JPH0251365A - インバータ装置のコンデンサ寿命判定方法 - Google Patents
インバータ装置のコンデンサ寿命判定方法Info
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- JPH0251365A JPH0251365A JP63199174A JP19917488A JPH0251365A JP H0251365 A JPH0251365 A JP H0251365A JP 63199174 A JP63199174 A JP 63199174A JP 19917488 A JP19917488 A JP 19917488A JP H0251365 A JPH0251365 A JP H0251365A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
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- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、インバータ装置に使用される平滑コンデン
サの寿命推定に関するものである、〔従来の技術〕 第2図は例えば従来のモードル駆動用PWMインバータ
のブロック図を示す。第2図において但)。
サの寿命推定に関するものである、〔従来の技術〕 第2図は例えば従来のモードル駆動用PWMインバータ
のブロック図を示す。第2図において但)。
(S)、■は商用電源端子、(U) 、 M 、 (W
)はインバータの可変電圧、周波数の出力端子である、
(Dlt)〜(D16)&j:商用を源(R) 、 (
S′)、(rl’を平滑:17−y’ ンt(C)を介
して直流電圧VD(4得るためダイオードコンバータで
ある。ダイオードコンバータ出力端子■。
)はインバータの可変電圧、周波数の出力端子である、
(Dlt)〜(D16)&j:商用を源(R) 、 (
S′)、(rl’を平滑:17−y’ ンt(C)を介
して直流電圧VD(4得るためダイオードコンバータで
ある。ダイオードコンバータ出力端子■。
(N)は、インバータへの共給電流IDCを検出する(
DCCTII−介して、直流を可変電圧9周波数の電源
に変換するインバータ部に接続されている。
DCCTII−介して、直流を可変電圧9周波数の電源
に変換するインバータ部に接続されている。
インバータ部は、トランジスタ(TR1)〜(TRs)
、ダイオード(Dり〜(D6)で構成されており、これ
らの出力は、交流電流検出用の(DCCTl)(DCC
T2)を介し、モータじ)に接続されている。
、ダイオード(Dり〜(D6)で構成されており、これ
らの出力は、交流電流検出用の(DCCTl)(DCC
T2)を介し、モータじ)に接続されている。
制御回路では、運転指令周波数に比例した出力電圧をイ
ンバータから出力するためのV/F制御と、その指令ど
おり電圧周波数IPWM化して出力するPWM制御を行
なっている。又保護回路では、直流電流検出器(DCC
TI)により IDCを検出し、トランジスタ(TR1
)〜(TRs)に何らかの原因で過大な電流が流れた時
、(rRt)〜(TRs)をベース遮断して、(TR1
)〜(TRe) ’i保護している。又コンパレータ1
(CMPI) 、 )ランジスタσRto) 、ダイ
オード(Dlo)はモータ減速時に回生電力を消費する
ための回路であり、vDCがある電圧(vl)以上でト
ランジスタがオン、又ある電圧(v2)以下なるとオフ
してこの間、回生電力は抵抗(RB)で消費する。ダイ
オード(Dto)はトランジスタのサージ電圧保護の目
的ため取付けられている。直流母線(P)、(N)の出
力電圧VDCは、上記の回生電力を抵抗(RB)が消費
し切れなくなりVDCが上昇し、インバータ用のトラン
ジスタが過電圧となり破壊するのを防止する目的で検出
しているこの保護全保護回路で行なっている。この装置
の中で平滑用の電解コンデンサ(C)以外の部品は半導
体から構成されており、その寿命は半永久的であるのに
対し、Cは電解液等化学物質から構成されており、その
寿命には限シがある。−搬に電解コンデンサはアウレニ
ウスのlO度則により寿命が定まり、電解液の温度か周
囲温度、リップル電流による発熱等により10度上昇す
ると寿命が半減する。又寿命はコンデンサ容量が初期の
約30%減すると損失がますます増加して、コンデンサ
の容量が1すます減少して寿命と考えられる。
ンバータから出力するためのV/F制御と、その指令ど
おり電圧周波数IPWM化して出力するPWM制御を行
なっている。又保護回路では、直流電流検出器(DCC
TI)により IDCを検出し、トランジスタ(TR1
)〜(TRs)に何らかの原因で過大な電流が流れた時
、(rRt)〜(TRs)をベース遮断して、(TR1
)〜(TRe) ’i保護している。又コンパレータ1
(CMPI) 、 )ランジスタσRto) 、ダイ
オード(Dlo)はモータ減速時に回生電力を消費する
ための回路であり、vDCがある電圧(vl)以上でト
ランジスタがオン、又ある電圧(v2)以下なるとオフ
してこの間、回生電力は抵抗(RB)で消費する。ダイ
オード(Dto)はトランジスタのサージ電圧保護の目
的ため取付けられている。直流母線(P)、(N)の出
力電圧VDCは、上記の回生電力を抵抗(RB)が消費
し切れなくなりVDCが上昇し、インバータ用のトラン
ジスタが過電圧となり破壊するのを防止する目的で検出
しているこの保護全保護回路で行なっている。この装置
の中で平滑用の電解コンデンサ(C)以外の部品は半導
体から構成されており、その寿命は半永久的であるのに
対し、Cは電解液等化学物質から構成されており、その
寿命には限シがある。−搬に電解コンデンサはアウレニ
ウスのlO度則により寿命が定まり、電解液の温度か周
囲温度、リップル電流による発熱等により10度上昇す
ると寿命が半減する。又寿命はコンデンサ容量が初期の
約30%減すると損失がますます増加して、コンデンサ
の容量が1すます減少して寿命と考えられる。
従来平滑コンデンサの寿命は、運転状況、周囲温度によ
り変化するためその推定が困難であり、数年毎にコンデ
ンサをチエツクして交換せねばならないという問題点が
あった。
り変化するためその推定が困難であり、数年毎にコンデ
ンサをチエツクして交換せねばならないという問題点が
あった。
この発明は、運転中にコンデンサ寿命を推定し、コンデ
ンサ寿命を予測し交換の時期を知らせるインバータ装置
のコンデンサ寿命判定方法に関するものである。
ンサ寿命を予測し交換の時期を知らせるインバータ装置
のコンデンサ寿命判定方法に関するものである。
この発明におけるインバータ装置のコンデンサ交
寿命判定方法は、少なくともA C−、D C南換用の
ダイオードコンバータと、上記コンバータに接続された
コンデンサと、6素子逆導通ブリッヂ回路から成るイン
バータ装置のコンデンサ寿命判定方法において、電動機
の回生を検出する手段を備え、上記検出手段の回生開始
において、コンデンサと上記6素子逆導通ブリッヂ回路
の間を流れる電流の積分を開始し、回生開始点でのダイ
オードコンバータ出力電圧を検出し、さらに、上記積分
時間を停止する機能を備え、上記停止信号出力時に、上
記積分値を、上記積分停止時のダイオードコンバータ電
圧と上記積分開始時のダイオードコンバータ電圧との差
で除算して、上記コンデンサ容量を推定し、このコンデ
ンサ容量と、該コンデンサの容量の初期値との差がある
値以上になった時、上記コンデンサの寿命と判断するよ
うにしたものである。
ダイオードコンバータと、上記コンバータに接続された
コンデンサと、6素子逆導通ブリッヂ回路から成るイン
バータ装置のコンデンサ寿命判定方法において、電動機
の回生を検出する手段を備え、上記検出手段の回生開始
において、コンデンサと上記6素子逆導通ブリッヂ回路
の間を流れる電流の積分を開始し、回生開始点でのダイ
オードコンバータ出力電圧を検出し、さらに、上記積分
時間を停止する機能を備え、上記停止信号出力時に、上
記積分値を、上記積分停止時のダイオードコンバータ電
圧と上記積分開始時のダイオードコンバータ電圧との差
で除算して、上記コンデンサ容量を推定し、このコンデ
ンサ容量と、該コンデンサの容量の初期値との差がある
値以上になった時、上記コンデンサの寿命と判断するよ
うにしたものである。
この発明においては、回生動作開始から所定時間、その
回生電流を積分して保持すると共に、その積分動作開始
時のコンデンサ両端の電圧を保持し、上記積分停止時の
コンデンサ両端の電圧と上記保持したコンデンサ両端の
差を演算した後、上記回生電流の積分値で除算する。
回生電流を積分して保持すると共に、その積分動作開始
時のコンデンサ両端の電圧を保持し、上記積分停止時の
コンデンサ両端の電圧と上記保持したコンデンサ両端の
差を演算した後、上記回生電流の積分値で除算する。
第1図に本発明の実施例を示す。従来の第2図の回路に
第1図を付加したものであり、その部分は省略しである
。
第1図を付加したものであり、その部分は省略しである
。
さて、本発明は、過電流検出用DCCT1と過電圧検出
の電圧を用いこれらの値から、モータが減速時にはモー
タ回生電力により商用電源のピークよりも母線電圧VD
Cが大きくなるためコンバータのダイオードD1t〜D
tsがオフするため、回生暗電流はすべて平滑コンデン
サを充電するように流れ、コンデンサ電圧を上昇させる
原理を用いている。
の電圧を用いこれらの値から、モータが減速時にはモー
タ回生電力により商用電源のピークよりも母線電圧VD
Cが大きくなるためコンバータのダイオードD1t〜D
tsがオフするため、回生暗電流はすべて平滑コンデン
サを充電するように流れ、コンデンサ電圧を上昇させる
原理を用いている。
第3図にコンデンサ充電回路を示す、コンデンサの充電
回路において、コンデンサ充電々流ICとコンデンサ電
圧Fcは ■二±pCdl十痴 (Efcoはコンデンサの初期電圧)(1)ンサ容量C
は C=±hcttt (2) で求めることが出来る。ここで八VtJ@icの充電に
よる電圧上昇分である。本発明はこの(2)式を用いた
演算でコンデンサ容量を推定するものである。
回路において、コンデンサ充電々流ICとコンデンサ電
圧Fcは ■二±pCdl十痴 (Efcoはコンデンサの初期電圧)(1)ンサ容量C
は C=±hcttt (2) で求めることが出来る。ここで八VtJ@icの充電に
よる電圧上昇分である。本発明はこの(2)式を用いた
演算でコンデンサ容量を推定するものである。
次に更に詳しくその動作の説明をする。
IG 1td、 積分’a テ、抵抗(R100) 、
:Iン−t” y +(C100) 。
:Iン−t” y +(C100) 。
アナログスイッチ(Ash)、オペアンプ(oPloo
)で成り立っている。これはInci積分している。積
分区間はアナログスイッチ(ASL)がオフしている区
間であり積分終了後、サンプルホールド(SHE)によ
りその値を保持すると同時に積分回路をアナログスイッ
チ(AS 1)によリセットする。又IDCは、低減フ
ィルり(F’ILTI)により平滑し、零コンノ(レー
タ(COMPIO)を駆動し、IDCが負となった時零
コンパレータ(coMPtO)の出力はHとなりカウン
ター(COUNTl )が動作始める。この零コンバレ
ーp (couplo) O出力VC、!: D ソノ
時oV7c(=VdC1)がサンプルホールド(SRa
)に保持される。又この信号aはRSフリップフロッ
プをセットし、アナログスイッチ(ASl)iオフして
積分器(IGt)の積分を開始させる。次にカウンタ(
COUNTI )が一定時間経過して(9)タイムアツ
プした時又はVDCの電圧力& ル値Vto (Vlo
< Vt) K達し7’c時比較器(COMPII)が
動作して、フリッププロップ(F’FI)t−リセット
し、IDCの積分値をサンプルホールド(SHt)でホ
ールドする。この時のVDCも又ホールド回能5H2)
でホールドする。この時のVDC全Vd C2とすると
、この間の電圧上昇△Vcは△V=γdC2−γdcl
となる。差動アンプ(A1)の出力はこのvlが表われ
る。
)で成り立っている。これはInci積分している。積
分区間はアナログスイッチ(ASL)がオフしている区
間であり積分終了後、サンプルホールド(SHE)によ
りその値を保持すると同時に積分回路をアナログスイッ
チ(AS 1)によリセットする。又IDCは、低減フ
ィルり(F’ILTI)により平滑し、零コンノ(レー
タ(COMPIO)を駆動し、IDCが負となった時零
コンパレータ(coMPtO)の出力はHとなりカウン
ター(COUNTl )が動作始める。この零コンバレ
ーp (couplo) O出力VC、!: D ソノ
時oV7c(=VdC1)がサンプルホールド(SRa
)に保持される。又この信号aはRSフリップフロッ
プをセットし、アナログスイッチ(ASl)iオフして
積分器(IGt)の積分を開始させる。次にカウンタ(
COUNTI )が一定時間経過して(9)タイムアツ
プした時又はVDCの電圧力& ル値Vto (Vlo
< Vt) K達し7’c時比較器(COMPII)が
動作して、フリッププロップ(F’FI)t−リセット
し、IDCの積分値をサンプルホールド(SHt)でホ
ールドする。この時のVDCも又ホールド回能5H2)
でホールドする。この時のVDC全Vd C2とすると
、この間の電圧上昇△Vcは△V=γdC2−γdcl
となる。差動アンプ(A1)の出力はこのvlが表われ
る。
このようにしてサンプルホールド(SHl)の出力と差
動アンプ(Al)の出力を、割算回路(D I V)に
より(2)式の演算を行なうことにより、コンデンサの
容量が測定できb点に表われる。ここで(DCI)〜(
DC3)は微分回路でフリップフロップ(F’F’l)
を正常に動作させるためのものである。又カウンタ(C
OUNTI)は、積分器(IG l)が長時間積分する
ことにより出力が飽和しないような時間tに設定する。
動アンプ(Al)の出力を、割算回路(D I V)に
より(2)式の演算を行なうことにより、コンデンサの
容量が測定できb点に表われる。ここで(DCI)〜(
DC3)は微分回路でフリップフロップ(F’F’l)
を正常に動作させるためのものである。又カウンタ(C
OUNTI)は、積分器(IG l)が長時間積分する
ことにより出力が飽和しないような時間tに設定する。
又、コンパレータ(CMPII)の比較電圧VIOはV
l>VIOに設定されているので、回生電力の処理用ト
ランジスタ(TR+o)がオンする前に、(2)式の演
算を行ない、抵抗(Rn)に流れる電流による誤差全な
くするためのものである。
l>VIOに設定されているので、回生電力の処理用ト
ランジスタ(TR+o)がオンする前に、(2)式の演
算を行ない、抵抗(Rn)に流れる電流による誤差全な
くするためのものである。
平滑コンデンサ(C)’!r新しく交換した時、容量を
測定し、それを記憶し、その後回生運転を行なった時に
、本発明の回路により容量を測定して、その差が約30
%以上になった時、コンデンサ(C) ’に交換すれば
よい。このような動作にマイコンを用いれば簡単に実現
出来る。
測定し、それを記憶し、その後回生運転を行なった時に
、本発明の回路により容量を測定して、その差が約30
%以上になった時、コンデンサ(C) ’に交換すれば
よい。このような動作にマイコンを用いれば簡単に実現
出来る。
以上の実施例ではIDCの正負によυ回生、?J1テを
判別しているが、その他に15日生、カ行の判別には、
インバータに減速信号が入り、減速を開始した時、回生
時には又(R) 、 (S) 、 (r)の交流電圧の
ピーク値よりも、IDCのコンデンサG)への充電によ
り、VDCが大きくなった時、IDCの積分及びVDC
の計測全開始してもよい。
判別しているが、その他に15日生、カ行の判別には、
インバータに減速信号が入り、減速を開始した時、回生
時には又(R) 、 (S) 、 (r)の交流電圧の
ピーク値よりも、IDCのコンデンサG)への充電によ
り、VDCが大きくなった時、IDCの積分及びVDC
の計測全開始してもよい。
又当然本発明はアナログ回路で説明したが、ディジクル
回路又マイクロコンピュータによる演算でも実現が可能
である。
回路又マイクロコンピュータによる演算でも実現が可能
である。
さらにこの発明の説明はV/F’制御のインバータにつ
いて説明したが、ベク)/し制御のような、高応答制御
のインバータについても適用で、きる。
いて説明したが、ベク)/し制御のような、高応答制御
のインバータについても適用で、きる。
以上のように、この発明によればコンデンサ充電々流の
積分値とその時のコンデンサの充電々圧とから、インバ
ータ回生運転中にその容量を測定するようにしたので、
従来の保護用の直流電流検出器の出力電圧検出部を用い
ることができ、装置が安価にでき、コンデンサの寿命が
容易に判定できるという効果がある。
積分値とその時のコンデンサの充電々圧とから、インバ
ータ回生運転中にその容量を測定するようにしたので、
従来の保護用の直流電流検出器の出力電圧検出部を用い
ることができ、装置が安価にでき、コンデンサの寿命が
容易に判定できるという効果がある。
第1図はこの発明の一実施例によるインバータ装置のコ
ンデンサ寿命判定を行う回路を示す回路図、第2図は従
来の電動機駆動用PWMインバータ装置を示すブロック
図、第3図はコンデンサの充電状態を示す図である。 図において、(IG + )は積分器、(A1)は差動
アンプ、(SHt) 〜(SHa) ijf :/ フ
lVホー /l/ l’、(DIV)は割算回路である
。 なお、図中、同一符号は同一、部分を示す。
ンデンサ寿命判定を行う回路を示す回路図、第2図は従
来の電動機駆動用PWMインバータ装置を示すブロック
図、第3図はコンデンサの充電状態を示す図である。 図において、(IG + )は積分器、(A1)は差動
アンプ、(SHt) 〜(SHa) ijf :/ フ
lVホー /l/ l’、(DIV)は割算回路である
。 なお、図中、同一符号は同一、部分を示す。
Claims (1)
- 少なくともAC→DC変換用のダイオードコンバータと
、上記コンバータに接続されたコンデンサと、6素子逆
導通ブリッヂ回路から成るインバータ装置のコンデンサ
寿命判定方法において、電動機の回生を検出する手段を
備え、上記検出手段の回生開始において、コンデンサと
上記6素子逆導通ブリッヂ回路の間を流れる電流の積分
を開始し、回生開始点でのダイオードコンバータ出力電
圧を検出し、さらに、上記積分時間を停止する機能を備
え、上記停止信号出力時に、上記積分値を、上記積分停
止時のダイオードコンバータ電圧と上記積分開始時のダ
イオードコンバータ電圧との差で除算して上記コンデン
サ容量を推定し、このコンデンサ容量と、コンデンサの
容量の初期値との差がある値以上になった時、上記コン
デンサの寿命と判断するインバータ装置のコンデンサ寿
命の判定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63199174A JPH0251365A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | インバータ装置のコンデンサ寿命判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63199174A JPH0251365A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | インバータ装置のコンデンサ寿命判定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0251365A true JPH0251365A (ja) | 1990-02-21 |
Family
ID=16403381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63199174A Pending JPH0251365A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | インバータ装置のコンデンサ寿命判定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0251365A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010511876A (ja) * | 2006-12-08 | 2010-04-15 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | キャパシタンス測定による変換器のコンデンサの経年劣化の監視 |
JP2012205391A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Toshiba Schneider Inverter Corp | インバータ装置及び平滑コンデンサの容量推定方法 |
US20160266189A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | Fanuc Corporation | Life determination device for dc capacitor connected to dc side of rectifier |
US11031882B2 (en) | 2017-05-26 | 2021-06-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Modular multilevel converter having capacitor degradation determination |
-
1988
- 1988-08-10 JP JP63199174A patent/JPH0251365A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2016167948A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | ファナック株式会社 | 順変換器の直流側に接続される直流コンデンサの寿命判定装置 |
US10564210B2 (en) | 2015-03-10 | 2020-02-18 | Fanuc Corporation | Life determination device for dc capacitor connected to DC side of rectifier |
US11031882B2 (en) | 2017-05-26 | 2021-06-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Modular multilevel converter having capacitor degradation determination |
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