる電流(Idc)を検出する電流検出部(50)と、前記電流が、第1基準値(Iref1)よりも小さい第1範囲、前記第1基準値よりも大きな第2基準値(Iref2)と前記第1基準値との間の第2範囲、および、前記第2基準値よりも大きい第3範囲のいずれに属しているかの判定を行う電流判定部(22)と、前記電流が前記第1範囲に属しているときには、前記第k相の前記出力端(Pu)と前記第1直流線(LH)との間、および、前記第m相の前記出力端(Pv)と前記第2直流線(LL)との間の少なくともいずれか一つに開放故障が生じていると判定し、前記電流が前記第3範囲に属しているときには、前記第k相以外の前記出力端(Pv,Pw)と前記第1直流線(LH)との間、および、前記第m相以外の前記出力端(Pu,Pw)と前記第2直流線(LL)との間の少なくともいずれか一つに短絡故障が生じていると判定する故障検出部(23)とを備え、前記インバータ制御部は、k,mの値を順次に変化させて前記インバータ(20)に複数の前記スイッチングパターンを採用させ、前記故障検出部は、前記スイッチングパターンごとの前記電流(Idc)に対する前記判定の結果に基づいて、開放故障の位置および短絡故障の位置を検出し、前記故障検出部は、前記第1の前記スイッチングパターン(S1)と、前記第k相の前記第1スイッチング素子(Sup)および第n(1≦n≦N、n≠m,n≠k)相の前記出力端(Pw)に接続される前記第2スイッチング素子(Swn)のみを導通させる第2の前記スイッチングパターン(S2)との両方において、前記電流(Idc)が前記第2範囲に属し、かつ、他の前記スイッチングパターン(S3〜S6)の全てにおいて、前記電流が前記第3範囲に属すると判定されたことをもって、前記第k相の前記出力端(Pu)と前記第1直流線(LH)との間における短絡故障を検出する。
The first aspect of the inverter inspection apparatus according to the present invention includes a first DC line (LH) and a second DC line (LL) and an output terminal (Pu, Pv, Pw) of N (N is a natural number of 3 or more) phase. ), A first switching element (Sup, Svp, Swp) connected between the first DC line and each of the output terminals, and between the second DC line and each of the output terminals An inverter (20) having a second switching element (Sun, Svn, Swn) connected, and the k-phase first switching element connected to the output terminal of the k-th (1 ≦ k ≦ N) phase (Sup) and a first switching pattern (S1) for conducting only the m-th phase second switching element (Svn) connected to the output terminal of the m-th (1 ≦ m ≦ N, m ≠ k) phase The inverter control unit (21) that employs the inverter, the current detection unit (50) that detects the current (Idc) flowing through the second DC line, and the current A first range smaller than the value (Iref1), a second range between the second reference value (Iref2) larger than the first reference value and the first reference value, and larger than the second reference value A current determination unit (22) for determining which of the third range belongs, and when the current belongs to the first range, the output terminal (Pu) of the k-th phase and the first DC It is determined that an open circuit fault has occurred between at least one of the line (LH) and between the output terminal (Pv) of the m-th phase and the second DC line (LL); When the current belongs to the third range, between the output terminals (Pv, Pw) other than the k-th phase and the first DC line (LH), and the outputs other than the m-th phase A fault detection unit (23) for determining that a short circuit fault has occurred in at least one of the ends (Pu, Pw) and the second DC line (LL), The unit sequentially changes the values of k and m to cause the inverter (20) to adopt a plurality of the switching patterns, and the failure detection unit determines the result of the determination on the current (Idc) for each switching pattern. And detecting a position of an open fault and a position of a short-circuit fault, and the fault detection unit detects the first switching pattern (S1), the first switching element (Sup) of the k-th phase, and the first a second switching pattern (S2) for conducting only the second switching element (Swn) connected to the output terminal (Pw) of the n (1 ≦ n ≦ N, n ≠ m, n ≠ k) phase; In both cases, it is determined that the current (Idc) belongs to the second range and that the current belongs to the third range in all the other switching patterns (S3 to S6). K-phase output terminal (Pu) and Detecting a short circuit fault between the serial first DC line (LH).

本発明にかかるインバータ検査装置の第2の態様は、第1の態様にかかるインバータ検査装置であって、前記電流判定部(42)は、前記電流と前記第1基準値とを比較する第1比較部(422)と、前記電流と前記第2基準値とを比較する第2比較部(421)とを有し、インバータ制御部(41)は、前記第1比較部または前記第2比較部の比較結果に基づいて、前記インバータを停止させる。   A second aspect of the inverter inspection apparatus according to the present invention is the inverter inspection apparatus according to the first aspect, wherein the current determination unit (42) compares the current with the first reference value. A comparison unit (422); and a second comparison unit (421) for comparing the current and the second reference value, wherein the inverter control unit (41) is configured by the first comparison unit or the second comparison unit. Based on the comparison result, the inverter is stopped.

本発明にかかるインバータの故障検出方法の第1の態様によれば、一つのスイッチングパターンで、開放故障の範囲および短絡故障を検出できる。しかも、オープン故障の位置および短絡故障の位置を検出できる。更に短絡故障の位置を検出できる。 According to the first aspect of the inverter failure detection method of the present invention, the open failure range and the short-circuit failure can be detected with one switching pattern. In addition, the position of the open fault and the position of the short-circuit fault can be detected. Furthermore, the position of the short-circuit fault can be detected.

本発明にかかるインバータの故障検出方法の第の態様によれば、オープン故障の位置を検出できる。 According to the second aspect of the inverter failure detection method of the present invention, the position of the open failure can be detected.

本発明にかかるインバータ検査装置の第1の態様によれば、一つのスイッチングパターンで、開放故障の範囲および短絡故障の範囲を検出できる。しかも、オープン故障の位置および短絡故障の位置を検出できる。更に短絡故障の位置を検出できる。
According to the first aspect of the inverter inspection apparatus of the present invention, the open fault range and the short-circuit fault range can be detected with one switching pattern. In addition, the position of the open fault and the position of the short-circuit fault can be detected. Furthermore, the position of the short-circuit fault can be detected.

本発明にかかるインバータ検査装置の第2の態様によれば、第1比較部または第2比較部の比較結果が、インバータを停止するための条件判定に用いられている。よってこの条件判定のための比較器と、開放故障および短絡故障の判定のための比較部とを別々に設ける場合に比して、コストを低減できる。   According to the 2nd aspect of the inverter test | inspection apparatus concerning this invention, the comparison result of a 1st comparison part or a 2nd comparison part is used for the condition determination for stopping an inverter. Therefore, the cost can be reduced as compared with the case where the comparator for determining the condition and the comparator for determining the open fault and the short-circuit fault are provided separately.

インバータの検査装置の構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically an example of a structure of the inspection apparatus of an inverter. 等価回路の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of an equivalent circuit schematically. 等価回路の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of an equivalent circuit schematically. 等価回路の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of an equivalent circuit schematically. 等価回路の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of an equivalent circuit schematically. インバータの検査装置の構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically an example of a structure of the inspection apparatus of an inverter.

図1はインバータの検査装置の一例を概略的に示す図である。図1の例示では、インバータ20は、直流線LH,LLの間で互いに並列に接続される三相のレグ21〜23を有している。この直流線LH,LLの間には、直流電圧Vdcが印加されている。ここでは、直流線LHに印加される電位は直流線LLに印加される電位よりも高い。   FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an inverter inspection device. In the illustration of FIG. 1, the inverter 20 includes three-phase legs 21 to 23 connected in parallel between the DC lines LH and LL. A DC voltage Vdc is applied between the DC lines LH and LL. Here, the potential applied to the DC line LH is higher than the potential applied to the DC line LL.

図1の例示では、この直流電圧Vdcは整流器10および平滑コンデンサC1によって生成される。整流器10は交流電源E1から入力された交流電圧を整流し、整流後の直流電圧は平滑コンデンサC1によって平滑される。平滑コンデンサC1は直流電圧Vdcを支持する。平滑コンデンサC1の両端はそれぞれ直流線LH,LLに接続されるので、直流線LH,LLの間には、上述のように、直流電圧Vdcが印加されている。整流器10は例えばダイオード全波整流器である。   In the illustration of FIG. 1, this DC voltage Vdc is generated by the rectifier 10 and the smoothing capacitor C1. The rectifier 10 rectifies the AC voltage input from the AC power supply E1, and the rectified DC voltage is smoothed by the smoothing capacitor C1. Smoothing capacitor C1 supports DC voltage Vdc. Since both ends of the smoothing capacitor C1 are connected to the DC lines LH and LL, respectively, the DC voltage Vdc is applied between the DC lines LH and LL as described above. The rectifier 10 is, for example, a diode full wave rectifier.

U相のレグ21はスイッチング素子Sup,Sunを有している。スイッチング素子Supは出力端Puと直流線LHとの間に接続され、スイッチング素子Sunは出力端Puと直流線LLとの間に接続される。V相のレグ22はスイッチング素子Svp,Svnを有している。スイッチング素子Svpは出力端Pvと直流線LHとの間に接続され、スイッチング素子Svnは出力端Pvと直流線LLとの間に接続される。W相のレグ23はスイッチング素子Swp,Swnを有している。スイッチング素子Swpは出力端Pwと直流線LHとの間に接続され、スイッチング素子Swnは出力端Pwと直流線LLとの間に接続される。   The U-phase leg 21 has switching elements Sup and Sun. The switching element Sup is connected between the output terminal Pu and the DC line LH, and the switching element Sun is connected between the output terminal Pu and the DC line LL. The V-phase leg 22 has switching elements Svp and Svn. The switching element Svp is connected between the output terminal Pv and the DC line LH, and the switching element Svn is connected between the output terminal Pv and the DC line LL. The W-phase leg 23 includes switching elements Swp and Swn. The switching element Swp is connected between the output terminal Pw and the DC line LH, and the switching element Swn is connected between the output terminal Pw and the DC line LL.

このようなインバータ20において、スイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnが適切に制御されることで、インバータ20は直流電圧Vdcを三相の交流電圧に変換して、これらを出力端Pu,Pv,Pwから出力することができる。   In such an inverter 20, the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn are appropriately controlled, so that the inverter 20 converts the DC voltage Vdc into a three-phase AC voltage and outputs them to the output terminal. It is possible to output from Pu, Pv, Pw.

ここでは、三相のインバータ20を例示しているものの、三相以上のN(自然数)相のインバータ20を採用してもよい。   Although the three-phase inverter 20 is illustrated here, an N (natural number) phase inverter 20 having three or more phases may be employed.

なお以下では、スイッチング素子Sup,Svp,Swpを上側スイッチング素子とも呼び、スイッチング素子Sun,Svn,Swnを下側スイッチング素子とも呼ぶ。   Hereinafter, the switching elements Sup, Svp, and Swp are also referred to as upper switching elements, and the switching elements Sun, Svn, and Swn are also referred to as lower switching elements.

図1の例示では、インバータ20には、その出力側において負荷30が接続されている。負荷30は例えば抵抗R31〜R33を有している。図1の例示では、抵抗R31〜R33の一端は互いに接続されており、他端はインバータ20の出力端Pu,Pv,Pwにそれぞれ接続される。つまり、抵抗R31〜R33はいわゆるスター結線で接続されている。負荷30としては例えば各相についてのインピーダンスが互いに等しい平衡負荷を採用することができる。この場合、抵抗R31〜R33の抵抗値は、例えば互いにほぼ等しい。   In the illustration of FIG. 1, a load 30 is connected to the inverter 20 on the output side. The load 30 has resistors R31 to R33, for example. In the example of FIG. 1, one ends of the resistors R31 to R33 are connected to each other, and the other ends are connected to the output ends Pu, Pv, and Pw of the inverter 20, respectively. That is, the resistors R31 to R33 are connected by so-called star connection. As the load 30, for example, a balanced load having the same impedance for each phase can be adopted. In this case, the resistance values of the resistors R31 to R33 are substantially equal to each other, for example.

図1の例示では、インバータ20を検査するための検査制御装置40が設けられている。この検査制御装置40は、例えば検査を行う施設等に設けられていてもよく、あるいはインバータ20が収容される製品に搭載されていてもよい。   In the example of FIG. 1, an inspection control device 40 for inspecting the inverter 20 is provided. The inspection control device 40 may be provided in, for example, a facility that performs inspection, or may be mounted on a product in which the inverter 20 is accommodated.

検査制御装置40は、インバータ制御部41と電流判定部42と故障検出部43とを備えている。   The inspection control device 40 includes an inverter control unit 41, a current determination unit 42, and a failure detection unit 43.

またここでは、検査制御装置40はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ(換言すれば手順)を実行する。上記記憶装置は、例えばROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ(EPROM(Erasable Programmable ROM)等)、ハードディスク装置などの各種記憶装置の1つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、検査制御装置40はこれに限らず、検査制御装置40によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。   Here, the inspection control device 40 is configured to include a microcomputer and a storage device. The microcomputer executes each processing step (in other words, a procedure) described in the program. The storage device is composed of one or more of various storage devices such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a rewritable nonvolatile memory (EPROM (Erasable Programmable ROM), etc.), and a hard disk device, for example. Is possible. The storage device stores various information, data, and the like, stores a program executed by the microcomputer, and provides a work area for executing the program. It can be understood that the microcomputer functions as various means corresponding to each processing step described in the program, or can realize that various functions corresponding to each processing step are realized. The inspection control device 40 is not limited to this, and various procedures executed by the inspection control device 40 or various means or various functions implemented may be realized by hardware.

インバータ制御部41は、後述する検査用のスイッチングパターンをインバータ20に採用させるべく、スイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnへと制御信号を出力する。   The inverter control unit 41 outputs a control signal to the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn so that the inverter 20 adopts a switching pattern for inspection described later.

検査用のスイッチングパターンでは、互いに異なるレグに属する、上側スイッチング素子の一つおよび下側スイッチング素子の一つのみを導通させる制御信号を出力する。より一般的な説明としてN相のインバータ20を用いて説明すると、検査用のスイッチングパターンでは、第k(1≦k≦N)相の上側スイッチング素子および第m(1≦m≦N,m≠k)相の下側スイッチング素子の一組のみを導通させる制御信号を出力する。   In the switching pattern for inspection, a control signal for conducting only one of the upper switching element and the lower switching element belonging to different legs is output. As a more general explanation, an N-phase inverter 20 will be used to describe the k-th (1 ≦ k ≦ N) phase upper switching element and the m-th (1 ≦ m ≦ N, m ≠) in the inspection switching pattern. k) A control signal for conducting only one set of the lower switching elements of the phase is output.

例えばU相の上側スイッチング素子Supと、V相の下側スイッチング素子Svnとを導通させ、かつ、他のスイッチング素子Sun,Svp,Swp,Swnを非導通とする制御信号を出力する。   For example, a control signal for outputting the U-phase upper switching element Sup and the V-phase lower switching element Svn and making the other switching elements Sun, Svp, Swp, Swn non-conductive is output.

インバータ20に故障が生じていなければ、当該制御信号に従って、スイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnが制御される。図2は、このときのインバータ20の等価回路の一例を概略的に示している。スイッチング素子Sun,Svp,Swp,Swnは非導通となるので、これらは図示されていない。このとき、直流線LH,LLに流れる直流電流Idcは、抵抗R31〜R33の抵抗値Rを用いて以下の式で表される。   If no failure has occurred in the inverter 20, the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn are controlled according to the control signal. FIG. 2 schematically shows an example of an equivalent circuit of the inverter 20 at this time. Since the switching elements Sun, Svp, Swp, and Swn are non-conductive, they are not shown. At this time, the direct current Idc flowing through the direct current lines LH and LL is expressed by the following equation using the resistance value R of the resistors R31 to R33.

Idc=Vdc/(2・R) ・・・(1)   Idc = Vdc / (2.R) (1)

一方で、例えばスイッチング素子Supに開放故障が生じていれば、スイッチング素子Supに対して導通の制御信号を出力しても、スイッチング素子Supは導通しない。図3は、スイッチング素子Supに開放故障が生じたときの等価回路の一例を概略的に示している。図3の例示では、スイッチング素子Supには開放故障が生じているので、直流線LHは出力端Puに接続されない。   On the other hand, for example, if an open failure has occurred in the switching element Sup, the switching element Sup is not conducted even if a conduction control signal is output to the switching element Sup. FIG. 3 schematically shows an example of an equivalent circuit when an open circuit failure occurs in the switching element Sup. In the example of FIG. 3, since the open failure has occurred in the switching element Sup, the DC line LH is not connected to the output terminal Pu.

このときインバータ20には電流が流れないので、直流電流Idcはほぼ零である。スイッチング素子Svnに開放故障が生じた場合にも、同様に直流電流Idcはほぼ零となる。   At this time, since no current flows through the inverter 20, the direct current Idc is substantially zero. Similarly, when an open circuit failure occurs in the switching element Svn, the DC current Idc is substantially zero.

逆に言えば、スイッチング素子Sup,Svnのみを導通させる制御信号を出力した状態での直流電流Idcがほぼ零であることを検出すれば、スイッチング素子Sup,Svnの少なくともいずれか一方に開放故障が生じていることを検出できる。   In other words, if it is detected that the DC current Idc in the state where the control signal for conducting only the switching elements Sup and Svn is output is almost zero, at least one of the switching elements Sup and Svn has an open failure. You can detect what is happening.

なお上述では、一例として、スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sup)に開放故障が生じたときを考慮している。しかるに、例えば直流線LHと出力端Puとの間の配線に開放故障(例えば配線の切断)が生じていても、同様の作用が招来される。つまり、ここでいうスイッチング素子Supの開放故障とは、スイッチをオンできない故障を意味し、例えば、スイッチング素子Supの内部において開放故障が生じたことのみならず、直流線LHと出力端Puとの間の配線の開放故障を含む。あるいは、例えば、制御信号回路(例えばインバータ制御部41)の故障、または、スイッチング素子の駆動回路(不図示)の故障などに起因する開放故障も含む。以下では、直流線LHと出力端Puとの間の開放故障をスイッチング素子Sup側の開放故障とも呼ぶことがある。他の位置に生じる開放故障についても同様の呼称を採用する。   In the above description, as an example, a case where an open failure occurs in a switching element (for example, the switching element Sup) is considered. However, for example, even if an open failure (for example, disconnection of the wiring) occurs in the wiring between the DC line LH and the output terminal Pu, the same action is brought about. That is, the open failure of the switching element Sup here means a failure in which the switch cannot be turned on. For example, not only the occurrence of an open failure inside the switching element Sup but also the connection between the DC line LH and the output terminal Pu. Including an open circuit failure between. Alternatively, for example, an open failure caused by a failure of a control signal circuit (for example, the inverter control unit 41) or a failure of a switching element drive circuit (not shown) is also included. Hereinafter, an open failure between the DC line LH and the output terminal Pu may be referred to as an open failure on the switching element Sup side. Similar names are used for open failures occurring in other locations.

図4は、スイッチング素子Swnに短絡故障が生じている場合の等価回路の一例を概略的に示している。図4の例示でも、スイッチング素子Sup,Svnのみを導通させる制御信号が出力されており、スイッチング素子Sup,Svnは導通し、スイッチング素子Sun,Svp,Swpは非導通している。スイッチング素子Swnには短絡故障が生じているので、スイッチング素子Swnへの制御信号に関わらず、直流線LLが出力端Pwに接続される。   FIG. 4 schematically shows an example of an equivalent circuit in the case where a short circuit fault has occurred in the switching element Swn. Also in the example of FIG. 4, a control signal for conducting only the switching elements Sup and Svn is output, the switching elements Sup and Svn are conducted, and the switching elements Sun, Svp, and Swp are non-conducting. Since a short circuit failure has occurred in the switching element Swn, the DC line LL is connected to the output terminal Pw regardless of the control signal to the switching element Swn.

このとき、直流電流Idcは以下の式で表される。   At this time, the direct current Idc is expressed by the following equation.

Idc=Vdc/(3・R/2) ・・・(2)   Idc = Vdc / (3 · R / 2) (2)

式(1)および式(2)の比較から理解できるように、スイッチング素子Swnに短絡故障が生じている場合には、直流電流Idcが正常値(式(1)の値)よりも高くなる。   As can be understood from the comparison between Expression (1) and Expression (2), when a short circuit failure occurs in the switching element Swn, the direct current Idc is higher than the normal value (the value of Expression (1)).

また、スイッチング素子Swnの替わりにスイッチング素子Swpに短絡故障が生じた場合には、直流線LLが出力端Pwと非導通し、直流線LHが出力端Pwと導通することになる。この場合の直流電流Idcも式(2)と同じ値を採る。   Further, when a short circuit failure occurs in the switching element Swp instead of the switching element Swn, the DC line LL is disconnected from the output terminal Pw, and the DC line LH is connected to the output terminal Pw. The direct current Idc in this case also takes the same value as that in the expression (2).

スイッチング素子Sunに短絡故障が生じた場合には、直流線LH,LLがスイッチング素子Sup,Sunを介して短絡する。この経路における抵抗値は非常に小さいので、直流電流Idcはやはり式(1)の値よりも高くなる。スイッチング素子Svpに短絡故障が生じた場合にも、同様に、直流電流Idcは式(1)の値よりも高くなる。   When a short circuit failure occurs in the switching element Sun, the DC lines LH and LL are short-circuited via the switching elements Sup and Sun. Since the resistance value in this path is very small, the direct current Idc is still higher than the value of equation (1). Similarly, when a short circuit failure occurs in the switching element Svp, the direct current Idc is higher than the value of the expression (1).

逆に言えば、スイッチング素子Sup,Svnのみを導通させる制御信号を出力した状態での直流電流Idcが、式(1)の値よりも大きいことを検出すれば、スイッチング素子Sup,Svn以外のスイッチング素子の少なくともいずれか一つに短絡故障が生じていることを検出できる。言い換えれば、非導通の制御信号が与えられた上側スイッチング素子Svp,Swpおよび下側スイッチング素子Sun,Swnの少なくともいずれか一つに短絡故障が生じていることを検出できる。   In other words, if it is detected that the DC current Idc in the state where the control signal for conducting only the switching elements Sup and Svn is output is larger than the value of the expression (1), switching other than the switching elements Sup and Svn is performed. It is possible to detect that a short circuit fault has occurred in at least one of the elements. In other words, it is possible to detect that a short circuit fault has occurred in at least one of the upper switching elements Svp and Swp and the lower switching elements Sun and Swn to which the non-conductive control signal is given.

なお上述の例ではスイッチング素子(例えばスイッチング素子Swn)に短絡故障が生じたときを考慮している。しかるに、例えば直流線LLと出力端Pwとが導体(例えば金属片など)によって互いに接続されても、同様の作用が招来される。つまりここでいうスイッチング素子Swnの短絡故障とは、スイッチがオン状態となる故障を意味し、例えばスイッチング素子Swnの内部において短絡故障が生じたことのみならず、導体を介して直流線LLと出力端Pwとが互いに導通する短絡故障を含む。あるいは、例えば、制御信号回路(例えばインバータ制御部41)の故障、または、スイッチング素子の駆動回路(不図示)の故障などに起因する短絡故障も含む。以下では、直流線LLと出力端Pwとの間の短絡故障をスイッチング素子Swn側の短絡故障とも呼ぶ。他の位置に生じる短絡故障についても同様の呼称を採用する。   In the above example, the case where a short circuit failure occurs in the switching element (for example, the switching element Swn) is considered. However, for example, even if the DC line LL and the output end Pw are connected to each other by a conductor (for example, a metal piece or the like), the same action is brought about. That is, the short-circuit failure of the switching element Swn here means a failure in which the switch is turned on. For example, not only the short-circuit failure has occurred inside the switching element Swn, but also the DC line LL and the output through the conductor. This includes a short-circuit fault in which the end Pw is electrically connected to each other. Alternatively, for example, a failure of a control signal circuit (for example, the inverter control unit 41) or a short circuit failure due to a failure of a drive circuit (not shown) of a switching element is included. Hereinafter, a short circuit failure between the DC line LL and the output terminal Pw is also referred to as a short circuit failure on the switching element Swn side. Similar names are used for short-circuit faults occurring at other locations.

本実施の形態においては、図1に示すように、直流電流Idcを検出する電流検出部50が設けられている。なお図1の例示では、直流電流Idcとして電流検出部50は直流線LLを流れる電流を検出するものの、直流線LHを流れる電流を検出してもよい。直流電流Idcは直流線LH,LLのいずれにおいても等しい大きさで流れるからである。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a current detection unit 50 that detects a direct current Idc is provided. In the illustration of FIG. 1, although the current detection unit 50 detects the current flowing through the DC line LL as the DC current Idc, the current flowing through the DC line LH may be detected. This is because the DC current Idc flows with the same magnitude in both the DC lines LH and LL.

検出された直流電流Idcは電流判定部42に出力される。電流判定部42は、直流電流Idcが、基準値Iref1よりも小さい第1範囲、基準値Iref1と基準値Iref2(>Iref1)との間の第2範囲、基準値Iref2よりも大きい第3範囲のいずれに属しているかの判定(以下、「電流判定」と称すことがある)を行う。図5は、式(1)および式(2)の直流電流Idcと基準値Iref1,Iref2との一例を概略的に示す図である。基準値Iref1は、式(1)の直流電流Idcよりも小さい正の値であり、基準値Iref2は式(1)の直流電流Idcと式(2)の直流電流Idcとの間の値である。   The detected direct current Idc is output to the current determination unit 42. The current determination unit 42 includes a first range in which the direct current Idc is smaller than the reference value Iref1, a second range between the reference value Iref1 and the reference value Iref2 (> Iref1), and a third range larger than the reference value Iref2. It is determined which one belongs (hereinafter sometimes referred to as “current determination”). FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of the direct current Idc and the reference values Iref1 and Iref2 in the expressions (1) and (2). The reference value Iref1 is a positive value that is smaller than the direct current Idc in equation (1), and the reference value Iref2 is a value between the direct current Idc in equation (1) and the direct current Idc in equation (2). .

基準値Iref1を式(1)の直流電流Idcよりも小さい正の値に設定し、基準値Iref2を式(1)の直流電流Idcと式(2)の直流電流Idcの値に設定しているのは、直流電流Idcのばらつきを考慮したためである。このようなばらつきは、抵抗値Rのばらつきなどに起因する。   The reference value Iref1 is set to a positive value smaller than the direct current Idc in the equation (1), and the reference value Iref2 is set to the value of the direct current Idc in the equation (1) and the direct current Idc in the equation (2). This is because the variation of the direct current Idc is taken into consideration. Such variations are caused by variations in the resistance value R.

電流判定部42の判定結果は故障検出部43へと出力される。また、故障検出部43には、例えばインバータ制御部41が出力する制御信号も入力される。故障検出部43はこの制御信号に基づいてスイッチングパターンを認識し、そのスイッチングパターンと判定結果とに応じて、以下のように故障を検出する。   The determination result of the current determination unit 42 is output to the failure detection unit 43. The failure detection unit 43 also receives a control signal output from the inverter control unit 41, for example. The failure detection unit 43 recognizes the switching pattern based on this control signal, and detects the failure as follows according to the switching pattern and the determination result.

即ち、直流電流Idcが基準値Iref1よりも小さい第1範囲に属するときには、例えば図3を参照して、導通の制御信号が与えられた上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sup)側および下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Svn)側の少なくともいずれか一方に開放故障が生じたことを検出する。   That is, when the direct current Idc belongs to the first range smaller than the reference value Iref1, for example, referring to FIG. 3, the upper switching element (for example, the switching element Sup) side and the lower switching element to which the conduction control signal is given. It detects that an open circuit failure has occurred in at least one of the (for example, switching element Svn) side.

また、直流電流Idcが基準値Iref2よりも大きい第3範囲に属するときには、例えば図4を参照して、導通の制御信号が与えられた上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sup)および下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Svn)の一組以外の少なくともいずれか一つのスイッチング素子側に短絡故障が生じたと判定する。言い換えれば、非導通の制御信号が与えられた上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Svp,Swp)および下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sun,Swn)の少なくともいずれか一つのスイッチング素子側に短絡故障が生じたことを検出する。   When the direct current Idc belongs to the third range larger than the reference value Iref2, for example, referring to FIG. 4, for example, an upper switching element (for example, switching element Sup) and a lower switching element (for example, switching element Sup) to which a conduction control signal is given. For example, it is determined that a short-circuit failure has occurred on at least one switching element side other than the pair of switching elements Svn). In other words, a short circuit fault occurs on at least one switching element side of the upper switching element (for example, switching element Svp, Swp) and the lower switching element (for example, switching element Sun, Swn) to which the non-conductive control signal is given. Detect that.

以下に、より一般的な説明として、N相のインバータを用いた場合について説明する。まずスイッチングパターンでは、第k相の出力端(例えば出力端Pu)に接続される上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sup)、および、第m相の出力端(例えば出力端Pv)に接続される下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Svn)の一組のみを導通させる。   In the following, as a more general description, a case where an N-phase inverter is used will be described. First, in the switching pattern, the upper switching element (for example, the switching element Sup) connected to the k-phase output terminal (for example, the output terminal Pu) and the lower switching element connected to the m-th phase output terminal (for example, the output terminal Pv). Only one set of side switching elements (for example, the switching element Svn) is conducted.

そして、このスイッチングパターンが採用された状態での直流電流Idcが基準値Iref1よりも小さいときには、故障検出部43は、第k相の出力端(例えば出力端Pu)と直流線LHとの間、および、第m相の出力端(例えば出力端Pv)と直流線LLとの間の少なくともいずれか一方に、開放故障が生じたことを検出する。   When the DC current Idc in the state where this switching pattern is adopted is smaller than the reference value Iref1, the failure detection unit 43 is connected between the k-phase output terminal (for example, the output terminal Pu) and the DC line LH. In addition, it detects that an open circuit failure has occurred in at least one of the m-phase output terminal (for example, the output terminal Pv) and the DC line LL.

一方で、このスイッチングパターンが採用された状態での直流電流Idcが基準値Iref2よりも大きいときには、故障検出部43は、第k相以外の出力端(例えば出力端Pv,Pw)の各々と直流線LHとの間、および、第m相以外の出力端(例えば出力端Pu,Pw)の各々と直流線LLとの間の少なくともいずれか一つに、短絡故障が生じたことを検出する。   On the other hand, when the DC current Idc in the state where this switching pattern is adopted is larger than the reference value Iref2, the failure detection unit 43 connects the DC terminals to the output terminals other than the k-th phase (for example, the output terminals Pv and Pw). It is detected that a short circuit fault has occurred between the line LH and at least one of the output terminals other than the m-th phase (for example, the output terminals Pu and Pw) and the DC line LL.

以上のように、一つのスイッチングパターンにおける検査によって、短絡故障の範囲および開放故障の範囲を検出することができる。   As described above, the short-circuit fault range and the open fault range can be detected by the inspection in one switching pattern.

次に、開放故障および短絡故障の位置を特定すべく、複数のスイッチングパターンを用いる場合について説明する。このスイッチングパターンは表1で示すように6種類存在する。スイッチング素子の導通/非導通をそれぞれ「○」、「×」で示すと、スイッチングパターンS1〜S6は表1で示される。   Next, a case where a plurality of switching patterns are used to specify the positions of the open fault and the short fault will be described. There are six types of switching patterns as shown in Table 1. The switching patterns S1 to S6 are shown in Table 1 when the conduction / non-conduction of the switching element is indicated by “◯” and “x”, respectively.

Figure 0006131940
Figure 0006131940

表2は、開放故障が生じた位置と、各スイッチングパターンS1〜S6における判定結果とが示されている。   Table 2 shows the position where the open failure has occurred and the determination results in each of the switching patterns S1 to S6.

Figure 0006131940
Figure 0006131940

表2においては、直流線LHとU相の出力端Puとの間の部分を「U相の上側」と表現し、直流線LLとU相の出力端Puとの間の部分を「U相の下側」と表現している。V相およびW相についても同様である。また、開放故障が生じていることを「×」で示し、開放故障が生じていないことを「○」で示している。   In Table 2, a portion between the DC line LH and the U-phase output end Pu is expressed as “upper side of the U phase”, and a portion between the DC line LL and the U-phase output end Pu is expressed as “U-phase”. "Underside". The same applies to the V phase and the W phase. Further, “X” indicates that an open failure has occurred, and “◯” indicates that no open failure has occurred.

また表2においては、直流電流Idcが基準値Iref1,Iref2の間の第2範囲に属していることを「正常」で示し、直流電流Idcが、基準値Iref1よりも小さい第1範囲に属していることを「Z」で示している。   In Table 2, it is indicated as “normal” that the direct current Idc belongs to the second range between the reference values Iref1 and Iref2, and the direct current Idc belongs to the first range smaller than the reference value Iref1. This is indicated by “Z”.

例えば故障がどこにも生じていないときには、スイッチングパターンS1〜S6の全てにおいて判定結果は「正常」となる。   For example, when no failure occurs anywhere, the determination result is “normal” in all of the switching patterns S1 to S6.

一方で、例えば「U相の上側」のみに開放故障が生じた場合、その「U相の上側」に位置するスイッチング素子Supを導通させるスイッチングパターンS1,S2の両方において、判定結果は「Z」となる。なぜなら、上側スイッチング素子Sup側に開放故障が生じていると、上側スイッチング素子Supへと導通の制御信号を出力しても、直流線LHは出力端Puと導通しない(例えば図3参照)ので、直流電流Idcがほぼ零になるからである。   On the other hand, for example, when an open failure occurs only in “upper U phase”, the determination result is “Z” in both of the switching patterns S1 and S2 for conducting the switching element Sup located in “upper U phase”. It becomes. Because, if an open failure occurs on the upper switching element Sup side, even if a control signal for conduction is output to the upper switching element Sup, the DC line LH does not conduct to the output terminal Pu (for example, see FIG. 3). This is because the direct current Idc becomes substantially zero.

他のスイッチングパターンS3〜S6では、導通の制御信号が与えられたスイッチング素子は適切に導通するので、直流電流Idcは式(1)に応じた値を採る。つまり直流電流Idcは基準値Iref1よりも大きく、基準値Iref2よりも小さい第2範囲に属する。   In the other switching patterns S3 to S6, since the switching element to which the conduction control signal is given conducts appropriately, the direct current Idc takes a value according to the equation (1). That is, the direct current Idc belongs to the second range that is larger than the reference value Iref1 and smaller than the reference value Iref2.

したがって、「U相の上側」に開放故障が生じた場合のスイッチングパターンS1〜S6に対応する判定結果は、表2に示す通り、それぞれ「Z」「Z」「正常」「正常」「正常」「正常」となる。   Accordingly, the determination results corresponding to the switching patterns S1 to S6 when the open failure occurs in “upper U phase” are “Z”, “Z”, “normal”, “normal”, and “normal”, respectively, as shown in Table 2. “Normal”.

他の部分に開放故障が生じた場合についても同様に説明できる。要するに、開放故障が生じた部分に位置するスイッチング素子を導通させる2つスイッチングパターンの両方において、判定結果は「Z」であり、他のスイッチングパターンの全てにおいては、判定結果は「正常」となる。   The same applies to the case where an open failure occurs in other parts. In short, the determination result is “Z” in both of the two switching patterns that conduct the switching element located in the part where the open failure occurs, and the determination result is “normal” in all the other switching patterns. .

上述の説明から理解できるように、開放故障が生じた位置によって、判定結果のパターンが変わるので、判定結果のパターンに応じて、開放故障が生じた位置を検出することができる。   As can be understood from the above description, since the pattern of the determination result changes depending on the position where the open failure occurs, the position where the open failure occurs can be detected according to the pattern of the determination result.

表3は、短絡故障が生じた位置と、各スイッチングパターンS1〜S6における判定結果とが示されている。   Table 3 shows the position where the short-circuit failure has occurred and the determination results in the switching patterns S1 to S6.

Figure 0006131940
Figure 0006131940

表3において、短絡故障が生じていることを「×」で示し、短絡故障が生じていないことを「○」で示している。また直流電流Idcが基準値Iref2よりも大きいことを「0」で示している。   In Table 3, “X” indicates that a short-circuit failure has occurred, and “◯” indicates that no short-circuit failure has occurred. Further, “0” indicates that the direct current Idc is larger than the reference value Iref2.

例えば故障がどこにも生じていないときには、スイッチングパターンS1〜S6の全てにおいて判定結果は「正常」となる。   For example, when no failure occurs anywhere, the determination result is “normal” in all of the switching patterns S1 to S6.

一方で、例えば「W相の下側」に短絡故障が生じた場合、その「W相の下側」に位置するスイッチング素子Swnを導通させるスイッチングパターンS2,S4の両方において、直流電流Idcは基準値Iref1,Iref2の間の第2範囲に属する。つまり、判定結果は「正常」となる。なぜなら、短絡故障により直流線LLとw相の出力端Pwとは互いに導通しているので、下側スイッチング素子Swnを導通させる制御信号を出力した場合にも、直流線LLと出力端Pwとは互いに導通するからである。   On the other hand, for example, when a short-circuit failure occurs on the “lower side of the W phase”, the DC current Idc is the reference in both of the switching patterns S2 and S4 for conducting the switching element Swn positioned on the “lower side of the W phase”. It belongs to the second range between the values Iref1, Iref2. That is, the determination result is “normal”. This is because the DC line LL and the w-phase output terminal Pw are electrically connected to each other due to a short-circuit failure, so that the DC line LL and the output terminal Pw are also output even when a control signal for connecting the lower switching element Swn is output. This is because they are electrically connected to each other.

他のスイッチングパターンS1,S3,S5,S6では、直流電流Idcは基準値Iref2よりも大きい第3範囲に属し、判定結果は「0」となる。なぜなら、スイッチングパターンS1,S3,S5,S6において、下側スイッチング素子Swnに非導通の制御信号が与えられても、短絡故障により直流線LLと出力端Pwとが互いに導通するからである(例えば図4)。このときのスイッチングパターンS1〜S6に対応する判定結果は、表3に示す通り、それぞれ「0」「正常」「0」「正常」「0」「0」となる。   In the other switching patterns S1, S3, S5, and S6, the direct current Idc belongs to the third range larger than the reference value Iref2, and the determination result is “0”. This is because in the switching patterns S1, S3, S5, and S6, even when a non-conduction control signal is given to the lower switching element Swn, the DC line LL and the output terminal Pw are electrically connected to each other due to a short circuit failure (for example, FIG. 4). The determination results corresponding to the switching patterns S1 to S6 at this time are “0”, “normal”, “0”, “normal”, “0”, and “0”, as shown in Table 3.

他の部分に短絡故障が生じた場合についても同様に説明できる。要するに、短絡故障が生じた部分に位置するスイッチング素子を導通させる2つスイッチングパターンの両方において、判定結果は「正常」であり、他のスイッチングパターンの全てにおいて、判定結果は「0」となる。   The same applies to the case where a short-circuit failure occurs in another part. In short, the determination result is “normal” in both of the two switching patterns in which the switching element located in the portion where the short-circuit failure occurs is conducted, and the determination result is “0” in all the other switching patterns.

上述の説明から理解できるように、短絡故障が生じた位置によって、判定結果のパターンが変わるので、判定結果のパターンに応じて、短絡故障が生じた位置を検出することができる。   As can be understood from the above description, since the pattern of the determination result changes depending on the position where the short-circuit fault occurs, the position where the short-circuit fault occurs can be detected according to the pattern of the determination result.

そこで、インバータ制御部41は、インバータ20にスイッチングパターンS1〜S6を順次に採用させるべく、これらのスイッチングパターンに対応した制御信号を順次に出力する。電流検出部50は、スイッチングパターンS1〜S6ごとに、直流電流Idcを検出する。電流判定部42はスイッチングパターンS1〜S6ごとに、直流電流Idcに基づく上記電流判定を行い、その判定結果を出力する。故障検出部43はスイッチングパターンS1〜S6の判定結果のパターンに基づいて、開放故障の位置および短絡故障の位置を検出する。   Therefore, the inverter control unit 41 sequentially outputs control signals corresponding to these switching patterns in order to cause the inverter 20 to sequentially adopt the switching patterns S1 to S6. The current detection unit 50 detects a direct current Idc for each of the switching patterns S1 to S6. The current determination unit 42 performs the current determination based on the direct current Idc for each of the switching patterns S1 to S6, and outputs the determination result. The failure detection unit 43 detects the position of the open failure and the position of the short-circuit failure based on the determination result patterns of the switching patterns S1 to S6.

表2を参照して、故障検出部43は、例えば判定結果のパターンが「Z」「Z」「正常」「正常」「正常」「正常」であれば、上側スイッチング素子Sup側に開放故障が生じていると判定する。   Referring to Table 2, for example, if the pattern of the determination result is “Z”, “Z”, “normal”, “normal”, “normal”, “normal”, the failure detection unit 43 has an open failure on the upper switching element Sup side. Determine that it has occurred.

上述した開放故障の検出方法について、より一般的な説明としてN相のインバータ20を用いて説明する。   The open fault detection method described above will be described using the N-phase inverter 20 as a more general description.

第k相の上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sup)および第m相の下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Svn)の一組のみを導通させるスイッチングパターン(例えばスイッチングパターンS1)と、第k相の上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sup)および第n(1≦n≦1,n≠m,n≠k)相の下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Swn)を導通させるスイッチングパターン(例えばスイッチングパターンS2)との両方において、判定結果が「Z」であり、かつ、他のスイッチングパターンの全てにおいて、判定結果が「正常」であるときに、第k相の出力端(例えば出力端Pu)と直流線LHとの間に開放故障が生じたことを検出する。   A switching pattern (for example, switching pattern S1) for conducting only one set of the k-phase upper switching element (for example, switching element Sup) and the m-th phase lower switching element (for example, switching element Svn), and the k-phase upper side switching element A switching pattern (for example, switching pattern S2) for conducting a switching element (for example, switching element Sup) and a lower switching element (for example, switching element Swn) of the nth (1 ≦ n ≦ 1, n ≠ m, n ≠ k) phase; In both cases, when the determination result is “Z” and the determination result is “normal” in all the other switching patterns, the k-phase output terminal (for example, output terminal Pu) and the DC line LH It is detected that an open failure has occurred between

また、第k相の下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sun)および第m相の上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Svp)の一組のみを導通させるスイッチングパターン(例えばスイッチングパターンS3)と、第k相の下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sun)および第n相の上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Swp)を導通させるスイッチングパターン(例えばスイッチングパターンS5)との両方において、判定結果が「Z」であり、かつ、他のスイッチングパターンの全てにおいて、判定結果が「正常」であるときに、第k相の出力端(例えば出力端Pu)と直流線LLとの間に開放故障が生じたことを検出する。   In addition, a switching pattern (for example, switching pattern S3) for conducting only one set of the k-phase lower switching element (for example, switching element Sun) and the m-th phase upper switching element (for example, switching element Svp), and the k-th phase The determination result is “Z” in both the lower switching element (for example, switching element Sun) and the switching pattern (for example, switching pattern S5) that conducts the n-th phase upper switching element (for example, switching element Swp). In all other switching patterns, when the determination result is “normal”, it is detected that an open circuit failure has occurred between the k-phase output terminal (for example, output terminal Pu) and the DC line LL. .

表3を参照して、故障検出部43は、例えば判定結果が「正常」「正常」「0」「0」「0」「0」であれば、上側スイッチング素子Sup側に短絡故障が生じていると判定する。   Referring to Table 3, for example, if the determination result is “normal”, “normal”, “0”, “0”, “0”, “0”, the failure detection unit 43 has a short circuit failure on the upper switching element Sup side. It is determined that

この短絡故障の検出方法についても、より一般的な説明としてN相のインバータ20を用いて説明する。   This short-circuit fault detection method will also be described using the N-phase inverter 20 as a more general description.

第k相の上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sup)および第m相の下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Svn)の一組のみを導通させるスイッチングパターン(例えばスイッチングパターンS1)と、第k相の上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sup)および第n相の下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Swn)を導通させるスイッチングパターン(例えばスイッチングパターンS2)との両方において、判定結果が「正常」であり、かつ、他のスイッチングパターンの全てにおいて、判定結果が「0」であるときに、第k相の出力端(例えば出力端Pu)と直流線LHとの間に短絡故障が生じたことを検出する。   A switching pattern (for example, switching pattern S1) for conducting only one set of the k-phase upper switching element (for example, switching element Sup) and the m-th phase lower switching element (for example, switching element Svn), and the k-phase upper side switching element The determination result is “normal” in both the switching element (for example, the switching element Sup) and the switching pattern (for example, the switching pattern S2) that conducts the lower switching element (for example, the switching element Swn) of the nth phase, and In all other switching patterns, when the determination result is “0”, it is detected that a short circuit failure has occurred between the k-phase output terminal (for example, output terminal Pu) and the DC line LH.

また、第k相の下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sun)および第m相の上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Svp)の一組のみを導通させるスイッチングパターン(例えばスイッチングパターンS3)と、第k相の下側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Sun)および第n相の上側スイッチング素子(例えばスイッチング素子Swp)を導通させるスイッチングパターン(例えばスイッチングパターンS5)との両方において、判定結果が「正常」であり、かつ、他のスイッチングパターンの全てにおいて、判定結果が「0」であるときに、第k相の出力端(例えば出力端Pu)と直流線LLとの間に短絡故障が生じたことを検出する。   In addition, a switching pattern (for example, switching pattern S3) for conducting only one set of the k-phase lower switching element (for example, switching element Sun) and the m-th phase upper switching element (for example, switching element Svp), and the k-th phase The determination result is “normal” in both the lower switching element (for example, the switching element Sun) and the switching pattern (for example, the switching pattern S5) for conducting the n-phase upper switching element (for example, the switching element Swp). In all the other switching patterns, when the determination result is “0”, it is detected that a short-circuit failure has occurred between the k-phase output terminal (for example, output terminal Pu) and the DC line LL. .

なお、表2および表3の判定結果のパターン(以下、登録パターンとも呼ぶ)と、故障の種類(開放故障/短絡故障)および位置との関係は、予め記憶部(不図示)に格納されていればよい。そして、判定結果のパターンが登録パターンのいずれと一致するのかを判定し、当該関係に基づいて故障を検出すればよい。   The relationship between the determination result patterns in Tables 2 and 3 (hereinafter also referred to as a registered pattern), the type of failure (open failure / short-circuit failure), and position is stored in advance in a storage unit (not shown). Just do it. Then, it is only necessary to determine which of the registered patterns matches the pattern of the determination result and detect a failure based on the relationship.

以上のように、本故障検出方法によれば、短絡故障の位置および開放故障の位置を検出することができる。   As described above, according to this failure detection method, it is possible to detect the position of the short-circuit failure and the position of the open failure.

上述の例では、抵抗R31〜R33はスター結線によって互いに接続されている。しかるに抵抗R31〜R33はデルタ結線で接続されてもよい。この場合、基準値Iref1,Iref2を適宜に変更する必要がある。以下に、抵抗R31〜R33がデルタ結線で接続された場合にインバータ20に流れる電流および基準値Iref1,Iref2の設定について説明する。   In the above example, the resistors R31 to R33 are connected to each other by star connection. However, the resistors R31 to R33 may be connected by a delta connection. In this case, the reference values Iref1 and Iref2 need to be changed appropriately. Hereinafter, the setting of the current flowing through the inverter 20 and the reference values Iref1 and Iref2 when the resistors R31 to R33 are connected by delta connection will be described.

インバータ20に故障が生じていなければ、検査用のスイッチングパターンが採用されたときには、直流電流Idcは、抵抗R31〜R33のうちいずれか一つの抵抗と、他の2つの抵抗の直列回路との並列回路を流れる。検査用のスイッチングパターンでは、互いに異なる相の上側スイッチング素子の一つおよび下側スイッチング素子の一つが導通するからである。よって、正常な直流電流Idcは以下の式で表される。   If no fault has occurred in the inverter 20, when the inspection switching pattern is adopted, the DC current Idc is parallel to any one of the resistors R31 to R33 and the series circuit of the other two resistors. Flow through the circuit. This is because in the switching pattern for inspection, one of the upper switching element and the lower switching element of different phases are conducted. Therefore, the normal DC current Idc is expressed by the following formula.

Idc=Vdc/(2・R/3) ・・・(3)   Idc = Vdc / (2 · R / 3) (3)

また当該スイッチングパターンにおいて導通の制御信号が与えられたスイッチング素子に開放故障が生じている場合には、直流電流Idcはほぼ零である。よって、開放故障を検出するための基準値Iref1としては、式(3)で表される直流電流Idcよりも小さい正の値を採用すればよい。   Further, when an open circuit failure has occurred in the switching element to which the conduction control signal is given in the switching pattern, the direct current Idc is almost zero. Therefore, a positive value smaller than the direct current Idc expressed by the equation (3) may be adopted as the reference value Iref1 for detecting the open failure.

また例えばスイッチング素子Sup,Svnを導通させるスイッチングパターンにおいてスイッチング素子Swn側に短絡故障が生じていた場合には、1つの抵抗は短絡故障が生じている側のスイッチング素子で短絡されたことに相当し、直流電流Idcは互いに並列に接続された残りの2つの抵抗を流れることになる。よって、直流電流Idcは以下の式で表される。   For example, when a short circuit fault has occurred on the switching element Swn side in the switching pattern in which the switching elements Sup and Svn are conducted, one resistor corresponds to being short-circuited by the switching element on the side where the short circuit fault has occurred. The direct current Idc flows through the remaining two resistors connected in parallel to each other. Therefore, the direct current Idc is expressed by the following equation.

Idc=2・Vdc/R ・・・(4)   Idc = 2 · Vdc / R (4)

よって短絡故障を検出するための基準値Iref2としては、式(3)の直流電流Idcと式(4)の直流電流Idcとの間の値を採用すればよい。   Therefore, as the reference value Iref2 for detecting the short-circuit failure, a value between the direct current Idc in Expression (3) and the direct current Idc in Expression (4) may be adopted.

また、上述の例では負荷30は抵抗R31〜R33であるものの、負荷30はモータであってもよい。この場合、電機子巻線の抵抗成分を抵抗R31〜R33として考慮することができる。ただし、電機子巻線のインダクタンス成分によって、直流電流Idcは時間の経過と共に変化して定常値に至る。よって例えばこの定常値を直流電流Idcとして考慮してもよい。あるいは制御信号を出力してから予め定められた時間が経過した時点での直流電流Idcを用いてもよい。   In the above example, the load 30 is the resistors R31 to R33, but the load 30 may be a motor. In this case, the resistance component of the armature winding can be considered as the resistors R31 to R33. However, the DC current Idc changes with time and reaches a steady value due to the inductance component of the armature winding. Therefore, for example, this steady value may be considered as the direct current Idc. Alternatively, a direct current Idc at a time point when a predetermined time has elapsed after outputting the control signal may be used.

また、インバータ20には、例えば過電流保護機能が設けられている場合がある。過電流保護機能とは、インバータ20に流れる直流電流Idcが基準値を超えたときに、インバータ20を停止させる機能である。これにより、インバータ20に過電流が流れることを抑制している。   Further, the inverter 20 may be provided with an overcurrent protection function, for example. The overcurrent protection function is a function for stopping the inverter 20 when the DC current Idc flowing through the inverter 20 exceeds a reference value. Thereby, it is suppressed that an overcurrent flows into the inverter 20.

この過電流保護機能は、例えば図6に示す電流検出部50と比較部421とインバータ制御部41とによって実現される。比較部421には、基準値Iref1,Iref2のいずれか一方と、電流検出部50によって検出される直流電流Idcとが入力される。ここでは一例として基準値Iref2が比較部421に入力される。この基準値Iref2は例えば直流電圧で表現され、図6の例示では、この直流電圧が比較部421に入力されている。比較部421は例えばコンパレータであって、直流電流Idcと基準値Iref2とを比較し、その比較結果を出力する。   This overcurrent protection function is realized by, for example, the current detection unit 50, the comparison unit 421, and the inverter control unit 41 shown in FIG. One of the reference values Iref1 and Iref2 and the direct current Idc detected by the current detection unit 50 are input to the comparison unit 421. Here, as an example, the reference value Iref2 is input to the comparison unit 421. The reference value Iref2 is expressed by, for example, a DC voltage, and in the example of FIG. 6, this DC voltage is input to the comparison unit 421. The comparison unit 421 is, for example, a comparator, compares the direct current Idc with the reference value Iref2, and outputs the comparison result.

インバータ制御部41は、上述した検査用のスイッチングパターンのみならず、インバータ20に交流電圧を出力させる制御信号を出力することができる。このような制御信号の生成は公知である。例えばインバータ20が出力する交流電圧についての指令値と、三角波との比較に基づいて、制御信号を生成することができる。この制御信号がインバータ20のスイッチング素子に与えられることで、インバータ20は直流電圧Vdcを交流電圧に変換して出力することができる。   The inverter control unit 41 can output not only the switching pattern for inspection described above but also a control signal for causing the inverter 20 to output an AC voltage. The generation of such a control signal is known. For example, the control signal can be generated based on a comparison between a command value for the AC voltage output from the inverter 20 and a triangular wave. By supplying this control signal to the switching element of the inverter 20, the inverter 20 can convert the DC voltage Vdc into an AC voltage and output it.

このインバータ制御部41には比較部421の比較結果が入力されている。インバータ制御部41は、この比較結果に基づいてインバータ20を保護する。例えば直流電流Idcが基準値Iref2よりも大きいときに、インバータ20を停止させる。より具体的には、例えばスイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnを非導通とする。これにより、インバータ20に基準値Iref2を超える直流電流Idcが流れることを抑制することができる。   The comparison result of the comparison unit 421 is input to the inverter control unit 41. The inverter control unit 41 protects the inverter 20 based on the comparison result. For example, when the direct current Idc is larger than the reference value Iref2, the inverter 20 is stopped. More specifically, for example, the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn are made non-conductive. Thereby, it is possible to suppress the direct current Idc exceeding the reference value Iref2 from flowing through the inverter 20.

図6の例示では、比較部421の比較結果は故障検出部43にも入力される。また図6では、比較部422も設けられている。比較部422には、電流検出部50によって検出される直流電流Idcと、基準値Iref1とが入力される。基準値Iref1も例えば直流電圧で表現され、図6の例示では、この直流電圧が比較部422に入力されている。比較部422は例えばコンパレータであって、直流電流Idcと基準値Iref1とを比較し、その比較結果を故障検出部43へと出力する。   In the example of FIG. 6, the comparison result of the comparison unit 421 is also input to the failure detection unit 43. In FIG. 6, a comparison unit 422 is also provided. The comparison unit 422 receives the direct current Idc detected by the current detection unit 50 and the reference value Iref1. The reference value Iref1 is also expressed by, for example, a DC voltage, and this DC voltage is input to the comparison unit 422 in the example of FIG. The comparison unit 422 is, for example, a comparator, compares the direct current Idc and the reference value Iref1, and outputs the comparison result to the failure detection unit 43.

故障検出部43は、比較部421,422の比較結果によって直流電流Idcが第1範囲から第3範囲のいずれに属しているのかを判定できる。   The failure detection unit 43 can determine to which of the first range to the third range the direct current Idc belongs based on the comparison results of the comparison units 421 and 422.

故障検出部43は、例えばインバータ制御部41へと検査開始の指示を出力する。これに応答して、インバータ制御部41は、検査用のスイッチングパターンをインバータ20に採用させるべく、制御信号を出力する。電流検出部50はスイッチングパターンが採用された状態で直流電流Idcを検出する。比較部421,422の各々は直流電流Idcと基準値Iref2,Iref1の各々とを比較し、その比較結果を故障検出部43へと出力する。故障検出部43は、直流電流Idcに基づいて上述のように開放故障および短絡故障を検出する。   The failure detection unit 43 outputs an instruction to start inspection to the inverter control unit 41, for example. In response to this, the inverter control unit 41 outputs a control signal so as to cause the inverter 20 to adopt the switching pattern for inspection. The current detection unit 50 detects the direct current Idc in a state where the switching pattern is adopted. Each of comparison units 421 and 422 compares DC current Idc with each of reference values Iref 2 and Iref 1, and outputs the comparison result to failure detection unit 43. The failure detection unit 43 detects an open failure and a short-circuit failure based on the direct current Idc as described above.

故障検査の観点では、比較部421,422は電流判定部42に属すると考えることができる。   From the viewpoint of fault inspection, the comparison units 421 and 422 can be considered to belong to the current determination unit 42.

以上のように、図6の例示では、比較部421が過電流保護と、故障検査との両方に用いられている。したがって、過電流保護用の比較部と故障検出用の比較部との両方を設ける場合に比べて、製造コストを低減することができる。   As described above, in the example of FIG. 6, the comparison unit 421 is used for both overcurrent protection and failure inspection. Therefore, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where both the comparison part for overcurrent protection and the comparison part for failure detection are provided.

また上述の例では、過電流保護のためにインバータ20を停止した。しかるに、過電流保護とは別の観点で、直流電流Idcと基準値との大小関係に基づいてインバータ20を停止してもよい。例えば直流電流Idcが小さいことを検出したときに、故障が生じたと判定して、インバータ20を停止してもよい。このような場合に、比較部421または比較部422の比較結果をインバータ20の停止のための条件判定に用いることができる。これによれば、インバータ20の停止の条件判定のための比較部と、故障検出用の比較部との両方を設ける場合に比べて、製造コストを低減できる。   In the above example, the inverter 20 is stopped for overcurrent protection. However, the inverter 20 may be stopped based on the magnitude relationship between the DC current Idc and the reference value from a viewpoint different from the overcurrent protection. For example, when it is detected that the direct current Idc is small, it may be determined that a failure has occurred and the inverter 20 may be stopped. In such a case, the comparison result of the comparison unit 421 or the comparison unit 422 can be used for condition determination for stopping the inverter 20. According to this, compared with the case where both the comparison part for the condition determination of the stop of the inverter 20 and the comparison part for failure detection are provided, manufacturing cost can be reduced.

なお、図6において、例えばインバータ20、電流検出部50、比較部421およびインバータ制御部41は、製品側に搭載される。つまりインバータ20がモータを駆動する場合には、モータ駆動装置としての製品に、これらが搭載される。よって検査装置としては、比較部421との接続部、比較部422および故障検出部43が設けられれば良い。   In FIG. 6, for example, the inverter 20, the current detection unit 50, the comparison unit 421, and the inverter control unit 41 are mounted on the product side. That is, when the inverter 20 drives a motor, these are mounted on a product as a motor drive device. Therefore, as the inspection apparatus, a connection unit with the comparison unit 421, the comparison unit 422, and the failure detection unit 43 may be provided.

また比較部422および故障検出部43の少なくともいずれか一方が製品に搭載されていても構わない。あるいは、検査用のスイッチングパターンに対応する制御信号を出力する制御信号出力部がインバータ制御部41とは別に設けられ、この制御信号出力部が検査装置側に設けられてもよい。   In addition, at least one of the comparison unit 422 and the failure detection unit 43 may be mounted on the product. Or the control signal output part which outputs the control signal corresponding to the switching pattern for a test | inspection may be provided separately from the inverter control part 41, and this control signal output part may be provided in the test | inspection apparatus side.

また、本発明は、その発明の範囲内において、相互に矛盾しない限り、上記の種々の実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   In the present invention, the above-described various embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the present invention as long as they do not contradict each other.

20 インバータ
41 インバータ制御部
42 電流判定部
43 故障検出部
LH,LL 直流線
Pu,Pv,Pw 出力端
Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swn スイッチング素子
20 Inverter 41 Inverter control unit 42 Current determination unit 43 Failure detection unit LH, LL DC line Pu, Pv, Pw Output terminal Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn Switching element

Claims (4)

第1直流線(LH)および第2直流線(LL)と、
N(Nは3以上の自然数)相の出力端(Pu,Pv,Pw)と、
前記第1直流線と前記出力端の各々との間に接続される第1スイッチング素子(Sup,Svp,Swp)と、
前記第2直流線と前記出力端の各々との間に接続される第2スイッチング素子(Sun,Svn,Swn)と
を備えるインバータ(20)を検査する方法であって、
前記インバータに負荷を接続した状態で、第k(1≦k≦N)相の前記出力端に接続される第k相の前記第1スイッチング素子(Sup)および第m(1≦m≦N、m≠k)相の前記出力端に接続される第m相の前記第2スイッチング素子(Svn)のみを導通させる第1のスイッチングパターン(S1)を、前記インバータに採用させ、
前記第2直流線を流れる電流(Idc)が、第1基準値(Iref1)よりも小さい第1範囲、前記第1基準値よりも大きな第2基準値(Iref2)と前記第1基準値との間の第2範囲、および、前記第2基準値よりも大きい第3範囲のいずれに属しているかの判定を行い、
前記電流が前記第1範囲に属していると判定されたことを以て、前記第k相の前記出力端(Pu)と前記第1直流線(LH)との間、および、前記第m相の前記出力端(Pv)と前記第2直流線(LL)との間の少なくともいずれか一つにおける開放故障を検出し、前記電流が前記第3範囲に属していると判定されたことを以て、前記第k相以外の前記出力端(Pv,Pw)と前記第1直流線(LH)との間、および、前記第m相以外の前記出力端(Pu,Pw)と前記第2直流線(LL)との間の少なくともいずれか一つにおける短絡故障を検出し、
k,mの値を順次に変化させて前記インバータ(20)に複数の前記スイッチングパターンを採用させ、
前記スイッチングパターンごとの前記電流(Idc)に対する前記判定の結果に基づいて、開放故障の位置および短絡故障の位置を検出し、
前記第1の前記スイッチングパターン(S1)と、前記第k相の前記第1スイッチング素子(Sup)および第n(1≦n≦N、n≠m,n≠k)相の前記出力端(Pw)に接続される前記第2スイッチング素子(Swn)のみを導通させる第2の前記スイッチングパターン(S2)との両方において、前記電流(Idc)が前記第2範囲に属し、かつ、他の前記スイッチングパターン(S3〜S6)の全てにおいて、前記電流が前記第3範囲に属すると判定されたことをもって、前記第k相の前記出力端(Pu)と前記第1直流線(LH)との間における短絡故障を検出する、インバータの故障検出方法。
A first DC line (LH) and a second DC line (LL);
N (N is a natural number of 3 or more) phase output terminals (Pu, Pv, Pw),
A first switching element (Sup, Svp, Swp) connected between the first DC line and each of the output ends;
A method for inspecting an inverter (20) comprising a second switching element (Sun, Svn, Swn) connected between the second DC line and each of the output ends,
In a state where a load is connected to the inverter, the k-th phase first switching element (Sup) and the m-th (1 ≦ m ≦ N) connected to the k-th (1 ≦ k ≦ N) -phase output terminal. a first switching pattern (S1) for conducting only the second switching element ( Svn ) of the m-th phase connected to the output terminal of the m ≠ k) phase is adopted in the inverter;
A first range in which a current (Idc) flowing through the second DC line is smaller than a first reference value (Iref1), a second reference value (Iref2) larger than the first reference value, and the first reference value. Determining whether it belongs to the second range between and the third range larger than the second reference value,
Since it is determined that the current belongs to the first range, between the output end (Pu) of the k-phase and the first DC line (LH), and the m-phase By detecting an open fault in at least one of the output terminal (Pv) and the second DC line (LL), and determining that the current belongs to the third range, Between the output terminals (Pv, Pw) other than the k-phase and the first DC line (LH), and between the output terminals (Pu, Pw) other than the m-th phase and the second DC line (LL) Detecting a short-circuit fault in at least one of
The inverter (20) adopts a plurality of the switching patterns by sequentially changing the values of k and m.
Based on the result of the determination with respect to the current (Idc) for each switching pattern, detects the position of an open fault and the position of a short-circuit fault,
The first switching pattern (S1), the first switching element (Sup) of the k-th phase, and the output end (Pw) of the n-th (1 ≦ n ≦ N, n ≠ m, n ≠ k) phase. The current (Idc) belongs to the second range in both the second switching pattern (S2) for conducting only the second switching element (Swn) connected to the second switching element (Swn), and the other switching is performed. In all of the patterns (S3 to S6), when the current is determined to belong to the third range, between the output terminal (Pu) of the k-phase and the first DC line (LH). Inverter failure detection method that detects short-circuit failures .
前記第1の前記スイッチングパターン(S1)と、前記第2の前記スイッチングパターン(S2)との両方において、前記電流(Idc)が前記第1範囲に属し、かつ、他の前記スイッチングパターン(S3〜S6)の全てにおいて、前記電流が前記第2範囲に属すると判定されたことを以て、前記第k相の前記出力端(Pu)と前記第1直流線(LH)との間における開放故障を検出する、請求項1に記載のインバータの故障検出方法。 The first of said switching pattern (S1), in both the pre-Symbol second of said switching pattern (S2), the current (Idc) belongs to the first range and the other of said switching pattern (S3 To S6), an open fault between the output terminal (Pu) of the k-th phase and the first DC line (LH) is determined by determining that the current belongs to the second range. The inverter failure detection method according to claim 1, wherein the inverter failure detection method is detected. 第1直流線(LH)および第2直流線(LL)と、
N(Nは3以上の自然数)相の出力端(Pu,Pv,Pw)と、
前記第1直流線と前記出力端の各々との間に接続される第1スイッチング素子(Sup,Svp,Swp)、および、前記第2直流線と前記出力端の各々との間に接続される第2スイッチング素子(Sun,Svn,Swn)とを有するインバータ(20)と、
第k(1≦k≦N)相の前記出力端に接続される第k相の前記第1スイッチング素子(Sup)および第m(1≦m≦N、m≠k)相の前記出力端に接続される第m相の前記第2スイッチング素子(Svn)のみを導通させる第1のスイッチングパターン(S1)を、前記インバータに採用させるインバータ制御部(21)と、
前記第2直流線を流れる電流(Idc)を検出する電流検出部(50)と、
前記電流が、第1基準値(Iref1)よりも小さい第1範囲、前記第1基準値よりも大きな第2基準値(Iref2)と前記第1基準値との間の第2範囲、および、前記第2基準値よりも大きい第3範囲のいずれに属しているかの判定を行う電流判定部(22)と、
前記電流が前記第1範囲に属しているときには、前記第k相の前記出力端(Pu)と前記第1直流線(LH)との間、および、前記第m相の前記出力端(Pv)と前記第2直流線(LL)との間の少なくともいずれか一つに開放故障が生じていると判定し、前記電流が前記第3範囲に属しているときには、前記第k相以外の前記出力端(Pv,Pw)と前記第1直流線(LH)との間、および、前記第m相以外の前記出力端(Pu,Pw)と前記第2直流線(LL)との間の少なくともいずれか一つに短絡故障が生じていると判定する故障検出部(23)と
を備え、
前記インバータ制御部は、k,mの値を順次に変化させて前記インバータ(20)に複数の前記スイッチングパターンを採用させ、
前記故障検出部は、前記スイッチングパターンごとの前記電流(Idc)に対する前記判定の結果に基づいて、開放故障の位置および短絡故障の位置を検出し、
前記故障検出部は、前記第1の前記スイッチングパターン(S1)と、前記第k相の前記第1スイッチング素子(Sup)および第n(1≦n≦N、n≠m,n≠k)相の前記出力端(Pw)に接続される前記第2スイッチング素子(Swn)のみを導通させる第2の前記スイッチングパターン(S2)との両方において、前記電流(Idc)が前記第2範囲に属し、かつ、他の前記スイッチングパターン(S3〜S6)の全てにおいて、前記電流が前記第3範囲に属すると判定されたことをもって、前記第k相の前記出力端(Pu)と前記第1直流線(LH)との間における短絡故障を検出する、インバータ検査装置。
A first DC line (LH) and a second DC line (LL);
N (N is a natural number of 3 or more) phase output terminals (Pu, Pv, Pw),
A first switching element (Sup, Svp, Swp) connected between the first DC line and each of the output terminals, and a connection between the second DC line and each of the output terminals. An inverter (20) having a second switching element (Sun, Svn, Swn);
The k-phase first switching element (Sup) connected to the k-th (1 ≦ k ≦ N) phase output terminal and the m-th (1 ≦ m ≦ N, m ≠ k) phase output terminal An inverter control section (21) for causing the inverter to adopt a first switching pattern (S1) for conducting only the second switching element (Svn) of the connected m-th phase;
A current detector (50) for detecting a current (Idc) flowing through the second DC line;
A first range in which the current is smaller than a first reference value (Iref1); a second range between a second reference value (Iref2) greater than the first reference value and the first reference value; A current determination unit (22) for determining which of the third range is larger than the second reference value;
When the current belongs to the first range, between the output end (Pu) of the k-th phase and the first DC line (LH), and the output end (Pv) of the m-th phase And when the current belongs to the third range, the output other than the k-th phase is determined. Between at least one end (Pv, Pw) and the first DC line (LH) and between the output terminal (Pu, Pw) other than the m-th phase and the second DC line (LL) A fault detection unit (23) that determines that a short circuit fault has occurred,
The inverter control unit sequentially changes the values of k and m to cause the inverter (20) to adopt a plurality of the switching patterns,
The failure detection unit detects a position of an open fault and a position of a short-circuit fault based on the result of the determination for the current (Idc) for each switching pattern,
The failure detection unit includes the first switching pattern (S1), the first switching element (Sup) in the k-th phase, and the n-th (1 ≦ n ≦ N, n ≠ m, n ≠ k) phase. The current (Idc) belongs to the second range both in the second switching pattern (S2) for conducting only the second switching element (Swn) connected to the output terminal (Pw) of In addition, in all the other switching patterns (S3 to S6), when the current is determined to belong to the third range, the k-phase output terminal (Pu) and the first DC line ( Inverter inspection device that detects short-circuit faults with LH).
前記電流判定部(42)は、
前記電流と前記第1基準値とを比較する第1比較部(422)と、
前記電流と前記第2基準値とを比較する第2比較部(421)と
を有し、
インバータ制御部(41)は、前記第1比較部または前記第2比較部の比較結果に基づいて、前記インバータを停止させる、請求項3に記載のインバータ検査装置。
The current determination unit (42)
A first comparison unit (422) for comparing the current and the first reference value;
A second comparison unit (421) for comparing the current and the second reference value;
The inverter inspection device according to claim 3, wherein the inverter control unit (41) stops the inverter based on a comparison result of the first comparison unit or the second comparison unit.
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