JP2018152930A - 漏れ電流の発生を判定するモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】漏れ電流の発生状況を容易かつ的確に検知することができ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から供給された交流電力を、モータ駆動のための駆動電力に変換して出力する電力変換部１１と、抵抗３１とコンデンサ３２とを有し、交流電源３と電力変換部１１との間に発生するノイズを吸収するノイズ吸収回路１２と、抵抗３１の温度を測定する温度測定部１３と、温度測定部１３によって測定された温度に基づいて、モータ駆動に起因する漏れ電流の発生の有無を判定する漏れ電流判定部１４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、漏れ電流の発生を判定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。

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。よって、モータ駆動装置の分野においては、漏れ電流の発生状況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、モータ駆動のための駆動電力に変換して出力する電力変換部と、抵抗とコンデンサとを有し、交流電源と電力変換部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に基づいて、モータ駆動に起因する漏れ電流の発生の有無を判定する漏れ電流判定部と、を備える。

本発明によれば、漏れ電流の発生状況を容易かつ的確に検知することができるモータ駆動装置を実現することができる。

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漏れ電流判定部の第１形態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における漏れ電流判定部の第２形態を示すブロック図である。 図２に示した第１形態によ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。 図３に示した第２形態によ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におけるノイズ吸収回路の他の形態を示す図（その１）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他の形態を示す図（その２）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他の形態を示す図（その３）である。 一実施形態によるモータ駆動装置における電力変換部の他の形態を示す図（その１）である。 一実施形態によるモータ駆動装置における電力変換部の他の形態を示す図（その２）である。 一実施形態によるモータ駆動装置における電力変換部の他の形態を示す図（その３）である。

以下図面を参照して、漏れ電流の発生を判定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により三相交流のモータ２を制御する場合について説明するが、モータ２の種類についても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が単相交流モータもしくは直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、電力変換部１１と、ノイズ吸収回路１２と、温度測定部１３と、漏れ電流判定部１４とを備える。

電力変換部１１は、交流電源３から供給された交流電力を、モータ２を駆動するための駆動電力に変換して出力する。モータ２を三相交流モータとしたので、電力変換部１１は、順変換器１０１、逆変換器１０２及びＤＣリンクコンデンサ１０３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。

順変換器１０１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１０１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１０１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１０１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１０１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１０１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１０１の直流出力側と逆変換器１０２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）１０３が設けられる。ＤＣリンクコンデンサ１０３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１０１の直流出力の脈動分を抑える機能を有する。

逆変換器１０２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１０２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を三相交流モータとしたので、逆変換器１０２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。逆変換器１０２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１０１から供給される直流電力を、モータ２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）。

ノイズ吸収回路１２は、抵抗３１とコンデンサ３２とを有し、電力変換部１１の交流入力側（すなわち交流電源３と電力変換部１１との間）に発生するノイズを吸収する。モータ２は誘導性負荷であるので、逆変換器１０２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１０２を含む電力変換部１１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１２が電力変換部１１の交流入力側に設置される。ノイズ吸収回路１２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１２の構成は様々なものがある。図１に示す例では、ノイズ吸収回路１２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と電力変換部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１３は、ノイズ吸収回路１２内の抵抗３１の温度を測定する。温度測定部１３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１３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１２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。

漏れ電流判定部１４は、温度測定部１３によって測定された抵抗３１の温度に基づいて、モータ２の駆動に起因する漏れ電流の発生の有無を判定する。

続いて、漏れ電流判定部１４による漏れ電流の判定処理について図１を用いて説明する。

モータ２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１では浮遊容量を参照符号２００で示す。モータ２を駆動するための交流電力を供給するために逆変換器１０２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１０１、逆変換器１０２及び浮遊容量２００を経由して、漏れ電流が流れる。図１において、モータ２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す。図１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１０２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１２にも流れる。図１において、例えばモータ２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１２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１２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１２内に流れる高周波の漏れ電流は、ノイズ吸収回路１２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１２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。モータ２の駆動に起因する漏れ電流の発生に伴い、その漏れ電流の一部が抵抗３１にも流れることから、一実施形態によるモータ駆動装置１では、温度測定部１３により抵抗３１の温度を測定し、漏れ電流判定部１４では、抵抗３１の温度（の上昇値）に基づいて、モータ２の駆動に起因する漏れ電流の発生状況を判定する。一般に漏れ電流は、モータ２を駆動すれば大なり小なり発生するものである。よって、一実施形態によるモータ駆動装置１における漏れ電流判定部１４は、例えば、モータ駆動装置１あるいはその周辺装置の誤動作や破損をもたらすほどの漏れ電流が発生した場合を「誤動作や破損をもたらすほどの漏れ電流が発生した」として判定し、誤動作や破損をもたらさない漏れ電流が発生した場合を「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」として判定する。

なお、図１に示すように、ノイズ吸収回路１２内の抵抗３１が複数存在する場合は、温度測定部１３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１２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１３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１４による判定処理を行えば、より正確に漏れ電流の発生を判定することができる。

続いて、漏れ電流判定部１４のより具体的な構成について、図２及び図３を参照して説明する。

図２は、一実施形態によるモータ駆動装置における漏れ電流判定部の第１形態を示すブロック図である。第１形態による漏れ電流判定部１４は、温度測定部１３によって測定された抵抗３１の温度に基づいて、ノイズ吸収回路１２に流れる漏れ電流の大きさを推定する電流推定部２１と、電流推定部２１により推定されたノイズ吸収回路１２に流れる漏れ電流の大きさと、予め規定された電流しきい値と、を比較する電流比較部２２を有する。第１形態による漏れ電流判定部１４は、電流推定部２１により推定されたノイズ吸収回路１２に流れる漏れ電流の大きさが電流しきい値を超えた場合、モータ２の駆動に起因する漏れ電流が発生したと判定する。なお、電流推定部２１によるノイズ吸収回路１２に流れる漏れ電流の大きさの推定処理にあたっては、式２に示すように、温度測定部１３によって測定された抵抗３１の温度の上昇分ΔＴ、ノイズ吸収回路１２内の抵抗３１の抵抗値Ｒ、及び抵抗３１での熱損失に対する温度上昇係数ｋの各パラメータが必要である。このうち、ノイズ吸収回路１２内の抵抗３１の抵抗値Ｒは、ノイズ吸収回路１２の諸元データとして一般的に規定されるものであり、例えばノイズ吸収回路１２の規格表や取扱説明書などに記載されているのでこれを用いればよい。あるいは、ノイズ吸収回路１２内の抵抗３１の抵抗値を直接測定してこれを用いてもよい。また、抵抗３１での熱損失に対する温度上昇係数ｋについては、実験によりノイズ吸収回路１２内の抵抗３１に電流を流してそのときに発生する温度を損度測定部１３で測定し、実験により得られた電流と温度の上昇値との関係性（通常は線形）から温度上昇係数ｋを算出してこれを用いればよい。また、電流比較部２２による漏れ電流の判定処理に用いられる電流しきい値については、例えば実験によりあるいは実際の運用によりモータ駆動装置１を動作させて、適宜決定すればよい。より具体的には、モータ駆動装置１を動作させ、漏れ電流が原因と考えられるモータ駆動装置１あるいはその周辺装置の誤動作や破損が発生したときのノイズ吸収回路１２に流れる漏れ電流の大きさを電流推定部２１により算出し、電流推定部２１により算出された値よりも小さい値を電流しきい値として設定すればよい。つまり、この電流しきい値は、モータ駆動装置１あるいはその周辺装置の誤動作や破損をもたらすほどの漏れ電流が発生しないような値に設定される。

図３は、一実施形態によるモータ駆動装置における漏れ電流判定部の第２形態を示すブロック図である。第２形態による漏れ電流判定部１４は、温度測定部１３によって測定された抵抗３１の温度と、予め規定された温度しきい値と、を比較する温度比較部２３を有する。第２形態による漏れ電流判定部１４内の温度比較部２３は、温度測定部１３によって測定された抵抗３１の温度が温度しきい値を超えた場合、モータ２の駆動に起因する漏れ電流が発生したと判定する。式２から分かるように、抵抗３１に流れる漏れ電流の大きさｉは、抵抗３１における温度上昇値ΔＴを独立変数とする関数で表される。つまり、抵抗３１における温度上昇値ΔＴさえ分かれば、抵抗３１に流れる漏れ電流の相対的な大きさ（すなわち大きいか小さいか）が分かる。温度比較部２３による漏れ電流の判定処理に用いられる温度しきい値については、例えば実験によりあるいは実際の運用によりモータ駆動装置１を動作させて、適宜決定すればよい。より具体的には、モータ駆動装置１を動作させ、漏れ電流が原因と考えられるモータ駆動装置１あるいはその周辺装置の誤動作や破損が発生したとき、抵抗３１の温度を温度測定部１３により測定し、温度測定部１３により測定された温度よりも低い温度を温度しきい値として設定すればよい。つまり、この温度しきい値は、モータ駆動装置１あるいはその周辺装置の誤動作や破損をもたらすほどの漏れ電流が発生しないような値に設定される。このように、第２形態による漏れ電流判定部１４によれば、漏れ電流の判定処理に際してノイズ吸収回路１２内の抵抗３１の抵抗値Ｒ及び抵抗３１での熱損失に対する温度上昇係数ｋを予め用紙いておく必要がないので、第１形態による漏れ電流判定部１４の場合よりも、漏れ電流の発生の有無をより容易に判定することができる。

上述した漏れ電流判定部１４による判定結果に基づいて、ユーザに対し、モータ２の駆動に起因する漏れ電流の発生の有無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４及び図５を参照して説明すると次の通りである。

図４は、図２に示した第１形態によ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。また、図５は、図３に示した第２形態によ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。報知部２４は、漏れ電流判定部１４によりモータ２の駆動に起因する漏れ電流が発生したと判定された場合、漏れ電流が発生したことをユーザに対して報知する。報知部２４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、例えば「（誤動作や破損をもたらすほどの）漏れ電流が発生した」もしくは「（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２４を、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、例えば「（誤動作や破損をもたらすほどの）漏れ電流が発生した」場合は音響機器に音を発生させ、「（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」場合は音響機器には特段の音を発生させないようにする。またあるいは、報知部２４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「（誤動作や破損をもたらすほどの）漏れ電流が発生した」こと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２４を実現してもよい。なお、漏れ電流判定部１４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１４の判定結果により、モータ駆動装置１のユーザは、漏れ電流の発生状況を容易かつ的確に知ることができる。例えば、報知部２４を介して「（誤動作や破損をもたらすほどの）漏れ電流が発生した」ことを知ったユーザは、例えば、モータ２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１２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、漏れ電流判定部１４の判定処理に用いられる電流しきい値もしくは温度しきい値はモータ駆動装置１あるいはその周辺装置の誤動作や破損をもたらすほどの漏れ電流が発生しないような値に設定されるので、ユーザが「（誤動作や破損をもたらすほどの）漏れ電流が発生した」ことを知った時点で上述のような設計変更を行ったとしても、モータ駆動装置１あるいはその周辺装置が誤動作したり破損することはない。

なお、上述した電流推定部２１、電流比較部２２及び温度比較部２３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、電流推定部２１、電流比較部２２及び温度比較部２３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１４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１４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「（誤動作や破損をもたらすほどの）漏れ電流が発生した」もしくは「（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」という判定結果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を知ることができる。

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、電力変換部、及びモータに適用することできる。以下、図６〜図１１を参照していくつか説明する。なお、図６〜図１１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他の形態を示す図（その１）である。図６に示すように、ノイズ吸収回路１２がモータ駆動装置１の交流入力側の二相間（図６の例ではＲ相−Ｔ相間）に設けられる場合、ノイズ吸収回路１２内の抵抗３１の温度を温度測定部１３により測定し、この測定結果に基づいて漏れ電流判定部１４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他の形態を示す図（その２）である。図７に示すように、ノイズ吸収回路１２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７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１２内の抵抗３１の温度を温度測定部１３により測定し、この測定結果に基づいて漏れ電流判定部１４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ノイズ吸収回路の他の形態を示す図（その３）である。図８に示すように、ノイズ吸収回路１２が。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１２内の各抵抗３１の温度を温度測定部１３により測定し、この測定結果に基づいて漏れ電流判定部１４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電力変換部の他の形態を示す図（その１）である。図９に示すように、交流電源３が単相電源である場合、電力変換部１１の順変換器１０４は単相整流回路で構成され、ノイズ吸収回路１２はモータ駆動装置１の交流入力側の二相間（図９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１２内の抵抗３１の温度を温度測定部１３により測定し、この測定結果に基づいて漏れ電流判定部１４は漏れ電流判定処理を行えばよい。

図１０は、一実施形態によるモータ駆動装置における電力変換部の他の形態を示す図（その２）である。図１０に示すように、モータ２が単相交流モータである場合、電力変換部１１の逆変換器１０５は、単相逆変換器で構成される。ノイズ吸収回路１２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１２内の抵抗３１の温度を温度測定部１３により測定し、この測定結果に基づいて漏れ電流判定部１４は漏れ電流判定処理を行えばよい。

図１１は、一実施形態によるモータ駆動装置における電力変換部の他の形態を示す図（その３）である。図１１に示すように、モータ２が直流モータである場合、電力変換部１１は、順変換器１０１で構成される。ノイズ吸収回路１２は図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１２内の抵抗３１の温度を温度測定部１３により測定し、この測定結果に基づいて漏れ電流判定部１４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、電力変換部、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、三相交流モータ及び直流モータの全てを含んでいてもよく、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、直流モータには逆変換器を介さずに順変換器が接続される。

１ モータ駆動装置
２ モータ
３ 交流電源
１１ 電力変換部
１２ ノイズ吸収回路
１３ 温度測定部
１４ 漏れ電流判定部
２１ 電流推定部
２２ 電流比較部
２３ 温度比較部
２４ 報知部
３１ 抵抗
３２ コンデンサ
１０１、１０４ 順変換器
１０２、１０５ 逆変換器
１０３ ＤＣリンクコンデンサ
２００ 浮遊容量

Claims (6)

1. 交流電源から供給された交流電力を、モータ駆動のための駆動電力に変換して出力する電力変換部と、
   抵抗とコンデンサとを有し、交流電源と前記電力変換部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に基づいて、モータ駆動に起因する漏れ電流の発生の有無を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は、
   前記温度測定部によって測定された温度に基づいて、前記ノイズ吸収回路に流れる漏れ電流の大きさを推定する電流推定部と、
   前記電流推定部により推定された前記ノイズ吸収回路に流れる漏れ電流の大きさと、予め規定された電流しきい値と、を比較する電流比較部を有し、
   前記電流推定部により推定された前記ノイズ吸収回路に流れる漏れ電流の大きさが前記電流しきい値を超えた場合、モータ駆動に起因する漏れ電流が発生したと判定する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記漏れ電流判定部は、
   前記温度測定部によって測定された温度と、予め規定された温度しきい値と、を比較する温度比較部を有し、
   前記温度測定部によって測定された温度が前記温度しきい値を超えた場合、モータ駆動に起因する漏れ電流が発生したと判定する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
4. 前記漏れ電流判定部によりモータ駆動に起因する漏れ電流が発生したと判定された場合、漏れ電流が発生したことを報知する報知部を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
5. 前記電力変換部は、
   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、
   前記順変換器から出力された直流電力を、交流モータ駆動のための交流の駆動電力に変換して出力する逆変換器と、
   を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
6. 前記電力変換部は、交流電源から供給された交流電力を、直流モータ駆動のための直流の駆動電力に変換して出力する順変換器を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。

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