JPS6331478A - インバ−タの故障診断装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は直流電力を交流電力に変換するインバータの故
障釜ＦＪｉ装置に関する。

（従来の技術） 交流モータをインバータにより可変速駆動することは広
く行なわれている。例えば、冷凍サイクルのコンプレッ
サを駆動する、いわゆるコンプレッサモータをその都度
の冷凍負荷に応じてインバータにより最適の回転速度と
なるように制御する方式などがそれである。これを第７
図により概説する。

第７図において、図示していない冷凍サイクルのコンプ
レッサ（Ｃ）２はコンプレツナモータとしての交流電動
１ｆｆ（Ｍ）３により駆動される。交流電初殿３は、交
流電源４から供給される電力により整流器５およびイン
バータ６を介して可変速駆動される。整流器５！３よび
インバータ６の間を結ぶ直流回路７にはコンデンサ８が
分路に接続されている。

インバータ６は図示していない制御ＨＥにより、冷凍負
荷に応じて交流型、ｆｌＩ′ｇ％３を可変速駆動すべく
、出力周波数および出力電圧が制御される。

このようなインバータ装置において、インバータ６もし
くは交流電動例３に故障、例えば部分的な短絡故障や断
線故障ないし開放故障が生ずると、結果的に直流回路７
に過電流が流れる。そこで直流回路７の電流Ｉ。０すな
わらインバータ６の入力電流を分流器１０および電流検
出回路１１によって検出し、その大小を故障検出回路１
２で監視し、予め定めた故障判断基準に従って故障か否
かの判断を行い、故障と判断すると故障信号を出力して
インバータ６を遮断すると共に故障表示器１３を作動さ
せる。

以上の故障を操作員が確認づ゛る場合は、装置を再始動
操作してみる。円滑な再始動を行えば故障検出装置の誤
動作もしくは故障原因解消としてそのまま運転を継続し
、始動失敗すなわち、過電流検出によりインバータ６が
再び遮断動作したときは自動的に２〜３分程度の休止時
間の後に再々始紡指令を出して以上の過程を繰返し、こ
のようにして例えば再始動動作を３回繰返しても始動し
ないときは最終的に故障と判断して故障表示器１３に対
して故障信号を送出する。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の故障検出手段においては、インバータ６もしくは
その負荷回路に同らかのｉｌｌ陣、ザなわら、短絡もし
くは部分的断線などの故障が発生したことは分かるが、
その故障内容、例えばインバータ６の構成素子の短絡破
壊なのか開放破壊なのが、交流″セ初改３の断線なのか
、ロックなのか、といった内容までは分からない。さら
に、従来装置においては、特に再現不能の故障の場合、
故障内容の確認まで多くの時間を要するという欠点があ
った。

したがって本発明は、故障発生時に故障内容を自動的に
短時間に特定できる手段を協えたインバータの故１１’
！診断装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の故障診断装置は、チェックモード指令により始
動し、インバータに対し各素子ごと、および各相ごと、
正負側ごとの少なくとも１種のオン信号を故障チェック
信号として送出するチェックモード指令手段と、前記イ
ンバータの入力側電流を検出σる電流検出手段と、前記
チェックモード指令手段からの故障チェック信号と前記
電流検出手段の出力信号とに基づいて前記インバータの
故障内容を判別する故障判別手段とを具備したことを特
徴とする。　　゛ （作　用） 本発明によれば、インバータを構成するスイッチング素
子に、個々に、あるいは一定のグループごとに、予め定
めたプログラムに従って順次、オン指令を与えたとぎに
、インパーク入力側に電流が流れたか否かの情報と、ど
のスイッチング素子にオン指令を与えたのかの情報との
組合せに塁づいてインパークの故障内容を容易に特定す
ることができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すものである。

主回路の構成は第７図に示したものと同一である。

ただし、インバータ６はパワートランジスタから成って
いるものとする。通常運転時、インバータ６は通常デー
タ指令手段１２からの運転指令によりベースドライブ回
路１３を介してオンオフ駆動される。この通常運転は通
常運転指令をモード判別手段１４を介して通常データ指
令手段１２へ与えることにより行なわれる。装置故障時
は図示していない保護装置によりインバータ６の遮断が
行なわれる。

故障診断はチェックモード指令をモード判別手段１４を
介してチェックモード指令手段１５に与えることにより
行なわれる。チェックモード指令手段１５は後述のごと
く故障診断のための種々の態様のパルス状の素子駆動指
令を予め定められたプログラムに従って送出し、ベース
ドライブ回路１３を介してインバータ６の該当素子にオ
ン指令を与える。このとき直流回路７に流れる電流を分
流器１０Ｊ′３よび電流検出回路１１によって検出し、
その検出出力とチェックモード指令手段１５の指令内容
とを基にして故障判別手段１６により故障の有無および
故障素子などを判別する。この判別結果は表示部１７に
表示される。

次に、第１図の装置により行なわれる故障診断動作の具
体例について説明する。

ここではインバータ６として、第３図に示すように６個
のパワートランジスタＧ１．Ｇ２．・・・・・・Ｇ６を
三相ブリッジ型に結線して成るインバータを想定する。

また、電流Ｉ。０に対応する電流検出回路１１の検出出
力を符号Ｚで表すものとする。

さて、前述のごとく保護装置の動作によりインバータ６
の遮断が行なわれた後、チェックモード指令を出すこと
により故障詮所が開始される。以下の一連の動作を第２
図に従って説明する。まず、確認の意味で通常運転指令
を発しくステップ２１）、本当に異常状態にあるのか否
かを確認する（ステップ２２）。異常があればインバー
タ６を停止させ（ステップ２３）、異常表示を行う（ス
テップ２４）。この後、真のチェックモードに入る。グ
ーニックモード指令ありをＴ１１＝して（ステップ２５
）、インバータ６を構成する各アームの素子番号を１か
ら順に指定して（ステップ２６゜３１〉個々の素子に順
にオン指令を与え（ステップ２７．３１）、短絡故障の
診断サイクルを実行する。このオン指令のタイムチャー
トを第４図に示す。各瞬間は単一の素子にしかオン指令
を与えないので、各素子が正常であるとすれば直流回路
７７１−なりら分流器１０に電流１．。が流れることは
ない。この電流の有無を見て（ステップ２８）、電流無
しであれば正常と判断し、未試験素子の有無を確認しく
ステップ３０）、Ｎ＝６となるまで繰返す。ステップ２
８で電流信号Ｚが検出されたときは、オン指令を与えた
素子と同じ相に配置さ机ている素子が短絡故障を起こし
ているものと判断し、その旨の表示を行い（ステップ２
つ）、前述のステップ３０へ准む。第４図には、Ｎ＝２
すなわち素子Ｇ２をオン４３作させたときに電流信号Ｚ
が生ずる場合が例示されているが、これはＧ　（２＋３
）すなわち素子Ｇ５が短絡故障を起こした場合に相当す
る。

以上のテストがすむとステップ３２へと進み、開放故障
の診断サイクルに入る。まず、Ｎ＝１、Ｍ＝４を初］ｆ
Ｊ設定し、第５図に示すように、素子Ｇ１およびＧ４す
なわち第１の相の正負両側にある一対の素子にオン指令
を与える（ステップ３３）。この場合、当該一対の素子
が正常もしくは短絡故障であれば電流Ｔ。０が流れ、電
流信号Ｚが生ずるはずであり、開放故障があれば電流信
号Ｚが零のままであることから、開放故障を起こしてい
ることを知ることができる。そこでステップ３３に次い
で電流信号Ｚの検出を行い（ステップ３４）、電流信号
Ｚが検出されれば正常として次の素子対のテストに移り
（ステップ３５，３６゜３３．３／ｌ）、電流信号Ｚが
検出されなければ、それは少なくと５一方の素子が開放
故障を生じているものと判断してその旨の表示を行い（
ステップ３７）、ステップ３５へと進む。このようにし
てＮ＝３、Ｍ＝６までのテストを終えると開放故障の診
断サイクルを終える。第５図には素子Ｇ２、Ｇ５にオン
指令を与えたとき電流信号Ｚが生じない場合、すなわち
素子Ｇ２、Ｇ５の少なくとも一方に開放１々障を生じて
いる場合が例示されている。

第２図のフローチャートでは、以上述べた短絡故障およ
び開放故障の両診断サイクルをちって一連の診断サイク
ルを終了づ°る。

ｉｖｉ障診断の態様は上記以外にもあり得る。例えば、
第６図に承りように、直流回路側から見て正側グループ
の素子Ｇ１．Ｇ２．Ｇ３に同時にオン指令を与えた後、
負側グループの索子Ｇ／ｌ、Ｇ５゜Ｇ６に同時にオン指
令を与え、その都度の電流１３号７を監視する。この過
程で電流信号Ｚが検出されることにより、オン指令を与
えた側とは反対側のグループの３素子のうち、少なくと
も一つに短絡１夕陣を生じていることを知ることができ
る。第６図では、正側の素子Ｇ１．Ｇ２．Ｇ３にオン指
令を与えたときに′Ｊｒ５流信号Ｚが生じており、この
ことから負側の索子Ｇ／１．Ｇ５．Ｇ６のうらの少なく
とも一つが短絡故障していることを知ることができる。

この実施例は、インバータ６を構成する６個の素子Ｇ１
〜Ｇ６を一つの構造体としてモールドしているような場
合において、短絡故障を生じていることが分かればよく
、それがどの素子かを特定する必要が無い場合に適用す
ることができる。

以上の故障診断テストにおいて故障が発見されなかった
場合は、インバータ６以外に故障を生じていることを推
定することができる。例えば交流電動数３やリード線接
続部の断線（開ｒｌｌ＞や短絡である。これらは周知の
診断方法に従って別途行なわれる。

本発明の故障診断の多くはコンピュータのソフトウェア
によって実施することができ、正確かつ短時間に能率よ
く遂行することができる。もちろん、アナログ装置によ
って実現してもよい。

インバータ６はトランジスタによって構成するものに限
られることはなく、他のスイッチング素子、例えばザイ
リスタによって構成するものであってもＪ：い。三相ブ
リッジ型以外の結線のもので必ってもよい。

また、インバータ６の負荷もコンプレッサモータ以外の
一般的な交流負荷であってよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、故障発生時に開放故障か短絡故障かを
区別し、また、どの部分の素子故障かを区別し、短時間
に能率的に識別し得るインバータの故障診断装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の装置の動作例を示すフローチャート、第３図は
第１図におけるインバータの具体例と電流信号の検出回
路を示す結線図、第４図、第５図、第６図は異なる故障
診断サイクルのオン指令と電流信号の例を示すタイムチ
ャート、第７図は公知のインバータ装置および１々障検
出装置のブロック図である。 ６・・・インバータ、７・・・直流回路、１０・・・分
流器、１１・・・電流検出回路、１３・・・ベースドラ
イブ回路、１４・・・モード判別手段、１５・・・チェ
ックデータ指令手段、１６・・・故障判別手段、１７・
・・表示部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 チェックモード指令により始動し、インバータに対し各
   素子ごと、および各相ごと、正負側ごとの少なくとも１
   種のオン信号を故障チェック信号として送出するチェッ
   クモード指令手段と、前記インバータの入力側電流を検
   出する電流検出手段と、 前記チェックモード指令手段からの故障チェック信号と
   前記電流検出手段の出力信号とに基づいて前記インバー
   タの故障内容を判別する故障判別手段と を具備したことを特徴とするインバータの故障診断装置
   。