JP6373296B2

JP6373296B2 - 絶縁抵抗監視装置およびその監視制御方法ならびに電動制御機器

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Publication number: JP6373296B2
Application number: JP2016060715A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　敦; 敦鈴木; 修木原
Original assignee: 株式会社竹中電機
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2036-03-24
Also published as: JP2017173176A

Description

本発明は、例えばヒータ又はモータなど被測定物の絶縁抵抗を監視する絶縁抵抗監視装置およびその監視制御方法ならびに電動制御機器に関する。

特許文献１には、工作機械等における三相誘導モータの絶縁劣化を自動で監視し、外部に対して検査結果を表示することで、検査工数を著しく削減し得る装置が開示されている（要約「課題」の欄参照）。即ち、特許文献１は、モータに給電されているか否かのＯＮ・ＯＦＦを検知手段で検知し、該検知手段からのＯＦＦ出力に基づいて自動で絶縁抵抗の測定を行う。この際、測定された絶縁抵抗の値と予め設定された閾値とを比較してモータの絶縁劣化の度合を判定する（段落番号「００１０」参照）。

また、特許文献１は、モータの停止中に複数回の測定を行い、その測定結果を時系列で前記記憶手段に記憶させるように前記測定制御手段が制御すれば、作業者は複数の測定結果からなる履歴を参照することで、モータの劣化の特性や進行パターン等、モータ管理の上で有用な情報を得る（段落番号「００１１」参照）。更に、特許文献１は、複数回の測定結果に基づいて劣化の判定を行うので、１回の測定結果に基づいて判定を行う場合よりも判定精度および信頼性が向上する（段落番号「００１２」参照）。

一方、従来よりモータなどの絶縁抵抗値を測定する計測器としては、人手で測定を行うメガテスター（「絶縁抵抗計」と同義）が使用されている。このメガテスターは、高圧測定電圧をモータへ印加して測定を行うので、その測定精度はいわゆる実測値に近似して良好である。

特開２００４−２５１６８９号公報

ところで、特許文献１では、「なお、誤作動のおそれや測定精度の観点から、前記検査用電源は数Ｖ程度の小さな起電力の直流または交流、パルス電源とすることが好ましい」（段落番号「００２３」参照）と記載されている。即ち、「検査用電源は数Ｖ程度の小さな起電力」であるので、微弱な電流が電力線などに流れる構成となっており、このような微弱な電流では逆に測定精度が低くなるとも考えられる。

一方、メガテスターでは、高圧測定電圧をモータへ印加して測定を行うので、モータの電源線が例えばインバータまたはサーボアンプ機器などに接続された状態ではこれらの制御機器を測定時に破損などする可能性がある。即ち、接触式のメガテスターを使用する場合には、上述したモータの電源線を制御機器から取外して測定しているので、設備によっては膨大な時間および手数などを要し煩雑である。そのため、従来より特許文献１のような技術が開示されているが、その測定精度は低い。

そこで、本発明は、絶縁抵抗計と略同一の測定精度で簡易に測定し得る絶縁抵抗監視装置およびその監視制御方法ならびに電動制御機器を、提供することを目的とする。

本発明の絶縁抵抗監視装置は、被測定物の絶縁抵抗を監視する絶縁抵抗監視装置であって、上記被測定物の電源線に接続され上記電源線を経由する電圧を、上記被測定物の絶縁抵抗へと変換する変換手段と、上記被測定物のアース線に接続される電圧発生手段と、上記変換手段に接続され上記変換手段に印加される電圧を降圧する降圧手段と、上記変換手段および上記降圧手段の間に配される基準抵抗と、上記電圧発生手段で発生する電圧を上記アース線に印加して得られる上記被測定物の絶縁抵抗および上記基準抵抗で分圧して得られる電圧が上記降圧手段を介して入力される制御手段と、電圧に基づく絶縁抵抗値が、実測値の許容範囲内になるよう補正された直線アルゴリズムでの直線絶縁抵抗値として予め記憶される記憶手段と、上記制御手段に入力される電圧に基づき、その入力電圧に対応する上記記憶手段の直線絶縁抵抗値を演算する演算手段と、を備える。

また、本発明は上述した絶縁抵抗監視装置において、上記被測定物が駆動している間は上記電圧発生手段をオフに保持する安全手段は、上記被測定物の動作停止に連動するリレーがオフしたかを検出する第１の安全手段と、上記第１の安全手段からのオフ信号およびこのオフ信号に基づく上記制御手段からの制御信号がスイッチングになる第２の安全手段と、で構成するようにしても良い。更に、本発明は上述した各絶縁抵抗監視装置において、上記絶縁抵抗監視装置の動作停止を確認するタイマを備え、上記制御手段は上記タイマの確認信号に基づき上記絶縁抵抗監視装置をオフするようにしても良い。

また、本発明は上述した各絶縁抵抗監視装置において、上記変換手段は、上記被測定物の複数の電源線を経由する各々の電圧を、上記被測定物における全体としての絶縁抵抗へと合成する合成手段でもあるようにしても良い。更に本発明の電動制御機器は、上述した各絶縁抵抗監視装置を、一体的に組込む組込モードの外部制御機器としても良い。

また、本発明の絶縁抵抗監視制御方法は、被測定物のアース線に接続される電圧発生手段と、上記被測定物の電源線を経由する電圧を絶縁抵抗へと変換する変換手段と、上記変換手段およびこの変換手段に印加される電圧を降圧する降圧手段の間に配される基準抵抗と、を備える絶縁抵抗監視装置において、電圧に基づく絶縁抵抗値が、実測値の近似する範囲内になるよう補正された直線アルゴリズムでの直線絶縁抵抗値として予め記憶手段に記憶され、上記電圧発生手段で発生する電圧を上記アース線に印加して得られる上記被測定物の絶縁抵抗および上記基準抵抗で分圧して得られる電圧が上記降圧手段を介して制御手段に入力され、上記制御手段に入力される電圧に基づき、その入力電圧に対応する上記記憶手段の直線絶縁抵抗値を演算手段が演算する。

本発明では、被測定物の絶縁抵抗および基準抵抗で分圧して得られる電圧が制御手段に入力され、この入力電圧に対応する直線絶縁抵抗値を演算手段が演算するので、この演算される絶縁抵抗値はいわゆる実測値に近似する範囲（「許容範囲」と同義）内になるよう補正される値となる。即ち、本発明によれば、制御手段の入力電圧に対応する被測定物の絶縁抵抗値が、実測値の許容範囲に補正される直線絶縁抵抗値であるので、絶縁抵抗計と略同一の測定精度で簡易に測定し得る。

本実施例における絶縁抵抗監視装置の平面図である。図１に示す絶縁抵抗監視装置に関する回路図である。図２に示す回路のタイミングチャート図である。図１に示す絶縁抵抗監視装置の監視モードに関するフローチャート図である。図４における監視モード中の測定判別モードに関するサブルーチン図である。図１に示すようなモータの絶縁抵抗値における経年低下の概念曲線図である。図２に示すような降圧回路の前で分圧される電圧と絶縁抵抗の概念グラフ図である。絶縁抵抗値０．１〜１０ＭΩにおける測定グラフ図である。絶縁抵抗値１０〜１００ＭΩにおける測定グラフ図である。図８及び図９を繋ぎ合わせた絶縁抵抗の測定グラフ図である。図１０における曲線同士の繋合付近を補正した絶縁抵抗の測定グラフ図である。図２に示すメモリに記憶されている直線性電圧抵抗変換アルゴリズムのグラフ図である。図１２に示す直線アルゴリズムに基づく直線絶縁抵抗値の演算概念図である。

以下、本発明を実施するための形態について、具体化した一実施例を説明する。

以下、図１及び図２に基づいて、本発明の一実施形態である絶縁抵抗監視装置１０について説明する。この絶縁抵抗監視装置１０は被測定物の絶縁抵抗を監視する装置であり、ここでの被測定物は単相または複数相たとえば三相モータＭ及びヒータなどである。即ち、絶縁抵抗監視装置１０は、いわゆるメガテスター測定方式の監視装置であり、図２に示す外部制御機器Ｓに接続（「装着」と同義）される。
（絶縁抵抗監視装置の概略構成）

図１に示すように、絶縁抵抗監視装置１０には、その監視装置本体１２に監視線などの電線２０（図２参照）が着脱可能に接続される。監視装置本体１２にはその表示面１２Ａに表示器１４及び複数の点灯器１６が配置されており、表示面１２Ａの両端側（図１では上下側）には信号線（図示省略）などを接続する複数の端子１８が配列されている。なお、監視装置本体１２は、略片手サイズの箱形状となっている。
（絶縁抵抗監視装置の制御系に関する構成）

図２に示すように、絶縁抵抗監視装置１０は、制御手段および演算手段であるＣＰＵ（中央処理装置）４０と、合成手段（「変換手段」をも意味する）である合成回路５２と、電圧発生手段である電圧発生回路５４と、降圧手段である降圧回路５６と、基準抵抗５８と、電源回路３８を備える。ここで、ＣＰＵ４０などを起動させる電力を供給する絶縁抵抗監視装置１０内部の電源回路３８は、いわゆる絶縁タイプであり、電圧発生回路５４とはグランドを別にしている。なお、電源回路３８の配線は、ＣＰＵ４０に接続されている部位以外の図示を省略する。これは、ＣＰＵ４０以外の各電子部品に複数の配線を接続する場合の錯綜を防止するためである。

また、絶縁抵抗監視装置１０には、数値を表示させるための表示回路６４及び上述した表示器１４と、各色に点灯させるための点灯回路６６及び上述した点灯器１６とを備える。そして、点灯器１６または表示器１４は、ＣＰＵ４０に基づき、点灯または表示したり、消灯または無表示となる。
（変換手段または合成手段に関する構成）

図２に示すように、外部制御機器Ｓは、例えば三相誘導モータ（以下、単に「モータ」ともいう）Ｍ等を搭載し且つ制御し得るように構成されており、そのためモータＭのモータドライバ３０を接続している。このモータドライバ３０及びモータＭ間には３本の電源線３２がそれぞれ接続されており、またモータＭ及びモータドライバ３０はアース線３４・３６でそれぞれ接地している。即ち、モータドライバ３０のアース線３６は、モータＭのアース線３４に接続している。

一方、アース線３６および例えばＤＣ（直流）５００Ｖまたは２５０Ｖなどを生成する電圧発生回路５４は、電線２０が接続されており、電圧発生回路５４で発生する電力はアース線３６を介してモータドライバ３０へ供給される。なお、一般的にモータドライバ３０は、外部制御機器Ｓの図示しない三相交流電源からの電力を周波数変換し、その駆動電力をモータＭへ供給することでモータＭが駆動制御される。

変換手段または合成手段である合成回路５２および３本の電源線３２は、３本の監視線（「電線」と同義）２０を介してそれぞれ接続されており、そして合成回路５２は３本の巻線で発生するそれぞれの漏洩電流を合成する。即ち、被測定物であるモータＭにおける３本の電源線３２を経由する電圧は、図示しない抵抗を備える合成回路５２を介することにより、それぞれの漏洩電流を合成して変換（「変圧」と同義）される。

これら合成される漏洩電流は合成回路５２中の抵抗（図示省略）を経て接地に流れ、その際に図示しない抵抗にかかる電圧は図２に示す基準抵抗５８とで分圧される。そして、降圧回路５６に印加される電圧は、１００分の１例えば５〜０Ｖに降圧される。なお、例えば単相のモータまたはヒータなどの場合は、電源線３２が一本であるので、漏洩電流を合成する必要がない。即ち、この場合の合成回路５２は、変換手段すなわち変換回路ともいえる。また、本実施例では、基準抵抗５８を可変させることにより、測定し得る範囲を変更できるようにしても良い。
（安全手段に関する構成）

図２に示すように、絶縁抵抗監視装置１０は、第１の安全手段である安全回路６０および第２の安全手段であるアンド回路６２を備える。先ず、外部制御機器Ｓの稼働（すなわちモータＭの駆動）中は電圧発生回路５４をオフに保持する安全回路６０は、外部制御機器Ｓからのオフチェック（ＯｆｆＣｈｃｋ）信号に基づき、外部制御機器Ｓの稼働停止に連動するような補助接点構成となっている。

即ち、安全回路６０は、外部制御機器Ｓの稼働中はオフとなっている補助接点である可変（マグネット）リレーが、外部制御機器Ｓの稼働停止（すなわち外部制御機器Ｓからの信号出力）時にオフとなるよう設定している。そして、ＣＰＵ４０は、安全回路６０のオフ信号が入力されることにより、外部制御機器Ｓ（すなわちモータＭ）が停止モードであることを検出する。

次に、アンド回路６２は、スイッチング回路としてＣＰＵ４０の単なる信号通信以外のハードウェア的な安全方策（「対応」と同義）として設けられている。即ち、監視装置１０は、安全回路６０のオフ信号およびこの安全回路６０のオフ信号に基づくＣＰＵ４０からの確認信号の両者が、スイッチングになることによって電圧発生回路５４をオンするように設定している。
（ＣＰＵ４０に関する構成）

図２に示すＣＰＵ４０は、その制御手段の一部を構成する制御部４２と、演算手段の一部を構成する演算部４４と、記憶手段であるメモリ４６と、アナログをデジタルへと変換するＡ／Ｄ４８と、タイマ５０を内蔵している。ＣＰＵ４０は、安全回路６０からのオフ信号（すなわちモータ停止信号）を検出した後、タイマ５０のカウント値によって確認信号を生成するように設定されている。

そして、この確認信号に基づきＣＰＵ４０の制御部４２は、アンド回路６２へアンド信号を出力する。また、ＣＰＵ４０のタイマ５０はインターロック（測定中は外部制御機器Ｓからの運転準備信号を受付けないように絶縁抵抗監視装置１０自体の「起動保障」を意味）としても用いられ、ＣＰＵ４０はアンド回路６２をオフとするアンドオフ信号を出力すると共にインターロックをオフするためタイマ５０をオン・オフする。即ち、本実施例によれば、各種信号の通信中に何らかの不測事態（「誤作動」と同義）などが発生するのを予防し得るので、誤測定の回避ならびに外部制御機器Ｓ及び絶縁抵抗監視装置１０の故障を予防する。

降圧回路５６には、電圧発生回路５４で発生する電圧Ｖｉｎをアース線３４に印加して得られるモータＭの絶縁抵抗値Ｒｍおよび基準抵抗５８の基準抵抗値Ｒｒｅｆで分圧して得られる電圧Ｖｏが入力される。式としては、Ｖｏ＝Ｖｉｎ×（Ｒｒｅｆ／（Ｒｍ／Ｒｒｅｆ））である。この電圧Ｖｏは、降圧回路５６で降圧され、ＣＰＵ４０の制御部４２に入力する。そして、この制御部４２は、入力電圧Ｖｏに基づき、入力電圧Ｖｏに対応する直線絶縁抵抗（図１３参照）値を演算する。

メモリ４６には、入力電圧Ｖｏに基づく例えばモータＭの絶縁抵抗値Ｒｍが、図１２に示すような直線性電圧抵抗変換アルゴリズム（以下、単に「直線アルゴリズム」ともいう）に対応する直線絶縁抵抗値として予め記憶されている。また、メモリ４６には、絶縁抵抗監視装置１０に各種の処理たとえば監視処理を制御するプログラムが記録されている。そして、ＣＰＵ４０は、絶縁抵抗監視装置１０の全体的な動作を司り、例えば運転準備信号がＣＰＵ４０へ入力される場合にはその運転準備信号に基づき監視処理を行う。
（インタフェイスに関連する構成）

図２に示すように、絶縁抵抗監視装置１０は、インタフェイスＩ／Ｆとしての運転準備信号（図３中ではシグナルの「Ｓ」として表す）入力部７０と、測定中信号出力部７２と、機器異常信号出力部７４と、抵抗低下信号出力部７６とを備える。そして、これらの入力部７０・出力部７２などは、例えばＦＡ機器などの電動制御機器である外部制御機器Ｓの図示しない端子にそれぞれ接続される。この外部制御機器Ｓは、絶縁抵抗監視装置１０などを一体的に組込み（以下、「組込モード」ともいう）可能となっており、且つ各種機器に適応し得る構成となっている。

また、外部制御機器Ｓは、図示しない各種スイッチと、ランプ等の表示器と、ブザー等の警報器などを備える。外部制御機器Ｓは、例えば絶縁抵抗監視装置１０の運転スイッチ（図示省略）を押圧など操作すると、運転スイッチ信号（「運転準備信号」と同義）が図２に示す絶縁抵抗監視装置１０へと出力されるように構成している。そのため、この運転スイッチ信号は絶縁抵抗監視装置１０の運転準備信号入力部７０へ入力され、外部制御機器Ｓが稼働停止すると上述した外部制御機器Ｓの稼働停止信号は安全回路６０へ入力される。
（本実施例の作用）

図３に示すタイミングチャート並びに図４及び図５に示すフローチャートを主に用いて、絶縁抵抗監視装置１０の動作およびＣＰＵ４０の監視処理について説明する。ＣＰＵ４０の監視処理は、運転準備信号が入力されると、プログラムをロードすることによって実行される。実行される処理ルーチンは図４及び図５のフローチャートで表され、これらのプログラムは予めメモリ４６（図２参照）のプログラム領域に記憶されている。

先ず図２に示す外部制御機器Ｓの電源スイッチ（図示省略）がオンされると、図３に示すように、絶縁抵抗監視装置１０の電源が入力する（立ち上がる）と共に絶縁抵抗監視装置１０は測定中信号（Ｓ）を外部制御機器Ｓへ出力する（立ち上がる）。そののち絶縁抵抗監視装置１０には、外部制御機器Ｓからの運転準備信号（Ｓ）を入力する（立ち上がる）と共に、オフチェック信号（Ｓ）も入力する（立ち上がる）。

即ち、図４に示すステップ１００において、運転準備信号が入力されたか否かを判断する。ステップ１００が肯定の場合すなわち運転準備信号が入力された場合には、ステップ１０１で安全回路６０（図２参照）がオフされたか否かを判断する。具体的には、外部制御機器Ｓからのオフチェック信号に基づく安全回路６０のオフ信号が、ＣＰＵ４０へ入力されたか否かを判断する。

なお、ステップ１００またはステップ１０１が否定の場合は、それぞれの信号すなわち運転準備信号またはオフ信号が入力されるのを待つ。ここで、図３に示すように、運転準備信号の入力が（なお「オフチェック信号の入力」も同時に）立ち下がるまでは、外部制御機器Ｓの設備が稼働中となっている。そのため、図２に示す絶縁抵抗監視装置１０は、モータＭの回転停止までの時間を充分に確保すべく、タイマ５０を用いる。

即ち、ＣＰＵ４０は、図３に示すように、上述した運転準備信号およびオフ信号が立ち下がると、タイマ５０のカウントを開始する。そしてＣＰＵ４０は、所定のカウント値Ｔ１（例えば２秒間のカウント値）になると、測定中信号を立ち下げると共にタイマ５０のカウントを開始する（ステップ１０２参照）。

ＣＰＵ４０は、図４に示すステップ１０４において、タイマ５０が所定のカウント値Ｔ２（例えば１.５秒間のカウント値）か否かを判断する。ステップ１０４が否定の場合は、所定時間（「カウント値」と同義）が経過するのを待つ。一方ＣＰＵ４０は、ステップ１０４が肯定の場合ステップ１０６でアンド回路６にアンド信号（「確認信号」と同義）を出力すると共にステップ１０８で外部制御機器Ｓなどにインターロック信号を出力する。

その後ステップ１１０において、ＣＰＵ４０は電圧発生回路５４がオンか否かを判断する。即ち、上述したアンド信号および安全回路６０（図２参照）からのオフ信号が、アンド回路６２へそれぞれ入力されると、電圧発生回路５４はオンとなり絶縁抵抗監視装置１０内で絶縁された直流５００Ｖ（または直流２５０Ｖなど）を所定時間（例えば２秒など）に亘って発生（「生成」と同義）する。

即ちＣＰＵ４０は、ステップ１１０が肯定の場合においてタイマ５０が図３に示すようカウント値Ｔ２になると、電圧発生回路５４で電圧を出力させる（立ち上がる）。この場合、ＣＰＵ４０はステップ１１２で点灯器（図１に示す「測定中」の箇所）１６を点灯させる。そして、ＣＰＵ４０は、電圧発生回路５４をタイマ５０が所定のカウント値Ｔ３（上述したように２秒間のカウント値）の間に亘って電圧を発生させる。

また、カウント値Ｔ３をカウントする間に亘り、ＣＰＵ４０は表示器１４の表示ドットを点滅させる。一方ＣＰＵ４０は電圧発生回路５４の電圧発生を停止させる（立ち下げる）と同時に、信号などを立ち上げることで場合によっては後述するよう測定値を表示（ステップ１３５など）させたり、絶縁低下信号を出力させる（ステップ１３４）。

更に、図３に示すように測定時間ＴＳは、メモリ４６でカウント値Ｔ２〜Ｔ４の合計の値たとえば５秒などになるように予め設定（「プログラム」と同義）されている。そしてＣＰＵ４０は、測定中信号の出力を測定時間ＴＳの間に亘り、停止している。なお、ステップ１１０が否定の場合は、電圧発生回路５４がオンになるのを待つ。また、上述したように電圧発生回路５４は、カウント値Ｔ３のカウント経過後に電圧の生成を停止する（立ち下がる）。

次にステップ１１４において、ＣＰＵ４０は正規の測定（たとえば電圧直流５００Ｖなど）か否かを判断する。ステップ１１４が否定の場合は、ステップ１１６でＮＧ信号を図２に示す機器異常信号出力部７４を介して外部制御機器Ｓへ出力し、後述する終了処理へと移行する。即ち、ステップ１１４が否定の場合は正常な測定電圧でないので、図２に示すＣＰＵ４０は例えばその旨を外部制御機器Ｓへ表示させた上で終了する。

一方、ステップ１１４が肯定の場合には、ステップ１１８で測定判別モード（図５に示す「サブルーチン」参照）へ移行する。引続き、この移行処理について説明する。図５に示すように、ＣＰＵ４０はステップ１３０で抵抗値が１００ＭΩ以上か否かを判断する。ステップ１３０が肯定の場合すなわち抵抗値が１００ＭΩ以上であれば、ＣＰＵ４０はステップ１３１で例えばＨｉを図１に示す表示器１４に表示させる。

ステップ１３０が否定の場合すなわち抵抗値が１００ＭΩ以下の場合は、ステップ１３２で抵抗値が９９〜１ＭΩの範囲内か否かを判断する。ステップ１３２が肯定の場合すなわち９９〜１ＭΩの範囲内の場合は、ステップ１３５でＣＰＵ４０の演算部４４で演算される抵抗値（ＭΩ）を表示器１４に表示させる。

ここで、演算部４４での抵抗値ＭΩの演算処理（「演算データ」などをも含む概念である）について、説明する。先ず、モータの絶縁抵抗は、図６に示すように、例えばモータの経過時間（環境変化などでモータ内部にミスト等が浸入しての劣化が起因する時間など）が約１年を経過すると、急に低下する。なお、図６の縦軸は絶縁抵抗値（ＭΩ）で、その横軸は経過時間である。

また、図７に示すように電圧（Ｖｏ）と絶縁抵抗（ＭΩ）の関係は、回路（図２参照）の特性などを考慮する実験データによって絶縁抵抗が高い場合、出力電圧Ｖｏは低くなる。一方、絶縁抵抗が高い場合、出力電圧Ｖｏは印加電圧の５００Ｖに近い値になる。そして、基礎アルゴリズムは、０.１ＭΩステッツプで０.１ＭΩから１９９.９ＭΩに可変する基準抵抗器を測定して作成する。なお、図７の縦軸は出力電圧（Ｖｏ）で、その横軸は絶縁抵抗値（ＭΩ）である。

即ち、上述したような実験データなどに基づく絶縁抵抗測定アルゴリズム（グラフ）は、上述した０.１ＭΩから９９.９ＭΩを、例えば２分割にした上で作成し、図８および図９に示すような曲線を描く。なお、図８及び図９の横軸はＡ／Ｄへの入力電圧（Ｖ）で、その縦軸は絶縁抵抗値（ＭΩ）である。そして、両者を繋げ合成させると、広帯域での絶縁抵抗測定アルゴリズムは図１０に示すような曲線となる。

この曲線（基礎）アルゴリズムにおいて測定精度を考慮すべき箇所は、図８および図９の曲線同士を接合する付近（電圧２．１５Ｖ付近）の範囲である（図１０参照）。そして、図１１に示すような直線（リニア）アルゴリズムは、上述した接合範囲の測定精度を保障するために、実験データなどに基づき実測値に近似する範囲（「許容範囲」と同義）内になるような補正を加えた。なお、図１１の横軸はＡ／Ｄへの入力電圧Ｖで、その縦軸は絶縁抵抗値（Ω）である。

具体的には、図２に示すメモリ４６には図１２に示すような直線性電圧抵抗変換アルゴリズムが記憶されており、この直線アルゴリズムに基づき制御部４２および演算部４４が絶縁抵抗値を演算する。そのため、本実施例では、ＣＰＵ４０が入力電圧Ｖｏに基づき、入力電圧Ｖｏに対応する直線絶縁抵抗（図１３参照）値を演算する。例えば１．８５Ｖ（または０、４７Ｖ）が入力電圧として図７に示すＡ／Ｄ４８へ入力される場合（図１２参照）には、演算部４４でメモリ４６に記憶されている直線性電圧抵抗変換アルゴリズム（閾値または計算式とは異なる手法）に基づき、モータＭの絶縁抵抗値を４０ＭΩ（または１０ＭΩ）へと補正変換される。

また、図１３に示すように、１．８８Ｖ（または０、４９Ｖ）などが入力電圧の場合、絶縁抵抗値は４０ＭΩ（または１０ＭΩ）などへと補正変換される。ここで、ＣＰＵ４０は、１０ビット（１０２４階調）において０．１ＭΩ単位の解像度で抵抗値を計測する能力を備える。この計測範囲は最大が１００ＭΩ乃至最小が０．１ＭΩの範囲となっており、４．９Ｖ（または０、００５Ｖ）が入力電圧の場合（図１３参照）、絶縁抵抗値は１００ＭΩ以上（または０．１ＭΩ）へと補正変換される。

この補正変換された絶縁抵抗値が１００ＭΩ以上と演算部４４で演算される場合ＣＰＵ４０は表示器１４にＨｉと表示させ、絶縁抵抗値が０．１ＭΩと演算される場合ＣＰＵ４０は表示器１４にＬｏｗと表示させる。そして、図５に示すステップ１３１およびステップ１３５の処理終了後は、ステップ１３６において、ＣＰＵ４０は正常信号を出力する。即ち、図１に示す点灯器１６（正常範囲の箇所）は、点灯する。

そして、ステップ１３２が否定の場合すなわち９９〜１ＭΩの範囲外の場合は、ステップ１３３でＣＰＵ４０は上述したよう表示器１４にＬｏｗを表示させると共にステップ１３４で絶縁低下信号を図２に示す抵抗低下信号出力部７６を介して外部制御機器Ｓを出力する（図３参照）。即ち、本実施例によれば、外部制御機器Ｓは絶縁抵抗監視装置１０との通信で自動的にモータＭの良否などを判別し得ると共に、外部制御機器Ｓで監視履歴管理が可能となる。なお、ステップ１３６およびステップ１３４の処理が終了した場合には、本サブルーチンの処理は終了する。

引続き図４に示すフローチャートに戻り、ステップ１１６またはステップ１１８の処理終了後は、ステップ１２０でアンドオフ信号をアンド回路６２（図２参照）へ出力すると共に、ステップ１１２でロックオフタイマ（図２に示す「タイマ５０」と同一）のカウントを開始する。そして、ＣＰＵ４０は、ステップ１２４において、ロックオフタイマがカウント値か否かを判断する。

ステップ１２４が肯定の場合には、ステップ１２６で外部制御機器Ｓなどにロックオフ信号（「確認信号」と同義）を出力する。そして、ステップ１２６の処理が終了した場合には、本フローチャートの処理は終了する。なお、ステップ１２４が否定の場合は、所定時間（「カウント値」と同義）が経過するのを待つ。また、図４に示す測定判別モードは、例えばタイマ５０（図２参照）で所定時間毎に行うように設定すれば、所定時間毎に繰り返す。即ち、上述したプログラムの処理の流れ（図４及び図５参照）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。

本実施例においては、上述したようにモータＭの絶縁抵抗および基準抵抗５８で分圧して得られる電圧が制御部４２に入力され、この入力電圧に対応する直線絶縁抵抗値を演算部４４が演算するので、この演算される絶縁抵抗値は実測値に近似する範囲（「許容範囲」と同義）内になるよう補正される値となる。即ち、本実施例によれば、制御部４２の入力電圧に対応するモータＭの絶縁抵抗値が、実測値の許容範囲に補正される直線絶縁抵抗値であるので、絶縁抵抗計と略同一の測定精度で簡易に測定し得る。

１０…絶縁抵抗監視装置、２０…監視線、３２…電源線、３４・３６…アース線、４０…ＣＰＵ、４２…制御部（制御手段）、４４…演算部（演算手段）、４６…メモリ（記憶手段）、５０…タイマ、５２…合成回路（変換手段または合成手段）、５４…電圧発生回路（電圧発生手段）、５６…降圧回路（降圧手段）、５８…基準抵抗、６０…安全回路（第１の安全手段）、６２…アンド回路（第２の安全手段）、Ｓ…外部制御機器（電動制御機器）、Ｍ…モータ（被測定物）

Claims

被測定物の絶縁抵抗を監視する絶縁抵抗監視装置であって、
上記被測定物の電源線に接続され上記電源線を経由する電圧を、上記被測定物の絶縁抵抗へと変換する変換手段と、
上記被測定物のアース線に接続される電圧発生手段と、
上記変換手段に接続され上記変換手段に印加される電圧を降圧する降圧手段と、
上記変換手段および上記降圧手段の間に配される基準抵抗と、
上記電圧発生手段で発生する電圧を上記アース線に印加して得られる上記被測定物の絶縁抵抗および上記基準抵抗で分圧して得られる電圧が上記降圧手段を介して入力される制御手段と、
電圧に基づく絶縁抵抗値が、実測値の許容範囲内になるよう補正された直線アルゴリズムでの直線絶縁抵抗値として予め記憶される記憶手段と、
上記制御手段に入力される電圧に基づき、その入力電圧に対応する上記記憶手段の直線絶縁抵抗値を演算する演算手段と、を備える絶縁抵抗監視装置。
請求項１に記載の絶縁抵抗監視装置において、
上記被測定物が駆動している間は上記電圧発生手段をオフに保持する安全手段は、上記被測定物の動作停止に連動するリレーがオフしたかを検出する第１の安全手段と、上記第１の安全手段からのオフ信号およびこのオフ信号に基づく上記制御手段からの制御信号がスイッチングになる第２の安全手段と、で構成する絶縁抵抗監視装置。
請求項１または請求項２に記載の絶縁抵抗監視装置において、上記絶縁抵抗監視装置の動作停止を確認するタイマを備え、上記制御手段は上記タイマの確認信号に基づき上記絶縁抵抗監視装置をオフする絶縁抵抗監視装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の絶縁抵抗監視装置において、上記変換手段は、上記被測定物の複数の電源線を経由する各々の電圧を、上記被測定物における全体としての絶縁抵抗へと合成する合成手段でもある絶縁抵抗監視装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の絶縁抵抗監視装置を、一体的に組込む組込モードの外部制御機器である電動制御機器。
被測定物のアース線に接続される電圧発生手段と、上記被測定物の電源線を経由する電圧を絶縁抵抗へと変換する変換手段と、上記変換手段およびこの変換手段に印加される電圧を降圧する降圧手段の間に配される基準抵抗と、を備える絶縁抵抗監視装置において、
電圧に基づく絶縁抵抗値が、実測値の近似する範囲内になるよう補正された直線アルゴリズムでの直線絶縁抵抗値として予め記憶手段に記憶され、
上記電圧発生手段で発生する電圧を上記アース線に印加して得られる上記被測定物の絶縁抵抗および上記基準抵抗で分圧して得られる電圧が上記降圧手段を介して制御手段に入力され、
上記制御手段に入力される電圧に基づき、その入力電圧に対応する上記記憶手段の直線絶縁抵抗値を演算手段が演算する絶縁抵抗監視制御方法。