JPWO2017212585A1 - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

モータ制御装置１００は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路２と、整流回路２から出力された直流電圧を交流電圧に変換してモータ６へ印加するインバータ回路４とを備える。モータ制御装置１００は、整流回路２とインバータ回路４との直流母線２０に接続され、平滑コンデンサ３とスイッチ７とで構成される複数の直列回路と、スイッチ７を制御する制御回路８とを備える。制御回路８は、整流回路２またはインバータ回路４に通電した時間の通電累積時間が一定時間以上であり、かつ、前記モータ制御装置の内部で一定値以上の温度が検出された時間を累積した温度累積時間が一定時間以上であるとき、スイッチ７のオンオフ状態を切り替えることを特徴とする。

Description

本発明は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、整流回路から出力された直流電圧を交流電圧に変換してモータへ印加するインバータ回路とを備えたモータ制御装置に関する。

従来のモータ制御装置は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、整流回路から出力された直流電圧を交流電圧に変換してモータへ印加するインバータ回路と、整流回路とインバータ部との間に配置され整流回路の出力電圧を平滑する複数の平滑コンデンサとを備える。インバータ回路を構成する複数のトランジスタモジュールがスイッチングすることによりモータが駆動される。

整流回路とインバータ回路は、正極側直流母線および負極側直流母線を介して接続される。平滑コンデンサの一端は、正極側直流母線に接続され、平滑コンデンサの他端は、負極側直流母線に接続される。

平滑コンデンサは、通電時間が累積されるほど劣化が進む部品であり、一般的にその寿命の目安は１０年である。平滑コンデンサが劣化した場合、モータ制御装置全体を修理に出して平滑コンデンサを交換しなければならないため、モータ制御装置全体の寿命も１０年となる。従ってモータ制御装置全体を長寿命化させるには、コンデンサの寿命を延ばす必要がある。

特許文献１に示すモータ制御装置では、平滑コンデンサとスイッチとで構成される直列回路が正極側直流母線と負極側直流母線との間に接続されている。特許文献１に示すモータ制御装置は、モータ制御装置の使用期間を計測し、使用期間が一定期間を超え、かつ、モータ制御装置の周囲の温度が一定温度以上であるとき、スイッチを制御することにより、直流母線から平滑コンデンサを切り離して平滑コンデンサへの通電を抑制することで、平滑コンデンサの劣化の進行を抑えている。

特開２０１４−１０３７０３号公報

しかしながら特許文献１に代表される従来のモータ制御装置では、有寿命部品である平滑コンデンサが劣化して寿命に達した場合、平滑コンデンサを交換するためにモータ制御装置全体を修理に出さなければならない。そのためモータ制御装置のメンテナンスサイクルを延ばす抜本的な改良が望まれていた。また従来のモータ制御装置には平滑コンデンサ以外にも回生抵抗または回生スイッチといった有寿命部品が直流母線に接続される場合があり、これらの有寿命部品が劣化して寿命に達した場合にもモータ制御装置全体を修理に出さなければならず、モータ制御装置のメンテナンスサイクルを延ばす抜本的な改良が望まれていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、メンテナンスサイクルを延ばすことができるモータ制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のモータ制御装置は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、整流回路から出力された直流電圧を交流電圧に変換してモータへ印加するインバータ回路とを備える。モータ制御装置は、整流回路とインバータ回路との直流母線に接続され、直流母線に供給される電力を制御するための制御部品とスイッチとで構成される複数の直列回路と、スイッチを制御する制御回路とを備える。制御回路は、整流回路またはインバータ回路に通電した時間を累積した通電累積時間が一定時間以上であり、かつ、前記モータ制御装置の内部で一定値以上の温度が検出された時間を累積した温度累積時間が一定時間以上であるとき、複数の直列回路のそれぞれのスイッチの内、オン状態にあったスイッチをオフにし、複数の直列回路のそれぞれのスイッチの内、オフ状態にあったスイッチをオンにすることを特徴とする。

本発明によれば、メンテナンスサイクルを延ばすことができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の構成例を示す図 図１に示す制御回路のハードウェア構成を示す図 図１に示すモータ制御装置の動作を示す第１のフローチャート 本発明の実施の形態１に係るモータ制御装置に対する比較例を示す図 図１に示すモータ制御装置の動作を示す第２のフローチャート 本発明の実施の形態２に係るモータ制御装置の構成例を示す図 図６に示すモータ制御装置の動作を示す第１のフローチャート 図６に示すモータ制御装置の動作を示す第２のフローチャート

以下に、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の構成例を示す図である。図２は図１に示す制御回路のハードウェア構成を示す図である。

モータ制御装置１００は、三相交流電源１から印加される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路２と、整流回路２から出力された直流電圧を交流電圧に変換してモータ６へ印加するインバータ回路４とを備える。モータ６は三相誘導モータまたは三相同期モータである。

整流回路２はダイオードブリッジによる全波整流回路である。整流回路２およびインバータ回路４は直流母線２０を介して相互に接続される。

インバータ回路４は、６つのスイッチング素子で構成される。正極側直流母線２１側に配置された３つのスイッチング素子は上アームスイッチング素子群を構成し、負極側直流母線２２側に配置された３つのスイッチング素子は下アームスイッチング素子群を構成する。上アームスイッチング素子群と下アームスイッチング素子群との接続端にはモータ６が接続される。

インバータ回路４を構成する６つのスイッチング素子は、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＣＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）、またはＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）といった半導体スイッチである。

またモータ制御装置１００は、直流母線２０に印加される電圧の値を検出する電圧検出器１１と、インバータ回路４とモータ６との間に流れる交流電流の値を検出する電流検出器５とを備える。またモータ制御装置１００は、直流母線２０に供給される電力を制御するための制御部品である複数の平滑コンデンサ３と、複数の平滑コンデンサ３のそれぞれに直列に接続された複数のスイッチ７とを備える。またモータ制御装置１００は、インバータ回路４および複数のスイッチ７を制御する制御回路８を備える。図１に示す整流回路２、インバータ回路４、複数の平滑コンデンサ３、複数のスイッチ７および制御回路８は、モータ制御装置１００の筐体１０１に内蔵される。

平滑コンデンサ３は整流回路２から出力された電圧を平滑するために設けられる。複数の平滑コンデンサ３と複数のスイッチ７とで構成される複数の直列回路は、整流回路２とインバータ回路４との間に配置される。スイッチ７の一端は正極側直流母線２１に接続される。スイッチ７の他端は平滑コンデンサ３の一端に接続される。平滑コンデンサ３の他端は、負極側直流母線２２に接続される。

制御回路８は、信号生成部８１を備えると共に、信号生成部８１で生成された制御信号を基にインバータ回路４のスイッチ素子を駆動するインバータ駆動部とスイッチ７を駆動するスイッチ駆動部とを備える。図１ではインバータ駆動部およびスイッチ駆動部の図示を省略している。

図２に示すように信号生成部８１は、入出力部８１ａ、メモリ８１ｂ、およびプロセッサ８１ｃを含み、入出力部８１ａ、メモリ８１ｂ、およびプロセッサ８１ｃはデータバス８１ｄで相互に接続されている。

入出力部８１ａは、メモリ８１ｂが外部の機器から送信される情報を記憶すると共にプロセッサ８１ｃが外部の機器との間で情報を送受信するためのインターフェース回路である。本実施の形態では、図１に示す電流検出器５で検出された電流検出値と、電圧検出器１１で検出された電圧検出値と、外部から送信される図示しない速度指令とが入出力部８１ａに入力される。

また入出力部８１ａは、プロセッサ８１ｃで生成されたＰＷＭ信号をインバータ回路４へ出力すると共に、プロセッサ８１ｃで生成されたスイッチ制御信号をスイッチ７へ出力する。

メモリ８１ｂの種類としては、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）を例示できる。

メモリ８１ｂは、プロセッサ８１ｃ用のプログラムを記憶し、また入出力部８１ａを介して入力された電流検出値と電圧検出値とを一時的に記憶する。さらにメモリ８１ｂは、プロセッサ８１ｃで演算された通電累積時間を記憶する。この通電累積時間は、整流回路２またはインバータ回路４における通電時間を累積した時間である。

具体的には、電流検出値を用いて通電累積時間を演算する場合、プロセッサ８１ｃは、メモリ８１ｂに記憶された電流検出値が一定値以上である時間を累積し、累積した時間を通電累積時間としてメモリ８１ｂに記憶させる。電圧検出値を用いて通電累積時間を演算する場合、プロセッサ８１ｃは、メモリ８１ｂに記憶された電圧検出値が一定値以上である時間を累積し、累積した時間を通電累積時間としてメモリ８１ｂに記憶させる。

プロセッサ８１ｃはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）といったプロセッサである。プロセッサ８１ｃはＰＷＭ信号生成部８１ｃ１およびスイッチ信号生成部８１ｃ２を有する。メモリ８１ｂに格納されたプロセッサ８１ｃ用のプログラムをプロセッサ８１ｃが実行することにより、ＰＷＭ信号生成部８１ｃ１およびスイッチ信号生成部８１ｃ２が実現される。

ＰＷＭ信号生成部８１ｃ１は、電流検出値、電圧検出値および速度指令に基づいて、インバータ回路４を構成する６つの複数のスイッチング素子を駆動するためのパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）信号を生成する。

スイッチ信号生成部８１ｃ２は、メモリ８１ｂに記憶された通電累積時間が一定時間以上となった後にモータ制御装置１００が再起動されたとき、複数のスイッチ７のオンオフ状態を切り替えるスイッチ制御信号を出力する。

一定時間は、平滑コンデンサ３の寿命に相当する時間であり、モータ６の定格出力、モータ６の運転時間、およびモータ制御装置１００の設置環境を考慮して求められ、予め信号生成部８１のスイッチ信号生成部８１ｃ２に設定される。

以下にモータ制御装置１００の動作を説明する。

図３は図１に示すモータ制御装置の動作を示す第１のフローチャートである。三相交流電源１から出力される交流電圧は整流回路２で全波整流される。全波整流された電圧の脈流成分は、平滑コンデンサ３で平滑化されて一定電圧となり、母線電圧としてインバータ回路４に印加される。このように整流回路２またはインバータ回路４が動作するとき、信号生成部８１では整流回路２またはインバータ回路４に通電した通電累積時間が記憶される（Ｓ１）。

Ｓ２において、信号生成部８１のスイッチ信号生成部８１ｃ２は、通電累積時間が一定時間以上であるか否かを判断する。

通電累積時間が一定時間未満のとき（Ｓ２，Ｎｏ）、スイッチ信号生成部８１ｃ２ではＳ２の判定動作が繰り返される。

通電累積時間が一定時間以上のとき（Ｓ２，Ｙｅｓ）、スイッチ信号生成部８１ｃ２はモータ制御装置１００の電源が再投入されたか否かを判断する（Ｓ３）。

モータ制御装置１００の電源が再投入されていないとき（Ｓ３，Ｎｏ）、信号生成部８１ではＳ１からＳ３の動作が繰り返される。

モータ制御装置１００の電源が再投入されたとき（Ｓ３，Ｙｅｓ）、信号生成部８１は複数のスイッチ７のオンオフ状態を切り替える（Ｓ４）。

Ｓ２からＳ４の動作を具体例で説明する。通電累積時間が一定時間以上になるまでは図１に示す複数のスイッチ７の内、左から１番目のスイッチ７がオンであり、他のスイッチ７は全てオフであると仮定する。通電累積時間が一定時間以上となったとき、スイッチ信号生成部８１ｃ２は、直ちに複数のスイッチ７を制御せずに、通電累積時間が一定時間以上になったことを示す超過情報をメモリ８１ｂに記憶させる。

その後、モータ制御装置１００が再起動されたとき、スイッチ信号生成部８１ｃ２は、超過情報がメモリ８１ｂに記憶されているか否かを確認し、超過情報が記憶されている場合には、左から１番目のスイッチ７をオフに制御する。さらにスイッチ信号生成部８１ｃ２は、左から２番目のスイッチ７をオンにする。これにより、左から１番目の平滑コンデンサ３と直流母線２０との接続が解除され、左から２番目の平滑コンデンサ３と直流母線２０とが接続される。

左から２番目の平滑コンデンサ３は左から１番目の平滑コンデンサ３ほど劣化していない。そのため左から１番目の平滑コンデンサ３が寿命に達しても、左から２番目の平滑コンデンサ３を利用してモータ制御装置１００の運転を継続することができる。従って、平滑コンデンサ３を交換するためにモータ制御装置１００全体を修理に出す必要がなく、モータ制御装置１００のメンテナンスサイクルを延ばすことができる。

このように制御回路８は、通電累積時間が一定時間以上のとき、複数の直列回路のそれぞれのスイッチ７の内、整流回路２またはインバータ回路４に通電されているときにオン状態にあったスイッチ７をオフにする。また制御回路８は、通電累積時間が一定時間以上のとき、複数の直列回路のそれぞれのスイッチ７の内、整流回路２またはインバータ回路４に通電されてないときにオフ状態にあったスイッチ７をオンにする。

なお、オンにしたスイッチ７の数はオフにしたスイッチ７の数と等しいものとする。具体例で説明すると、整流回路２またはインバータ回路４に通電されているときにオン状態にあったスイッチ７が２つであり、オフ状態にあった他のスイッチ７が４つであると仮定する。このような構成において、制御回路８は、通電累積時間が一定時間以上のとき、複数の直列回路のそれぞれのスイッチ７の内、整流回路２またはインバータ回路４に通電されているときにオン状態にあった２つのスイッチ７をオフにする。また制御回路８は、通電累積時間が一定時間以上のとき、複数の直列回路のそれぞれのスイッチ７の内、整流回路２またはインバータ回路４に通電されてないときにオフ状態にあった４つのスイッチ７の内の２つをオンにする。

また、オフ状態にあった複数のスイッチ７がオン制御される順番は特に限定されるものではなく、上記の動作例のように左側から順にオン制御されてもよいし、右側から順にオン制御されてもよい。このスイッチ７をオン制御する順は予めスイッチ信号生成部８１ｃ２に設定されているものとする。

図４は本発明の実施の形態１に係るモータ制御装置に対する比較例を示す図である。図４に示すモータ制御装置１００ａは実施の形態１のモータ制御装置１００と以下の点が異なる。
（１）実施の形態１の複数のスイッチ７が用いられていないこと。
（２）実施の形態１の複数の平滑コンデンサ３の代わりに１つの平滑コンデンサ３ａが用いられていること。

平滑コンデンサ３ａの一端は正極側直流母線２１に接続され、平滑コンデンサ３ａの他端は負極側直流母線２２に接続される。モータ制御装置１００ａでは、１つの平滑コンデンサ３ａが用いられているため、平滑コンデンサ３ａが劣化して寿命に達した場合、平滑コンデンサ３ａを交換するためにモータ制御装置１００ａ全体を修理に出さなければならない。

実施の形態１によれば、複数の平滑コンデンサ３の内、一部の平滑コンデンサ３が劣化して寿命に達した場合、寿命に達した平滑コンデンサ３を直流母線２０から切り離し、寿命に達していない平滑コンデンサ３を直流母線２０に接続することができる。このように実施の形態１では、複数のスイッチ７のオンオフ状態を切り替えることにより、寿命に達した平滑コンデンサ３を直流母線２０から切り離すと共に、寿命に達していない平滑コンデンサ３を直流母線２０へ接続することを自動的に行うことができる。そのため、一部の平滑コンデンサ３が寿命に達した場合でも、モータ制御装置１００全体を修理に出すことなく運転を継続できる。従って比較例に比べてモータ制御装置１００のメンテナンスサイクルを延ばすことができる。

以下に実施の形態１の変形例を説明する。

図５は図１に示すモータ制御装置の動作を示す第２のフローチャートである。モータ制御装置１００は、モータ制御装置１００内の温度を検出する温度検出器を備え、信号生成部８１は、通電累積時間を記憶すると共に、温度検出器で検出された温度検出値を記憶する。さらに信号生成部８１は、記憶した温度検出値が一定値以上である時間を累積し、温度累積時間として記憶する（Ｓ１０）。

Ｓ１１において信号生成部８１のスイッチ信号生成部８１ｃ２は、通電累積時間が一定時間以上であるか否かを判断する。

通電累積時間が一定時間未満のとき（Ｓ１１，Ｎｏ）、スイッチ信号生成部８１ｃ２ではＳ１１の判定動作が繰り返される。

通電累積時間が一定時間以上のとき（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、スイッチ信号生成部８１ｃ２は温度累積時間が一定時間以上であるか否かを判断する（Ｓ１２）。なお温度累積時間と比較される一定時間は、通電累積時間と比較される一定時間よりも小さいものとする。

温度累積時間が一定時間未満のとき（Ｓ１２，Ｎｏ）、制御回路８ではＳ１０からＳ１２の動作が繰り返される。

温度累積時間が一定時間以上のとき（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、スイッチ信号生成部８１ｃ２はモータ制御装置１００の電源が再投入されたか否かを判断する（Ｓ１３）。

モータ制御装置１００の電源が再投入されていないとき（Ｓ１３，Ｎｏ）、制御回路８ではＳ１０からＳ１３の動作が繰り返される。

モータ制御装置１００の電源が再投入されたとき（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、制御回路８は複数のスイッチ７のオンオフ状態を切り替える（Ｓ１４）。

図５の動作例によれば、通電累積時間が一定時間以上の場合でもモータ６が定格出力より低い出力で駆動されることが多いとき、整流回路２およびインバータ回路４で発生する熱も相対的に低い値となる。そのためモータ制御装置１００の内部温度が低くなる。一般的に平滑コンデンサ３の寿命は、アレニウスの法則に従ってコンデンサ温度が１０度低くなると、寿命が２倍になることが知られている。従って平滑コンデンサ３の温度が１０度以上低い場合には、平滑コンデンサ３の寿命を２倍以上に延ばすことができる可能性がある。通電累積時間を算出する際に用いられた内部温度が仮に６０℃である場合、温度検出器で検出された温度が６０℃よりも低くなる時間が長くなるほど温度累積時間が短くなり、平滑コンデンサ３の寿命が長くなる。図５の動作例のように通電累積時間だけでなく温度累積時間を考慮することにより、平滑コンデンサ３の寿命を適切に判別でき、モータ制御装置１００のメンテナンスサイクルをより一層延ばすことができる。

なお実施の形態１では、４つのスイッチ７と４つの平滑コンデンサ３を用いた例を示すがスイッチ７および平滑コンデンサ３の数はこれらに限定されず、スイッチ７および平滑コンデンサ３のそれぞれが２つ以上であればよい。

また実施の形態１ではモータ制御装置１００の筐体１０１の内部に複数の平滑コンデンサ３を設けた例を説明したが、平滑コンデンサ３は、筐体１０１の外部に設けたものでもよい。平滑コンデンサ３が筐体１０１の外部に設けられている場合、これらの平滑コンデンサ３が筐体１０１の内部の熱により劣化することを抑制できるため、筐体１０１の内部に設けられている場合に比べて、より一層メンテナンスサイクルを延ばすことができる。また平滑コンデンサ３の交換が容易になりメンテナンス性が向上する。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２に係るモータ制御装置の構成例を示す図である。実施の形態２のモータ制御装置１００−２は、モータ６を駆動する交流電力を出力する構成に加えて、モータ６の減速時に回生される電力を回生抵抗１０で消費させる抵抗回生方式の構成を追加したものである。実施の形態２のモータ制御装置１００−２は実施の形態１のモータ制御装置１００と以下の点が異なる。
（１）複数の平滑コンデンサ３の代わりに複数の回生抵抗１０が用いられていること。
（２）平滑コンデンサ３−２が設けられていること。
（３）回生スイッチであるスイッチングトランジスタ９が設けられていること。
（４）インバータ回路４の代わりにインバータ回路４−２が用いられていること。
（５）制御回路８の代わりに制御回路８−２が用いられていること。
（６）信号生成部８１の代わりに信号生成部８１−２が用いられていること。

インバータ回路４−２は、モータ６の力行時には整流回路２から出力された直流電力を交流電力に変換してモータ６へ出力し、モータ６の減速時にはモータ６から回生される交流電力を直流電力に変換する直流母線２０へ出力する電力変換手段である。

直流母線２０に供給される電力を制御するための制御部品である複数の回生抵抗１０はそれぞれが回生電力を消費させるために設けられる。

平滑コンデンサ３−２は、一端が正極側直流母線２１に接続され、他端が負極側直流母線２２に接続される。平滑コンデンサ３−２は整流回路２から出力された電圧を平滑するために設けられる。

スイッチ７とスイッチ７に直列に接続された回生抵抗１０とで構成される複数の直列回路は、整流回路２とインバータ回路４−２との間に配置される。スイッチ７の一端はスイッチングトランジスタ９のベースに接続される。スイッチングトランジスタ９のコレクタは正極側直流母線２１に接続される。スイッチ７の他端は回生抵抗１０の一端に接続される。回生抵抗１０の他端は負極側直流母線２２に接続される。

スイッチングトランジスタ９は、ベースが制御回路８−２に接続され、制御回路８−２から出力される制御信号により制御される。具体的には、回生電力が発生して直流母線２０に印加された電圧が一定値まで上昇すると、制御回路８−２がスイッチングトランジスタ９をオン制御するための制御信号を生成する。これによりスイッチングトランジスタ９が作動し、回生電力が回生抵抗１０により消費される。

図７は図６に示すモータ制御装置の動作を示す第１のフローチャートである。図７では通電累積時間と電流累積時間を用いてスイッチ７を制御する例を説明する。

制御回路８−２は、通電累積時間を記憶すると共に、電流検出器５で検出された電流検出値を記憶する。さらに制御回路８−２は、記憶した電流検出値が一定値以上である時間を累積し、電流累積時間として記憶する（Ｓ２０）。電流累積時間は、換言すると直流母線２０に一定値以上の電流が流れた時間の累積値である。

Ｓ２１において信号生成部８１−２のスイッチ信号生成部８１ｃ２は、通電累積時間が一定時間以上であるか否かを判断する。

通電累積時間が一定時間未満のとき（Ｓ２１，Ｎｏ）、信号生成部８１−２のスイッチ信号生成部８１ｃ２ではＳ２０の判定動作が繰り返される。

通電累積時間が一定時間以上のとき（Ｓ２１，Ｙｅｓ）、信号生成部８１−２のスイッチ信号生成部８１ｃ２は電流累積時間が一定時間以上であるか否かを判断する（Ｓ２２）。なお電流累積時間と比較される一定時間は、通電累積時間と比較される一定時間よりも小さいものとする。

電流累積時間が一定時間未満のとき（Ｓ２２，Ｎｏ）、制御回路８−２ではＳ２０からＳ２２の動作が繰り返される。

電流累積時間が一定時間以上のとき（Ｓ２２，Ｙｅｓ）、信号生成部８１−２のスイッチ信号生成部８１ｃ２はモータ制御装置１００−２の電源が再投入されたか否かを判断する（Ｓ２３）。

モータ制御装置１００−２の電源が再投入されていないとき（Ｓ２３，Ｎｏ）、制御回路８−２ではＳ２０からＳ２３の動作が繰り返される。

モータ制御装置１００−２の電源が再投入されたとき（Ｓ２３，Ｙｅｓ）、制御回路８−２は複数のスイッチ７のオンオフ状態を切り替える（Ｓ２４）。

通電累積時間が長くなるほどモータ６の回生動作の機会は多くなるが、回生抵抗１０に懸かる負担は回生電力の消費量に依存するところが大きい。図７の動作例では電流累積時間を考慮することにより、回生抵抗１０の寿命を適切に判別でき、モータ制御装置１００−２のメンテナンスサイクルをより一層延ばすことができる。

図８は図６に示すモータ制御装置の動作を示す第２のフローチャートである。図８では通電累積時間と電圧累積時間を用いてスイッチ７を制御する例を説明する。

制御回路８−２は、通電累積時間を記憶すると共に、電圧検出器１１で検出された電圧検出値を記憶する。さらに制御回路８−２は、記憶した電圧検出値が一定値以上である時間を累積し、電圧累積時間として記憶する（Ｓ３０）。電圧累積時間は、換言すると直流母線２０に一定値以上の電圧が印加された時間の累積値である。

Ｓ３１において信号生成部８１−２のスイッチ信号生成部８１ｃ２は、通電累積時間が一定時間以上であるか否かを判断する。

通電累積時間が一定時間未満のとき（Ｓ３１，Ｎｏ）、信号生成部８１−２のスイッチ信号生成部８１ｃ２ではＳ３０の判定動作が繰り返される。

通電累積時間が一定時間以上のとき（Ｓ３１，Ｙｅｓ）、信号生成部８１−２のスイッチ信号生成部８１ｃ２は電圧累積時間が一定時間以上であるか否かを判断する（Ｓ３２）。なお電圧累積時間と比較される一定時間は、通電累積時間と比較される一定時間よりも小さいものとする。

電圧累積時間が一定時間未満のとき（Ｓ３２，Ｎｏ）、制御回路８−２ではＳ３０からＳ３２の動作が繰り返される。

電圧累積時間が一定時間以上のとき（Ｓ３２，Ｙｅｓ）、信号生成部８１−２のスイッチ信号生成部８１ｃ２はモータ制御装置１００−２の電源が再投入されたか否かを判断する（Ｓ３３）。

モータ制御装置１００−２の電源が再投入されていないとき（Ｓ３３，Ｎｏ）、制御回路８−２ではＳ３０からＳ３３の動作が繰り返される。

モータ制御装置１００−２の電源が再投入されたとき（Ｓ３３，Ｙｅｓ）、制御回路８−２は複数のスイッチ７のオンオフ状態を切り替える（Ｓ３４）。

通電累積時間が長くなるほどモータ６の回生動作の機会は多くなるが、回生抵抗１０に懸かる負担は回生電力の消費量に依存するところが大きい。図８の動作例では電圧累積時間を考慮することにより、回生抵抗１０の寿命を適切に判別でき、モータ制御装置１００−２のメンテナンスサイクルをより一層延ばすことができる。

実施の形態２ではスイッチングトランジスタ９の一例としてバイポーラトランジスタを用いているが、スイッチングトランジスタ９はこれに限定されずＭＯＳＦＥＴまたはＦＥＴでもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 三相交流電源、２ 整流回路、３，３−２，３ａ 平滑コンデンサ、４，４−２ インバータ回路、５ 電流検出器、６ モータ、７ スイッチ、８，８−２ 制御回路、８１，８１−２ 信号生成部、８１ａ 入出力部、８１ｂ メモリ、８１ｃ プロセッサ、８１ｃ１ ＰＷＭ信号生成部、８１ｃ２ スイッチ信号生成部、８１ｄ データバス、９ スイッチングトランジスタ、１０ 回生抵抗、１１ 電圧検出器、２０ 直流母線、２１ 正極側直流母線、２２ 負極側直流母線、１００，１００−２，１００ａ モータ制御装置、１０１ 筐体。

Claims (4)

1. 交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
   前記整流回路から出力された前記直流電圧を交流電圧に変換してモータへ印加するインバータ回路と、
   前記整流回路とインバータ回路との直流母線に接続され、前記直流母線に供給される電力を制御するための制御部品とスイッチとで構成される複数の直列回路と、
   前記スイッチを制御する制御回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、前記整流回路または前記インバータ回路に通電した時間を累積した通電累積時間が一定時間以上であり、かつ、前記モータ制御装置の内部で一定値以上の温度が検出された時間を累積した温度累積時間が一定時間以上であるとき、前記複数の直列回路のそれぞれのスイッチの内、オン状態にあったスイッチをオフにし、前記複数の直列回路のそれぞれのスイッチの内、オフ状態にあったスイッチをオンにすることを特徴とするモータ制御装置。
2. 交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
   前記整流回路から出力された前記直流電圧を交流電圧に変換してモータへ印加するインバータ回路と、
   前記整流回路とインバータ回路との直流母線に接続され、前記直流母線に供給される電力を制御するための制御部品とスイッチとで構成される複数の直列回路と、
   前記スイッチを制御する制御回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、前記整流回路または前記インバータ回路に通電した時間を累積した通電累積時間が一定時間以上であり、かつ、前記直流母線に一定値以上の電流が流れた時間を累積した電流累積時間が一定時間以上であるとき、前記複数の直列回路のそれぞれのスイッチの内、オン状態にあったスイッチをオフにし、前記複数の直列回路のそれぞれのスイッチの内、オフ状態にあったスイッチをオンにすることを特徴とするモータ制御装置。
3. 交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
   前記整流回路から出力された前記直流電圧を交流電圧に変換してモータへ印加するインバータ回路と、
   前記整流回路とインバータ回路との直流母線に接続され、前記直流母線に供給される電力を制御するための制御部品とスイッチとで構成される複数の直列回路と、
   前記スイッチを制御する制御回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、前記整流回路または前記インバータ回路に通電した時間を累積した通電累積時間が一定時間以上、かつ、前記直流母線に一定値以上の電圧が印加された時間を累積した電圧累積時間が一定時間以上であるとき、前記複数の直列回路のそれぞれのスイッチの内、オン状態にあったスイッチをオフにし、前記複数の直列回路のそれぞれのスイッチの内、オフ状態にあったスイッチをオンにすることを特徴とするモータ制御装置。
4. 前記整流回路、前記インバータ回路および前記制御回路を内蔵する筐体を備え、
   前記複数の直列回路を構成する前記制御部品は、前記筐体の外部に配置されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のモータ制御装置。

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