專利名稱：馬達的絕緣電阻劣化檢測方法、絕緣電阻劣化檢測裝置及馬達驅(qū)動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種馬達的絕緣電阻劣化檢測方法、實施該檢測方法的絕緣電阻劣化檢測裝置及具備該絕緣電阻劣化檢測裝置的馬達驅(qū)動裝置。
背景技術：
馬達如果長年持續(xù)使用的話，其絕緣就會根據(jù)使用環(huán)境而劣化。泄漏斷路器由于該絕緣的劣化造成的泄漏電流而工作，使用了該馬達的裝置突然停止工作。在這種場合，不明確是馬達出現(xiàn)問題還是驅(qū)動裝置出現(xiàn)問題，在突然停止的原因調(diào)查上要花費時間，有使用該馬達的裝置或生產(chǎn)線的停止長期化的傾向。
作為檢測馬達的絕緣電阻劣化的方法，如上所述一般的方法是通過檢測泄漏電流進行檢測。但是，如果泄漏電流不大到一定程度(3mA～15mA)，漏電檢測器、漏電保護繼電器等的漏電檢測器就不能檢測，因此，有只能在馬達的絕緣電阻劣化進展的階段才能檢測的問題。另外，由于是漏電造成的突然停止，所以不得不停止裝置或生產(chǎn)線等系統(tǒng)整體的作業(yè)，調(diào)查停止的原因是馬達自身引起的還是馬達驅(qū)動裝等或其他的周邊機器影響的。進而，該漏電檢測器不能在馬達絕緣電阻劣化的預測、預防維修上起作用。
就空調(diào)裝置而言，提出了早期發(fā)現(xiàn)壓縮機的馬達絕緣電阻劣化，使不能運轉(zhuǎn)防患于未然的方法(參照例如特開2001-141795號公報)。根據(jù)該方法，在馬達的運轉(zhuǎn)停止中，將直流電壓變換成任意的電壓和頻率，對驅(qū)動馬達的功率轉(zhuǎn)換器的一個晶體管施加高頻脈沖進行驅(qū)動，將3相交流電源整流得到已過濾的直流電源的電壓(或預先設定的電壓值)。進而，檢測馬達電流。然后，基于如此求得的直流電源電壓和如此檢測出的馬達電流算出絕緣電阻值。然后，如果該算出的絕緣電阻值低于設定絕緣電阻值，就發(fā)出警報。另外，還提出了取代施加在1個晶體管上的高頻脈沖，僅使晶體管導通算出馬達絕緣電阻值來預測絕緣電阻劣化的方法。
上述專利文獻中記載的方法能夠?qū)︸R達絕緣電阻劣化的預測、預防維修起作用，但必須檢測出電壓和電流。而且，該檢測器必須是考慮大電流，成為成本增大的原因。
于是，在日本申請了改善檢測上述的現(xiàn)有馬達的絕緣電阻劣化的方法的問題點，低廉且能夠預知絕緣電阻劣化的馬達驅(qū)動裝置的專利(特愿2003-340009號，以下稱“在先申請”)。
但是，在該在先申請中提出的馬達驅(qū)動裝置是使將交流電源與馬達驅(qū)動裝置的整流電路連接的開關工作一定時間，將能量存儲在平滑整流電壓的電容器中后，將整流電路與大地連接，將電容器中存儲的能量通過串聯(lián)連接在馬達線圈上的檢測電阻施加在馬達上，這時，通過檢測在檢測電阻的兩端產(chǎn)生的電位差來檢測絕緣下降。如此，在先申請中，為了使平滑電容器充電，需要進行使連接整流電路和交流電源的開關工作一定時間的控制。為此，在先申請發(fā)明有不能簡單地適用于已有的馬達驅(qū)動裝置等的問題。
另外，馬達的絕緣電阻會受到配置馬達的周圍的環(huán)境(溫度、濕度)的影響。特別是如果濕度高，絕緣電阻就會下降。因此，在檢測絕緣電阻劣化時，最好也知道當時周圍的溫度、濕度狀態(tài)。進而最好也得到馬達的絕緣電阻下降的經(jīng)歷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及由馬達驅(qū)動裝置驅(qū)動的馬達的絕緣電阻劣化檢測方法，該馬達驅(qū)動裝置具備將通過開關從交流電源供給的電力由整流電路整流并由電容器平滑化的電源部以及將來自該電源部的直流電壓變換成交流來驅(qū)動馬達的馬達驅(qū)動放大器。根據(jù)本發(fā)明的方法包括在將上述開關置于斷開并停止馬達的運轉(zhuǎn)后，將上述電容器的一端與大地連接，將另一端與馬達線圈連接的步驟；以及通過檢測流動在由電容器、馬達線圈以及大地形成的閉合電路中的電流，從而檢測馬達的絕緣電阻劣化的步驟。
進而，本發(fā)明涉及由馬達驅(qū)動裝置驅(qū)動的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，該馬達驅(qū)動裝置包括將通過開關從交流電源供給的電力由整流電路整流且由電容器平滑化的電源部以及將來自該電源部的直流電壓變換成交流來驅(qū)動馬達的馬達驅(qū)動放大器。根據(jù)本發(fā)明的裝置包括將上述電容器的一端與大地連接的接點；基于來自上述馬達驅(qū)動裝置的將上述開關置于斷開的信號使上述接點為斷開的單元；以及連接在上述電容器的另一端與馬達線圈之間，檢測流動在由上述接點、電容器、馬達線圈及大地形成的閉合電路中的電流，從而檢測絕緣電阻劣化的絕緣電阻劣化檢測單元。
根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置能采用以下的方式。
在上述閉合電路中設置電阻或電流傳感器。而且，上述絕緣電阻劣化檢測單元檢測在該電阻的兩端產(chǎn)生的電位差檢測流動的電流的大小，或檢測流動在該電流傳感器中的電流的大小，從而檢測馬達的絕緣電阻劣化。
上述絕緣電阻劣化檢測單元根據(jù)來自馬達驅(qū)動裝置為馬達控制而具備的電流檢測器輸出的大小來檢測馬達的絕緣電阻劣化。
上述絕緣電阻劣化檢測單元具備將電流檢測值與基準值進行比較的比較器；以及顯示上述比較器的比較結(jié)果的顯示單元。
上述絕緣電阻劣化檢測單元包括將電流檢測值變換成數(shù)字信號的A/D變換器；存儲已變換成數(shù)字信號的電流檢測值的存儲器；以及顯示已變換成數(shù)字信號的電流檢測值的顯示單元，將上述存儲器中存儲的數(shù)據(jù)一覽顯示或圖表化顯示在上述顯示單元上。另外，具備檢測周圍溫度、濕度中至少一方的檢測器，或設置連接檢測周圍溫度、濕度中的至少一方的檢測器的接口，在檢測出上述電流檢測值時，將由上述檢測器檢測出的溫度、濕度數(shù)據(jù)與上述電流檢測值數(shù)據(jù)一起存儲在存儲器中，將在存儲器中存儲的溫度、濕度與上述電流檢測值數(shù)據(jù)一起一覽顯示或圖表化顯示在上述顯示單元上。
具備檢測周圍溫度、濕度中至少一方的檢測器，或設置連接檢測周圍溫度、濕度中至少一方的檢測器的接口，顯示由該檢測器檢測出的溫度、濕度。
為了上述絕緣電阻劣化檢測而作為用于在上述閉合電路中流動電流的電源使用存儲在上述電容器中的電荷。
具備檢測上述電容器的兩端電位差的電壓檢測單元，在使與上述馬達驅(qū)動裝置連接的上述開關成為斷開的信號輸出后，在上述電壓檢測單元檢測出規(guī)定值的電壓時，進行上述絕緣電阻劣化檢測。上述絕緣電阻劣化檢測單元具備閂鎖電路，當上述電壓檢測單元檢測出規(guī)定值的電壓時，由上述閂鎖電路將檢測絕緣電阻劣化的信號閂鎖，進行上述絕緣電阻劣化檢測。
上述接點以將上述電容器的一端通過直流電源與大地連接代替將上述電容器的一端與大地連接，。
根據(jù)本發(fā)明能夠簡單地測定馬達的對地間絕緣電阻，檢測其絕緣下降。另外，當測定馬達的對地間絕緣電阻時，還能夠測定并顯示溫度或濕度，能夠更正確地判斷馬達的絕緣電阻下降。另外，通過將顯示測定的絕緣電阻值的數(shù)據(jù)、進而在得到該數(shù)據(jù)時的溫度、濕度的數(shù)據(jù)一覽或用圖表視覺顯示，由此能夠知道絕緣電阻下降的經(jīng)歷以及那時的環(huán)境，能夠?qū)︸R達的更換等的維修起作用。


參照

以下的實施例，由此能夠明確本發(fā)明的上述及其他的目的及特征。圖中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第1實施方式的電路圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第2實施方式的電路圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第3實施方式的要部電路圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第4實施方式的電路圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第5實施方式的電路圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第6實施方式的電路圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第7實施方式的電路圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第8實施方式的電路圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第9實施方式的電路圖。
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明的馬達絕緣電阻劣化檢測方法、絕緣電阻劣化檢測裝置的第1實施方式的說明圖。
驅(qū)動馬達10的馬達驅(qū)動裝置1包括由整流電路將3相交流電源變換成直流電源的電源部6；以及將由電源部6變換的直流電源變換成任意的交流電源并驅(qū)動馬達10的馬達驅(qū)動放大器8。
馬達驅(qū)動裝置1的電源部6包括將通過電磁接觸器接點5從3相交流電源輸入的電力進行整流并變換成直流電源的二極管D1～D6構(gòu)成的整流電路；與各二極管D1～D6并列用于使再生電流返回到交流電源的IGBT等構(gòu)成的開關元件Q1～Q6；控制這些開關元件Q1～Q6的控制器7；平滑在二極管D1～D6的整流電路整流了的直流輸出的平滑電容器C；以及使平滑電容器C的能量放電的放電電阻R13。
另外，馬達驅(qū)動放大器8包括由IGBT等構(gòu)成的開關元件Q11～Q16和分別與這些開關元件Q11～Q16并列連接的二極管D11～D16構(gòu)成的逆變器電路；以及控制器9。該逆變器電路的輸出一側(cè)與馬達10連接。
電源部6的整流電路的輸出線(DC連接部)12、13與馬達驅(qū)動放大器8連接，將直流電壓供給該馬達驅(qū)動放大器8。
電源部6及馬達驅(qū)動放大器8的控制器7、9與控制該馬達驅(qū)動裝置的控制裝置(例如數(shù)值控制裝置)連接?？刂破?基于來自該控制裝置的指令對開關元件Q11～Q16進行接通/斷開控制，驅(qū)動控制馬達10。另外，基于來自該控制裝置的指令對電磁接觸器接點5進行接通、斷開控制。
上述的馬達驅(qū)動裝置與現(xiàn)有的馬達驅(qū)動裝置相同。在這樣的馬達驅(qū)動裝置及馬達中為了檢測馬達10的絕緣電阻劣化，本實施方式預先準備將電容器C的一端(即DC連接部的負極一側(cè)線13)與大地連接的第1接點a1；以及將電容器C的另一端(即DC連接部的正極一側(cè)線12)與電流檢測器S(后述)連接的第2接點a2。由這些第1、第2接點a1、a2及電流檢測器S構(gòu)成絕緣電阻劣化檢測裝置。
第1接點a1及第2接點a2是連動工作，由繼電器接點或由手動操作的連動接點構(gòu)成。另外，上述電流檢測器S設于DC連接部的正極一側(cè)線12與連接馬達10的線圈的連接線的1相的線之間，檢測流動在連接這兩者的導線的電流。電流檢測器S能夠由使用霍爾元件的電流傳感器或預先在導線的一部分設置檢測電阻并基于該檢測電阻的兩端的電位差檢測該導線及電阻中流動的電流的電流傳感器等各種已有的電流傳感器構(gòu)成。
為了檢測馬達10絕緣電阻劣化，在電磁接觸器接點5成為斷開后，通過手動操作或使繼電器工作，使第1、第2接點a1、a2成為接通。通過第1接點a1的接通，DC連接部的負極線13與大地連接。另外，通過第2接點a2的接通，DC連接部的正極線12與電流檢測器S連接。其結(jié)果，形成電容器C、第2接點a2、電流檢測器S、馬達的線圈、大地G2&G1、第1接點a1、電容器C的閉合電路，電容器C的積蓄能量是通過該閉合電路放電。
如果馬達的絕緣電阻大則流動在該閉合電路中的電流微小，由電流檢測器S檢測的值微小。另一方面，如果馬達的絕緣電阻劣化，則流動在閉合電路的電流增加，由電流檢測器S檢測到的檢測值增加。而且，當由該電流檢測器檢測的值為規(guī)定值或以上時，判斷為馬達的絕緣劣化。
另外，在圖1所示的實例中，將電流檢測器S設置在DC連接部的正極一側(cè)線12和連接馬達10的線圈的連接線的1相的線之間。但是，由于電流檢測器S是測定流動在上述閉合電路中的電流，所以可以配置在該閉合電路中的任何位置上。例如，可以配置在第1接點a1與大地之間。
另外，在由將DC連接部的正極一側(cè)線12與連接馬達10的線圈的連接線的1相的線之間進行連接的導線中插入的檢測用電阻構(gòu)成電流檢測器S，并從該檢測用電阻的兩端的電位差檢測在導線中流動的電流的場合，當插入導線中的檢測電阻的電阻值大，即便連接電流檢測器S不變對馬達的運轉(zhuǎn)也不會出現(xiàn)影響時，也可以去除第2接點a2。
圖2是去除了第2接點a2時的本發(fā)明的第2實施方式。
在本實施方式中，在DC連接部的正極一側(cè)線12與連接馬達10的線圈的連接線的1相的線之間串聯(lián)插入電阻Rs1和電阻Rs2，由檢測電路Sa檢測Rs1(檢測用電阻)的兩端的電位差來判斷馬達的絕緣是否劣化。
另外，在馬達驅(qū)動裝置中，通常是由電流檢測器分別檢測流動在各相(至少2相)的電流，反饋該檢測電流進行電流環(huán)控制。也可以利用用于該電流環(huán)控制而使用的電流檢測器來實施根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化的檢測。
圖3是利用裝備有馬達驅(qū)動裝置的電流檢測器，實施根據(jù)本發(fā)明的絕緣電阻劣化檢測方法的第3實施方式的要部圖。在該圖3中，僅表示馬達驅(qū)動放大器8的部分，沒有圖示電源部。
在本實施方式中，實施馬達的絕緣電阻劣化檢測的絕緣電阻劣化檢測裝置包括將電容器C的一端(即DC連接部的負極一側(cè)線13)與大地連接的第1接點a1；將電容器C的另一端(即DC連接部的正極一側(cè)線12)與連接馬達10的線圈的連接線的1相的線進行連接的第2接點a2；與電流檢測器50u、50v的輸出連接，檢測并顯示該輸出電平的電平檢測顯示電路51。這些電流檢測器50u、50v設于馬達驅(qū)動裝置中，檢測流動到馬達的U相及V相的線圈中流動的電流。另外，在圖3中由虛線表示的符號52表示對地間絕緣電阻。
為了檢測馬達10的絕緣電阻劣化，使開關元件Q11～Q16成為斷開，停止馬達10的運轉(zhuǎn)。然后，在電磁接觸器接點5成為斷開后，通過手動操作或使繼電器工作，使第1、第2接點a1、a2為接通。通過第1接點a1的接通，DC連接部的負極一側(cè)線13與大連接。另外，通過第2接點a2的接通，DC連接部的正極一側(cè)線12與連接馬達10的線圈的連接線的U相的線(具備電流檢測器50u的相)連接，進而，電平檢測顯示電路51與上述電流檢測器50u(檢測U相的電流的電流檢測器)的輸出一側(cè)連接。其結(jié)果，形成電容器C、第2接點a2、U相的電流檢測器50u、馬達10的U相的線圈、對地間絕緣電阻52、大地G2&G1、第1接點a1、電容器C的閉合電路，電容器C的積蓄能量通過該閉合電路放電。由電平檢測顯示電路51顯示在該閉合電路中流動的電流的大小，能夠根據(jù)該顯示的值檢測馬達10的絕緣劣化。
另外，也可以如后述的實施方式，在電流檢測器S中，設置將電流檢測值與預先設定的基準值進行比較的比較器，當電流檢測值超過基準值時，輸出警報信號，并用燈等顯示，以通知馬達絕緣下降。進而，還可以用A/D變換器將電流檢測信號變換成數(shù)字信號，在顯示裝置上顯示該值，顯示馬達的絕緣狀態(tài)。
進而，在上述的實施方式中，由第1接點a1連接DC連接部的負極一側(cè)線13和大地G1，但在不能使繼電器接點直接接地的場合，也可以如圖1中虛線所示，設置電源15，在第1接點通過電源15連接DC連接部的負極一側(cè)線13和大地G1。
圖4是上述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第4實施方式的方框圖和表示馬達驅(qū)動裝置及馬達的關系的方框圖。
馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置包括馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2；以及具備將DC連接部的一方的線(在圖4中是負極一側(cè)線13)與大地進行連接的繼電器接點a1的大地連接部2a。
馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2由電壓檢測電路2b、控制器2c、顯示單元2d構(gòu)成。電壓檢測電路2b包括內(nèi)裝在控制器2c中的用于繼電器的接點a2、電阻R1～R6、電容器C1及C2、齊納二極管31、比較器32、晶體管33、二極管34和光電耦合器35。進而，該馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2還包括用于與馬達驅(qū)動裝置1連接的端子T1、T2；將控制大地連接部2a的繼電器接點a1的信號線與控制器2c連接的端子T3；以及與控制馬達驅(qū)動裝置1的數(shù)值控制裝置等的控制裝置20連接的端子T4。
為了測定馬達的絕緣電阻，將馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2的端子T1與DC連接部的正極一側(cè)輸出線12進行連接，將端子T2與連接馬達驅(qū)動放大器8的逆應器電路和馬達10的線圈的連接線的1相的線進行連接，將端子T3與控制大地連接部2a的繼電器接點a1的信號線進行連接，進而，將端子T4與對電磁接觸器接點5進行接通/斷開控制的信號線(從控制裝置20輸出)進行連接。
當運轉(zhuǎn)馬達10時，基于來自控制馬達驅(qū)動裝置1的數(shù)值控制裝置等的控制裝置20的指令，電磁接觸器接點5成為接通，由此3相交流電源與馬達驅(qū)動裝置1的電源部6連接。來自3相電源的電力由二極管D1～D6整流，平滑電容器C被充電。該整流了的直流電源通過DC連接部供給馬達驅(qū)動放大器8，控制器9對開關元件Q11～Q16進行接通/斷開控制，驅(qū)動控制馬達10。
如果停止馬達10的運轉(zhuǎn)并停止對3相電源的電力供給，則控制裝置20通過控制器9使開關元件Q11～Q16成為斷開，輸出使電磁接觸器接點5成為斷開的信號，使電磁接觸器接點5成為斷開。另外，該信號通過端子T4也輸入到馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2的控制器2c中。
當控制器2c接收到使該電測接觸器接點5成為斷開的信號后，使繼電器工作，使該接點a1、a2成為接通。通過電磁接觸器接點5成為斷開，停止向電源部6的電力供給，通過接點a1、a2及檢測電阻R1向馬達10施加平滑電容器C的充電電壓。即形成平滑電容器C的正極一側(cè)端子、DC連接部的正極一側(cè)線12、繼電器接點a2、保護用電阻R2、檢測電阻R1、馬達的1相的繞線、馬達10的絕緣電阻(包括馬達的寄生電容器)、接地G2&G1、接點a1、平滑電容器C的負極一側(cè)端子的閉合電路。
通過該閉合電路的形成，馬達的對地間絕緣電阻與檢測電阻R1夾著平滑電容器C正極一側(cè)端子和負極一側(cè)端子串聯(lián)連接，由此，電流(泄漏電流)在該閉合電路中流動。由于檢測電阻R1的兩端的電位差根據(jù)該電流的大小變化，所以能夠根據(jù)該電位差的大小測定馬達的對地間絕緣電阻。如果馬達的對地間絕緣電阻下降，電流(泄漏電流)就會變多，檢測電阻R1的兩端的電位差就會變大。
而且，如果檢測電阻R1的兩端的電位差不超過由齊納二極管31確定的基準電壓，從比較器32就不輸出信號，但如果超過基準電壓(如果馬達10的絕緣電阻劣化，接地間絕緣電阻下降，流動的電流增加)，則輸出信號從比較器32輸出，晶體管33成為接通，電流流動到光電耦合器的發(fā)光元件，來自光電耦合器35的輸出信號被輸入顯示單元2d，通過顯示單元2d顯示馬達10的絕緣電阻劣化。另外，也可以不設置顯示單元2d，通過控制器2c將來自光電耦合器的信號輸入控制裝置20，在該顯示電路21顯示絕緣電阻下降。工作人員看到該顯示后進行馬達10的更換等。
另外，由于在關閉接點a1、a2后，由于馬達的對地間寄生電容器立刻被充電，所以在此期間由檢測電阻R1檢測的電壓變動。但是，由于從關閉接點a1、a2經(jīng)過了一段時間后，馬達的對地間寄生電容器的充電穩(wěn)定，所以只要在這種狀況下測定檢測電阻R1的兩端的電位差(馬達的對地間絕緣電阻)即可。
另外，在驅(qū)動馬達驅(qū)動放大器8使馬達10工作時，繼電器接點a1、a2保持在斷開的狀態(tài)。
在上述的第4實施方式中，將由檢測電阻R1檢測出的電壓與用于檢測馬達的絕緣電阻下降的基準電壓進行比較，以檢測檢測電壓超過基準電壓時的絕緣電阻下降，但也可以僅檢測馬達的絕緣電阻。
圖5是本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測方法、絕緣電阻劣化檢測裝置的第5實施方式的說明圖。在該實施方式中，能夠?qū)隈R達驅(qū)動裝置的馬達驅(qū)動放大器的規(guī)格(種類)即馬達的規(guī)格(種類)，分別檢測絕緣電阻劣化。進而，預先存儲檢測到的電位差(表示泄漏電流的數(shù)據(jù)，表示絕緣電阻值)，能夠?qū)⒃摯鎯Σ⒎e蓄了的數(shù)據(jù)顯示為絕緣經(jīng)歷。
在本實施方式中，由馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2′和大地連接部2a(該部分與第4實施方式相同)構(gòu)成馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置。在具備繼電器接點a1、a2、檢測電阻R1、保護用電阻R2、過濾用電阻R3、電容器C1、顯示單元2d、端子T1～T4這點上與第4實施方式(圖4)是相同的。但是，在使檢測電阻R1間的電位差輸入A/D變換器(從模擬信號變換成數(shù)字信號的變換器)36這點上，本實施方式的檢測電路與第4實施方式的2b不同。另外，本實施方式的控制器2′c具備微機41和存儲器42及數(shù)據(jù)輸入單元43，但第4實施方式的控制器2c不具備這樣的要素，這點是不同的。
進而，在本實施方式中，在控制器2′c的存儲器42中對應在馬達驅(qū)動裝置1中使用的各種馬達驅(qū)動放大器8的規(guī)格(種類)或馬達的規(guī)格(種類)，預先存儲有顯示馬達的絕緣電阻劣化的基準值。
于是，在檢測絕緣電阻時，由數(shù)據(jù)輸入單元43設定馬達驅(qū)動放大器的種類(規(guī)格)，決定基準值。然后，與第4實施方式同樣，將絕緣電阻劣化檢測裝置主體2′的端子T1與DC連接部的正極一側(cè)輸入線12進行連接，將端子T2與連接馬達驅(qū)動放大器8的逆變器電路和馬達10的線圈的連接線的1相的線進行連接，將端子T3與在大地連接部2a控制繼電器接點a1的信號線進行連接，進而，將端子T4與對電磁接觸器接點5進行接通/斷開控制的信號線(從控制裝置20輸出)進行連接。
控制裝置20輸出斷開指令，電磁接觸器接點5成為斷開。微機41通過端子T4接收該電磁接觸器接點5的斷開信號，使繼電器工作，使該接點a1、a2成為接通。其結(jié)果，平滑電容器C的充電電壓被施加在保護用電阻R2、檢測電阻R1、馬達10的線圈以及大地上，泄漏電流流動。由A/D變換器36將通過該泄漏電流產(chǎn)生的檢測電阻R1間的電位差變換成數(shù)字信號。
微機41讀取該檢測電位差，存儲在存儲器42中。另外，將檢測電位差和與設定的與馬達種類對應的基準值進行比較，如果檢測電位差超過基準值，則將信號傳送給顯示單元2d，進行絕緣電阻下降的顯示。進而還顯示這時的檢測電位差的數(shù)據(jù)。另外，將絕緣電阻下降的信號以及檢測電位差的數(shù)據(jù)傳送給控制裝置20。也可以是控制裝置20接收該信號，在顯示電路21上進行對地間絕緣電阻下降的顯示或檢測電位差的數(shù)據(jù)的顯示。
另外，微機41通過從數(shù)據(jù)輸入單元43輸入檢測絕緣電阻的經(jīng)歷顯示指令，將存儲在存儲器中的檢測電位差的數(shù)據(jù)作為一覽顯示顯示在顯示單元2d上。進而，微機41將存儲的檢測電位差的數(shù)據(jù)圖表化，顯示在顯示單元2d上。
只要定期進行絕緣電阻的測定，預先將測定數(shù)據(jù)存儲在存儲器42中，就能按時間序列求出絕緣電阻值(檢測電位差的數(shù)據(jù))，并作為經(jīng)歷顯示。另外，還可以在微機41中設置時鐘，預先將測定的絕緣電阻的值(檢測電位差的數(shù)據(jù))與該測定年月日、時間一起存儲在存儲器42中，在顯示經(jīng)歷時，一覽顯示該時間數(shù)據(jù)和絕緣電阻的值(檢測電位差的數(shù)據(jù))或也可以按時間序列將其圖表化并顯示。
另外，當在微機41上沒有設置時鐘等時，將測定的絕緣電阻的值(檢測電位差的數(shù)據(jù))傳送給控制裝置20?？刂蒲b置20將此時的年月日、時間與該接收的絕緣電阻的值(檢測電位差的數(shù)據(jù))一起存儲在控制裝置20具備的存儲器中。通過從控制裝置20具備的輸入單元輸入馬達的絕緣電阻經(jīng)歷顯示指令，或按時間序列一覽顯示存儲并積蓄在存儲器中的馬達絕緣電阻的值(檢測電位差的數(shù)據(jù))，或進行圖表化處理，通過圖表等用顯示電路21進行視覺顯示。
上述的第4、第5實施方式中，通過檢測電阻R1的兩端電位差檢測泄漏電流，但也可以用霍爾元件檢測流動在上述的閉合電路中的電流。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第6實施方式的方框圖。該實施方式相當于在圖4(第4實施方式)所示的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置中追加了檢測平滑電容器C的充電電壓的電壓檢測單元。
馬達驅(qū)動裝置1與馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置(馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2及大地連接部2a)的連接和圖4所示的馬達驅(qū)動裝置1與馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置(馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2及大地連接部2a)的連接是相同的。在圖6中，馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置與控制裝置20、馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的控制器2c及馬達驅(qū)動裝置1中的控制器7、9的連接是由1條虛線表示的。
另外，在該實施方式中，在設于控制馬達的控制裝置20中的顯示電路21中，通過使其也具有圖4的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2中的顯示單元2d具有的功能，從圖6的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2中省略了相關的顯示單元。
為了檢測馬達驅(qū)動裝置1的平滑電容器C的兩端電壓，由電阻R11及R12分壓平滑電容器C的兩端電壓，通過該分壓電壓，控制器2c控制用于檢測馬達的絕緣電阻的動作開始。
根據(jù)該第6實施方式，在電磁接觸器接點5成為斷開后，平滑點電容器C的能量通過電阻R3放電，該充電電壓下降。由電阻R11、R12分壓該平滑電容器C的充電電壓，檢測該充電電壓。在該檢測電壓到達預先設定的電壓時刻，輸出絕緣電阻測定開始指令信號。根據(jù)該方法，由于對馬達驅(qū)動裝置主體1的輸入電源電壓為200V/44V這樣不同的裝置也是由相同的電壓進行絕緣電阻測定，所以具有測定結(jié)果不會影響向馬達驅(qū)動裝置主體1的輸入電源電壓，能夠正確測定的優(yōu)點。
控制裝置20通過控制器9使開關元件Q11～Q16成為斷開，使馬達的運轉(zhuǎn)停止，輸出使電磁接觸器接點5成為斷開的信號，使電磁接觸器接點5成為斷開。于是，在平滑電容器C充電的電荷通過放電電阻R13緩慢放電。由電阻R11、R12分壓這時的電壓，由馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2的控制器2c檢測該已分壓的電壓。在檢測電壓到達預先設定的電壓時刻，馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2的控制器2c使繼電器作動，關閉該接點a1、a2。于是，平滑電容器C的充電電壓通過檢測電阻R1施加在馬達10上。即形成平滑電容器C的正極一側(cè)端子、DC連接部的正極一側(cè)線12、繼電器接點a2、保護用電阻R2、檢測電阻R1、馬達的1相的繞線、馬達10的絕緣電阻、接地G2、G1、繼電器接點a1、平滑電容器C的負極一側(cè)端子的閉合電路。
由此，馬達的對地間絕緣電阻和檢測電阻R1夾著平滑電容器C的正極一側(cè)端子和負極一側(cè)端子串聯(lián)連接，所以如果通過流動在上述閉合電路的電流(泄漏電流)產(chǎn)生的檢測電阻R1的兩端的電位差超過由齊納二極管31確定的基準電壓，則輸出信號就會從比較器32輸出。其結(jié)果，晶體管33成為接通，電流流向光電耦合器的發(fā)光元件，來自光電耦合器35的輸出信號通過控制器2c輸入到控制裝置20，在該顯示電路21進行對地間絕緣電阻下降的顯示。
在上述的第6實施方式中，由電源部6的控制器7檢測由電阻R11、R12分壓的平滑電容器C的電壓，在檢測電壓到達設定電壓時刻，關閉接點a1、a2。但是，也可以是接點a1、a2與第4實施方式同樣，與電磁接觸器接點5的斷開同時，使接點a1、a2成為接通，當由電阻R11、R12分壓的平滑電容器C的電壓到達設定值時，閂鎖流動在閉合電路的電流(泄漏電流)的檢測值，從而能夠更正確地檢測絕緣電阻劣化。
圖7是該平滑電容器C成為規(guī)定電壓時閂鎖流動的泄漏電流的檢測值的第7實施方式的電路圖。在該圖7所示的第7實施方式中，在馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2中設置閂鎖電路55這點與第6實施方式(圖6)不同。
控制裝置20通過控制器9使開關元件Q11～Q16成為斷開，輸出使電磁接觸器接點5成為斷開的信號，使電磁接觸器接點5成為斷開。另外，該信號通過端子T4也輸入馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2的控制器2c。控制器2c接收該使電磁接觸器接點5成為斷開的信號后，使繼電器動作，使該接點a1、a2成為接通。由此，平滑電容器C的充電電壓通過接點a1、a2及檢測電阻R1等施加在馬達10上。
在由電阻R11、R12分壓的平滑電容器C的充電電壓到達預先設定的電壓時，馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2的控制器2c向閂鎖電路55傳送指令，使閂鎖電路動作，閂鎖光電耦合器35的輸出。另外，也可以省略該光電耦合器35，由閂鎖電路55閂鎖比較器32的輸出。
如前所述，如果由于泄漏電流而產(chǎn)生的檢測電阻R1的兩端的電位差超過基準電壓，輸出信號就會從比較器32輸出，信號從光電耦合器35輸出。因此，平滑電容器C的充電電壓成為規(guī)定值時的泄漏電流大小的判斷結(jié)果(比較器32的判斷結(jié)果)被閂鎖，由控制器2c讀入該閂鎖電路55的輸出，進行顯示即可。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第8實施方式的電路圖。
馬達的絕緣電阻由于受到設置有馬達的周圍的溫度、濕度等影響。特別是若濕度高，有絕緣電阻就會下降的傾向。為此，該測定值會因測定絕緣電阻時的溫度、濕度而變動。為了能夠考慮該溫度、濕度給與絕緣電阻的測定值的影響，該第8實施方式設置了溫度·濕度檢測器，也能夠也顯示測定絕緣電阻時的溫度、濕度。
該第8實施方式相當于在第6實施方式(圖6)的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置中追加了溫度·濕度檢測器2e。該溫度·濕度檢測器2e與絕緣電阻劣化檢測裝置2的控制器2c連接。另外，也可以在馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2中不設置溫度·濕度檢測器2e，而是設置連接溫度·濕度檢測器的接口(端子T5)，如圖8上單點虛線所示，將外部的溫度·濕度檢測器2′e連接在馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置上，與控制器2c連接。
關于馬達的絕緣電阻的測定，與第6實施方式中的測定同樣進行。
控制器2c在從光電耦合器35輸出顯示絕緣電阻下降的信號后，讀取由溫度·濕度檢測器2e檢測的溫度、濕度的數(shù)據(jù)，與絕緣電阻下降的信號一起將該溫度、濕度數(shù)據(jù)向控制裝置20輸出。其結(jié)果，通過顯示電路21顯示對地間絕緣電阻下降的同時，也通過該顯示電路21顯示溫度及濕度。
其他的構(gòu)成及動作與圖6所示的第6實施方式相同，所以省略說明。
另外，也可以在馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2′中不設置溫度·濕度檢測器2′e，而是設置連接溫度·濕度檢測器的接口(端子T5)，如圖9上單點虛線所示，將外部的溫度·濕度檢測器2′e連接在馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置上，與控制器2′c的微機41連接。
另外，關于本發(fā)明的第4實施方式(圖4)、第7實施方式(圖7)，也可以同樣設置溫度·濕度檢測器2e，與絕緣電阻下降的顯示一起，也顯示絕緣電阻測定時的溫度、濕度。進而，在第5實施方式(圖5)中也可以設置溫度·濕度檢測器2e。在該第5實施方式中設置溫度·濕度檢測器2e而成的本發(fā)明的第9實施方式如圖9所示。
第9實施方式中的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2′與馬達驅(qū)動裝置1的結(jié)合關系和第5實施方式的結(jié)合關系相同。在該實施方式中，在馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2′中設有測定溫度、濕度的溫度·濕度檢測器2e，該溫度·濕度檢測器2e與馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的控制器2′c的微機41連接，這點與第5實施方式不同。
在該實施方式中，與第8實施方式的場合同樣，也可以在馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2′中不設置溫度·濕度檢測器2e，而設置連接溫度·濕度檢測器的接口(端子T5)，如圖9中單點虛線所示，將外裝的溫度·濕度檢測器2′e與馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置連接，與控制器2′c的微機41連接。
于是，微機41在絕緣電阻測定時從A/D變換器36讀取檢測電位差并存儲在存儲器42中時，也存儲由溫度·濕度檢測器2e測定的溫度及濕度的數(shù)據(jù)。另外，與對應于設定的馬達種類的基準值進行比較，如果檢測電位差超過基準值，則將信號傳送給顯示單元2d，進行絕緣電阻下降的顯示，同時也顯示檢測電位差、溫度、濕度的數(shù)據(jù)。進而，將絕緣電阻下降的信號以及檢測電位差的數(shù)據(jù)、溫度、濕度的數(shù)據(jù)傳送給控制裝置20，控制裝置20接收該信號，在顯示電路21中進行對地絕緣電阻下降的顯示、檢測電位差的數(shù)據(jù)、溫度、濕度的數(shù)據(jù)的顯示。
另外，通過從數(shù)據(jù)輸入單元43輸入檢測絕緣電阻的經(jīng)歷顯示指令，微機41將存儲在存儲器中的檢測電位差的數(shù)據(jù)、溫度、濕度的數(shù)據(jù)一覽顯示在顯示單元2d上。進而，微機41將存儲的檢測電位差的數(shù)據(jù)、溫度、濕度的數(shù)據(jù)圖表化，顯示在顯示單元2d上。只要定期進行絕緣電阻的測定，將測定數(shù)據(jù)存儲在存儲器42中，就能按時間序列求出絕緣電阻值(檢測電位差的數(shù)據(jù))、溫度、濕度的數(shù)據(jù)，作為經(jīng)歷顯示。另外，也可以在微機41中設置時鐘，將測定的絕緣電阻的值(檢測電位差的數(shù)據(jù))、溫度、濕度的數(shù)據(jù)與該測定年月日、時間一起存儲在存儲器42中，在顯示經(jīng)歷時，一覽顯示該時間數(shù)據(jù)和絕緣電阻的值(檢測電位差的數(shù)據(jù))、溫度、濕度的數(shù)據(jù)，或按時間序列圖表化進行顯示。
另外，當在微機41不設置時鐘等時，將測定的絕緣電阻的值(檢測電位差的數(shù)據(jù))、溫度、濕度的數(shù)據(jù)傳送給控制裝置20。控制裝置20將此時的年月日、時間與該接收的絕緣電阻的值(檢測電位差的數(shù)據(jù))一起存儲在控制裝置20具備的存儲器中。通過從控制裝置20具備的輸入單元輸入馬達的絕緣電阻經(jīng)歷顯示指令，或按時間序列一覽顯示存儲并積蓄在存儲器中的馬達絕緣電阻的值(檢測電位差的數(shù)據(jù))、溫度、濕度的數(shù)據(jù)，或通過圖表化處理用圖表等用顯示電路21進行視覺顯示。
在上述的本發(fā)明的第8、第9實施方式中設置溫度、濕度檢測器，檢測溫度及濕度，但也可以僅檢測溫度及濕度的任一方。特別是由于濕度給與馬達的絕緣電阻的影響大，所以也可以設置濕度檢測器，僅檢測濕度。
另外，能夠?qū)⑷缟鲜龅牡?～第7所示的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置組裝在馬達驅(qū)動裝置中。特別是在將第3實施方式的絕緣電阻劣化檢測裝置(圖3)組裝在馬達驅(qū)動裝置中時，能夠取代電平檢測顯示電路51，使用馬達驅(qū)動裝置或與馬達驅(qū)動裝置連接的數(shù)值控制裝置等的上位的控制裝置具備的顯示裝置(在其上僅設置接點a1、a2)。在絕緣電阻劣化檢測時，或?qū)碾娏鳈z測器50u或50v反饋的檢測電流值顯示在顯示裝置上，或由控制裝置實施求出并顯示其峰值等的處理即可。
另外，當將馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置的第5、第9實施方式(圖5、圖9)組裝在馬達驅(qū)動裝置1中時，在該馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置中設置數(shù)據(jù)輸入單元43，設定該馬達的種類，選擇判斷絕緣電阻劣化的基準值，但也可以自動進行。
還可以在馬達驅(qū)動放大器8的控制器9中設置存儲馬達驅(qū)動放大器8的規(guī)格(種類)或馬達的規(guī)格(種類)的存儲器。這樣，當絕緣電阻的檢測指令輸入控制裝置20后，控制裝置20從馬達驅(qū)動放大器8的控制器9中讀取馬達驅(qū)動放大器的規(guī)格(種類)，將讀取的信息傳送給馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置主體2′的控制器2′c，同時傳送絕緣電阻劣化檢測指令。控制器2′c根據(jù)該絕緣電阻劣化檢測指令使繼電器工作，關閉繼電器接點a1、a2，如前所述，由A/D變換器36將檢測電阻R1間的電位差變換成數(shù)字信號。微機41讀取該檢測電位差并寫入存儲器42中。進而，從存儲器42中讀取傳送來的與馬達驅(qū)動放大器的規(guī)格(種類)或馬達的規(guī)格(種類)對應的基準值，將該基準值與檢測電位差進行比較。如果檢測電位差超過基準值，就將絕緣電阻下降的信號傳送給控制裝置20?？刂蒲b置20接收該信號，在顯示電路21上進行絕緣電阻下降的顯示。
權(quán)利要求
1.一種馬達的絕緣電阻劣化檢測方法，該馬達由馬達驅(qū)動裝置驅(qū)動，該馬達驅(qū)動裝置包括將通過開關從交流電源供給的電力由整流電路整流并由電容器平滑化的電源部；以及將來自該電源部的直流電壓變換成交流來驅(qū)動馬達的馬達驅(qū)動放大器，其特征在于，在將上述開關置于斷開而停止馬達的運轉(zhuǎn)后，將上述電容器的一端與大地連接，將另一端與馬達線圈連接，然后檢測流動在由電容器、馬達線圈及大地形成的閉合電路中的電流。
2.一種馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，該馬達由馬達驅(qū)動裝置驅(qū)動，該馬達驅(qū)動裝置包括將通過開關從交流電源供給的電力由整流電路整流并由電容器平滑化的電源部；以及將來自該電源部的直流電壓變換成交流來驅(qū)動馬達的馬達驅(qū)動放大器，其特征在于，包括將上述電容器的一端與大地連接的接點；基于來自上述馬達驅(qū)動裝置的將上述開關置于斷開的信號使上述接點成為接通的單元；以及連接在上述電容器的另一端與馬達線圈之間，檢測流動在由上述接點、電容器、馬達線圈及大地形成的閉合電路中的電流，從而檢測絕緣電阻劣化的絕緣電阻劣化檢測單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，其特征在于，在上述閉合電路中設有電阻或電流傳感器，上述絕緣電阻劣化檢測單元檢測在該電阻的兩端產(chǎn)生的電位差并檢測流動的電流的大小或檢測流動在該電流傳感器中的電流的大小，從而檢測馬達的絕緣電阻劣化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，其特征在于，上述絕緣電阻劣化檢測單元根據(jù)來自馬達驅(qū)動裝置為馬達控制而具備的電流檢測器輸出的大小來檢測馬達的絕緣電阻劣化。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，其特征在于，上述絕緣電阻劣化檢測單元包括比較電流檢測值與基準值的比較器以及顯示上述比較器的比較結(jié)果的顯示單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，其特征在于，上述絕緣電阻劣化檢測單元包括將電流檢測值變換成數(shù)字信號的A/D變換器、存儲已變換成數(shù)字信號的電流檢測值的存儲器以及顯示已變換成數(shù)字信號的電流檢測值的顯示單元，在上述顯示單元上一覽顯示或圖表化顯示存儲在上述存儲器中的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，其特征在于，具備檢測周圍溫度、濕度中的至少一方的檢測器或設置連接檢測周圍溫度、濕度中的至少一方的檢測器的接口，顯示由該檢測器檢測出的溫度、濕度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，其特征在于，具備檢測周圍溫度、濕度中的至少一方的檢測器或設置連接檢測周圍溫度、濕度中的至少一方的檢測器的接口，在檢測出上述電流檢測值時，將由上述檢測器檢測出的溫度、濕度數(shù)據(jù)與上述電流檢測值數(shù)據(jù)一起存儲在存儲器中，將溫度、濕度數(shù)據(jù)與上述電流檢測值數(shù)據(jù)一起一覽顯示或圖表化顯示在上述顯示單元上。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，其特征在于，為了上述絕緣電阻劣化檢測而作為用于在上述閉合電路中流動電流的電源使用存儲在上述電容器中的電荷。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，其特征在于，還具備檢測上述電容器的兩端電位差的電壓檢測單元，在輸出將與上述馬達驅(qū)動裝置連接的上述開關置于斷開的信號后，在上述電壓檢測單元檢測出規(guī)定值的電壓時，進行上述絕緣電阻劣化檢測。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，其特征在于，上述絕緣電阻劣化檢測單元具備閂鎖電路，在上述電壓檢測單元檢測出規(guī)定值的電壓時，由上述閂鎖電路閂鎖檢測絕緣電阻劣化的信號并進行上述絕緣電阻劣化檢測。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置，其特征在于，上述接點將上述電容器的一端通過直流電源與大地連接代替將上述電容器的一端與大地連接。
13.一種馬達驅(qū)動裝置，其特征在于，具備有如權(quán)利要求2至12中任意一項所述的馬達的絕緣電阻劣化檢測裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種馬達的絕緣電阻劣化檢測方法、實施該檢測方法的絕緣電阻劣化檢測裝置及具備該絕緣電阻劣化檢測裝置的馬達驅(qū)動裝置。在使馬達的驅(qū)動停止，使電磁接觸器接點成為斷開后，關閉第1、第2接點，形成平滑電容器、第2接點、第1、第2電阻、馬達的線圈、大地(G1)、大地(G2)、第1接點、平滑電容器的閉合電路。在該閉合電路中施加平滑電容器的充電電壓。如果馬達的絕緣電阻劣化，則流動在該閉合電路的電流增加。用閉合電路中的第1電阻(R1)的電位差檢測該電流增加，檢測馬達的絕緣電阻劣化。
文檔編號G01R31/34GK1819412SQ200610001459
公開日2006年8月16日 申請日期2006年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月18日
發(fā)明者堀越真一, 八重島守, 佐藤博裕 申請人:發(fā)那科株式會社