專利名稱：負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載及負(fù)載連接狀態(tài)的異常的故障檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)例如電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元由4個(gè)FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)組成的橋式電路構(gòu)成；同時(shí)，還具有故障檢測(cè)單元，該故障檢測(cè)單元包括所述橋式電路的一個(gè)FET的源極與另一個(gè)FET的漏極連接并分別與構(gòu)成支路的至少兩個(gè)FET并聯(lián)連接，與FET導(dǎo)通故障時(shí)的電阻值比具有充分地大的電阻值的高電阻、以及檢測(cè)接在橋式電路的輸出端子之間的電動(dòng)機(jī)電壓的電壓檢測(cè)單元，通過(guò)設(shè)置上述高電阻，電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)端子處的電壓值在FET導(dǎo)通故障時(shí)改變，所以通過(guò)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)端子電壓能判定FET的導(dǎo)通故障(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
另外，以與多相交流電動(dòng)機(jī)的相數(shù)相同的數(shù)量使具有分別相等的阻抗值的阻抗元件的一端與基準(zhǔn)中性點(diǎn)連接，同時(shí)各阻抗元件的另一端分別與上述多相交流電動(dòng)機(jī)的各相線圈連接，檢測(cè)阻抗元件的基準(zhǔn)中性點(diǎn)和連接上述多相交流電動(dòng)機(jī)的各相線圈的中性點(diǎn)之間的電位差，在該電位差超過(guò)規(guī)定的閾值時(shí)，判定為上述各相線圈有異常(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
專利文獻(xiàn)1專利第3034508號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)平6-311783號(hào)公報(bào)但是，按照專利文獻(xiàn)1所示的方式，各阻抗元件與構(gòu)成支路的至少兩個(gè)FET連接，構(gòu)成檢測(cè)負(fù)載(電動(dòng)機(jī))的端子電壓成為電源電位或地電位的短路故障方式(驅(qū)動(dòng)元件短路、端子接地、端子懸空(日文天絡(luò)))，所以存在的問(wèn)題是無(wú)法檢測(cè)負(fù)載端子電壓無(wú)變化的負(fù)載或負(fù)載連接線的斷開(kāi)故障方式(斷線)。
另外，按照專利文獻(xiàn)所示的方式，由于是一種將多相交流電動(dòng)機(jī)的中性點(diǎn)電位與由阻抗元件形成的基準(zhǔn)中性點(diǎn)電位進(jìn)行比較，根據(jù)其電位差之大小檢測(cè)異常的方法，所以需要電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生各相電壓。因此，存在的問(wèn)題是無(wú)法用于以下情況，也就是，在從停止?fàn)顟B(tài)到負(fù)載開(kāi)始通電的初始階段，盡管已通電但仍不能判定有無(wú)問(wèn)題，在負(fù)載處于接地或懸空等故障狀態(tài)下，會(huì)有大電流流過(guò)。
本發(fā)明為解決上述問(wèn)題而提出，其目的在于提供一種在開(kāi)始向負(fù)載供電前檢測(cè)負(fù)載或負(fù)載連接線的異常(斷線、接地、懸空)、具有進(jìn)行向負(fù)載饋電或斷電的由上述FET組成的驅(qū)動(dòng)單元的導(dǎo)通故障等的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)裝置，該負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有連接在直流電源的正極和負(fù)載的一端之間的上支路驅(qū)動(dòng)單元、以及連接在所述直流電源的負(fù)極和上述負(fù)載的另一端之間的下支路驅(qū)動(dòng)單元，通過(guò)對(duì)所述各驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，控制供給所述負(fù)載的電壓或電流，其中具有分別與所述上支路驅(qū)動(dòng)單元及下支路驅(qū)動(dòng)單元并聯(lián)連接的電阻元件；以及通過(guò)監(jiān)視所述負(fù)載端子中任何一端或兩端的端子電壓，檢測(cè)包括所述負(fù)載及與負(fù)載連接的配線在內(nèi)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的異常的負(fù)載狀態(tài)異常檢測(cè)單元。
如上所述地構(gòu)成本發(fā)明的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)裝置，驅(qū)動(dòng)單元作為在所有截止期間確定在負(fù)載各端子上發(fā)生的電位的確定單元之一，由于利用負(fù)載及負(fù)載連接線，因此除了負(fù)載的端子電位被強(qiáng)制地固定的懸空、接地、以及驅(qū)動(dòng)元件的導(dǎo)通故障等以外，也能明確地檢測(cè)出負(fù)載或負(fù)載連接線的斷線故障。
另外，通過(guò)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元斷開(kāi)時(shí)的異常，不必在負(fù)載接地或懸空狀態(tài)下向負(fù)載供電，或在驅(qū)動(dòng)單元導(dǎo)通故障的狀態(tài)下使驅(qū)動(dòng)單元?jiǎng)幼鳎苋娑杆俚貦z測(cè)出異常。
特別是，從預(yù)防安全的角度出發(fā)，人們強(qiáng)烈要求裝在鐵路車輛或汽車等上的以旋轉(zhuǎn)電機(jī)為代表的多相接線負(fù)載的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在負(fù)載的連接狀態(tài)異常檢測(cè)或驅(qū)動(dòng)單元的故障檢測(cè)上能降低成本、增強(qiáng)功能，為此，本發(fā)明提出適用于此的異常檢測(cè)系統(tǒng)。


圖1為表示本發(fā)明實(shí)施方式1的構(gòu)成的一示例用的電路圖。
圖2為表示實(shí)施方式1的正常時(shí)和異常時(shí)的檢測(cè)電壓的一示例用的圖。
圖3為表示本發(fā)明實(shí)施方式2的構(gòu)成的一示例用的電路圖。
圖4為表示實(shí)施方式2的正常時(shí)和異常時(shí)的檢測(cè)電壓的一示例用的圖。
圖5為表示本發(fā)明實(shí)施方式3的構(gòu)成的一示例用的電路圖。
圖6為表示實(shí)施方式3的正常時(shí)和異常時(shí)的檢測(cè)電壓的一示例用的圖。
圖7為表示本發(fā)明實(shí)施方式3的其它實(shí)施例的構(gòu)成的電路圖。
圖8為表示圖7的實(shí)施例中正常時(shí)和異常時(shí)的檢測(cè)電壓的一示例用的圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式1以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1進(jìn)行說(shuō)明。
圖1為表示實(shí)施方式1的構(gòu)成的一示例的電路圖。負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1例如具有由FET等半導(dǎo)體元件構(gòu)成的上支路驅(qū)動(dòng)單元2a及同樣地由FET等半導(dǎo)體元件構(gòu)成的下支路驅(qū)動(dòng)單元2b，各驅(qū)動(dòng)單元的一端與電池等直流電源10連接，而另一端與電動(dòng)機(jī)等的負(fù)載11連接。
另外，電阻元件3a和上支路驅(qū)動(dòng)單元2a并聯(lián)連接，電阻元件3b和下支路驅(qū)動(dòng)單元2b并聯(lián)連接，通過(guò)對(duì)各驅(qū)動(dòng)單元2a及2b進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，使其對(duì)負(fù)載11饋電或斷電。再有，各驅(qū)動(dòng)單元2a及2b的另一端與以后將敘述的負(fù)載狀態(tài)異常檢測(cè)單元4連接。
在圖中示出的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，例如設(shè)直流電源10的電壓為E(V)、負(fù)載11的直流等效電阻值為R11(Ω)、上支路元件2a的截止時(shí)直流等效電阻值為R2A(Ω)、下支路元件2b的截止時(shí)直流等效電阻值為R2B(Ω)、電阻元件3a的電阻值為R3A(Ω)、電阻元件3b的電阻值為R3B(Ω)，則在假定配線電阻可忽略不計(jì)充分地小的情況下，負(fù)載端子電壓V1(V)及V2(V)分別可用下式(1)、(2)表示。
V1=R11+(R2B//R3B)R11+(R2A//R3A)+(R2B//R3B)·E···---(1)]]>V2=R2B//R3BR11+(R2A//R3A)+(R2B//R3B)·E···---(2)]]>其中
R2A//R3A=R2A·R3AR2A+R3A]]>R2B//R3B=R2B·R3BR2B+R3B]]>式中，若選定R3A及R3B，使得R2A＞＞R3A、R2B＞＞R3B、而且R3A＞＞R11、R3B＞＞R11，則R2A、R2B及R11可忽略不計(jì)。再有，這里為便于說(shuō)明，設(shè)R3A＝R3B。
根據(jù)上述的前提條件對(duì)式(1)、(2)進(jìn)行改寫(xiě)，則負(fù)載端子電壓V1(V)及V2(V)可分別簡(jiǎn)化成下式(1A)、(2A)。
V1≅R3BR3A+R3B·E=E2···---(1A)]]>V2≅R3BR3A+R3B·E=E2···(2A)]]>在實(shí)施方式1的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的異常檢測(cè)中，在如以后將敘述的正常的情況下和不正常的情況下使負(fù)載端子電壓變化幅度增大的同時(shí)，還借助于此將判別變得容易作為基本點(diǎn)，由于不將規(guī)定嚴(yán)格的數(shù)值作為絕對(duì)必要的條件，所以，以下的說(shuō)明是在上述前提條件之下加以簡(jiǎn)化后再進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在負(fù)載11或負(fù)載連接線斷線的情況下，負(fù)載端子電壓V1(V)根據(jù)R2A＞＞R3A、R2B＞＞R3B的前提條件變得與電源電壓E(V)實(shí)質(zhì)上相等。V2(V)根據(jù)和V1(V)相同的理由實(shí)質(zhì)上成為接地電壓(在這里為零(V))。
V1E…(1B)V2O…(2B)然后，在負(fù)載11或負(fù)載連接線接地的情況下，具體為在負(fù)載11正常連接的情況下，負(fù)載或負(fù)載連接線等一部分成為地電位的情況下，負(fù)載端子電壓V1(V)及V2(V)實(shí)質(zhì)上成為接地電壓。
V1O…(1C)V2O…(2C)然后，在負(fù)載11或負(fù)載連接線懸空的情況下，具體為在負(fù)載11正常連接的情況下，負(fù)載或負(fù)載連接線等一部分成為電源電位E的情況下，負(fù)載端子電壓V1(V)及V2(V)實(shí)質(zhì)上成為電源電壓。
V1E…(1D)V2E…(2D)
再有，在負(fù)載11正常連接的狀態(tài)下當(dāng)上支路驅(qū)動(dòng)單元2a導(dǎo)通故障時(shí)，負(fù)載端子電壓V1(V)及V2(V)實(shí)質(zhì)上成為電源電壓。
V1E…(1E)V2E…(2E)再又，在負(fù)載11正常連接的狀態(tài)下當(dāng)下支路驅(qū)動(dòng)單元2b導(dǎo)通故障時(shí)，負(fù)載端子電壓V1(V)及V2(V)實(shí)質(zhì)上成為地電位。
V10…(1F)V20…(2F)圖2為將以上的式(1A)、(2A)至(1F)、(2F)的結(jié)果以一覽表形式進(jìn)行表示。如該圖所示，正常時(shí)和異常時(shí)的V1、V2各自數(shù)值之差異相當(dāng)明顯，還有，利用正常時(shí)和異常時(shí)的電壓差大這一點(diǎn)，能大大減少誤檢之可能，能確實(shí)無(wú)誤地判別出異常。
此外，即使在負(fù)載連接線斷線狀態(tài)下的負(fù)載側(cè)接地或端子側(cè)接地、負(fù)載側(cè)懸空或端子側(cè)懸空、上支路元件或下支路元件導(dǎo)通故障時(shí)所有情況組合在一起出現(xiàn)，仍能和上述一樣地判別不正常。這里，按照上述示例能容易地導(dǎo)出結(jié)果，故其具體的說(shuō)明就省略。
再有，在上述所有的情況下，V1或V2中，只要監(jiān)視任何一方的電壓便能判別不正常。
實(shí)施方式2以下，利用圖2說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2。圖3為表示實(shí)施方式2的構(gòu)成的一示例的電路圖。實(shí)施方式2的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1為，由FET等半導(dǎo)體元件組成的上支路驅(qū)動(dòng)單元2a和同樣地由FET等半導(dǎo)體元件組成的下支路驅(qū)動(dòng)單元2b串聯(lián)連接的第1驅(qū)動(dòng)單元；與由FET等半導(dǎo)體元件組成的上支路驅(qū)動(dòng)單元2c和同樣地由FET等半導(dǎo)體元件組成的下支路驅(qū)動(dòng)單元2d串聯(lián)連接的第2驅(qū)動(dòng)單元都與電池等直流電源10連接，同時(shí)，在第1驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件2a和下支路元件2b間的連接點(diǎn)和第2驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件2c和下支路元件2d間的連接點(diǎn)之間連接負(fù)載11及負(fù)載狀態(tài)異常檢測(cè)單元4。
另外，第1驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件2a和電阻元件3a并聯(lián)連接，同時(shí)，第2驅(qū)動(dòng)單元的下支路元件2d和電阻元件3b并聯(lián)連接，通過(guò)對(duì)第1及第2驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件及下支路元件進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，能對(duì)負(fù)載11饋電或斷電。
在圖3的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，例如設(shè)直流電源10的電壓為E(V)、負(fù)載1的直流等效電阻值為R11(Ω)、第1、第2驅(qū)動(dòng)單元的各支路元件2a至2d截止時(shí)的直流等效電阻值為R2A(Ω)至R2D(Ω)、電阻元件3a的電阻值為R3A(Ω)、電阻元件3b的電阻值為R3B(Ω)，假定配線電線可以忽略不計(jì)充分地小。
另外，當(dāng)設(shè)定和實(shí)施方式1同樣的前提條件時(shí)，負(fù)載端子電壓V1(V)及V2(V)分別能以下式(3A)及(4A)表示。
V1≅R3BR3A+R3B·E=E2···---(3A)]]>V2≅R3BR3A+R3B·E=E2···---(4A)]]>首先，在負(fù)載11或負(fù)載連接線斷線的情況下，V1(V)實(shí)質(zhì)上與電源電壓E(V)相等，而V2(V)實(shí)質(zhì)上成接地電壓(這里為零(V))。
V1E…(3B)V2O…(4B)然后，在負(fù)載11或負(fù)載連接線接地的情況下，具體為，在負(fù)載11正常連接的狀態(tài)下，當(dāng)負(fù)載11或負(fù)載連接線等的一部分成為地電位時(shí)，負(fù)載端子電壓V1(V)和V2(V)實(shí)質(zhì)上成接地電壓。
V1O…(3C)V2O…(4C)然后，在負(fù)載11或負(fù)載連接線懸空的情況下，具體為，在負(fù)載11正常連接的狀態(tài)下，當(dāng)負(fù)載11或負(fù)載連接線等的一部分成為電源電位E時(shí)，負(fù)載端子電壓V1(V)和V2(V)實(shí)質(zhì)上成電源電壓。
V1E…(3D)V2E…(4D)再有，在負(fù)載11正常連接的狀態(tài)下，當(dāng)?shù)?驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件2a或第2驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件2c中的一個(gè)或兩個(gè)都導(dǎo)通故障時(shí)，負(fù)載端子電壓V1(V)及V2(V)實(shí)質(zhì)上成為電源電壓。
V1E…(3E)V2E…(4E)再又，在負(fù)載11正常連接的狀態(tài)下，當(dāng)?shù)?驅(qū)動(dòng)單元的下支路元件2b或第2驅(qū)動(dòng)單元的下支路元件2d中的一個(gè)或兩個(gè)都導(dǎo)通故障時(shí)，負(fù)載端子電壓V1(V)及V2(V)實(shí)質(zhì)上成為地電位。
V1O…(3F)V2O…(4F)圖4為將以上的式(3A)、(4A)至(3F)、(4F)的結(jié)果以一覽表形式進(jìn)行表示。如該圖所示，在將FET等半導(dǎo)體元件進(jìn)行H橋式連接的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，正常時(shí)和異常時(shí)的V1、V2各自數(shù)值之差異相當(dāng)明顯，還有，利用正常時(shí)和異常時(shí)的電壓差大這一點(diǎn)，能大大減少誤檢之可能，能確實(shí)無(wú)誤地判別出異常。
此外，即使在負(fù)載連接線斷線狀態(tài)下的負(fù)載側(cè)接地或端子側(cè)接地、負(fù)載側(cè)懸空或端子側(cè)懸空、上支路元件或下支路元件導(dǎo)通故障時(shí)所有情況組合在一起出現(xiàn)，則仍能和上述一樣地判別不正常。這里，按照上述示例能容易地導(dǎo)出結(jié)果，故其具體的說(shuō)明就省略。
再有，在上述所有的情況下，V1或V2中，只要監(jiān)視任何一方的電壓便能判別不正常。
實(shí)施方式3以下，利用

本發(fā)明的實(shí)施方式3。圖5為表示實(shí)施方式3的構(gòu)成的一示例用的電路圖。實(shí)施方式3的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1為，由FET等半導(dǎo)體元件組成的上支路元件2a和同樣地由FET等半導(dǎo)體元件組成的下支路元件2b串聯(lián)連接的第1驅(qū)動(dòng)單元；和第1驅(qū)動(dòng)單元同樣地構(gòu)成的上支路元件2c和下支路元件2d串聯(lián)連接的第2驅(qū)動(dòng)單元；以及和第1驅(qū)動(dòng)單元同樣地構(gòu)成的上支路元件2e和下支路元件2f串聯(lián)連接的第3驅(qū)動(dòng)單元都分別同電池等直流電源10連接，同時(shí)，在各驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件和下支路元件間的連接點(diǎn)上連接多相接線負(fù)載11的各相端子及負(fù)載狀態(tài)異常檢測(cè)單元4。
另外，各驅(qū)動(dòng)單元中，1個(gè)或不是全部的多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件和上位電阻元件并聯(lián)連接，未與上位電阻元件連接的驅(qū)動(dòng)單元的下支路元件和下位電阻元件并聯(lián)連接。在圖5的例子中第1及第2驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件2a、2c分別和上位電阻元件3a、3b并聯(lián)連接，第3驅(qū)動(dòng)單元的下支路元件2f和下位電阻元件3c并聯(lián)連接，通過(guò)對(duì)各驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件及下支路元件2a至2f進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，能對(duì)多相接線負(fù)載11饋電或斷電。
圖5的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的多相接線負(fù)載11，可以設(shè)想為以三相交流旋轉(zhuǎn)設(shè)備為代表的Y形接線或△形接線等。也就是意味著，負(fù)載11各相端子間以包括零Ω(短路)在內(nèi)的低阻抗形式進(jìn)行結(jié)合，不限于特定的設(shè)備或接線。
在圖5的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，例如設(shè)直流電源10的電壓為E(V)、多相接線負(fù)載11的直流等效電阻值為R11(Ω)、第1～第3驅(qū)動(dòng)單元的各支路元件2a至2f的截止時(shí)直流等效電阻值為R2A(Ω)至R2F(Ω)、電阻元件3a的電阻值為R3A(Ω)、電阻元件3b的電阻值為R3B(Ω)、電阻元件3c的電阻值為R3C(Ω)，假定配線電阻可以忽略不計(jì)充分地小。
另外，當(dāng)設(shè)定和實(shí)施方式1相同的前提條件時(shí)，能分別用以下的式(5A)、(6A)、(7A)表示負(fù)載端子電壓V1(V)、V2(V)、V3(V)。
但是在實(shí)施方式3中，為便于說(shuō)明，除了上述前提條件外，還附加R3A＝2×R3C、R3B＝2×R3C的前提條件。
V1≅R3C(R3A//R3B)+R3C·E=E2···---(5A)]]>R2≅R3C(R3A//R3B)+R3C·E=E2···---(6A)]]>V3≅R3C(R3A//R3B)+R3C·E=E2···---(7A)]]>其中R3A//R3B=R3A·R3BR3A+R3B]]>首先，將多相接線負(fù)載11或負(fù)載連接線中，與電阻元件3a連接的部分線路截?cái)啵c電阻元件3b及3c連接的線路保持正常連接不變，在這種斷線形態(tài)的情況下，V1(V)實(shí)質(zhì)上和電源電壓E(V)相等，V2(V)和V3(V)實(shí)質(zhì)上成為按照R3B和R3C的比例分壓的電壓。
V1≅E···---(5B)]]>V2≅R3CR3B+R3C·E=E3···(6B)]]>V3≅R3CR3B+R3C·E=E3···---(7B)]]>然后，截?cái)喽嘞嘟泳€負(fù)載11或負(fù)載連接線之中，與電阻元件3b連接的部分線路，連接電阻元件3a及3c的線路保持正常的連接不變，在這種斷線形態(tài)下，V2(V)實(shí)質(zhì)上和電源電壓E(V)相等，V1(V)和V3(V)成為實(shí)質(zhì)上按照R3A和R3C之比分壓的電壓。
V1≅R3CR3B+R3C·E=E3···---(5C)]]>V2≅E···---(6C)]]>V3≅R3CR3B+R3C·E=E3···---(7C)]]>然后，截?cái)喽嘞嘟泳€負(fù)載11或負(fù)載連接線之中，與電阻元件3c連接的部分線路，連接電阻元件3a及3b的線路保持正常的連接不變，在這種斷線形態(tài)下，V3(V)實(shí)質(zhì)上等于接地電壓(在這里為零(V))，V1(V)和V2(V)成為實(shí)質(zhì)上為電源電壓E(V)電壓。
V1E…(5D)V2E…(6D)V3O…(7D)再有，在多相接線負(fù)載11或負(fù)載連接線接地的情況下，具體為，多相接線負(fù)載在正常連接的狀態(tài)下，當(dāng)多相接線負(fù)載或負(fù)載連接線等的一部分成為地電位時(shí)，負(fù)載端子電壓V1(V)、V2(V)、V3(V)實(shí)質(zhì)上都成為接地電壓。
V1O…(5E)V2O…(6E)V3O…(7E)再又，在多相接線負(fù)載11或負(fù)載連接線懸空的情況下，具體為，多相接線負(fù)載在正常連接的狀態(tài)下，當(dāng)多相接線負(fù)載或負(fù)載連接線等一部分成為電源電位時(shí)，負(fù)載端子電壓V1(V)、V2(V)、V3(V)實(shí)質(zhì)上都成為電源電壓。
V1E…(5F)V2E…(6F)V3E…(7F)另外，在多相接線負(fù)載11正常連接的狀態(tài)下，當(dāng)?shù)?、第2、第3驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件2a、2c、2e的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)通故障時(shí)，負(fù)載端子電壓V1(V)、V2(V)、V3(V)實(shí)質(zhì)上都成為電源電壓。
V1E…(5G)V2E…(6G)V3E…(7G)再有，在多相接線負(fù)載11正常連接的狀態(tài)下，第1、第2、第3驅(qū)動(dòng)單元的下支路元件2b、2d、2f的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)通故障時(shí)，負(fù)載端子電壓V1(V)、V2(V)、V3(V)實(shí)質(zhì)上都成為接地電壓。
V1O…(5H)V2O…(6H)V3O…(7H)圖6為將以上的式(5A)、(6A)、(7A)至(5H)、(6H)、(7H)的結(jié)果以一覽表形式進(jìn)行表示。如該圖所示，在將FET等半導(dǎo)體元件進(jìn)行三相橋式連接的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，正常時(shí)和異常時(shí)之差異相當(dāng)明顯，能確實(shí)無(wú)誤地進(jìn)行判別。
此外，即使在負(fù)載連接線斷線狀態(tài)下的負(fù)載側(cè)接地或端子側(cè)接地、負(fù)載側(cè)懸空或端子側(cè)懸空、驅(qū)動(dòng)單元的支路元件導(dǎo)通故障時(shí)所有的情況組合在一起出現(xiàn)，仍能和上述一樣地判別不正常。這里，按照上述示例能容易地導(dǎo)出結(jié)果，故其具體的說(shuō)明就省略。
再有，在上述所有的情況下，V1至V3中，只要監(jiān)視任何一個(gè)電壓便能判別不正常。
但是，上述各實(shí)施方式中，以計(jì)測(cè)負(fù)載上流過(guò)的電流值為目的在電氣連接布線上配置一個(gè)或多個(gè)分流電阻，從電源的正負(fù)兩極側(cè)看負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)有時(shí)形成包括分流電阻在內(nèi)的串聯(lián)電路。無(wú)論在任何實(shí)施方式中，在計(jì)測(cè)以直流電源的負(fù)極電位(接地電位)為基準(zhǔn)的負(fù)載端子電壓V1(V)或V2(V)的情況下，若和上支路元件并聯(lián)連接的電阻元件、和下支路元件并聯(lián)連接的電阻元件、以及分流電阻形成串聯(lián)電路，則要考慮到分流電阻的電阻值對(duì)電壓分壓比會(huì)有影響。
然而，一般的開(kāi)關(guān)元件例如為MOSFET，則支路元件的直流等效電阻值大于等于幾十MΩ，負(fù)載11的直流等效電阻值小于等于幾Ω。可以設(shè)想要選用的電阻元件3a至3c的電阻值為幾十kΩ～幾百kΩ，所以，只要是一般的分流電阻(小于等于幾Ω)，那末將分流電阻值忽略不計(jì)也無(wú)任何問(wèn)題，上述結(jié)果不變。
還有，實(shí)施方式2中，在第2驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件2c和電阻元件3a并聯(lián)連接時(shí)，第1驅(qū)動(dòng)單元的下支路元件2b和電阻元件3b就并聯(lián)連接。在這種情況下，與上述實(shí)施方式2同樣地能判別出不正常。這里，按照上述示例容易導(dǎo)出其結(jié)果，具體的說(shuō)明省略。
另外，在實(shí)施方式3中，如圖7所示，第1驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件2a與電阻元件3a并聯(lián)連接，第2、第3驅(qū)動(dòng)單元的下支路元件2d及2f分別與電阻元件3b、3c并聯(lián)連接。在這種情況下，通過(guò)改變R3B＝2×R3A、R3C＝2×R3A和前提條件，正常時(shí)負(fù)載端子電壓可用下式表示。
V1≅(R3B//R3C)R3A+(R3B//R3C)·E=E2···---(8A)]]>V2≅(R3B//R3C)R3A+(R3B//R3C)·E=E2···---(9A)]]>V3≅(R3B//R3C)R3A+(R3B//R3C)·E=E2···---(10A)]]>其中R3B//R3C=R3B·R3CR3B+R3C]]>雖然省略了發(fā)生異常時(shí)的電壓的說(shuō)明，但根據(jù)與上述說(shuō)明相同的運(yùn)算，成為如圖8所示(一覽表)那樣，能容易地判別出不正常。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)裝置，該負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有連接在直流電源的正極和負(fù)載的一端之間的上支路驅(qū)動(dòng)單元、以及連接在所述直流電源的負(fù)極和所述負(fù)載的另一端之間的下支路驅(qū)動(dòng)單元，通過(guò)對(duì)所述各驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，控制供給所述負(fù)載的電壓或電流，其特征在于，具有分別與所述上支路驅(qū)動(dòng)單元及下支路驅(qū)動(dòng)單元并聯(lián)連接的電阻元件；以及通過(guò)監(jiān)視所述負(fù)載端子中任何一端或兩端的端子電壓，檢測(cè)包括所述負(fù)載及與負(fù)載連接的配線在內(nèi)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的異常的負(fù)載狀態(tài)異常檢測(cè)單元。
2.一種負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)裝置，該負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有由半導(dǎo)體元件組成的上支路元件和下支路元件串聯(lián)連接的第1驅(qū)動(dòng)單元、以及由半導(dǎo)體元件組成的上支路元件和下支路元件串聯(lián)連接的第2驅(qū)動(dòng)單元與直流電源并聯(lián)連接，同時(shí)第1驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件和下支路元件間的連接點(diǎn)及第2驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件和下支路元件間的連接點(diǎn)之間連接負(fù)載，通過(guò)對(duì)所述各半導(dǎo)體元件進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，控制供給所述負(fù)載的電壓或電流，其特征在于，具有分別與第1驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件及第2驅(qū)動(dòng)單元的下支路元件并聯(lián)連接的電阻元件；以及通過(guò)監(jiān)視所述負(fù)載端子中任何一端或兩端的端子電壓，檢測(cè)包括所述負(fù)載及與負(fù)載連接的配線在內(nèi)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的異常的負(fù)載狀態(tài)異常檢測(cè)單元。
3.一種負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)裝置，該負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將由半導(dǎo)體元件組成的上支路元件和下支路元件串聯(lián)連接的3個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)單元分別與直流電源并聯(lián)連接，各驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件和下支路元件的連接點(diǎn)分別與多相接線負(fù)載的各相端子連接，通過(guò)對(duì)所述各半導(dǎo)體元件進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，控制供給所述多相接線負(fù)載的電壓或電流，其特征在于，具有與所述各驅(qū)動(dòng)單元中1個(gè)或不是全部的多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件并聯(lián)連接的上位電阻元件；與未連接所述上位電阻元件的驅(qū)動(dòng)單元的下支路元件并聯(lián)連接的下位電阻元件；以及通過(guò)監(jiān)視所述多相接線負(fù)載中任何一個(gè)或多個(gè)相的端子電壓，檢測(cè)包括所述多相接線負(fù)載或與多相接線負(fù)載連接的配線在內(nèi)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的異常的負(fù)載狀態(tài)異常檢測(cè)單元。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)裝置，其特征在于，與所述驅(qū)動(dòng)單元的上支路元件及下支路元件并聯(lián)連接的電阻元件的電阻值為比所述驅(qū)動(dòng)單元斷開(kāi)時(shí)的直流等效電阻值充分地小，而且為比負(fù)載或多相接線負(fù)載的端子間直流等效電阻值充分地大的值。
5.如權(quán)利要求4所述的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)裝置，其特征在于，利用所述驅(qū)動(dòng)單元全部為斷開(kāi)狀態(tài)的所述負(fù)載或多相接線負(fù)載的端子電壓，判斷有無(wú)故障。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)裝置，在這種具有連接在直流電源的正極和負(fù)載的一端之間的上支路驅(qū)動(dòng)單元、以及連接在直流電源的負(fù)極和負(fù)載的另一端之間的下支路驅(qū)動(dòng)單元，通過(guò)對(duì)各驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，控制供給負(fù)載的電壓或電流的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，具有分別與上支路驅(qū)動(dòng)單元及下支路驅(qū)動(dòng)單元并聯(lián)連接的電阻元件；以及通過(guò)監(jiān)視負(fù)載端子中任何一端或兩端的端子電壓，檢測(cè)包括負(fù)載及與負(fù)載的配線在內(nèi)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的異常的負(fù)載狀態(tài)異常檢測(cè)單元。
文檔編號(hào)H02H7/08GK1929291SQ20061012612
公開(kāi)日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者松岡尚吾 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社