JP2018152929A - 漏れ電流の大きい逆変換器を検知するモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最も大きな漏れ電流が発生する逆変換器とモータとの組を容易かつ的確に検知するモータ駆動装置を実現する。【解決手段】モータ駆動装置１は、交流電源３の交流を直流に電力変換する順変換器１１と、順変換器１１からの直流をモータ駆動のための交流に電力変換する複数の逆変換器１２−ｎと、複数の逆変換器１２−ｎのうち１台に電力変換が行われるよう指令する診断用指令部１３と、交流電源３と順変換器１１との間のノイズを吸収するノイズ吸収回路１４と、ノイズ吸収回路１４内の抵抗３１の温度を測定する温度測定部１５と、温度測定部１５によって測定された温度を、当該測定時に電力変換が行われるよう指令されていた逆変換器１２−ｎに対応付けて記憶する記憶部１６と、記憶部１６に記憶された温度のうち最も高い温度が測定されたときの逆変換器１２−ｎを、最大の漏れ電流が発生した逆変換器として判定する漏れ電流判定部１７とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、漏れ電流の大きい逆変換器を検知するモータ駆動装置に関する。

工作機械、鍛圧機械、射出成形機、産業機械、あるいは各種ロボット内のモータを駆動するモータ駆動装置においては、交流電源から供給された交流電力を順変換器にて直流電力に一旦変換したのちさらに逆変換器にて交流電力に変換し、この交流電力を駆動軸ごとに設けられたモータの駆動電力として用いている。逆変換器は、複数の駆動軸に対応してそれぞれ設けられる各モータに個別に駆動電力を供給してモータを駆動制御するために、モータの台数と同数台設けられる。一方、順変換器は、コスト低減や占有スペース低減を目的として、複数の逆変換器に対して１台が設けられることが多い。

このようなモータ駆動装置においては、逆変換器をＰＷＭスイッチング制御した際に、モータ及びモータ動力ケーブルなどに存在する浮遊容量により漏れ電流が発生する。漏れ電流はモータ駆動装置あるいはその周辺装置の誤動作や破損をもたらすのでその対策は重要である。

例えば、インバータ素子温度と漏れ電流との関係を実験などにより調べて漏れ電流設定用マップとして記憶しておき、インバータ素子温度が与えられるとマップから対応する漏れ電流の大きさを推定する導出する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、空調室外機を制御する制御装置であって、交流電源の出力を直流に変換するコンバータと、コンバータ内に平滑回路用として接続されている電解コンデンサに流れる電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段が検出する電流から、電解コンデンサの漏れ電流を読取るマイコンと、を備え、マイコンは、漏れ電流のデータを用いて電解コンデンサの故障あるいは寿命を予知する制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１１−１７２３７３号公報 特開２００７−３１８８７２号公報

漏れ電流対策をとるにあたっては漏れ電流を測定する必要がある。漏れ電流は、浮遊容量の存在の下、モータに駆動電力を供給する逆変換器に対して高速なＰＷＭスイッチング制御を行うことで発生するものであるので、非常に高周波である。したがって、漏れ電流自体を直接に測定することは困難である。逆変換器を用いてモータを駆動する際には漏れ電流が大なり小なり発生する。複数のモータに対して複数の逆変換器で駆動電力を供給するモータ駆動装置においては、最も大きな漏れ電流が発生する逆変換器とモータとの組を把握することはモータ駆動装置に対して効果的な漏れ電流対策をとる上で非常に重要であることから、最も大きな漏れ電流が発生する逆変換器とモータとの組を容易かつ的確に検知することができる技術が望まれている。

本開示の一態様は、モータ駆動装置は、交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する順変換器と、各々がモータごとに設けられ、受信した指令に応じて順変換器から出力された直流電力をモータ駆動のための交流電力に変換する電力変換動作を行う、複数の逆変換器と、複数の逆変換器のうち１台の逆変換器に対してのみ電力変換動作が行われるよう指令する処理を、各逆変換器ごとに順次行う診断用指令部と、抵抗とコンデンサとを有し、交流電源と順変換器との間に発生するノイズを吸収するノイズ吸収回路と、抵抗の温度を測定する温度測定部と、温度測定部によって測定された温度を、当該温度が測定されたときに診断用指令部により電力変換動作が行われるよう指令されていた逆変換器に対応付けて記憶する記憶部と、記憶部に記憶された温度のうち最も高い温度が測定されたときに診断用指令部により電力変換動作が行われるよう指令されていた逆変換器を、最も大きい漏れ電流が発生した逆変換器として判定する漏れ電流判定部と、を備える。

本発明によれば、複数のモータに対して複数の逆変換器で駆動電力を供給するモータ駆動装置において、最も大きな漏れ電流が発生する逆変換器とモータとの組を容易かつ的確に検知することができる。

一実施形態によるモータ駆動装置を示す図である。 一実施形態によるモータ駆動装置におけるノイズ吸収回路の第１形態を示す図である。 漏れ電流判定部に報知部を接続した場合を示すブロック図である。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作フローを示すフローチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置におけるノイズ吸収回路の第２形態を示す図である。 一実施形態によるモータ駆動装置におけるノイズ吸収回路の第３形態を示す図である。 一実施形態によるモータ駆動装置におけるノイズ吸収回路の第４形態を示す図である。 一実施形態によるモータ駆動装置における順変換器の他の形態を示す図である。 一実施形態によるモータ駆動装置における逆変換器の他の形態を示す図である。

以下図面を参照して、漏れ電流の大きい逆変換器を検知するモータ駆動装置について説明する。各図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。また、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味するものとする。また、理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。なお、一般に漏れ電流は、モータを駆動する際に大なり小なり発生するものであるが、本開示では、「誤動作や破損をもたらすほどの漏れ電流が発生した」を単に「漏れ電流が発生した」もしくは「漏れ電流の発生有り」と表現し、「誤動作や破損をもたらすほどの漏れ電流は発生していない」を単に「漏れ電流が発生していない」もしくは「漏れ電流の発生無し」と表現することがある。

図１は、一実施形態によるモータ駆動装置を示す図である。ここでは、一例として、モータ駆動装置１により三相交流の複数のモータ２−ｎ（ｎは正の整数）を制御する場合について説明するが、モータ２−ｎの種類については本発明を特に限定するものではなく、例えば誘導モータであっても同期モータであってもよい。なお、図１に示す実施形態では、交流電源３を三相とし、モータ２−ｎを三相交流モータとした。交流電源３が単相の場合及びモータ２−ｎが単相交流モータである場合の適用例については後述する。

図１に示すように、一実施形態によるモータ駆動装置１は、順変換器１１と、逆変換器１２−ｎ（ｎは正の整数）と、診断用指令部１３と、ノイズ吸収回路１４と、温度測定部１５と、記憶部１６と、漏れ電流判定部１７とを備える。ここで、三相の交流電源３の各相を、Ｒ相、Ｓ相及びＴ相とし、接地点をＮとする。

一実施形態によるモータ駆動装置１は、順変換器１１を１台有する。順変換器１１は、三相の交流電源３から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する。順変換器１１の例としては、ダイオード整流回路、１２０度通電型整流回路、あるいは内部にスイッチング素子を備えるＰＷＭスイッチング制御方式の整流回路などがある。順変換器１１がダイオード整流回路である場合は、交流電源３側から供給された交流電流を整流し、直流側であるＤＣリンクに直流電流を出力する。順変換器１１が１２０度通電型整流回路やＰＷＭスイッチング制御方式の整流回路である場合は、順変換器１１は、交流電源３側から供給された交流電力を直流電力に変換して直流側へ出力し、モータ減速時にはＤＣリンクから供給された直流電力を交流電力に変換して交流電源３側へ出力する、交直双方向に変換可能である電力変換器として実現することができる。順変換器１１がＰＷＭスイッチング制御方式の整流回路である場合は、スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなる。この場合、スイッチング素子の例としては、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ−ＯＦＦ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ：ゲートターンオフサイリスタ）、トランジスタなどがあるが、スイッチング素子の種類自体は本発明を限定するものではなく、その他のスイッチング素子であってもよい。

順変換器１１の直流出力側と逆変換器１２−ｎの直流入力側とを接続するＤＣリンクには、ＤＣリンクコンデンサ（平滑コンデンサとも称する）２０が設けられる。ＤＣリンクコンデンサ２０は、ＤＣリンクにおいて直流電力を蓄積する機能及び順変換器１１の直流出力の脈動分を抑える機能を有する。

逆変換器１２−ｎは、複数のモータ２−ｎに対して個別に駆動電力を供給してモータ２−ｎを駆動制御するために、モータ２−ｎの台数と同数台（図示の例ではｎ台）設けられる。

逆変換器１２−ｎは、ＤＣリンクに接続され、上位コントローラ（図示せず）から受信したスイッチング指令に基づき各スイッチング素子がオンオフ制御されることにより、ＤＣリンクの直流電力とモータ２−ｎの駆動電力もしくは回生電力である交流電力との間で電力変換する。逆変換器１２−ｎは、スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなり、例えばＰＷＭスイッチング制御方式に基づいて各スイッチング素子がオンオフ制御される。本実施形態では、モータ駆動装置１に接続されるモータ２−ｎを三相交流モータとしたので、逆変換器１２−ｎは三相のブリッジ回路として構成される。スイッチング素子の例としては、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯ、トランジスタなどがあるが、スイッチング素子の種類自体は本発明を限定するものではなく、その他のスイッチング素子であってもよい。

モータ２−ｎに対する通常の運転モードでは、逆変換器１２−ｎは、上位コントローラから受信したスイッチング指令に基づき内部のスイッチング素子をスイッチング動作させ、ＤＣリンクを介して順変換器１１から供給される直流電力を、モータ２−ｎを駆動するための所望の電圧及び所望の周波数の交流電力に変換する（逆変換動作）。これにより、モータ２−ｎは、供給された電圧可変及び周波数可変の交流電力に基づいて動作することになる。また、モータ２−ｎの減速時には回生電力が発生するが、上位コントローラから受信したスイッチング指令に基づき内部のスイッチング素子をスイッチング動作させ、モータ２−ｎで発生した交流の回生電力を直流電力へ変換してＤＣリンクへ戻す（順変換動作）。また、詳細については後述するが、モータ２−ｎに対する通常の運転モードではなく漏れ電流の大きい逆変換器を判定（特定）するモード（以下、「診断モード」と称する。）においては、診断用指令部１３により、複数の逆変換器１２−ｎのうち１台の逆変換器に対してのみ電力変換動作が行われる処理が、各逆変換器２−ｎごとに順次行われる。

診断用指令部１３は、診断モードにおいて、複数の逆変換器１２−ｎのうち１台の逆変換器に対してのみ電力変換動作が行われるよう指令する処理を、各逆変換器２−ｎごとに順次行う。より具体的には、診断用指令部１３は、１台の逆変換器に対して、その内部のスイッチング素子をスイッチング動作させてＤＣリンクを介して順変換器１１から供給される直流電力を交流の駆動電力に変換する指令（オンオフのスイッチング指令）を出力し、当該１台の逆変換器以外の逆変換器に対しては、順変換器１１から供給される直流電力を交流電力に変換しないようにする指令（すなわちオフのみのスイッチング指令）を出力する。診断用指令部１３はこの指令処理を、複数の逆変換器１２−ｎについて１台ごとに行う。したがって、診断モードでは、ある時点において、１台の逆変換器のみが電力変換動作を行うので、電力変換動作を行う当該１台の逆変換器に接続されたモータのみが駆動されていることになる。

ノイズ吸収回路１４は、抵抗３１とコンデンサ３２とを有し、交流電源３と順変換器１１との間に発生するノイズを吸収する。モータ２−ｎは誘導性負荷であるので、逆変換器１２−ｎ内のスイッチング素子がオンオフ動作すると逆起電力によって大きなエネルギーを持った「サージ」と呼ばれる瞬間的な高電圧ノイズを発生させる。この高電圧ノイズによって、逆変換器１２−ｎの各素子が破壊されたり誤動作する可能性があることから、これを防ぐためにノイズ吸収回路１４が順変換器１１の交流入力側に設置される。ノイズ吸収回路１４では、高電圧ノイズを、コンデンサ３２で受けて抵抗３１で消費させることで除去する。ノイズ吸収回路１４の構成は様々なものがあるが、一例を図２に示す。図２は、一実施形態によるモータ駆動装置におけるノイズ吸収回路の第１形態を示す図である。第１形態によるノイズ吸収回路１４は、直列接続された抵抗３１とコンデンサ３２との組がデルタ結線されて構成され、交流電源３と順変換器１１との間のＲ相、Ｓ相及びＴ相の各相間に接続される。

温度測定部１５は、ノイズ吸収回路１４内の抵抗３１の温度を測定する。温度測定部１５のセンサ部分は、抵抗３１に対してできるだけ近くに設置されるのが好ましい。より具体的には、温度測定部１５のセンサ部分は、例えば抵抗３１に対して直付けされるかもしくは抵抗３１に対して何らかの部材を介して設置され、また例えば抵抗３１がノイズ吸収回路１４のケース内に収容されている場合にはそのケース上に設置される。

記憶部１６は、温度測定部１５によって測定された温度を、当該温度が測定されたときに診断用指令部１３により電力変換動作が行われるよう指令されていた逆変換器に対応付けて記憶する。上述のように、診断モードのある時点においては、１台の逆変換器のみが電力変換動作を行うので、電力変換動作を行う当該１台の逆変換器に接続されたモータのみが駆動されていることになる。よって、温度測定部１５は、電力変換動作を行っている逆変換器に接続されたモータが駆動しているときの抵抗３１の温度を測定することになり、記憶部１６は、この測定された温度を、診断用指令部１３により電力変換動作が行われるよう指令されていた逆変換器の識別情報とともに記憶する。記憶部１６は、例えば、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などのような電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリ、または、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどのような高速で読み書きのできるランダムアクセスメモリによって構成される。またあるいは、記憶部１６は、モータ駆動装置１が通常の運転モードにおいてモータ２−ｎを駆動する際に用いられる記憶装置の一部の領域に設けられてもよい。

漏れ電流判定部１７は、記憶部１６に記憶された温度のうち最も高い温度が測定されたときに診断用指令部１３により電力変換動作が行われるよう指令されていた逆変換器を、最も大きい漏れ電流が発生した逆変換器として判定する。漏れ電流判定部１７による漏れ電流の判定処理について、図２を用いてより詳細に説明すると次の通りである。

各モータ２―ｎ及びモータ動力ケーブルなどには浮遊容量が存在する。図２では浮遊容量を参照符号２００で示す。モータ２−ｎを駆動するための交流電力を供給するために逆変換器２−ｎ内のスイッチング素子に対して高速なＰＷＭスイッチング制御を行うと、交流電源３、順変換器１１、逆変換器２−ｎ及び浮遊容量２００を経由して、漏れ電流が流れる。図２では、モータ２−１の駆動に起因する漏れ電流が流れる経路の一例を、太い破線の矢印で示している。図２に示す電流経路はあくまでも一例であり、実際は、逆変換器１２−１の上側アーム及び下側アームにおける各スイッチング素子のオンオフ状態との組合せなどにより、モータ２−１の駆動に起因する漏れ電流が流れる電流経路は刻々と変わる。

モータ２−１の駆動に起因する漏れ電流が発生すると、そのうちの一部の漏れ電流が、ノイズ吸収回路１４にも流れる。図２において、例えばモータ２−１の駆動に起因する漏れ電流が太い破線の矢印に示す電流経路を流れたときにおける、ノイズ吸収回路１４中における漏れ電流が流れる経路の一例を、太い一点鎖線の矢印で示す。なお、モータ２−１の駆動に起因する漏れ電流が流れる電流経路が変われば、それに応じてノイズ吸収回路１４中における漏れ電流の電流経路も変わる。

ノイズ吸収回路１４内に流れる高周波の漏れ電流は、ノイズ吸収回路１４内の抵抗３１によって消費され、これに伴い抵抗３１は発熱する。抵抗３１の温度上昇値は、抵抗３１における熱損失（消費電力）にほぼ比例する。ノイズ吸収回路１４内の抵抗３１の抵抗値をＲ、抵抗３１に流れる漏れ電流の大きさをｉ、抵抗３１での熱損失に対する温度上昇係数をｋとしたとき、抵抗３１の温度上昇値ΔＴは式１のように表される。

式１を変形すると式２が得られる。

式２より、抵抗３１における温度上昇値ΔＴが分かれば、抵抗３１に流れる漏れ電流の大きさｉを推定することができることが分かる。

上述のように、診断モードでは、ある時点において、１台の逆変換器のみが電力変換動作を行うので、温度測定部１５は、複数の逆変換器のうち電力変換動作を行っている１台の逆変換器に接続されたモータが駆動しているときの温度を測定することになる。診断モードにおいて電力変換動作を行う逆変換器を順次変更していけば、各逆変換器２−ｎを単体で動作させた際における、モータ２−ｎの駆動に起因する漏れ電流の発生に伴う抵抗３１における温度上昇値ΔＴを知ることができる。式２からわかるように、抵抗３１における温度上昇値ΔＴが大きいほど、抵抗３１に流れる漏れ電流に流れる電流量も大きい。よって、一実施形態におけるモータ駆動装置１における漏れ電流判定部１７は、診断モードにおいて、記憶部１６に記憶された温度のうち最も高い温度が測定されたときに診断用指令部１３により電力変換動作が行われるよう指令されていた逆変換器を、最も大きい漏れ電流が発生した逆変換器として判定する。

なお、図２に示すように、ノイズ吸収回路１４内の抵抗３１が複数存在する場合は、温度測定部１５により全ての抵抗３１の温度を測定することが好ましい。その理由は次の通りである。例えば、交流電源３とモータ駆動装置１とを結ぶケーブルの三相のうち二相分に、例えば直流の制御電源を生成するための装置などのような電気機器が接続され、これによってモータ駆動装置１の交流入力側に多少の三相不平衡が発生することがある。この三相不平衡によりノイズ吸収回路１４内の各抵抗３１の温度の上昇傾向が異なることになる。温度測定部１５により全ての抵抗３１の温度を測定し、測定の結果一番大きな温度上昇値に基づいて漏れ電流判定部１７による判定処理を行えば、より正確に、最も大きい漏れ電流が発生した逆変換器を検知することができる。

上述した漏れ電流判定部１７による判定結果に基づいて、ユーザに対し、最も大きい漏れ電流が発生したと判定された逆変換器の識別情報を報知することができる。漏れ電流の発生の有無を報知する報知部について、図３を参照して説明すると次の通りである。

図３は、漏れ電流判定部に報知部を接続した場合を示すブロック図である。図３に示すように、モータ駆動装置１は、漏れ電流判定部１７により最も大きい漏れ電流が発生したと判定された逆変換器の識別情報を報知する報知部１８をさらに備える。報知部１８の例としては、パソコン、携帯端末、タッチパネルなどのディスプレイやモータ駆動装置１内に設けられる数値制御装置（図示せず）に付属のディスプレイなどがあり、最も大きい漏れ電流が発生したと判定された逆変換器の識別情報を例えば文字や絵柄でディスプレイに表示する。また例えば、報知部１８を、音声、スピーカ、ブザー、チャイムなどのような音を発する音響機器にて実現してもよく、最も大きい漏れ電流が発生したと判定された逆変換器の識別情報を音により報知する。またあるいは、報知部１８について、プリンタを用いて紙面等にプリントアウトして表示させる形態をとってもよく、例えば最も大きい漏れ電流が発生したと判定された逆変換器の識別情報を、その発生時刻とともに表示させてもよい。またあるいは、これらを適宜組み合わせて報知部１８を実現してもよい。なお、漏れ電流判定部１７によって出力された判定結果に関するデータを、記憶装置に格納し、当該データをさらなる用途に用いてもよい。

漏れ電流判定部１７の判定結果により、モータ駆動装置１のユーザは、最も大きい漏れ電流が発生したと判定された逆変換器を容易かつ的確に把握することができる。例えば、報知部１８を介して、「最も大きい漏れ電流が発生したと判定された逆変換器」を把握することができたユーザは、例えば、当該逆変換器に接続されたモータに接続されるケーブルや交流電源３とモータ駆動装置１とを接続するケーブルを太くしたり、ノイズ吸収回路１４を抵抗３１の抵抗値もしくはコンデンサ３２の容量が異なるものに交換するといったような設計変更をすることができる。

なお、上述した診断用指令部１３、記憶部１６及び漏れ電流判定部１７は、例えばソフトウェアプログラム形式で構築されてもよく、あるいは各種電子回路とソフトウェアプログラムとの組み合わせで構築されてもよい。例えばこれらをソフトウェアプログラム形式で構築する場合は、このソフトウェアプログラムに従って動作させるためのコンピュータを設けたり、モータ駆動装置１に接続される数値制御装置内の演算処理装置にこのソフトウェアプログラムを動作させたりすることで、上述の各部の機能を実現することができる。またあるいは、診断用指令部１３、記憶部１６及び漏れ電流判定部１７を、各部の機能を実現するソフトウェアプログラムを書き込んだ半導体集積回路として実現してもよい。

また例えば、モータ駆動装置１が複数設けられ、各モータ駆動装置１の制御系が通信ネットワークを介して接続されている場合は、各モータ駆動装置１における漏れ電流判定部１７の判定結果を、クラウドサーバ上で共有してもよい。

また例えば、モータ駆動装置１を備える工作機械を含む複数の製造セルが、通信ネットワークを介して接続されている場合、各モータ駆動装置１における漏れ電流判定部１７の判定結果を、製造セルの上位にあるセルコントローラ、あるいはそのセルコントローラのさらに上位にある生産管理装置で共有してもよい。

製造セルは、製品を製造する複数の工作機械をフレキシブルに組合せた集合である。製造セルは、例えば複数個もしくは複数種類の工作機械により構築されているが、製造セルにおける工作機械の個数は限定されない。例えば、製造セルは、あるワークが複数の工作機械により順次に処理されることによって最終的な製品となる製造ラインでありうる。また例えば、製造セルは、２つ以上の工作機械の各々により処理された２つ以上の工作物（部品）を製造工程の途中で別の工作機械によって組み合せることにより最終的な工作物（製品）を完成させる製造ラインであってもよい。また例えば、２つ以上の製造セルにより処理された２つ以上の工作物を組み合せることにより、最終的な工作物（製品）を完成させてもよい。製造セルとセルコントローラとは、例えばイントラネットなどのような通信ネットワークを介して通信可能に相互接続される。製造セルは、製品を製造する工場に配置されている。これに対して、セルコントローラは、製造セルが配置された工場に配置されてもよく、あるいは工場とは異なる建屋に配置されてもよい。例えば、セルコントローラは、製造セルが配置された工場の敷地にある別の建屋に配置されていてもよい。

また、セルコントローラの上位には生産管理装置が設けられる。生産管理装置は、セルコントローラと相互通信可能に接続され、セルコントローラに生産計画を指示する。生産管理装置は、例えば、工場から遠隔地にある事務所に配置されていてもよい。この場合には、セルコントローラと生産管理装置とは、例えばインターネットの通信ネットワークを介して通信可能に相互接続される。

このような生産システムにおいて、セルコントローラあるいは生産管理装置に設けられたディスプレイ装置に「最も大きい漏れ電流が発生したと判定された逆変換器の識別情報」を表示させてもよい。またあるいは、ディスプレイ装置に代えてあるいはディスプレイ装置と共に、音響機器にて警報音やブザーを発生させて判定結果をユーザに報知してもよい。これにより、工場で働く作業者や管理者は容易に、漏れ電流低減を目的とした設計変更を行うべきモータ駆動装置１を把握することができる。

図４は、一実施形態によるモータ駆動装置の動作フローを示すフローチャートである。

複数の逆変換器の中から最も大きい漏れ電流が発生した逆変換器を検知する処理は、モータ駆動装置１が診断モードにある場合に実行される。モータ駆動装置１がモータ２−ｎに対する通常の運転モードにある場合は、診断モードに切り替える。運転モードから診断モードへの切替えは、例えば、モータ駆動装置１に接続された数値制御装置の操作端末に対する特定のキー操作、数値制御装置の上位にあるセルコントローラからの切替え指示、セルコントローラの上位にある生産管理装置からの切替え指示により行われる。診断モードにおいて、ステップＳ１０１では、診断用指令部１３は、１台の逆変換器に対して、その内部のスイッチング素子をスイッチング動作させてＤＣリンクを介して順変換器１１から供給される直流電力を交流の駆動電力に変換する指令（オンオフのスイッチング指令）を出力し、当該１台の逆変換器以外の逆変換器に対しては、順変換器１１から供給される直流電力を交流電力に変換しないようにする指令（すなわちオフのみのスイッチング指令）を出力する。これにより、診断用指令部１３から指令を受信した１台の逆変換器のみが電力変換動作を行い、当該１台の逆変換器に接続されたモータのみが駆動されることになる。

診断用指令部１３から指令を受信した１台の逆変換器において高速なＰＷＭスイッチング制御が行われることにより、交流電源３、順変換器１１、当該１台の逆変換器及び浮遊容量２００を経由して、漏れ電流が流れる。この漏れ電流の一部がノイズ吸収回路１４にも流れる。ノイズ吸収回路１４内に流れる高周波の漏れ電流は、ノイズ吸収回路１４内の抵抗３１によって消費され、これに伴い抵抗３１は発熱する。温度測定部１５は、このときの抵抗３１の温度を測定する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０３では、記憶部１６は、温度測定部１５により測定された抵抗３１の温度を、診断用指令部１３により電力変換動作が行われるよう指令されていた逆変換器の識別情報とともに記憶する。

続くステップＳ１０４では、漏れ電流判定部１７は、診断用指令部１３から指令を受信した１台の逆変換器が電力変換動作しているときに温度測定部１５が抵抗３１の温度を測定する処理を、全ての逆変換器について実行したか否かを判定する。実行していない逆変換器があると判定された場合はステップＳ１０１へ戻る。ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理を、全ての逆変換器について順次繰り替えることによって、記憶部１６には、温度測定部１５によって測定された温度と、当該温度が測定されたときに診断用指令部１３により電力変換動作が行われるよう指令されていた逆変換器の識別情報とが対応付けて記憶される。なお、ステップＳ１０４における判定処理の実行主体を、ここで説明した漏れ電流判定部１７に代えて、診断用指令部１３としてもよい。

ステップＳ１０５では、漏れ電流判定部１７は、記憶部１６に記憶された温度のうち最も高い温度が測定されたときに診断用指令部１３により電力変換動作が行われるよう指令されていた逆変換器を、最も大きい漏れ電流が発生した逆変換器として判定する。漏れ電流判定部１７による判定結果は、報知部１８によりユーザに対し報知される。

上述した一実施形態によるモータ駆動装置１は、様々な形態のノイズ吸収回路、順変換器、逆変換器及びモータに適用することできる。以下、図５〜図９を参照していくつか説明する。なお、図５〜図９に示す形態については、特に言及する構成要素以外の構成要素については図１に示す構成要素と同様であるので、同一の構成要素には同一符号を付して当該構成要素についての詳細な説明は省略している。

図５は、一実施形態によるモータ駆動装置におけるノイズ吸収回路の第２形態を示す図である。図５に示すように、ノイズ吸収回路１４がモータ駆動装置１の交流入力側の二相間（図５の例ではＲ相−Ｔ相間）に設けられる場合、ノイズ吸収回路１４内の抵抗３１の温度を温度測定部１５により測定し、この測定結果に基づいて漏れ電流判定部１７は漏れ電流判定処理を行えばよい。

図６は、一実施形態によるモータ駆動装置におけるノイズ吸収回路の第３形態を示す図である。図６に示すように、ノイズ吸収回路１４がモータ駆動装置１の交流入力側の一相分とグランドとの間（図６の例ではＲ相とグランドとの間）に設けられる場合、ノイズ吸収回路１４内の抵抗３１の温度を温度測定部１５により測定し、この測定結果に基づいて漏れ電流判定部１７は漏れ電流判定処理を行えばよい。

図７は、一実施形態によるモータ駆動装置におけるノイズ吸収回路の第４形態を示す図である。図７に示すように、直列接続された抵抗３１とコンデンサ３２との組がスター結線（Ｙ結線）されてノイズ吸収回路１４が構成されて、直列接続された抵抗３１とコンデンサ３２との組の一端がＲ相、Ｓ相及びＴ相に接続され、他端がグランドに接続される場合、ノイズ吸収回路１４内の各抵抗３１の温度を温度測定部１５により測定し、この測定結果に基づいて漏れ電流判定部１７は漏れ電流判定処理を行えばよい。

図８は、一実施形態によるモータ駆動装置における順変換器の他の形態を示す図である。図８に示すように、交流電源３が単相電源である場合、順変換器４１は単相整流回路で構成され、ノイズ吸収回路１４はモータ駆動装置１の交流入力側の二相間（図８の例ではＲ相−Ｔ相間）に設けられる。この場合、ノイズ吸収回路１４内の抵抗３１の温度を温度測定部１５により測定し、この測定結果に基づいて漏れ電流判定部１７は漏れ電流判定処理を行えばよい。

図９は、一実施形態によるモータ駆動装置における逆変換器の他の形態を示す図である。図９に示すように、モータ２−ｎが単相交流モータである場合、逆変換器４２−ｎは、単相逆変換器で構成される。ノイズ吸収回路１４として図１のものと同様のものが設けられる場合、ノイズ吸収回路１４内の抵抗３１の温度を温度測定部１５により測定し、この測定結果に基づいて漏れ電流判定部１７は漏れ電流判定処理を行えばよい。

このように、一実施形態によるモータ駆動装置１は、様々な形態のノイズ吸収回路、順変換器、逆変換器及びモータに適用することできる。上述した各構成要素の形態を適宜組み合わせてモータ駆動装置１を実現してもよい。例えば、逆変換器の交流出力側に設けられる複数のモータが単相交流モータ及び三相交流モータの両方であってもよく、この場合、単相交流モータには単相逆変換器が接続され、三相交流モータには三相逆変換器が接続される。

１ モータ駆動装置
２−１、２−２、２−３、２−ｎ モータ
３ 交流電源
１１、４１ 順変換器
１２−１、１２−２、１２−３、１２−ｎ、４２−１、４２−２ 逆変換器
１３ 診断用指令部
１４ ノイズ吸収回路
１５ 温度測定部
１６ 記憶部
１７ 漏れ電流判定部
１８ 報知部
２０ ＤＣリンクコンデンサ
３１ 抵抗
３２ コンデンサ
２００ 浮遊容量

Claims (2)

1. 交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する順変換器と、
   各々がモータごとに設けられ、受信した指令に応じて前記順変換器から出力された直流電力をモータ駆動のための交流電力に変換する電力変換動作を行う、複数の逆変換器と、
   前記複数の逆変換器のうち１台の逆変換器に対してのみ前記電力変換動作が行われるよう指令する処理を、各前記逆変換器ごとに順次行う診断用指令部と、
   抵抗とコンデンサとを有し、交流電源と前記順変換器との間に発生するノイズを吸収するノイズ吸収回路と、
   前記抵抗の温度を測定する温度測定部と、
   前記温度測定部によって測定された温度を、当該温度が測定されたときに前記診断用指令部により前記電力変換動作が行われるよう指令されていた逆変換器に対応付けて記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された温度のうち最も高い温度が測定されたときに前記診断用指令部により前記電力変換動作が行われるよう指令されていた逆変換器を、最も大きい漏れ電流が発生した逆変換器として判定する漏れ電流判定部と、
   を備える、モータ駆動装置。
2. 前記漏れ電流判定部により最も大きい漏れ電流が発生したと判定された逆変換器の識別情報を報知する報知部を備える、請求項１に記載のモータ駆動装置。

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