JP2500898B2 - 多相誘導電動機の駆動装置の異常有無検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機の回転速度
を制御する駆動装置に関し、特に、駆動装置が正常に動
作するかを自体的に検査することができるように成した
多相誘導電動機駆動装置の異常検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】誘導電動機の回転速度を制御する方式の
中で、最近多く使用される方式としては、インバータ方
式、即ち、入力される交流の周波数を変換させることに
よって、電動機の回転速度を制御する方式がある。

【０００３】このようなインバータ駆動方式において
は、パルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ
Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式により、直流電源を一定の
周波数を有する交流電源に変換させて、誘導電動機に印
加するようになっている。

【０００４】このような方式の駆動装置においては、過
電流によって部品、特に、比較的高価な電力用トランジ
スタ等が損傷することがあった。これを予め防止するた
めの方法として、電力用トランジスタ等が、一緒に動作
されないように制御するものや電力用トランジスタに流
れる電流値が一定値以上になる時、トランジスタを自動
的にオフさせるもの等がある。

【０００５】図４は、一般的なインバータ駆動装置の基
本回路図である。図４に図示されたように、従来の誘導
電動機のインバータ駆動装置は、通常、直流電源ＢＡＴ
１にそれぞれ３対の電力用トランジスタＱ１乃至Ｑ６が
連結され、それぞれのトランジスタのエミッタとコレク
タ端子との間には、ダイオードＤ１乃至Ｄ６が連結され
ており、それぞれのベース端子には、駆動信号Ｕ１，Ｕ
１；Ｖ１，Ｖ１；Ｗ１，Ｗ１が印加される。

【０００６】また、トランジスタＱ１，Ｑ３及びＱ５の
エミッタ端子等とトランジスタＱ２，Ｑ４及びＱ６のコ
レクタ端子との接続点は、３相誘導電動機Ｍ１のそれぞ
れの相捲線に連結される。

【０００７】直流電源ＢＡＴ１には、更に、電流検出用
抵抗Ｒ１が連結される。

【０００８】前記した構成を有する装置において、各相
に対する駆動信号Ｕ１，Ｕ１；Ｖ１，Ｖ１；Ｗ１，Ｗ１
が対応するトランジスタのベースに印加される時、該当
トランジスタがオンされるようになり、これによって誘
導電動機Ｍ１の相捲線には互いに異なる位相を有する電
圧が印加されることになって、電動機が回転するように
なる。

【０００９】ところが、それぞれのトランジスタ対を構
成するトランジスタが電源ＢＡＴ１両端に直列に連結さ
れているために、これらトランジスタが共にオンされる
時間が存在する場合には、直流電源ＢＡＴ１が断絡され
た状態となって過大電流が流れるようになり、これによ
り、トランジスタが破損してしまうようになる。

【００１０】図５（Ａ）及び（Ｂ）は、インバータ駆動
装置において、トランジスタの駆動信号を示した波形図
である。

【００１１】図５（Ａ）及び（Ｂ）に図示されたよう
に、上記の問題点を解決するためには、一つのトランジ
スタ、例えば、トランジスタＱ１がオン状態からオフ状
態となった後、一定の遅延時間ｔｄが経過してから、他
のトランジスタ、例えば、トランジスタＱ２が動作する
ように制御している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
駆動方式において、一定の時間間隔をおいて、それぞれ
のトランジスタを駆動させるためのトランジスタ駆動回
路に異常が生じた状態において過電流防止回路が正常に
動作しない場合には、不可避にトランジスタ等が破損す
るという問題点があった。また、過電流による火災の危
険が伴うという問題点もあった。

【００１３】そこで、本発明の目的は、インバータ方式
により駆動される誘導電動機において、時間遅延及び電
流検出動作が正常に成されるかを自動的に検査すること
により、高価な部品が破損されることを防止し、加え
て、火災防止等の安全を確保することができるように成
した多相誘導電動機の駆動装置の異常検査方法を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明の多相誘導電動機の駆動装置の異常有無
検査方法は、駆動装置の全体動作を制御するマイクロプ
ロセッサと、多相誘導電動機と、多相誘導電動機のそれ
ぞれの相捲線に連結される電力用トランジスタ対と、マ
イクロプロセッサにおいて出力されるパルス信号に従っ
てトランジスタを駆動するトランジスタ駆動回路と、ト
ランジスタに流れる電流に相応する電圧を基準電圧と比
較してその結果をマイクロプロセッサに出力する電流検
出部とを備え、前記トランジスタのオン／オフ時間を異
なるように成すことにより、多相誘導電動機のそれぞれ
の相捲に互いに異なる位相を有する電圧を印加させるイ
ンバータ方式の多相誘導電動機の駆動装置において、運
転命令が入力されたかを判断する段階と、運転命令の入
力時には、時間的に相互に重ならないパルス信号を前記
トランジスタ駆動回路に順次的に出力してトランジスタ
を駆動させる段階と、前記電流検出部からの比較信号を
入力される段階と、前記比較信号のハイレベル維持時間
が一定の時間値以上である時には、前記駆動回路に異常
があると判断して電動機の運転を開始せずに、また、前
記比較信号のハイレベル維持時間が一定の時間値以下で
ある時には、前記駆動回路が正常状態にあると判断して
電動機の運転を開始する段階とからなり、これによっ
て、運転開始前にトランジスタ駆動回路が正常状態にあ
るかを検査する。

【００１５】また、電動機の運転を開始する前に、トラ
ンジスタ中一つをオン／オフさせて電動機の一つの相捲
線に電流を断続的に流す段階と、トランジスタのオン始
点から電流検出部が動作及び停止するまでの時間値等を
計数する段階と、前記計数された時間値を予め設定され
た時間値等と比較して、互いに一致する時には、電流検
出部が正常状態にあるものと判断して電動機の運転を開
始し、一方、互いに一致しない時には、電流検出部が異
常状態にあるものと判断して電動機の運転を中止させる
段階とを更に設けて成り、これによって、運転開始前に
電流検出部が正常状態にあるかを検査する。

【００１６】

【実施例】以下、添付された図面を参照しながら、本発
明に基づく多相誘導電動機の駆動装置の異常検査方法を
詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の異常有無検査方法が適用
されるインバータ駆動装置の全体回路図である。

【００１８】図１に図示されたように、多相（以下実施
例においては、３相として説明する）誘導電動機の駆動
装置は、システム全体の動作を制御するマイクロプロセ
ッサ１と、動作命令を入力するキー入力部２と、電源部
３と、周辺回路部４と、動作状態を表示する表示部５
と、直流電源ＢＡＴ１１を電動機７のそれぞれの相捲線
に相互に異なる位相をもって印加させる電力用トランジ
スタＱ１１乃至Ｑ１６およびダイオードＤ１１乃至Ｄ１
６を備えた電動機駆動部６と、電動機構駆動部６のトラ
ンジスタＱ１１乃至Ｑ１６のオン／オフを制御するトラ
ンジスタ駆動部８と、トランジスタ駆動部８に電源を供
給する電源部９と、前記直流電源ＢＡＴ１１に直列に連
結された抵抗Ｒ１１の両端電圧にて瞬間電流を検出する
瞬間電流検出部１０とから構成される。

【００１９】このように構成されたインバータ駆動装置
は、キー入力部２からマイクロプロセッサ１に駆動命令
が入力されると、マイクロプロセッサ１の制御に従って
トランジスタ駆動部８が動作して、増幅されたＰＷＭ駆
動信号Ｕ１，Ｕ１；Ｖ１，Ｖ１；Ｗ１，Ｗ１を出力しＰ
ＷＭ駆動信号Ｕ１，Ｕ１；Ｖ１，Ｖ１；Ｗ１，Ｗ１に基
づいて電動機駆動部６のトランジスタＱ１１乃至Ｑ１６
がオンされながら、直流電源ＢＡＴ１１を３相誘導電動
機７にＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相交流電流を印加して、
３相誘導電動機７が駆動される。

【００２０】また、３相誘導電動機７の駆動に応じて抵
抗Ｒ１１の両端間に電圧差が発生し、瞬間電流検出部１
０において一定の基準電圧と比較される。

【００２１】瞬間電流検出部１０は、このように比較さ
れた結果をマイクロプロセッサ１に出力し、マイクロプ
ロセッサ１は、このような比較信号に従ってトランジス
タ駆動部８にＰＷＭ駆動信号を出力するようになる。す
なわち、ここで過電流が流れると判断されれば、ローレ
ベルのＰＷＭ駆動信号を出力して、電動機７の動作を停
止させる。

【００２２】図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に基づく電
動機７の駆動装置の異常有無検査方法を説明するための
波形図であり、図３は、本発明に基づく電動機駆動装置
の異常有無検査方法を示したフローチャートである。

【００２３】図３に図示されたように、本発明の異常有
無検査方法は、まず、段階１１において、キー入力部２
を通じて電動機７の運転命令が入力されたかを判断す
る。

【００２４】運転命令の入力がある場合には、直ぐ電動
機７を運転させずに、段階１１乃至段階１７を経て、ト
ランジスタ駆動部８が、正常に時間遅延ｔｄ動作を遂行
しているかを検査する。

【００２５】すなわち、時間的に相互に重ならないＰＷ
Ｍ駆動信号をトランジスタ駆動回路８に順次に出力し
て、それぞれのトランジスタＱ１１乃至Ｑ１７を順次に
駆動させる。

【００２６】このようにして、それぞれのＵ相、Ｖ相，
Ｗ相に対し，トランジスタＱ１１乃至Ｑ１６が定められ
た時間遅延ｔｄを維持しながら動作するかを検査をす
る。

【００２７】この時の正常動作の可否の判定は、瞬間電
流検出部１０がハイレベル信号を出力する時間の幅によ
り判断する。

【００２８】すなわち、瞬間時間電流検出部１０がハイ
レベル信号を出力する時間が設定された時間値より長く
なれば、マイクロプロセッサ１は、駆動回路８に異常が
あると判断して電動機７の運転を開始しなくなる。

【００２９】次に、瞬間電流検出部１０が正常に動作す
るかについて段階２０において判断される。

【００３０】図２に図示されたように、一つのトランジ
スタ、例えば、トランジスタＱ１２のベース端子に図２
（Ａ）のような駆動パルスを印加すれば、電動機７の一
つの相捲線、例えば、Ｕ相相捲線に電流が流れるように
なり、抵抗Ｒ１１の両端においては、図２（Ｂ）に図示
されたように、時間の経過とともに線形に増加する電圧
が示されるようになるが、瞬間電流検出部１０は、その
基準電圧ＶＳより抵抗Ｒ１１両端の電圧が大きくなる瞬
間に、図２（Ｃ）に図示されたようなハイレベルの信号
をマイクロプロセッサ１に出力するようになる。

【００３１】従って、トランジスタのＱ１２のオン始点
より瞬間電流検出部１０が動作及び停止するまでの時間
値等を計数し、このように計数された時間値等をマイク
ロプロセッサ１に予め設定された時間値等と比較するこ
とによって、瞬間電流検出部１０が正常状態にあるかを
判断することができる。

【００３２】すなわち、計数された値と予め設定された
時間値とが一致すれば、瞬間電流検出部１０は正常状態
であると判断して電動機７の運転を開始し、一方、一致
しなければ、瞬間電流検出部１０は異常状態であると判
断して電動機７の運転を開始しなくなる。

【００３３】更に、駆動回路８及び瞬間電流検出部１０
が異常状態にある場合には、表示部５を通じて警報等す
ることによりその異常状態を使用者が知り得るように表
示する。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多相誘導
電動機の駆動装置異常有無検査方法によれば、毎運転開
始前に駆動装置の異常有無を自動検査するようになって
いるので、高価な部品が破損されるのを防止し、また、
火災等の安全事故を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異常有無検査方法が適用されるインバ
ータ方式の多相誘導電動機駆動装置の全体回路図であ
る。

【図２】本発明に基づく異常有無検査方法を説明するた
めの波形図である。

【図３】本発明に基づく異常有無検査方法示したフロー
チャートである。

【図４】従来の多相誘導電動機の駆動装置の基本回路図
である。

【図５】多相誘導電動機の駆動装置のＰＷＭ駆動信号を
示した波形図である。

【符号の説明】

１ マイクロプロセッサ ２ キー入力部 ３，９ 電源部 ４ 周辺回路部 ５ 表示部 ６ 電動機駆動部 ７ 電動機 ８ トランジスタ駆動回路 １０ 瞬間電流検出部 Ｑ１１〜Ｑ１６ 電流用トランジスタ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動装置の全体動作を制御するマイクロ
   プロセッサと、多相誘導電動機と、多相誘導電動機のそ
   れぞれの相捲線に連結される電力用トランジスタ対と、
   マイクロプロセッサにおいて出力されるパルス信号に従
   って、トランジスタを駆動するトランジスタ駆動回路
   と、トランジスタに流れる電流に相応する電圧を基準電
   圧と比較してその結果をマイクロプロセッサに出力する
   電流検出部とを備え、前記トランジスタのオン／オフ時
   間を異にすることにより、多相誘導電動機のそれぞれの
   相捲に相互に異なる位相を有する電圧を印加させるイン
   バータ方式の多相誘導電動機の駆動装置において、 運転命令が入力されたかを判断する段階と、 運転命令が入力されている時は、時間的に互いに重なら
   ない制御用パルス信号を前記トランジスタ駆動回路に順
   次的に出力してトランジスタを駆動させる段階と、 前記電流検出部から比較信号の入力を受け取る段階と、 前記比較信号のハイレベル維持時間が一定の時間値以上
   である時には、駆動回路に異常があると判断して電動機
   の運転を開始せず、また、前記比較信号のハイレベル維
   持時間が一定の時間値以下である時には、前記駆動回路
   が正常状態にあると判断して電動機の運転を開始する段
   階と、からなることを特徴とする多相誘導電動機の駆動
   装置の異常有無検査方法。
2. 【請求項２】 電動機の運転を開始する前に、 前記トランジスタ中の一つをオン／オフさせて電動機の
   一つの相捲線に電流を断続的に流す段階と、 前記トランジスタのオン始点から前記電流検出部が動作
   及び停止するまでの時間値を計数する段階と、 前記計数された時間値をあらかじめ設定された時間値と
   比較して、互いに一致する時には、前記電流検出部が正
   常状態にあるものと判断して電動機の運転を開始し、ま
   た、一致しない時には、前記電流検出部が異常状態にあ
   るものと判断して運転を中止する段階とを更に設けたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の多相誘導電動機の駆動
   装置の異常有無検査方法。
3. 【請求項３】 前記駆動回路及び電流検出部が異常状態
   にあると判断される時、これを警報する段階を更に設け
   たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多
   相誘導電動機の駆動装置の異常有無検査方法。