KR101810638B1 - Motor controlling device and Method for detecting an insulation degradation in a Motor - Google Patents
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Abstract
부트스트랩 회로를 가지는 모터 제어장치에 있어서도, 용이하게 절연저항을 검출할수 있으며, 복수의 모터의 절연열화의 상태를 개별적으로 정확히 파악한다.
검출 동작 제어부는 모터(M1)의 절연저항의 검출 지시를 수신했을 때에는 차단기(130)을 열고, 검출 대상이 되는 모터(M1)이 접속되는 인버터회로(140-1)의 분리 스위치(148-1)를 닫는 하는 한편, 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로 이외의 모든 인버터회로(140-2)의 분리 스위치(148-2)를 열고, 검출스위치(155)를 닫아 절연저항검출용 전류경로를 형성하며, 검출대상이 되는 모터(M1)이 접속되는 인버터회로(140-1)의 제1구동회로(145)에는 A%의 듀티비의 PWM신호를 출력하여 인버터회로(140-1)의 암 회로(150A)-(150C)의 일방의 트랜지스터(TR1)-(TR3)를 온 상태로 하고 타방의 트랜지스터(TR4)-(TR6)를 오프 상태로 하며, 이후 인버터회로(140-1)의 제2구동회로(147)에는 상기 PWM신호의 HI, LOW를 동일 타이밍에 반전시킨 100-A%의 듀티비의 PWM신호를 출력하여 암 회로(150A)~(150C)의 일방의 트랜지스터(TR1)-(TR3)를 오프 상태로 하고 타방의 트랜지스터(TR4)-(TR6)를 온 상태로 하는 스위칭 동작을 반복시킨다. 절연저항검출부는 저항기(160)의 단자간 전압을 이용하여 검출대상이 되는 모터(M1)의 절연저항(R1i)를 검출한다.Even in the motor control apparatus having the bootstrap circuit, the insulation resistance can be easily detected, and the states of the insulation deterioration of the plurality of motors can be grasped individually and accurately.
The detection operation control section opens the breaker 130 when the detection instruction of the insulation resistance of the motor M1 is received and sets the release switch 148-1 of the inverter circuit 140-1 to which the detection target motor M1 is connected While disconnecting the isolation switch 148-2 of all the inverter circuits 140-2 other than the inverter circuit to which the motor to be detected is connected and closing the detection switch 155, And outputs a PWM signal having a duty ratio of A% to the first drive circuit 145 of the inverter circuit 140-1 to which the motor M1 to be detected is connected, One of the transistors TR1 to TR3 of the arm circuits 150A to 150C is turned on and the other of the transistors TR4 to TR6 is turned off, The second driving circuit 147 outputs a PWM signal having a duty ratio of 100-A% in which the HI and LOW of the PWM signal are inverted at the same timing to output the PWM signals to the arm circuits 150A to 150C, Of one transistor (TR1) - in the off-state (TR3) and the other transistor (TR4) - then repeat the switching operation for the (TR6) in the on state. The insulation resistance detection unit detects the insulation resistance R1i of the motor M1 to be detected by using the inter-terminal voltage of the resistor 160. [
Description
본 발명은 모터의 절연 열화 검출 기능을 구비한 모터 제어 장치 및 모터의 절연 열화 검출 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control apparatus having an insulation deterioration detecting function of a motor and a method of detecting an insulation deterioration of a motor.
일반적으로 서보모터는 모터 제어장치에 접속되고, 모터 제어 장치 내에 설치된 PWM인버터에 의해 구동된다. 서보모터는 공작기계를 시작으로 하는 생산 설비로 널리 이용된다. 공작기계 중에는 절삭액을 공급하면서 작업물(work)을 가공하는 기계가 있다. 절삭액을 이용한 기계에서는 절삭액이 서보모터에 부착하며, 부착한 절삭액이 서보모터의 내부에 침입하여 서보모터의 절연을 점차 열화 시킨다.Generally, a servo motor is connected to a motor control device and driven by a PWM inverter provided in the motor control device. Servo motors are widely used as production equipment starting from machine tools. Machine tools include machining a workpiece while supplying cutting fluid. In a machine using a cutting fluid, the cutting fluid adheres to the servo motor, and the attached cutting fluid enters the servo motor and gradually deteriorates the insulation of the servo motor.
서보모터의 절연이 열화되면, 서보모터 내의 권선과 그라운드간의 절연 저항이 작아지고, 최종적으로는 권선과 그라운드가 전기적으로 연결되어 접지된다. 접지가 발생하면, 누전 차단기(breaker)를 트립(trip)시키거나, 모터 제어 장치를 손상시키거나 하여 시스템 다운을 발생시킨다. 시스템 다운의 발생은 공장의 생산 라인을 강제적으로 정지시키기 때문에 공장에서의 생산에 큰 손실을 준다.When the insulation of the servo motor deteriorates, the insulation resistance between the windings and the ground in the servo motor becomes small. Finally, the windings and the ground are electrically connected and grounded. If grounding occurs, it trips the earth leakage breaker or damages the motor control device, resulting in system down. The occurrence of a system down will force the production line of the plant to be shut down, resulting in a large loss in factory production.
종래, 예방 보전의 관점에서, 접지되기 전에 서보모터의 절연 열화를 쉽게 검출할수 있는 장치를 요망하는 소리가 있었다. 특히 많은 서보모터를 사용하고 있는 다축의 공작 기계를 사용하는 공장에서는 서보모터의 절연 열화를 개별적으로 검출할 수 있는 장치가 갈망(요청) 되고 있다. Conventionally, from the viewpoint of preventive maintenance, there has been a demand for a device capable of easily detecting insulation deterioration of the servo motor before being grounded. Especially, in a factory using a multi-axis machine tool using many servomotors, a device capable of individually detecting the deterioration of the insulation of the servomotor is desired.
서보모터의 절연 열화를 검출하는 종래의 방법으로서, 대표적으로는 하기의 3개 방법이 있다.As a conventional method of detecting the insulation deterioration of the servo motor, there are typically the following three methods.
(1) 전기 절연 저항계를 사용한 방법(1) Method using electric insulation resistance meter
이 방법은 서보모터의 권선과 그라운드의 절연 저항을 전기 절연 저항계에서 값으로 읽는 방법이다. This method is to read the insulation resistance of the windings of the servo motor and the ground in the electric insulation resistance meter.
(2) PWM인버터의 전로(電路)와 그라운드간의 전압을 이용한 방법(2) Method using the voltage between the inverter and the ground
이 방법은 하기 특허문헌1에 기재되어 있는 발명을 사용한 것이다. 단적으로 말하면, PWM인버터의 양극 및 음극, 또는 어떤 하나의 극과 그라운드간에 콘덴서와 저항기를 직렬접속한 회로를 접속하여, 저항기의 양단의 전압을 검출하는 것에 의해, 절연 저항을 연산하는 방법이다. This method uses the invention described in Patent Document 1 below. Simply stated, this is a method of calculating the insulation resistance by connecting a circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series between an anode and a cathode of a PWM inverter, or between a certain pole and a ground, and detecting a voltage at both ends of the resistor.
(3) 비급전상태의 PWM인버터의 전로와 그라운드간의 전압을 이용한 방법(3) Method using voltage between converter and ground of PWM inverter in nonpowered state
이 방법은 하기 특허문헌2에 기재되어 있는 발명을 이용한 것이다. 단적으로 말하면, 차단기를 통해 전원에 접속하는 PWM인버터의 음극과 그라운드간에 저항기와 스위치를 접속하고, 차단기를 열린 상태로 하고, 스위치를 닫아, PWM인버터의 양극의 반도체 스위치를 도통 상태로 하며, 저항기의 양단의 전압을 검출하는 것에 의해 절연저항을 연산하는 방법이다. 이 방법은 PWM인버터에 전원을 접속하지 않는 상태에서 절연 저항을 연산하는 점이 다르다. This method uses the invention described in Patent Document 2 below. Simply put, the resistor and the switch are connected between the negative pole of the PWM inverter connected to the power source through the breaker and the ground, the breaker is opened, the switch is closed, the semiconductor switch of the positive polarity of the PWM inverter is made conductive, And the voltage at both ends is detected to calculate the insulation resistance. This method differs from the PWM inverter in that it calculates the insulation resistance without connecting the power supply to the PWM inverter.
그러나 서보모터의 절연 열화를 검출하는 종래의 방법에는 다음과 같은 문제가 있다. However, the conventional method of detecting the insulation deterioration of the servo motor has the following problems.
(1)의 방법을 채용하는 경우, 절연 저항을 검출하기 위해서는 서보모터와 모터 제어장치를 연결하는 배선을 떼어내고, 서보모터의 권선과 그라운드간에 절연 저항계를 접속하는 작업이 필요하다. 절연저항을 검출하기 위해 작업 공정 수가 너무 많아 예방 보전적으로서는 현실적이지 않다.In the case of employing the method (1), in order to detect the insulation resistance, it is necessary to disconnect the wiring connecting the servo motor and the motor control device and connect the insulation resistance system between the windings of the servo motor and the ground. The number of work processes to detect the insulation resistance is too large to be practical for preventive maintenance.
(2)의 방법을 채용하는 경우, (1)의 방법과 같이 공작 기계의 분해 필요가 없는 PWM인버터의 전원을 통하여 콘덴서와 저항기를 직렬 접속한 회로에 누전된 전류가 흐르기 때문에 정확한 절연저항을 연산할 수 없다. When the method (2) is adopted, a short circuit current flows in a circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series through the power supply of the PWM inverter, which does not require decomposition of the machine tool, as in the method (1) Can not.
(3)의 방법을 채용하는 경우, 차단기로 전원과 PWM인버터를 분리하기 때문에, (2)의 방법과 같은 문제는 존재하지 않는다. 그러나 PWM인버터가 부트스트랩(bootstrap) 회로를 채용하는 경우에는 하기와 같은 이유로 이 방법은 적용할 수 없다. In the case of employing the method (3), since the power supply and the PWM inverter are separated by the circuit breaker, there is no problem similar to the method (2). However, if the PWM inverter employs a bootstrap circuit, this method can not be applied for the following reasons.
도 6의 인버터 회로에서 나타내듯이 부트스트랩 회로는 콘덴서(15)를 양극(16)측의 트랜지스터(17)의 전원으로 이용하는 회로이다. 부트스트랩 회로는 PWM인버터(10)의 음극(11)측에 설치된 전원(12)에 다이오드(13), 저항기(14), 콘덴서(15)를 접속하여 구성한다. 음극(11)측의 트랜지스터(18)의 온, 오프에 의해, 음극(11)측의 전원(12)으로부터 저항기(14), 다이오드(13)를 통하여 콘덴서(15)가 충전된다. 따라서 콘덴서(15)가 양극(16)측의 트랜지스터(17)의 전원이 된다. 이 때문에 양극(16)측의 트랜지스터(17)를 상시 온으로 하는 것이 불가능하며, PWM인버터(10)가 부트스트랩 회로를 채용하는 경우에는 절연 저항의 검출이 불가능하다. As shown in the inverter circuit of Fig. 6, the bootstrap circuit is a circuit that uses the
특히, 많은 서보모터를 이용하고 있는 다축의 공작 기계에서는 도 6과 같은 인버터 회로가 각 서보모터에 대하여 개별적으로 설치되며, 모든 인버터 회로가 병렬로 접속된다. 이 경우에는 각각의 서보모터의 절연저항을 검출할 수 있는 것이 소망되나, 상기의 이유에서, 각각의 서보모터의 절연저항을 검출하는 것이 불가능하다. In particular, in a multi-axis machine tool using many servomotors, inverter circuits as shown in Fig. 6 are individually provided for each servo motor, and all inverter circuits are connected in parallel. In this case, it is desired that the insulation resistance of each servo motor can be detected. However, for the above reasons, it is impossible to detect the insulation resistance of each servo motor.
본 발명은 상기와 같은 절연 열화를 검출하는 종래의 방법의 문제점을 해소하기 위해 창안된 것이며, 부트스트랩 회로를 가지는 모터 제어장치에 있어서도, 쉽게 절연 저항을 검출할 수 있으며, 복수의 모터의 절연열화의 상태를 개별적으로 정확히 파악할 수 있는 모터 제어 장치 및 모터의 절연 열화 검출 방법의 제공을 목적으로 한다. The present invention was conceived to solve the problems of the conventional method of detecting the insulation deterioration as described above. Even in the motor control apparatus having the bootstrap circuit, the insulation resistance can be easily detected, And a method of detecting the deterioration of the motor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모터 제어 장치는 차단기, 복수의 인버터 회로, 검출 스위치, 저항기, 검출 동작 제어부, 절연 저항 검출부를 포함한다. 각 인버터 회로는 스위칭부, 제1구동회로, 제2구동회로, 분리 스위치를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a motor control apparatus including a circuit breaker, a plurality of inverter circuits, a detection switch, a resistor, a detection operation control unit, and an insulation resistance detection unit. Each inverter circuit includes a switching unit, a first driving circuit, a second driving circuit, and a separation switch.
차단기는 평활콘덴서를 구비한 정류회로와 교류전원간의 접속을 차단한다. 복수의 인버터 회로는 평활 콘덴서와 병렬로 접속되며 복수의 모터의 각각을 개별적으로 구동한다.The circuit breaker disconnects the connection between the rectifier circuit with smoothing capacitor and the AC power supply. The plurality of inverter circuits are connected in parallel with the smoothing capacitor and drive each of the plurality of motors individually.
각 인버터 회로가 가지는 스위칭부는 한 쌍의 반도체 스위치를 직렬로 접속하고 한 쌍의 반도체 스위치 간의 접속 라인을 모터의 권선에 접속한 암 회로를 복수 병렬로 접속하며 복수의 암 회로를 평활 콘덴서에 병렬로 접속한다.The switching section of each inverter circuit has a pair of semiconductor switches connected in series, a plurality of arm circuits each having a connection line between a pair of semiconductor switches connected to the windings of the motor, and a plurality of arm circuits connected in parallel to the smoothing capacitor .
각 인버터 회로가 가지는 제1구동 회로는 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치 중에서 부트스트랩 회로를 가지는 한 반도체 스위치를 구동한다. 각 인버터 회로가 가지는 제2구동 회로는 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치 중에서 다른 반도체 스위치를 구동한다.The first drive circuit of each inverter circuit drives a semiconductor switch having a bootstrap circuit among a pair of semiconductor switches of the arm circuit. The second drive circuit of each inverter circuit drives another semiconductor switch among the pair of semiconductor switches of the arm circuit.
각 인버터 회로가 가지는 분리 스위치는 부트스트랩 회로에의 통전을 차단하고 제1구동회로와 제2구동회로를 분리한다.The isolation switch of each inverter circuit interrupts the power supply to the bootstrap circuit and separates the first drive circuit and the second drive circuit.
검출 스위치는 평활 콘덴서로부터 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로의 암 회로의 반도체 스위치, 모터의 권선, 그라운드를 통하여 평활 콘덴서에 이르는 절연저항 검출용 전류 경로를 형성한다. 저항기는 평활 콘덴서와 그라운드간의 절연 저항 검출용 전류 경로 내에 설치되며 검출 스위치와 직렬로 접속한다.The detection switch forms a current path for insulation resistance detection from the smoothing capacitor to the smoothing capacitor through the semiconductor switch of the arm circuit of the inverter circuit to which the detection target motor is connected, the windings of the motor, and the ground. The resistor is installed in the current path for detecting the insulation resistance between the smoothing capacitor and ground, and is connected in series with the detection switch.
검출 동작 제어부는 모터의 절연저항의 검출 지시를 수신한 때에는 차단기를 열고, 검출 대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로의 분리 스위치를 닫는 한편, 검출 대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로 이외의 모든 인버터 회로의 분리 스위치를 열고, 검출 스위치를 닫아 절연저항검출용 전류 경로를 형성하고, 검출 대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로의 제1구동 회로에는 A%의 듀티비의 PWM신호를 출력하여 해당 인버터 회로의 스위칭부의 적어도 하나의 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치의 일방을 온 상태로 하고 타방을 오프 상태로 하며, 이후에 인버터 회로의 제2구동회로에는 PWM신호의 HI, LOW을 동일한 타이밍에 반전시킨 100-A%의 듀티비의 PWM신호를 출력하여 상기 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치의 일방을 오프 상태로 하고 타방을 온 상태로 하는 스위칭동작을 반복시킨다. 절연저항검출부는 저항기의 단자간 전압을 이용하여 검출대상이 되는 모터의 절연저항을 검출한다. When the detection operation control section receives the detection instruction of the insulation resistance of the motor, the detection operation control section closes the breaker, closes the isolation switch of the inverter circuit to which the motor to be detected is connected and all the inverters other than the inverter circuit Circuit of the inverter is closed and the detection switch is closed to form a current path for insulation resistance detection and a PWM signal having a duty ratio of A% is output to the first drive circuit of the inverter circuit to which the detection target motor is connected, One of the pair of semiconductor switches of the at least one arm circuit of the switching unit of the circuit is turned on and the other is turned off and then HI and LOW of the PWM signal are inverted at the same timing in the second driving circuit of the inverter circuit A PWM signal having a duty ratio of 100-A% is output to turn off one of the pair of semiconductor switches of the arm circuit and turn on the other The switching operation is repeated. The insulation resistance detecting unit detects the insulation resistance of the motor to be detected by using the inter-terminal voltage of the resistor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 모터의 절연 열화 검출방법은 차단기, 복수의 인버터 회로, 검출 스위치, 저항기, 검출동작 제어부, 절연저항검출부를 포함하며, 각 인버터회로가 스위칭부, 제1구동회로, 제2구동회로, 분리 스위치를 포함하는 모터 제어장치에 있어 모터의 절연 열화 검출 방법이다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of detecting insulation deterioration of a motor including a circuit breaker, a plurality of inverter circuits, a detection switch, a resistor, a detection operation control unit, and an insulation resistance detection unit, The first driving circuit, the second driving circuit, and the isolation switch.
모터의 절연 열화 검출 방법은 모터의 절연 저항의 검출 지시를 수신하는 단계와, 차단기에 의해 정류회로와 교류전원의 접속을 차단하며, 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로의 분리 스위치를 닫고 제1구동회로와 제2구동회로를 접속하는 한편, 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로 이외의 모든 인버터회로의 분리 스위치를 열고 부트스트랩 회로에의 통전을 차단하는 동시에 제1구동회로와 제2구동회로를 분리하며, 검출 스위치에 의해 절연 저항 검출용 전류 경로를 형성하는 단계와, 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로의 제1구동회로에는 A%의 듀티비의 PWM신호를 출력하며 해당 인버터 회로의 스위칭부의 적어도 하나의 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치의 일방을 온 상태로 하고 타방을 오프 상태로 하며, 이후에 상기 인버터 회로의 제2구동회로에는 상기 PWM신호의 HI, LOW를 동일 타이밍에 반전시킨 100-A%의 듀티비의 PWM신호를 출력하여 상기 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치의 일방을 오프 상태로 하고 타방을 온 상태로 하는 스위칭 동작을 반복시켜서 절연저항 검출용 전류 경로 내에 검출 전류를 흐르는 단계와, 검출 전류가 저항기로 흐르는 것으로 생성되는 저항기의 전압을 검출하는 단계와, 검출된 전압의 크기로부터 검출대상이 되는 모터의 절연저항을 검출하는 단계를 포함한다.A method for detecting an insulation deterioration of a motor, comprising the steps of: receiving an instruction to detect insulation resistance of a motor; closing a connection between a rectifier circuit and an AC power source by a circuit breaker; closing a separation switch of an inverter circuit One drive circuit and the second drive circuit are connected to each other, and a switch for disconnecting all inverter circuits other than the inverter circuit to which the motor to be detected is connected is opened to cut off energization to the bootstrap circuit, A step of forming a current path for insulation resistance detection by a detection switch, a step of outputting a PWM signal having a duty ratio of A% to a first drive circuit of an inverter circuit to which a motor to be detected is connected, One of the pair of semiconductor switches of at least one arm circuit of the switching unit of the inverter circuit is turned on and the other is turned off, A PWM signal having a duty ratio of 100-A%, in which HI and LOW of the PWM signal are inverted at the same timing, is outputted to the second driving circuit of the inverter circuit to turn off one of the pair of semiconductor switches of the arm circuit Detecting a voltage of a resistor which is generated by flowing a detection current to a resistor, detecting from the magnitude of the detected voltage, detecting a voltage of the resistor, And detecting an insulation resistance of the target motor.
본 발명의 실시 예에 의하면, 부트스트랩 회로를 가지는 모터 제어 장치에 있어서도 용이하게 절연저항을 검출할 수 있으며, 복수의 모터의 절연 열화의 상태를 개별적으로 정확히 파악할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, it is possible to easily detect the insulation resistance even in a motor control apparatus having a bootstrap circuit, and it is possible to grasp the states of insulation deterioration of a plurality of motors individually and accurately.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 암 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 모터 제어장치의 절연저항검출시의 동작 순서도이다.
도 4는 도 3의 동작 순서도의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 3의 동작 순서도의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6은 인버터 회로에 설치되는 부트스트랩 회로의 구체적인 회로 구성을 나타내는 도이다.1 is a configuration diagram of a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the operation of the arm circuit shown in FIG. 1. FIG.
Fig. 3 is a flowchart showing the operation of the motor control apparatus shown in Fig. 1 at the time of detecting insulation resistance.
4 is a diagram for explaining the operation of the operation flow chart of Fig.
5 is a view for explaining the operation of the operation flow chart of Fig.
6 is a diagram showing a specific circuit configuration of a bootstrap circuit installed in an inverter circuit;
이하에, 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어장치 및 모터의 절연 열화 검출 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a motor control apparatus and a method for detecting insulation deterioration of a motor according to an embodiment of the present invention will be described.
[모터 제어장치의 구성][Configuration of Motor Control Device]
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어장치의 구성도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어장치(100)는 2대의 모터(M1), (M2)를 구동할 수 있으며, 2대의 모터(M1), (M2)의 절연저항을 개별적으로 검출할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어장치를 이용하여 모터(M1), (M2)의 절연 저항을 검출하는 경우에는 검출의 대상이 되는 모터의 배선을 떼어낼 필요 없고, 전원으로부터의 누전되는 전류의 영향을 받지 않는다. 또한 하기와 같이 2축으로 구성되는 모터 제어장치가 부트스트랩 회로를 구비한다고 해도, 2개의 모터의 절연저항을 개별적으로 정확히 검출할 수 있다. 1 is a configuration diagram of a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the
본 실시 예에서 예시한 모터는 삼상 교류모터이며, 모터(M1)는 성상 접속된 R상의 권선(W1r), S상의 권선(W1s), T상의 권선(W1t)를 가진다. 모터(M1)가 구동되고 있을 때에는 예를 들면 권선(W1r), (W1s), (W1t)에 전기각(electrical angle)으로 120°위상을 비켜놓은 전류가 흐른다. 또한 모터(M1)의 절연저항(R1i)은 등가회로로서 권선(W1r), (W1s), (W1t)의 중성점(neutral point)과 그라운드(Ground)간의 절연을 나타내는 저항으로서 기재한다. 절연저항(R1i)의 저항치가 사전에 정해진 일정 값 이하가 되면 모터(M1)의 절연이 열화하고 있다고 판단할 수 있다. The motor exemplified in this embodiment is a three-phase AC motor. The motor M1 has an R-phase winding W1r, an S-phase winding W1s and a T-phase winding W1t. When the motor M1 is being driven, for example, a current deviating by 120 degrees in electrical angle from the windings W1r, W1s, and W1t flows at an electrical angle. The insulation resistance R1i of the motor M1 is described as a resistance which indicates insulation between the neutral point of the windings W1r, W1s and W1t and the ground as an equivalent circuit. It can be determined that the insulation of the motor M1 is deteriorated when the resistance value of the insulation resistance R1i becomes a predetermined constant value or less.
동일하게 모터(M2)는 성상 접속된 R상의 권선(W2r), S상의 권선(W2s), T상의 권선(W2t)를 가진다. 모터(M2)가 구동하고 있을 때에는 모터(M1)과 동일하게 예를들면 권선(W2r), (W2s), (W2t)에 전기각으로 120°위상을 비켜놓은 전류가 흐른다. 또한 모터(M2)의 절연저항(R2i)의 저항치가 사전에 정해진 일정치 이하가 되면 모터(M2)의 절연이 열화하고 있다고 판단할 수 있다. Similarly, the motor M2 has the R-phase winding W2r, the S-phase winding W2s, and the T-phase winding W2t. When the motor M2 is driven, a current that deviates the phase of the electric current by 120 degrees, for example, flows through the windings W2r, W2s, and W2t in the same manner as the motor M1. It can be determined that the insulation of the motor M2 is deteriorated when the resistance value of the insulation resistance R2i of the motor M2 becomes a predetermined value or less.
모터제어장치(100)는 평활 콘덴서(C)를 구비한 정류회로(110)와 교류전원(삼상)(120)간의 접속을 차단하는 차단기(130)을 포함한다. The
정류회로(110)는 도면에 도시된 것 같이, 브릿지 접속한 6개의 다이오드(D1)~(D6)를 가지며, 6개의 다이오드(D1)~(D6)는 교류전원(120)으로부터 흐르는 교류전류를 전파정류한다. 6개의 다이오드(D1)~(D6)에 의해 전파정류된 직류전류는 평활 콘덴서(C)에 의해 평활화되며, 전파정류 후의 직류전류의 리플(ripple)이 저감된다. The
차단기(130)는 모터(M1) 또는 모터(M2)의 절연저항을 검출할 때에 그 접점이 개방되며, 정류회로(110)와 교류전원(120) 간의 접속을 차단한다. The
정류회로(110)에는 2개의 인버터 회로(140-1) 및 (140-2)가 병렬로 접속한다. 인버터회로(140-1) 및 인버터회로(140-2)는 평활 콘덴서(C)와 병렬로 접속되어 모터(M1) 및 모터(M2)를 각각 개별적으로 구동한다. 인버터회로(140-1)와 인버터회로(140-2)의 구성은 동일하므로 대표하여 인버터회로(140-1)의 구성을 설명한다.Two inverter circuits 140-1 and 140-2 are connected to the
인버터회로(140-1)는 스위칭부를 구성하는 3개의 암 회로(150A), (150B), (150C)를 가진다. The inverter circuit 140-1 has three
암 회로(arm circuit)(150A)는 한 쌍의 트랜지스터(반도체 스위치)(TR1)과 (TR4)를 직렬로 접속하며, 트랜지스터(TR1)과 트랜지스터(TR4)간의 접속 라인(152A)에 모터(M1)의 권선(W1r)을 접속한다. 암 회로(150B)는 한 쌍의 트랜지스터(TR2)와 (TR5)를 직렬로 접속하며, 트랜지스터(TR2)와 트랜지스터(TR5)간의 접속라인(152B)에 모터(M1)의 권선(W1t)를 접속한다. 암 회로 (150C)는 한 쌍의 트랜지스터(TR3)와 (TR6)을 직렬로 접속하며, 트랜지스터(TR3)와 트랜지스터(TR6)간의 접속라인(152C)에 모터(M1)의 권선(W1s)를 접속한다. The
3개의 암 회로(150A), (150B), (150C)(스위칭부)는 정류회로(110)의 평활콘덴서(C)에 병렬로 접속된다. 스위칭부를 형성하는 6개의 트랜지스터(TR1), (TR4), (TR2), (TR5), (TR3), (TR6)의 콜렉터 이미터간에는 다이오드(D)가 역접속된다. The three
각 암 회로(150A), (150B), (150C)를 형성하는 한 쌍의 트랜지스터(TR1), (TR4) 또는 한 쌍의 트랜지스터(TR2), (TR5) 또는 한 쌍의 트랜지스터(TR3), (TR6)중 어느 한 트랜지스터 예를 들어 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)의 각각에는 저항(R0), 콘덴서(C0), 다이오드(D0) 및 직류전원(DPS)에 의해 구성되는 부트스트랩회로가 접속된다.A pair of transistors TR1 and TR4 or a pair of transistors TR2 and TR5 or a pair of transistors TR3 and TR4 which form
부트스트랩회로를 가지는 일방의 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)의 각각에는 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)를 구동하는 제1구동회로(145)가 접속된다. The
각 암 회로(150A), (150B), (150C)를 형성하는 한 쌍의 트랜지스터 (TR1), (TR4) 또는 한 쌍의 트랜지스터(TR2), (TR5) 또는 한 쌍의 트랜지스터(TR3), (TR6)중의 다른 트랜지스터 예를 들어 타방의 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)의 각각에는 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)를 구동하는 제2구동회로(147)이 접속된다. A pair of transistors TR1 and TR4 or a pair of transistors TR2 and TR5 or a pair of transistors TR3 and TR4 which form
제1구동회로(145)는 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3) 각각에 대하여 개별적으로 설치된다. 또한 제2구동회로(147)는 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)의 각각에 대하여 개별적으로 설치된다. The
트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)를 구동하는 제1구동회로(145)를 구동하는 부트스트랩회로와 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)를 구동하는 제2구동회로(147)는 분리 스위치(148-1)에 의해 접속된다. 분리 스위치(148-1)가 열리면, 제1구동회로(145)를 구동하는 부트스트랩회로와 제2구동회로(147)가 분리된다. 즉, 분리 스위치(148-1)가 열리게 되면 부트스트랩 회로로의 전류가 차단된다. 반대로 분리 스위치(148-1)가 닫히게 되면 제1구동회로(145)를 구동하는 부트스트랩 회로와 제2구동회로(147)가 접속되며, 부트스트랩회로로의 통전이 가능해진다. 이 때문에 콘덴서(C0)가 충전되며, 제1구동회로(145)는 콘덴서(C0)의 전압에 의해 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)를 구동한다. A bootstrap circuit for driving the
더욱이 본 실시 예에서는 분리 스위치(148-1)를 저항(R0)과 직류전원(DPS)간에 설치하며, 분리 스위치(148-1)를 열리게 하는 것으로 모든 제1구동회로(145)와 모든 제2구동회로(147)를 하나의 분리 스위치(148-1)로 통합하여 분리할 수 있지만, 분리 스위치(148)는 각각의 저항(R0)과 콘덴서(C0)간에 설치되어도 좋다.Furthermore, in this embodiment, the isolation switch 148-1 is provided between the resistor R0 and the direct-current power supply DPS, and the isolation switch 148-1 is opened so that all the
검출스위치(155)의 일방의 단자에는 평활 콘덴서(C)의 일단과, 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)의 이미터를 접속하는 라인에 일방의 단자가 접속된 저항기(160)가 접속된다. 또한 검출 스위치(155)의 타방의 단자에는 모터(M1) 또는 모터(M2)가 접지 상태가 될 시에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 보호저항기(165)의 일단이 접속된다. 보호저항기(165)의 타단은 그라운드에 접속된다. A
모터(M1) 또는 모터(M2)의 절연저항을 검출할 때에, 검출 스위치(155)를 닫으면 하기의 어떤 절연저항검출용 전류경로를 형성한다.When detecting the insulation resistance of the motor M1 or the motor M2, the
즉, 모터(M1)의 절연저항을 검출할 때에는 인버터회로(140-1)에 있어서 평활 콘덴서(C)로부터 암 회로(150A)의 트랜지스터(TR1), (TR4), 모터(M1)의 권선(W1r), 암 회로(150B)의 트랜지스터 (TR2), (TR5), 모터(M1)의 권선(W1t) 및 암 회로(150C)의 트랜지스터(TR3), (TR6), 모터(M1)의 권선(W1s)의 3개의 권선을 경유하고, 절연저항(R1i), 그라운드를 통하여 보호저항기(165), 검출스위치(155), 저항기(160)로부터 평활 콘덴서(C)에 이르는 절연저항 검출용 전류 경로를 형성한다. That is, when detecting the insulation resistance of the motor M1, the transistors TR1 and TR4 of the
또한, 절연 저항 검출용 전류 경로는 상기와 같이 3개의 권선을 경유하지 않고 1개씩의 권선을 경유하는 하기의 어떤 경로여도 좋다. The current path for insulation resistance detection may be any of the following paths via one winding without passing through three windings as described above.
즉, 평활 콘덴서(C)로부터 암 회로(150A)의 트랜지스터(TR1), (TR4), 모터(M1)의 권선(W1r), 절연저항(R1i), 그라운드를 통하여, 보호저항기(165), 검출스위치(155), 저항기(160)로부터 평활 콘덴서(C)에 이르는 절연 저항 검출용 전류 경로여도 좋다. 또는 평활콘덴서(C)로부터 암 회로(150B)의 트랜지스터(TR2), (TR5), 모터(M1)의 권선(W1t), 절연저항(R1i), 그라운드를 통하여 보호저항기(165), 검출스위치(155), 저항기(160)로부터 평활콘덴서(C)에 이르는 절연저항검출용 전류 경로여도 좋다. 또는 평활 콘덴서(C)로부터 암 회로(150C)의 트랜지스터(TR3), (TR6), 모터(M1)의 권선(W1s), 절연저항(R1i), 그라운드를 통하여 보호저항기(165), 검출스위치(155), 저항기(160)로부터 평활콘덴서(C)에이르는 절연저항검출용 전류 경로여도 좋다. 또한 임의의 2개의 암 회로(예를 들면, 암 회로(150A)와 (150C))에 의해 절연저항검출용 전류경로를 형성하도록 해도 좋다. That is, from the smoothing capacitor C through the transistors TR1 and TR4 of the
더욱이, 모터(M2)의 절연저항을 검출할 때에는 인버터 회로(140-2)측에 있어서 상기와 동일하게 어떤 경로로 절연저항 검출용 전류경로를 형성한다. Furthermore, when detecting the insulation resistance of the motor M2, a current path for insulation resistance detection is formed on the side of the inverter circuit 140-2 in the same way as described above.
차단기(130), 분리 스위치(148-1), (148-2), 검출 스위치(155)는 검출동작지시부(170)에 의해 구동된다. The
검출동작지시부(170)는 모터(M1) 또는 (M2)의 절연 저항의 검출지시를 수신할 때에는 이 검출지시가 어떠한 모터에 대한 검출 지시인지를 인식한다. 절연저항의 검출지시가 모터(M1)에 대한 것이면, 도 4에 도시된 바와 같이 차단기(130)를 열고, 분리 스위치(148-1)를 닫고, 분리 스위치(148-2)를 열고, 동시에 검출스위치(155)를 닫아, 인버터회로(140-1)측에 있어서 상기의 절연저항 검출용 전류경로를 형성한다. When the detection operation instruction unit 170 receives an instruction to detect the insulation resistance of the motor M1 or M2, it recognizes which motor the detection instruction is for. 4, the
한편, 절연 저항의 검출지시가 모터(M2)에 대한 것이면, 차단기(130)를 열고, 분리 스위치(148-1)를 열고, 분리 스위치(148-2)를 닫고, 동시에 검출 스위치(155)를 닫아, 인버터회로(140-2)측에 있어서 상기의 절연저항 검출용 전류경로를 형성한다. On the other hand, if the detection instruction of the insulation resistance is for the motor M2, the
검출스위치(148-1) 및 검출스위치(148-2)는 동시에 닫히지 않고, 절연저항의 검출지시가 모터(M1)에 대한 것인지, 모터(M2)에 대한 것인가에 의해 택일적으로 개폐된다. 따라서, 인버터회로(140-1)측에 있어서 절연저항 검출용 전류 경로를 형성할 때에는 인버터회로(140-2)측의 영향을 받지 않고 모터(M1)의 절연저항(R1i)이 측정될 수 있다. 또한, 인버터 회로 (140-2)측에 있어서 절연저항검출용 전류 경로를 형성할 때에는 인버터회로(140-1)측의 영향을 받지 않고 모터(M2)의 절연 저항(R2)이 측정될 수 있다. The detection switch 148-1 and the detection switch 148-2 are not closed at the same time and alternatively opened or closed depending on whether the detection instruction of the insulation resistance is for the motor M1 or for the motor M2. Therefore, when forming the current path for insulation resistance detection on the inverter circuit 140-1 side, the insulation resistance R1i of the motor M1 can be measured without being affected by the inverter circuit 140-2 side . When the current path for insulation resistance detection is formed on the inverter circuit 140-2 side, the insulation resistance R2 of the motor M2 can be measured without being affected by the inverter circuit 140-1 side .
PWM제어회로(175)는 검출동작지시부(170)로부터의 지시를 받아서, 제1구동회로(145)에 의해 A%의 듀티비의 PWM신호를 출력하며, 제2구동회로(147)에는 PWM신호의 HI, LOW를 동일 타이밍에 반전시킨 100-A%의 듀티비의 PWM신호를 출력한다. The
이에 의해, 스위칭부의 적어도 하나의 암 회로(예를 들면 3개이면 암 회로(150A)~(150C))의 한 쌍의 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)를 온 상태로 하고 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)를 오프 상태로 하며, 이후 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)를 오프 상태로 하고 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)를 온 상태로 하는 스위칭동작이 반복된다. 또한 스위칭부의 적어도 하나의 암 회로(예를 들면 하나면 암 회로(150A))의 한 쌍의 트랜지스터(TR1)을 온 상태로 하고 트랜지스터 (TR4)를 오프 상태로 하며, 이후 트랜지스터(TR1)를 오프 상태로 하고 트랜지스터(TR4)를 온 상태로 하는 스위칭 동작이 반복된다. Thereby, a pair of transistors TR1, TR2, and TR3 of the at least one arm circuit (for example, three
PWM제어회로(175)는 암 회로(150A)~(150C)의 제1구동회로(145)와 제2구동회로(147)에 상기의 듀티비의 PWM신호를 펄스의 위상을 맞추도록 동기 시켜 출력하며, 모터(M1) 또는 모터(M2)의 권선의 절연저항을 검출할 수 있도록 한다. The
또한 PWM제어회로(175)는 암 회로(150A)의 제1구동회로(145)와 제2구동회로(147)에 상기의 듀티비의 PWM신호를 출력하며 모터(M1) 또는 모터(M2)의 권선(W1r) 또는 권선(W2r)의 절연저항을 검출할 수 있도록 한다. 또는, 암 회로(150B)의 제1구동회로(145)와 제2구동회로(147)에 상기의 듀티비의 PWM신호를 출력하며, 모터(M1)또는 모터(M2)의 권선(W1t) 또는 권선(W2t)의 절연저항을 검출할 수 있도록 한다. 또는 암 회로(150C)의 제1구동회로(145)와 제2구동회로(147)에 상기 듀티비의 PWM신호를 출력하며, 모터(M1) 또는 모터(M2)의 권선(W1s) 또는 권선(W2s)의 절연저항을 검출할 수 있도록 한다. The
더욱이, PWM제어회로(175)는 임의의 2개의 암 회로(예를 들면, 암 회로(150A)와 (150C))의 제1구동회로(145)와 제2구동회로(147)에 대하여 펄스의 위상을 맞추도록 동기시키며, 동시에 상기의 듀티비의 PWM신호를 출력하여도 좋다. Further, the
게다가 검출동작지시부(170)와 PWM제어회로(175)로 검출동작제어부를 형성한다. In addition, the detection operation command unit 170 and the
이때, 제1구동회로(145)에 출력하는 PWM신호의 듀티비 A는 절연저항검출용 전류 경로에 모터(M1) 또는 모터(M2)의 절연저항(R1i) 또는 절연저항(R2i)의 검출에 필요한 전류가 흐르기 위한 전압이 생성될 수 있으며, 부트스트랩 회로의 콘덴서(C0)를 트랜지스터(TR1)의 스위칭 동작이 가능한 정도로 충전할 수 있는 30%~70%범위의 값을 선정한다. At this time, the duty ratio A of the PWM signal to be output to the
검출 스위치(155)와 저항(160)간에는 A/D컨버터(180)가 접속된다. A/D컨버터(180)는 저항(160)의 단자간 전압을 디지털값으로 변환한다. A/D컨버터(180)에는 디지털화된 저항(160)의 단자간 전압으로부터 모터(M1), (M2)의 절연저항(R1i) 또는 (R2i)를 검출하며, 검출한 절연저항값을 이용하여 절연 열화상태를 판정하는 절연 열화판정 컴퓨터(185)가 접속된다.An A /
게다가 A/D컨버터(180)와 절연 열화판정 컴퓨터(185)가 절연저항검출부를 형성한다. In addition, the A /
도 2는 도 1에 도시된 암 회로(150A)의 동작 설명으로 제공되는 도이다. 도 2(a)에 나타내듯이 암 회로 (150A)의 트랜지스터(TR1)에는 부트스트랩회로가 접속된다.Fig. 2 is a diagram provided for explaining the operation of the
부트스트랩회로에서는 분리 스위치(148-1)가 닫히고, 트랜지스터(TR4)가 온 하고 있는 기간, 직류전원(DPS), 저항(R0), 다이오드(D0), 콘덴서(C0), 트랜지스터(TR4)로 구성되는 폐 회로(closed circuit)에 전류가 흐르며, 이 전류에 의해 콘덴서(C0)가 충전된다. In the bootstrap circuit, when the isolation switch 148-1 is closed and the DC power source DPS, the resistor R0, the diode D0, the capacitor C0, and the transistor TR4 are turned on while the transistor TR4 is on A current flows in a closed circuit that is constituted, and the capacitor C0 is charged by this current.
콘덴서(C0)에 충전된 전하는 트랜지스터(TR1)의 베이스 이미터간 전압을 상승시키는 전원이 된다. 제1구동회로(145)로부터 출력되는 스위칭 신호에 의해 트랜지스터(TR1)의 도통 상태를 확보할 수 있다. The charge charged in the capacitor C0 becomes a power source for raising the voltage between the base emitter of the transistor TR1. The conduction state of the transistor TR1 can be secured by the switching signal output from the
분리 스위치(148-1)가 닫히는 동안, 도 2(b)에서 나타내듯이 PWM신호가 트랜지스터(TR1)와 트랜지스터(TR4)에 인가된다. PWM신호(1)과 PWM신호(2)는 HI와 LOW상태가 반전하는 신호이다. 따라서 PWM신호(1)이 트랜지스터(TR1)에 인가되며, PWM신호(2)가 트랜지스터(TR4)에 인가되면, 트랜지스터(TR1)은 온 상태가 되는 한편, 트랜지스터(TR4)는 오프 상태가 되며, 이후 트랜지스터 (TR1)는 오프 상태가 되는 한편 트랜지스터(TR4)는 온 상태가 되는 스위칭동작을 반복한다. While the isolation switch 148-1 is closed, a PWM signal is applied to the transistor TR1 and the transistor TR4 as shown in Fig. 2 (b). The PWM signal (1) and the PWM signal (2) are signals whose HI and LOW states are inverted. Therefore, when the PWM signal 1 is applied to the transistor TR1 and the PWM signal 2 is applied to the transistor TR4, the transistor TR1 is turned on while the transistor TR4 is turned off, Thereafter, the transistor TR1 is turned off and the transistor TR4 is turned on.
[모터 제어장치의 동작][Operation of motor control device]
다음으로, 도 1에 나타난 모터제어장치(100)의 동작에 대하여 설명한다. 절연저항을 검출하는 동작에 대하여 설명하기 전에, 우선 모터(M1), 모터(M2)를 구동하는 통상의 동작에 대하여 설명한다. Next, the operation of the
(통상 동작)(Normal operation)
모터(M1)와 모터(M2)를 구동하는 경우에는 검출동작지시부(170)는 동작하지 않으므로 차단기(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 닫힌 상태가 된다. 교류전원(120)에 의해 인가되는 전압은 정류 회로(110)에 의해 직류로 변환되며, 모터(M1)를 구동하는 인버터회로(140-1)와 모터(M2)를 구동하는 인버터회로(140-2)에 공급된다. 게다가 통상동작에서는 도 1에 나타내듯이 분리 스위치(148-1)와 분리스위치(148-2)는 동시에 닫힌 상태이며, 검출 스위치(155)는 열린 상태가 된다. When the motor M1 and the motor M2 are driven, the detection operation command unit 170 does not operate, so that the
PWM제어회로(175)는 인버터회로(140-1)와 (140-2)의 암 회로(150A)의 트랜지스터(TR1)와 암 회로(150B)의 트랜지스터(TR5)를 온 하며, 모터(M1)의 권선(W1r), (W1t)에 전류를 흘리며, 모터(M2)의 권선(W2r), (W2t)에 전류를 흘린다. 다음으로 PWM제어회로(175)는 인버터회로(140-1)과 (140-2)의 암 회로(150B)의 트랜지스터(TR2)와 암 회로(150C)의 트랜지스터(TR6)를 온 하며, 모터(M1)의 권선(W1t), W1s에 전류를 흘리고, 모터(M2)의 권선(W2t), (W2s)에 전류를 흘린다. 다음으로 PWM제어회로(175)는 인버터회로(140-1)과 (140-2)의 암 회로(150C)의 트랜지스터(TR3)와 암 회로(150A)의 트랜지스터(TR4)를 온 하며, 모터(M1)의 권선(W1s), W1r로 전류를 흘리며, 모터(M2)의 권선(W2s), (W2r)로 전류를 흘린다. The
PWM제어회로(175)에 의한 암 회로(150A)~(150C)의 트랜지스터(TR1)~(TR6)의 스위칭을 상기의 순서로 반복함으로써 모터(M1), (M2)의 권선(W1r)-(W1t), (W2r)-(W2t)로 전류를 흘리며, 모터(M1), (M2)가 회전한다. 회전속도를 변경하는 경우에는 암 회로(150A)~(150C)의 트랜지스터(TR1)~(TR6)로 인가하는 PWM신호의 듀티비를 변경한다. The switching of the transistors TR1 to TR6 of the
PWM제어회로(175)에 의한 이상의 제어는 모터(M1), (M2)에 부착되어 있는 인코더로부터의 신호에 근거하여 행해진다. 인코더로부터의 신호에 의해 모터(M1), (M2)의 회전위치가 검출되며, 위치결정을 위해 모터(M1), (M2)의 속도가 제어된다. The abnormal control by the
(절연저항검출동작)(Insulation resistance detection operation)
상기와 같은 통상동작과는 별개로 모터(M1) 또는 (M2)의 절연저항을 검출할 때에는 모터제어장치(100)는 다음과 같이 동작한다. When detecting the insulation resistance of the motor M1 or M2 separately from the normal operation as described above, the
도 3은 도 1에 나타낸 모터제어장치(100)의 절연저항검출시의 동작 흐름도이다. 이 동작 흐름도에 나타내는 처리 순서는 모터의 절연 열화검출방법의 순서를 나타낸다. Fig. 3 is a flowchart of the operation when detecting the insulation resistance of the
도 3의 동작 흐름도의 처리를 도 2, 도 4, 도 5를 참조하여 설명한다. The processing of the operation flow chart of Fig. 3 will be described with reference to Figs. 2, 4, and 5. Fig.
절연저항검출동작은 검출동작지시부(170)가 모터 (M1) 또는 (M2)의 절연저항의 검출지시를 외부로부터 입력받는 것에 의해 개시된다. The insulation resistance detection operation is started when the detection operation instruction section 170 receives an instruction to detect the insulation resistance of the motor M1 or M2 from the outside.
검출동작지시부(170)가 외부로부터 절연저항의 검출지시를 수신하면(S100), 검출동작지시부(170)는 도 4에 나타내듯이 차단기(130)를 닫힌 상태로부터 열린 상태로 하고, 정류회로(110)를 교류전원(120)으로부터 분리한다((S101)). 이것에 의해 인버터회로(140-1)과 (140-2)에는 전력이 공급되지 않고, 모터제어장치(100)는 통상동작으로부터 절연저항검출동작으로 이행한다. 게다가 절연저항의 검출지시에는 검출대상이 되는 모터(M1) 또는 (M2)의 정보를 포함한다. When the detection operation instructing section 170 receives an instruction to detect the insulation resistance from the outside (S100), the detection operation instructing section 170 changes the state of the
이 단계(S100)의 처리는 절연열화검출방법의 제1단계에 상당한다.The processing in this step S100 corresponds to the first step of the insulation deterioration detection method.
검출동작지시부(170)는 절연저항의 검출지시에 포함된 검출대상이 되는 모터의 정보로부터 이 검출지시가 어떤 모터에 대한 검출지시인가를 인식한다. 인식한 검출지시에 의해 열린 상태로 될 분리 스위치(148-1) 또는 분리 스위치(148-2)를 선택하며, 선택한 분리 스위치를 열린 상태로 한다. The detection operation instructing unit 170 recognizes which motor the detection instruction is directed to from the information of the motor to be detected included in the detection instruction of the insulation resistance. Selects the separation switch 148-1 or the separation switch 148-2 to be opened by the recognized detection instruction, and sets the selected separation switch to the open state.
예를 들면, 절연저항의 검출지시가 모터(M1)에 대한 것이면, 절연 저항의 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터회로는 인버터회로(140-1)이므로 검출동작 지시부(170)는 도 4에 나타내듯이 분리 스위치(148-1)만을 닫힌 상태로 한다. 즉, 분리 스위치(148-1)는 닫힌 상태인 채로 하고, 절연저항의 검출대상 외의 모터가 접속되는 인버터회로(140-2)의 분리 스위치(148-2)는 닫힌 상태로부터 열린 상태로 한다. For example, if the detection instruction of the insulation resistance is for the motor M1, since the inverter circuit to which the motor to be the detection target of the insulation resistance is connected is the inverter circuit 140-1, Only the separation switch 148-1 is closed. That is, the separation switch 148-1 is kept in the closed state, and the separation switch 148-2 of the inverter circuit 140-2 to which the motor other than the detection target of the insulation resistance is connected is opened from the closed state.
분리 스위치(148-2)를 열린 상태로 하는 것은 만일 모터(M2)의 절연저항(R2i)이 저하하는 경우에는 인버터회로(140-2)의 직류전원(DPS)으로부터 부트스트랩회로의 저항(R0), 다이오드(D0), 콘덴서(C0), 절연저항(R2i)을 통하여 전류가 흐르기 때문이다. 이 전류는 절연저항(R1i)의 오검출을 초래한다. When the insulation resistance R2i of the motor M2 is lowered, the isolation switch 148-2 is kept open from the DC power source DPS of the inverter circuit 140-2 through the resistance R0 of the bootstrap circuit ), The diode D0, the capacitor C0, and the insulation resistor R2i. This current results in erroneous detection of the insulation resistance R1i.
더욱이 구체적으로는 모터(M1)를 PWM구동한 경우에 그라운드전위에 대한 음극의 전위는 PWM신호의 영향을 받아 변동한다. 이 때문에 음극의 전위가 그라운드전위보다도 높게 되는 때에 절연저항(R2i)을 통하여 저항기(160)와 보호저항기(165)로 전류가 흐른다. 이 때문에 절연저항(P1i)을 검출하는데에 절연저항(P2i)에 흐르는 전류의 영향을 받아 절연저항(P1i)의 저항치가 실제의 저항치보다 적게 검출된다. More specifically, when the motor M1 is PWM-driven, the potential of the negative electrode with respect to the ground potential fluctuates under the influence of the PWM signal. Therefore, when the potential of the negative electrode becomes higher than the ground potential, a current flows to the
이상의 오검출을 피하기 위해, 모터(M1)의 절연저항을 검출할 때에는 분리 스위치(148-2)를 열린 상태로 한다. 게다가 모터(M2)의 절연저항을 검출하는 때에는 분리 스위치(148-1)를 열린 상태로 한다(S102).In order to avoid such erroneous detection, the isolation switch 148-2 is opened when detecting the insulation resistance of the motor M1. Further, when the insulation resistance of the motor M2 is detected, the separation switch 148-1 is opened (S102).
다음으로, 검출동작지시부(170)는 도 4에 나타내듯이 검출 스위치(155)를 닫힌 상태로 한다((S103)).Next, the detection operation instruction unit 170 sets the
이 단계(S101)로부터 단계(S103)의 동작은 절연 열화 검출방법의 제2단계에 상당한다.The operations from step S101 to step S103 correspond to the second step of the insulation deterioration detection method.
PWM제어회로(175)는 검출동작지시부(170)로부터의 동작 지시를 받고, 인버터회로(140-1)의 암 회로(150A)~(150C)의 제1구동회로(145)에 A%의 듀티비의 PWM신호를 출력한다. A%의 듀티비의 PWM신호는 도 2(b)의 상측에 나타내는 펄스상태의 신호이다. 게다가 절연 열화검출동작시에 사용하는 PWM신호와 상기의 통상동작시에 사용하는 PWM신호는 다르다. 절연열화검출동작시에는 절연열화 검출에 적합한 독자의 PWM신호를 사용한다.The
이 PWM신호에 의해 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)가 스위칭 동작 된다. 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)가 온 하는 사이에는 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)는 오프 하고, 도 4에 나타내듯이 평활 콘덴서(C)로부터 트랜지스터 (TR1), 모터(M1)의 권선(W1r), 및 트랜지스터 (TR2), 모터(M1)의 권선(W1t) 및 트랜지스터(TR3), 모터(M1)의 권선 W1s, 절연저항(R1i), 그라운드, 보호저항기(165), 검출스위치(155), 저항기(165)를 통하여 평활 콘덴서(C)에 이르는 절연저항검출용 전류경로로 전류가 흐른다. The transistors TR1, TR2, and TR3 are switched by the PWM signal. The transistors TR4, TR5 and TR6 are turned off while the transistors TR1, TR2 and TR3 are turned on and the transistors TR1 and TR2 are turned off from the smoothing capacitor C as shown in Fig. The winding W1r of the motor M1 and the winding W1t and the transistor TR3 of the motor M1 and the winding W1s of the motor M1 and the insulating resistor R1i and the ground and the
한편, PWM제어회로(175)는 검출동작지시부(170)로부터의 동작지시를 받아서, 인버터회로(140-1)의 암 회로(150A)~(150C)의 제2구동회로(147)에, 제1구동회로(145)에 출력한 PWM회로의 HI, LOW를 동일 타이밍에 반전시킨100-A%의 듀티비의 PWM신호를 출력한다. 100-A%의 듀티비의 PWM신호는 도 2(b)의 하측에 나타낸 펄스 상태의 신호이다. On the other hand, the
이 PWM신호에 의해 트랜지스터 (TR4), (TR5), (TR6)가 스위칭 동작 된다. 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)가 온 하는 사이에는 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)는 오프 하고, 도 5에 나타내듯이, 직류전원(DPS)으로부터 저항(R0), 콘덴서(C0), 다이오드(D0), 트랜지스터(TR4)를 통하여 직류전원(DPS)에 이르는 부트스트랩회로에 전류가 흐른다. 이 전류에서 콘덴서(C0)가 충전된다. 충전된 콘덴서(C0)의 전압은 다음에 트랜지스터(TR1), (TR1), (TR3)가 스위칭동작을 할 때의 전원이 된다. The transistors TR4, TR5, and TR6 are switched by this PWM signal. The transistors TR1, TR2 and TR3 are turned off while the transistors TR4, TR5 and TR6 are turned on and the resistors R0 and R0 are turned off from the direct current power source DPS, A current flows to the bootstrap circuit that reaches the DC power supply DPS through the capacitor C0, the diode D0, and the transistor TR4. At this current, the capacitor C0 is charged. The voltage of the charged capacitor C0 becomes a power source when the transistors TR1, TR1, and TR3 next perform a switching operation.
게다가, 상기와 같이, 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3) 및 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)를 일제히 교차로 스위칭시키지 않고, 암 회로(150A)~(150C)에 트랜지스터(예를 들면 암 회로(150A)의 트랜지스터(TR1)과 (TR4))를 스위칭시키도록 해도 좋다. In addition, the transistors TR1, TR2, and TR3 and the transistors TR4, TR5, and TR6 are not simultaneously switched at the intersections, and the transistors For example, the transistors TR1 and TR4 of the
따라서 제1구동회로(145)와 제2구동회로(147)에 출력하는 PWM신호에 의해 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)와 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)가 교차적으로 온, 오프를 반복한다. 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)가 온 하는 시간은 제1구동회로(145)에 출력하는 PWM신호의 듀티비에 의해 결정되므로, 절연저항(R1i), 보호저항기(165), 저항기(160)의 직렬회로에 인가되는 평균전압V는 평활콘덴서(C)의 충전전압을 VDC로 하면 V=VDC×A/100볼트가 된다. The transistors TR1, TR2 and TR3 and the transistors TR4, TR5 and TR6 cross each other by the PWM signal outputted to the
따라서 절연저항검출용 전류 경로에 흐르는 검출 전류를 I로 하고, 절연저항(R1i)의 저항치를 RR1i, 보호저항기(165)의 저항치를 R165, 저항기(160)의 저항치를 R160하면, When the resistance of the insulation resistor R1i is RR1i, the resistance of the
I = V/(RRLi+R165+R160)I = V / (RRLi + R165 + R160)
= VDC×A/100(RRLi+R165+R160)암페어이다. = VDC x A / 100 (RRLi + R165 + R160) amps.
따라서, 저항기(160)의 단자간 전압 V160은, V160=VDC×A×R160/100(RR1i+R165+R160)볼트이다. 게다가 여기에는 모터(M1)의 권선(W1r), 권선(W1s)의 합성저항치와 트랜지스터(TR1)의 전압 하강은 극히 적으므로 무시한다. Therefore, the inter-terminal voltage V160 of the
저항기(160)의 단자간 전압 V160의 크기는 절연저항(R1i)의 크기(RR1i)에 비례한다. 따라서 저항기(160)의 단자간 전압 V160의 크기를 검출하는 것으로 절연저항(R1i)의 저항치(RR1i)를 알 수 있다.The magnitude of the inter-terminal voltage V160 of the
상기와 같이 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)는 제1구동회로(145)에 출력되는 PWM신호에 의해 스위칭 된다. PWM신호의 듀티비가 클수록 모터(M1)의 권선(W1r), 권선(W1t), 권선(W1s)을 포함하는, 절연저항(R1i), 보호저항기(165), 저항기(160)의 직렬회로에 인가되는 평균전압 V가 커지므로, 절연저항(R1i)의 검출에는 안성맞춤이다. The transistors TR1, TR2, and TR3 are switched by the PWM signal output to the
한편, 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)가 온 하는 시간은 제1구동회로(145)에 출력하는 PWM신호의 듀티비에 의존한다. 트랜지스터(TR4), (TR5), (TR6)가 온 하는 사이에만 부트스트랩회로에 전류가 흐르므로, 제1구동회로(145)에 출력하는 PWM신호의 듀티비가 크면 클수록 콘덴서(C0)의 충전시간이 짧아져서 콘덴서(C0)의 전압이 높아지지 않게 된다. On the other hand, the time for turning on the transistors TR4, TR5, and TR6 depends on the duty ratio of the PWM signal output to the
이 때문에, 제1구동회로(145)에 출력하는 PWM신호의 듀티비A는 절연저항검출용 전류경로에 절연저항(R1i)의 검출에 필요한 전류를 흘리기 위한 전압이 생성될 수 있으며 부트스트랩회로의 콘덴서(C0)를 트랜지스터(TR1), (TR2), (TR3)의 스위칭 동작이 가능한 정도로 충전할 수 있는 30%~70% 범위 값을 선정한다((S104)).Therefore, the duty ratio A of the PWM signal to be output to the
이 단계(S104)는 절연열화검출방법의 제3단계에 상당한다. This step S104 corresponds to the third step of the insulation deterioration detection method.
다음으로 A/D컨버터(180)는 검출전류 I가 저항기(160)로 흐르는 것으로 생성되는 저항기(160)의 전압 V160을 A/D변환한다(S105).Next, the A / D converter 180 A / D converts the voltage V160 of the
이 단계(S105)는 절연열화검출방법의 제4단계에 상당한다.This step S105 corresponds to the fourth step of the insulation deterioration detection method.
마지막으로 절연열화판정컴퓨터(185)는 A/D변환된 전압 V160으로부터 모터(M1)의 절연저항치(RR1i)를 검출한다((S106)). 검출한 절연저항치(RR1i)를 모니터하여, 절연저항치(RR1i)가 저하하는 경우에는 모터(M1)를 교환하고, 접지에 의한 시스템 다운의 발생을 미연에 방지한다. 게다가 절연열화판정컴퓨터(185)에는 검출한 모터의 절연저항을 이용하여 모터의 절연열화를 판정하는 절연열화판정기능을 설치해도 좋다. Finally, the insulation
이 단계(S106)는 절연열화검출방법의 제5단계에 상당한다.This step (S106) corresponds to the fifth step of the insulation deterioration detection method.
상기의 절연저항검출동작에 있어서는 인버터회로(140-1) 또는 (140-2)의 암 회로(150A), (150B), (150C)에 동일한 듀티비의 PWM신호를, 펄스의 위상을 합하도록 동기 시켜 부여하기 때문에, 모터(M1), (M2)를 회전시키는 방향으로 힘이 가하지 않고, 모터(M1), (M2)가 회전하지 않는다. 역으로 말하면 절연 열화검출동작시에는 모터(M1), (M2)가 회전하지 않도록 인버터회로(140-1) 또는 (140-2)의 각 암 회로(150A), (150B), (150C)에 동일한 듀티비의 PWM신호를 부여한다. In the above insulation resistance detection operation, PWM signals of the same duty ratio are applied to the
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터제어장치(100)에 의하면, 모터(M1), (M2)의 통상 운전을 정지하고, 차단기(130)를 열린 상태로 하는 것으로 모터(M1), (M2)의 절연저항이 측정될 수 있다. 이 때문에 모터(M1), (M2)의 배선을 삭제할 필요 없이 절연저항의 측정 시에 전원 라인을 통하여 흐르는 누전류나 교류전원의 노이즈의 영향을 받지 않는다. As described above, according to the
또한 절연저항의 검출시에는 검출시에만 통전되는 전용의 저항기(160)를 이용하여 절연 저항을 측정한다. 이 때문에 절연저항의 저항치는 절연저항의 검출에 적합한 값을 채용할 수 있다. 그래도 각 암 회로에는 동일의 듀티비의 PWM신호를 펄스의 위상을 맞도록 동기시켜(반드시 완전히 펄스의 위상이 맞지 않아도 좋다)주기 때문에 모터는 회전하지 않는다.When the insulation resistance is detected, the insulation resistance is measured using a
더욱이 하나의 절연저항 검출부를 설치해 놓는 것만으로 복수의 모터의 절연저항을 개별적으로 검토할 수 있다.Furthermore, the insulation resistance of a plurality of motors can be individually examined only by providing one insulation resistance detection section.
그리고 부트스트랩 회로에의 전류를 차단할 수 있는 위치에 분리 스위치를 설치하고, 타축의 모터의 절연저항측정시에 이 분리 스위치를 열기 때문에 부트스트랩 전원을 이용하여 인버터회로가 구성되는 경우에, 이 인버터 회로에 접속되는 모터의 절연 저항이 저하하고 있다고 해도 모터의 절연저항을 정확히 검출할수 있다. In the case where an isolation circuit is provided at a position where the current to the bootstrap circuit can be blocked and the isolation circuit is opened when the insulation resistance of the motor of the other axis is measured, The insulation resistance of the motor can be accurately detected even if the insulation resistance of the motor connected to the circuit is reduced.
상기의 실시 예에서는 인버터 회로가 2대의 경우를 예시했으나, 3대 이상의 인버터 회로를 가지는 모터제어장치에 있어서도 본원 발명의 사상을 적용할 수 있다. 또한 인버터 회로에 설치한 암 회로가 3개인 경우를 예시했으나 모터의 권선 구성에 의해 예를 들면 6개의 암 회로를 가지는 모터제어장치에 있어서도 본원발명의 사상을 적용할 수 있다. 더욱이 상기의 실시 예에서는 모든 인버터 회로가 부트스트랩회로를 가지는 경우를 예시했으나 적어도 하나의 인버터회로가 부트스트랩 회로를 구비하는 모터 제어장치에 있어서도 본원 발명의 사상을 적용할 수 있다. 이 경우에는 부트스트랩 회로를 구비하는 인버터 회로의 분리 스위치를 설치한다. In the above embodiment, two inverter circuits are exemplified, but the spirit of the present invention can be applied to a motor control apparatus having three or more inverter circuits. In addition, the case where three arm circuits are provided in the inverter circuit is exemplified, but the spirit of the present invention can also be applied to a motor control apparatus having, for example, six arm circuits by the winding configuration of the motor. Furthermore, although all of the inverter circuits have bootstrap circuits in the above embodiment, the present invention may be applied to a motor control apparatus having at least one inverter circuit having a bootstrap circuit. In this case, a separation switch of an inverter circuit having a bootstrap circuit is provided.
100 모터 제어장치
110 정류회로
120 교류전원(삼상)
130 차단기
140-1, 140-2 인버터 회로
145 제1구동회로
147 제2구동회로
148-1, 148-2 분리 스위치
150A, 150B, 150C 암 회로(스위칭부)
152A, 152B, 152C 접속라인
155 검출 스위치
160 저항기
165 보호저항기
170 검출동작지시부
175 PWM제어회로
180 A/D컨버터
185 절연열화판정 컴퓨터
C 평활콘덴서
TR1-TR6 트랜지스터
DPS 직류전원
R0 다이오드
C0 콘덴서100 Motor control unit
110 rectifier circuit
120 AC power (three phases)
130 breaker
140-1 and 140-2 inverter circuits
145 first driving circuit
147 second driving circuit
148-1, 148-2 Separation switch
150A, 150B, and 150C arm circuits (switching parts)
152A, 152B, 152C connection line
155 Detection switch
160 Resistors
165 Protection resistors
170 detection operation instruction unit
175 PWM control circuit
180 A / D Converter
185 Insulation deterioration judgment computer
C smoothing capacitor
TR1-TR6 transistor
DPS DC power source
R0 diode
C0 capacitor
Claims (9)
상기 평활 콘덴서와 병렬로 접속되며 복수의 모터 각각을 개별적으로 구동하는 복수의 인버터 회로를 포함하는 모터 제어장치로,
상기 복수의 인버터 회로의 각각의 인버터 회로는:
한 쌍의 반도체 스위치를 직렬로 접속하고 상기 한 쌍의 반도체 스위치간의 접속 라인을 모터의 권선에 접속한 암 회로를 복수 병렬로 접속하고 복수의 암 회로를 상기 평활 콘덴서에 병렬로 접속한 스위칭부;
상기 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치 중에서 부트스트랩 회로를 가지는 일방의 반도체 스위치를 구동하는 제1구동회로;
상기 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치 중 타방의 반도체 스위치를 구동하는 제2구동회로;
상기 부트스트랩 회로로의 통전을 차단하고 상기 제1구동회로와 상기 제2구동회로를 분리하는 분리 스위치를 포함하며,
상기 모터 제어장치는:
상기 평활 콘덴서로부터 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로의 암 회로의 반도체 스위치, 상기 모터의 권선, 그라운드를 통하여 상기 평활 콘덴서에 이르는 절연저항검출용 전류 경로를 형성하는 검출 스위치;
상기 평활콘덴서와 상기 그라운드간의 절연저항 검출용 전류 경로 내에 설치되며 상기 검출 스위치와 직렬로 접속한 저항기;
상기 모터의 절연저항의 검출지시를 수신했을 때에는 상기 차단기에 의해 상기 정류회로와 상기 교류전원 간의 접속을 차단하며, 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로의 분리 스위치를 닫고 상기 제1구동회로와 상기 제2구동회로를 접속하는 한편, 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로 이외의 모든 인버터 회로의 분리 스위치를 열린 상태로 하고 상기 제1구동회로와 상기 제2구동회로를 분리하며, 상기 검출 스위치를 닫힌 상태로 제어하여 절연저항검출용 전류 경로를 형성하며, 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로의 제1구동회로에는 A%의 듀티비의 PWM신호를 출력하고 해당 인버터회로의 스위칭부의 적어도 하나의 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치의 일방을 온 상태로 하고 타방을 오프 상태로 하며, 이후, 상기 인버터 회로의 제2구동회로에는 상기 PWM신호의 HI, LOW를 동일 타이밍에 반전시킨 100-A%의 듀티비의 PWM신호를 출력하여 상기 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치의 상기 일방을 오프 상태로 하고 상기 타방을 온 상태로 하는 스위칭 동작을 반복시키는 검출 동작 제어부; 그리고,
상기 저항기의 단자간 전압을 이용하여 상기 모터의 절연 저항을 검출하는 절연 저항검출부를 더 포함하고,
상기 A는 0보다 큰 값인 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.A circuit breaker for disconnecting a connection between a rectifier circuit having a smoothing capacitor and an AC power source;
And a plurality of inverter circuits connected in parallel with the smoothing capacitor and individually driving each of the plurality of motors,
Each inverter circuit of the plurality of inverter circuits comprising:
A switching unit connecting a pair of semiconductor switches in series and connecting a plurality of arm circuits in which a connection line between the pair of semiconductor switches is connected to a winding of the motor, and a plurality of arm circuits connected in parallel to the smoothing capacitor;
A first driving circuit for driving one of the semiconductor switches having a bootstrap circuit among a pair of semiconductor switches of the arm circuit;
A second driving circuit for driving the other of the pair of semiconductor switches of the arm circuit;
And a separation switch for interrupting power supply to the bootstrap circuit and separating the first drive circuit and the second drive circuit,
The motor control apparatus includes:
A detection switch for forming a current path for insulation resistance detection from the smoothing capacitor to a smoothing capacitor through a semiconductor switch of an arm circuit of an inverter circuit to which a motor to be detected is connected, a winding of the motor, and a ground;
A resistor provided in a current path for detecting insulation resistance between the smoothing capacitor and the ground and connected in series with the detection switch;
When the detection instruction of the insulation resistance of the motor is received, the circuit breaker disconnects the connection between the rectifying circuit and the AC power supply, closes the isolation switch of the inverter circuit to which the motor to be detected is connected, The first drive circuit and the second drive circuit are disconnected from each other while disconnecting all the inverter circuits except for the inverter circuit to which the motor to be detected is connected and disconnecting the first drive circuit and the second drive circuit, The switch is closed to form a current path for insulation resistance detection, and a PWM signal having a duty ratio of A% is output to the first drive circuit of the inverter circuit to which the motor to be detected is connected, One of the pair of semiconductor switches of at least one arm circuit is turned on and the other is turned off, A PWM signal having a duty ratio of 100-A% in which HI and LOW of the PWM signal are inverted at the same timing is outputted to the second driving circuit to turn off one of the pair of semiconductor switches of the arm circuit, A detection operation control section for repeating a switching operation for turning the other on; And,
Further comprising: an insulation resistance detection unit that detects an insulation resistance of the motor using a voltage between terminals of the resistor,
Wherein A is a value greater than zero.
상기 제1구동회로에 출력하는 PWM신호의 듀티비A는 상기 절연 저항 검출용 전류 경로에 상기 모터의 절연저항의 검출에 필요한 전류를 흘리기 위한 전압이 생성될 수 있으며, 상기 부트스트랩 회로의 콘덴서를 상기 일방의 반도체 스위치의 스위칭동작이 가능한 정도로 충전할 수 있는 30%~70%범위의 값을 선정하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치.The method according to claim 1,
The duty ratio A of the PWM signal to be output to the first drive circuit may be such that a voltage for flowing a current necessary for detecting the insulation resistance of the motor is generated in the current path for insulation resistance detection, Wherein a value within a range of 30% to 70% which can be charged to such an extent that switching operation of the one-way semiconductor switch is possible is selected.
상기 제1구동회로는 각 암 회로를 형성하는 한 쌍의 반도체 스위치 중 일방의 반도체 스위치에 대하여 개별적으로 설치되며,
상기 제2구동회로는 각 암 회로를 형성하는 한 쌍의 반도체 스위치 중 타방의 반도체 스위치에 대하여 개별적으로 설치되며,
상기 분리 스위치는 모든 상기 제1구동회로와 모든 제2구동회로를 합쳐서 분리할 수 있으며, 상기 부트스트랩 회로에의 통전을 차단할 수 있는 위치에 설치된 단독의 스위치인 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
The first driving circuit is provided separately for one of the pair of semiconductor switches forming each of the arm circuits,
The second drive circuit is provided separately for the other semiconductor switch among the pair of semiconductor switches forming each arm circuit,
Wherein the separation switch is a single switch that is capable of separating all the first driving circuits and all the second driving circuits from each other and is capable of blocking energization to the boot strap circuit.
상기 검출 동작 제어부는 상기 모터의 절연저항의 검출 지시를 수신했을 때에는 상기 검출지시가 어떤 모터에 대한 검출 지시인가를 인식하는 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the detection operation control unit has a function of recognizing when a detection instruction is issued to a certain motor when the detection instruction of the insulation resistance of the motor is received.
상기 검출 스위치의 일방의 단자에 상기 저항기의 일단이 접속되며, 타방의 단자에 상기 모터가 접지상태일 때에 상기 절연저항검출용 전류 경로에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 보호저항기의 일단이 접속되며, 상기 저항기의 타단은 상기 평활 콘덴서에 접속되며, 상기 보호저항기의 타단은 그라운드에 접속되는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치.3. The method according to claim 1 or 2,
One end of the resistor is connected to one terminal of the detection switch and the other terminal is connected to one end of a protection resistor for preventing an overcurrent from flowing in the current path for insulation resistance detection when the motor is in a grounded state, And the other end of the resistor is connected to the smoothing capacitor, and the other end of the protection resistor is connected to the ground.
상기 절연 저항 검출부는 검출한 상기 모터의 절연 저항을 이용하여 모터의 절연열화를 판정하는 절연 열화 판정 기능을 더 가지는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the insulation resistance detection section further has an insulation deterioration determination function for determining insulation deterioration of the motor by using the insulation resistance of the motor detected.
상기 모터의 절연저항의 검출 지시를 수신하는 제1단계;
상기 차단기에 의해 상기 정류회로와 상기 교류전원 간의 접속을 차단하며, 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로의 분리 스위치를 닫고 상기 제1구동 회로와 상기 제2구동회로를 접속하는 한편, 검출대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로 이외의 모든 인버터 회로의 분리 스위치를 열고 상기 부트스트랩 회로에의 통전을 차단하는 동시에 상기 제1구동회로와 상기 제2구동회로를 분리하며, 상기 검출 스위치를 닫힌 상태로 제어하여 절연저항 검출용 전류 경로를 형성하는 제2단계;
검출 대상이 되는 모터가 접속되는 인버터 회로의 제1구동회로에는 A%의 듀티비의 PWM신호를 출력하고, 해당 인버터 회로의 스위칭부의 적어도 하나의 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치의 일방을 온 상태로 하고 타방을 오프 상태로 하며, 이후, 상기 인버터 회로의 제2구동회로에는 상기 PWM신호의 HI, LOW를 동일 타이밍에 반전시킨 100-A%의 듀티비의 PWM신호를 출력하여 상기 암 회로의 한 쌍의 반도체 스위치의 일방을 오프 상태로 하고 타방을 온 상태로 하는 스위칭동작을 반복시켜, 상기 절연저항검출용 전류경로 내에 검출 전류를 흘리는 제3단계;
상기 검출 전류가 저항기에 흐르는 것으로 생성되는 저항기의 전압을 검출하는 제4단계; 그리고
검출된 전압의 크기로부터 검출대상이 되는 모터의 절연 저항을 검출하는 제5단계를 포함하고,
상기 A는 0보다 큰 값인 것을 특징으로 하는 모터의 절연열화 검출방법. A method for detecting insulation deterioration of a motor in the motor control apparatus according to claim 1 or 2,
A first step of receiving an instruction to detect insulation resistance of the motor;
The disconnecting switch disconnects the connection between the rectifying circuit and the AC power supply, closes the isolation switch of the inverter circuit to which the motor to be detected is connected, connects the first driving circuit and the second driving circuit, The control circuit disconnects the power supply to the bootstrap circuit and disconnects the first drive circuit and the second drive circuit, and when the detection switch is in the closed state To form a current path for insulation resistance detection;
A PWM signal having a duty ratio of A% is output to the first drive circuit of the inverter circuit to which the motor to be detected is connected, and one of the pair of semiconductor switches of the at least one arm circuit of the inverter circuit is turned on And the other is turned off. Thereafter, a PWM signal having a duty ratio of 100-A%, in which HI and LOW of the PWM signal are inverted at the same timing, is output to the second driving circuit of the inverter circuit, A third step of repeating a switching operation of turning one of the pair of semiconductor switches to the off state and the other of the pair of semiconductor switches to be in the on state and flowing a detection current in the current path for insulation resistance detection;
A fourth step of detecting a voltage of a resistor generated by flowing the detection current through the resistor; And
And a fifth step of detecting an insulation resistance of the motor to be detected from the magnitude of the detected voltage,
Wherein A is a value greater than zero.
상기 제3단계에 있어서 상기 제1구동회로에 출력하는 PWM신호의 듀티비A는 상기 절연저항 검출용 전류경로에 상기 모터의 절연저항의 검출에 필요한 전류를 흘리기 위한 전압이 생성될 수 있으며, 상기 부트스트랩 회로의 콘덴서를 상기 일방의 반도체 스위치의 스위칭 동작이 가능한 정도로 충전할 수 있는 30%~70%범위의 값을 선정하는 것을 특징으로 하는 모터의 절연열화 검출방법.8. The method of claim 7,
The duty ratio A of the PWM signal to be output to the first driving circuit in the third step may be such that a voltage for flowing a current required for detecting the insulation resistance of the motor is generated in the current path for insulation resistance detection, Wherein a value in the range of 30% to 70% is selected so that the capacitor of the bootstrap circuit can be charged to such an extent that switching operation of the one semiconductor switch can be performed.
상기 제1단계에서는,
상기 모터의 절연저항의 검출 지시가 어떤 모터에 대한 지시인가를 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 절연열화 검출 방법.8. The method of claim 7,
In the first step,
And recognizing which motor is instructed to detect the insulation resistance of the motor.
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