JPWO2013183118A1 - 電動機制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1による電動機制御装置の構成を示すブロック図である。図1では、主回路コンデンサの寿命推定を行う構成が電動機制御装置の一般的な構成の一部を利用する形で示されている。
図1において、コンバータ回路1は、ダイオードブリッジで構成される三相全波整流回路であり、交流入力端は、挿入した系統インピーダンス(リアクトル)2を介して系統電源3に接続され、直流出力端は、正極母線Pおよび負極母線Nに接続される。つまり、コンバータ回路1は、挿入した系統インピーダンス2を介して入力される系統電源3の三相交流電圧を三相全波整流してリプル成分を含む直流電圧へ変換し、それを正極母線Pと負極母線Nとの間に出力する。
Tx=Ta+ΔTx=Ta+IR 2×R×β …(1)
なお、式(1)において、Taは主回路コンデンサ4の周囲温度である。ΔTxは周囲温度からの温度上昇である。IRは主回路コンデンサ4に流れるリプル電流である。Rは主回路コンデンサ4の等価直列抵抗である。βは主回路コンデンサ4の放熱係数である。
L=L0×[2^{(T0-TX)/10}]×(V0/VX)K …(2)
IR=POUT×√{(k1×fSW)2+(ZS×k2)2} …(3)
なお、係数k1は、キャリアリプル電流補正係数である。係数k2は、系統リプル電流補正係数である。
LN=LNー1+(Δt×k3)/3600 …(4)
なお、式(4)において、Δtは寿命劣化演算周期[秒]である。k3は式(5)により求められる寿命係数である。
k3=[2^{(T0-TX)/10}]×(V0/VX)K …(5)
LN≒L0
となった場合に、プリアラーム25を生成し、表示器22に表示させる。
図3は、本発明の実施の形態2による電動機制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図3では、図1(実施の形態1)に示した構成要素と同一ないし同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態2に関わる部分を中心に説明する。
LR=(L0−LN)×[2^{(T0-TX)/10}]×(V0/VX)K …(6)
LR≦LE−TL
となった場合に、期待寿命推定部26に設定された主回路コンデンサ4の期待寿命時間LEを満足できないと判断し、電力軽減指示28をインバータ制御部7bに出力する。
2 系統インピーダンス
3 系統電源
4 平滑コンデンサ(主回路コンデンサ)
5 スイッチング回路
6 駆動回路
7a,7b インバータ制御部
9 電動機
10 電流センサ
11 電流演算部
12 運転速度設定部
13 キャリア周波数設定部
14 電圧検出部
15 系統インピーダンス設定部
16 コンデンサリプル電流推定部
17 リプル電流算出データ記憶部
18 周囲温度センサ
19a,19b コンデンサ寿命推定部
20 コンデンサ寿命データ記憶部
21a,21b コンデンサ寿命判定部
22 表示部
26 期待寿命設定部
27 稼動時間積算部
Claims (2)
- 挿入される系統インピーダンスを介して入力される系統電源の交流電力を全波整流により直流電力へ変換し正極と負極の直流母線間に出力するコンバータ回路と、前記正極と負極の直流母線間の母線電圧をそれに含まれるリプル成分を取り除いて平滑し安定化させる主回路コンデンサと、前記主回路コンデンサが安定化形成する母線電圧を制御信号に従ってスイッチングして交流電圧へ変換し電動機を駆動する交流電力を生成するインバータ部と、検出された前記電動機への出力電流と、設定された運転速度指令およびキャリア周波数とに基づき、前記インバータ部のスイッチング動作を規定する前記制御信号を生成するインバータ制御部とを備える電動機制御装置において、
前記主回路コンデンサに印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部にて検出された直流電圧と前記検出された前記電動機への出力電流と前記設定されたキャリア周波数とに基づき前記電動機への出力電力を演算する前記インバータ制御部と、
前記挿入される系統インピーダンスを設定する系統インピーダンス設定部と、
リプル電流算出データを記憶する第1の記憶部と、
前記系統インピーダンス設定部に設定された系統インピーダンスと前記インバータ制御部にて算出された出力電力と前記設定されたキャリア周波数と予め前記第1の記憶部に用意したリプル電流算出データとに基づき前記主回路コンデンサのリプル電流を推定するコンデンサリプル電流推定部と、
前記主回路コンデンサの周囲温度を検出する周囲温度センサと、
コンデンサ寿命データを記憶する第2の記憶部と、
前記電圧検出部にて検出された直流電圧と前記周囲温度センサにて検出されて前記主回路コンデンサの周囲温度と予め前記第2の記憶部に用意したコンデンサ寿命データとに基づき、前記主回路コンデンサの内部温度を推定し、推定した内部温度を用いて前記主回路コンデンサの寿命時間を推定し、推定した内部温度および寿命時間を用いてコンデンサ寿命積算時間とコンデンサ寿命消費率とを算出し、前記第2の記憶部に蓄積することを寿命演算周期毎に繰り返すコンデンサ寿命推定部と、
前記コンデンサ寿命推定部が推定したコンデンサ寿命積算時間と前記第2の記憶部にコンデンサ寿命データとして記憶されている基本寿命時間とを比較し、両者がほぼ等しいときプリアラームを生成するコンデンサ寿命判定部と、
少なくとも、前記コンデンサ寿命判定部が生成するプリアラームを表示する表示部と
を備えたことを特徴とする電動機制御装置。 - 前記電圧検出部にて検出された直流電圧と前記周囲温度センサにて検出されて前記主回路コンデンサの周囲温度と前記第2の記憶部に記憶されるコンデンサ寿命データとに基づき、前記主回路コンデンサの内部温度を推定し、推定した内部温度を用いて前記主回路コンデンサの残寿命時間を推定算出する前記コンデンサ寿命推定部と、
前記主回路コンデンサの期待寿命時間を設定する期待寿命設定部と、
当該電動機制御装置の稼動時間を積算する稼動時間積算部と、
前記期待寿命設定部に設定された前記主回路コンデンサの期待寿命時間と前記稼動時間積算部が積算した当該電動機制御装置の稼動時間との差分を求め、その求めた差分と前記コンデンサ寿命推定部にて推定された前記主回路コンデンサの残寿命時間とを比較し、前記主回路コンデンサの寿命時間が残寿命時間を満足できないと判定すると電力軽減指示を出力する前記コンデンサ寿命判定部と、
前記コンデンサ寿命判定部から前記電力軽減指示が入力されたとき、前記インバータ部へ出力する前記制御信号を、前記電動機への出力電力を減少させる制御信号に切り換える前記インバータ制御部と
を更に備えていることを特徴とする請求項1に記載の電動機制御装置。
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