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技術 インバータの故障検出装置

出願人 株式会社日立製作所
発明者 助川洋
出願日 1993年6月17日 (26年9ヶ月経過) 出願番号 1993-145925
公開日 1995年1月10日 (25年2ヶ月経過) 公開番号 1995-007962
状態 未査定
技術分野 インバータ装置 交流電動機の制御一般 交流電動機の一次周波数制御
主要キーワード 上下素子 パターン点 故障検出用 開放故障 短絡破壊 ダウン時間 故障検出回路 断流器
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年1月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

目的

スイッチング素子短絡故障または開放故障によってかかる保守の時間、またそれにともなうエレベータ等電動機ダウン時間を短縮するためにインバータ非運転時にスイッチング素子の短絡故障または開放故障の有無を知る。

構成

スイッチング素子をブリッジ接続したインバータにスイッチング素子故障検出用電圧検出器もしくは電流検出器と、スイッチング素子故障検出用点孤信号をスイッチング素子に送出する手段を持つインバータの故障検出装置において、点孤信号送出手段は二つのパターンを持ち、一つは短絡故障検出用の一つずつ順に点孤し、他は開放故障検出用の対とならない上下素子組合わせ順次点孤する方法であり、電圧検出器または電流検出器の動作と故障検出用の点孤信号とのタイミングで全アーム素子短絡または開放故障を判定する。

概要

背景

例えば、特開平3−3614 号公報には電力変換器非運転時に、アーム短絡チェック用の点孤信号を順次各スイッチング素子送出してアーム短絡を検出することが開示されている。すなわち、上側アームのスイッチング素子と下側アームのスイッチング素子から構成される各アームの一方のスイッチング素子にチェック用点孤信号が与えられると、他方のスイッチング素子が短絡破壊している場合には、このアームを通じてコンデンサ放電するのでこの電圧低下を電圧検出器で検出することにより短絡破壊を検出することができる。

概要

スイッチング素子の短絡故障または開放故障によってかかる保守の時間、またそれにともなうエレベータ等電動機ダウン時間を短縮するためにインバータの非運転時にスイッチング素子の短絡故障または開放故障の有無を知る。

スイッチング素子をブリッジ接続したインバータにスイッチング素子故障検出用電圧検出器もしくは電流検出器と、スイッチング素子故障検出用の点孤信号をスイッチング素子に送出する手段を持つインバータの故障検出装置において、点孤信号送出手段は二つのパターンを持ち、一つは短絡故障検出用の一つずつ順に点孤し、他は開放故障検出用の対とならない上下素子組合わせ順次点孤する方法であり、電圧検出器または電流検出器の動作と故障検出用の点孤信号とのタイミングで全アームの素子短絡または開放故障を判定する。

目的

今回の発明は、スイッチング素子を制御する点孤装置と、ベースドライブ駆動指令を与えるマイクロコンピュータ装備するインバータ回路において、電流検出器および電圧検出器を装備している場合には、その検出器を流用し、電流検出器および電圧検出器を装備していない場合には、どちらか一方を装備することにより、従来の回路構成および簡単な回路構成で、インバータを構成するスイッチング素子の二つの異なる故障、すなわち短絡故障あるいは開放故障を知ることができるインバータの故障検出装置を供給することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

直流電力交流電力に変換するスイッチング素子からなるインバータと、このインバータの出力に接続する電動機と、前記直流電力の電圧を検出する電圧検出器およびインバータの出力電流を検出する電流検出器と、前記スイッチング素子を制御する点孤装置と、前記点孤装置に駆動指令を与えるマイクロコンピュータを備えた回路において、前記スイッチング素子に前記点孤装置から所定の点孤パターンを与え、前記電流検出器により検出した電流値および前記電圧検出器により検出した電圧値を、前記マイクロコンピュータに取り込み、前記スイッチング素子の異常モードを判定することを特徴とするインバータの故障検出装置

請求項2

請求項1において、異常モードは、前記電流検出器で検出した電流値が期待した値にならないことを条件に開放故障および短絡故障として判定するインバータの故障検出装置。

請求項3

請求項1において、異常モードは、前記電圧検出器で検出した電圧値が期待した値にならないことを条件に開放故障および短絡故障として判定するインバータの故障検出装置。

請求項4

請求項1において、前記スイッチング素子に点孤パターンを与えることと、前記電流検出器および前記電圧検出器での測定と、短絡故障および開放故障の判定は、全自動で行うインバータの故障検出装置。

請求項5

請求項1において、前記スイッチング素子の開放故障および短絡故障を判定した後、開放故障および短絡故障を記憶すると共に、異常時の電流値および電圧値を記憶するインバータの故障検出装置。

請求項6

請求項1において、故障検出の動作は、前記インバータの非運転時に、規定の条件が揃った時に実施するインバータの故障検出装置。

請求項7

請求項1において、故障検出の動作は、前記インバータの非運転時に、任意に実施することが出来るインバータの故障検出装置。

技術分野

0001

本発明はエレベータ等を駆動する電動機に電力を供給するインバータにおけるスイッチング素子故障検出装置に関する。

背景技術

0002

例えば、特開平3−3614 号公報には電力変換器非運転時に、アーム短絡チェック用の点孤信号を順次各スイッチング素子に送出してアーム短絡を検出することが開示されている。すなわち、上側アームのスイッチング素子と下側アームのスイッチング素子から構成される各アームの一方のスイッチング素子にチェック用点孤信号が与えられると、他方のスイッチング素子が短絡破壊している場合には、このアームを通じてコンデンサ放電するのでこの電圧低下を電圧検出器で検出することにより短絡破壊を検出することができる。

発明が解決しようとする課題

0003

従来技術では、電圧検出器を用いてスイッチング素子の短絡故障を検出していた。しかし、スイッチング素子の開放故障が検出出来なかった。また、電圧検出器でしか、開放故障を検出出来なかった。

0004

今回の発明は、スイッチング素子を制御する点孤装置と、ベースドライブ駆動指令を与えるマイクロコンピュータ装備するインバータ回路において、電流検出器および電圧検出器を装備している場合には、その検出器流用し、電流検出器および電圧検出器を装備していない場合には、どちらか一方を装備することにより、従来の回路構成および簡単な回路構成で、インバータを構成するスイッチング素子の二つの異なる故障、すなわち短絡故障あるいは開放故障を知ることができるインバータの故障検出装置を供給することである。

課題を解決するための手段

0005

本発明は上記目的を達成するために、インバータの非運転時、スイッチング素子に二つのパターン故障検出点孤信号を送出する。このためマイクロコンピュータに従来の点孤パターンの他に故障検出用点孤パターンを設けた。一つは短絡故障を知るために一つのスイッチング素子に対し順次点孤するもので、もう一つは開放故障を知るために上下対になっていないスイッチング素子を全パターン点孤するものである。ある点孤信号に対応する電圧又は電流に異常がある場合、マイクロコンピュータによってどの素子が故障しているかわかるようにした。

0006

本発明では、電圧検出器および電流検出器を用い、マイクロコンピュータにスイッチング素子故障検出用の信号を点孤するためのパターンと故障検出回路を付加するだけで良い。このため、外部から新たに故障検出用の機器を付加することなく、素早く故障を検出出来るので、インバータ回路のダウン時間縮小できる。

0007

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。図1においてインバータINVの運転が停止されて断流器3が開となったものとする。この状態ではコンデンサ4は直流電源1と同電圧まで充電されている。インバータINVの運転が停止してある規定の時間を経過すると点孤装置8から故障検出用点孤信号がスイッチング素子5に順に点孤するようにする。

0008

スイッチング素子が正常である場合には、出力電流は流れないが、スイッチング素子5の一つが短絡故障している場合には、表1(a)に示すような結果になる。

0009

0010

このように短絡故障を検出したあと、開放故障を検出する。開放故障の検出の例としてスイッチング素子5の一つが開放故障している場合には、表1(b)に示すような結果になる。

0011

もう一つの故障検出装置の例として電圧検出器を使った故障検出装置を図2に示す。電圧検出器の場合も電流検出器のときと同様に点孤装置8からスイッチング素子に故障検出用信号を点孤し、短絡故障や開放故障を検出する。

発明の効果

0012

本発明は以上説明した通り、従来の回路構成だけで、または一部の変更だけで、インバータの非運転時にスイッチング素子の短絡故障または開放故障を知ることができる。またどの素子が故障しているかがわかるので故障箇所探す時間を省けるため修理の時間を短縮できる。これよりエレベータ等電動機のダウン時間を短縮できる。

図面の簡単な説明

0013

図1インバータの出力電流を検出する電流検出器を使用した故障検出装置の実施例を示す回路図。
図2直流電力の電圧を検出する電圧検出器を使用した故障検出装置の実施例を示す回路図。

--

0014

1…直流電源、2…抵抗器、3…断流器、4…コンデンサ、5…インバータ、5a〜5f…スイッチング素子、6a,6b…電流検出器、7…モータ、8…点孤装置、9…マイクロコンピュータ。

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