CN101206245A - 电动机的绝缘老化检测装置 - Google Patents

Abstract

提供一种电动机的绝缘老化检测装置，其将电源部的电容器作为绝缘老化检测用电源使用，并且可以对于电容器两端电压的任意的值进行绝缘电阻的检测。该电动机绝缘老化检测装置包含：将电容器的一端接地的第一触点；将电容器的另一端经由检测电阻与电动机线圈连接的第二触点；通过检测电阻对第一触点、电容器、第二触点、检测电阻、电动机线圈以及大地形成的闭合回路中流动的电流进行检测的单元；对电容器的两端电压进行检测的单元；以及根据该电流检测值和该电压检测值，计算绝缘电阻值的单元。

Description

电动机的绝缘老化检测装置

技术领域

本发明涉及一种对电动机的绝缘老化进行检测的装置。

背景技术

为了确保电动机稳定的运转，对随着时间老化日益发展的绝缘状态进行监视，在判断出绝缘已经老化的时刻实施恰当的对策是非常重要的。从该观点出发，目前提出了一种用于检测电动机的绝缘的老化的装置。例如，在专利第3751300号公报中，公开了把在将来自交流电源的交流整流为直流时使用的平滑电容器作为电动机绝缘电阻判定用电源使用的装置。

图1是用于对专利第3751300号公报所示的现有的电动机绝缘老化检测装置进行说明，并且将其结构与周边电路一同表示的方框图。在该图中，来自三相交流电源的交流输出经由电磁接触器触点以及整流电路被提供给平滑电容器C，由此，开始对电容器C充电。在充电完成的状态下，电动机驱动控制装置打开电磁接触器触点MCC。于是，电容器C中积蓄的电荷通过电阻R3以及R4被放出。

此时，设置将电阻R3以及电阻R4的接触点的电压与基准电压Vref1进行比较的第一比较器，由此检测电容器C的电压下降到了规定的电压。而且，在该时刻将测定开始信号从第一比较器发送给绝缘老化检测控制器，接收到测定开始信号的绝缘老化检测控制器闭合触点SW1以及SW2。

当触点SW1以及SW2闭合时，形成通过电容器C、电阻R1、电阻R2、电动机线圈以及电动机绝缘电阻Rm的闭合回路。而且，与该闭合回路中流动的电流成比例的电阻R1的两端电压，由绝缘老化检测用放大器进行放大。在该被放大的信号电压在第二比较器中被判定为大于基准电压Vref2时，即，在对于规定的电容器电压漏电流超过规定值时，输出绝缘老化检测信号。

在上述现有技术中，在电容器两端的电压成为规定电压的定时进行测定。该方法虽然简单，但存在如下的问题：即，在电容器两端的电压下降到所决定的值之前无法开始测定，在测定时间上产生不均匀。此外，在由电阻R3以及R4分压的电压从最初开始为基准值Vref1以下时，无法进行测定。而且，需要根据电源电压切换基准值。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而发明的，其目的在于提供一种由电动机驱动装置进行驱动的电动机的绝缘老化检测装置，上述电动机驱动装置具有：电源部，其通过整流电路对经由开关由交流电源提供的电力进行整流，并且通过电容器使其平滑；以及电动机驱动放大器，其将来自该电源部的直流电压转换为电动机驱动用交流电压，该绝缘老化检测装置，将该电容器作为电动机绝缘老化检测用电源使用，并且可以对电容器两端电压的任意值进行绝缘电阻的判定。

为了达成上述目的，根据本发明，提供一种对由电动机驱动装置进行驱动的电动机的绝缘老化进行检测的装置，该电动机驱动装置具有：通过整流电路对经由开关由交流电源提供的电力进行整流，并且通过电容器使其平滑的电源部；以及将来自该电源部的直流电压转换为电动机驱动用交流电压的电动机驱动放大器，上述装置具备：使所述电容器的一端接地的第一触点；将所述电容器的另一端经由检测电阻与电动机线圈连接的第二触点；根据来自所述电动机驱动装置的使所述开关断开的信号，使所述第一触点以及第二触点接通的单元；通过所述检测电阻对在所述第一触点、所述电容器、所述第二触点、所述检测电阻、所述电动机线圈以及大地形成的闭合回路中流动的电流进行检测的电流检测单元；检测所述电容器的两端电压的电压检测单元；以及根据所述电流检测单元的检测值和所述电压检测单元的检测值计算绝缘电阻值的计算单元。

在以优选的方式中，该绝缘老化检测装置将所述计算单元计算出的绝缘电阻值与基准值进行比较，在该绝缘电阻值小于该基准值时，输出绝缘老化检测信号。

在本发明的电动机绝缘老化检测装置中，对包含成为电源的电容器以及绝缘电阻的闭合回路中流动的电流和电容器的两端电压进行检测，根据这些值计算绝缘电阻值，因此，无论在电容器的两端电压具有怎样的值时，都可以检测电动机的绝缘老化。

附图说明

通过参照附图进行的以下说明，本发明的更进一步的特征以及优点将会变得明确。在附图中，

图1是将现有的电动机绝缘老化检测装置的构成例与周边电路一同表示的方框图。

图2是将本发明的电动机绝缘老化检测装置的一实施方式与周边电路一同表示的方框图。

图3是表示图2所示的绝缘老化检测装置的动作的一例的流程图。

图4是表示图2所示的绝缘老化检测装置的动作的另一个例子的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图2是将本发明的电动机绝缘老化检测装置的一实施方式与周边电路一同表示的方框图。在该图中，符号100表示电动机绝缘老化检测装置，符号210表示电动机驱动控制装置，符号220表示电源部，符号230表示电动机驱动放大部，符号310表示三相交流电源，符号MCC表示电磁接触器触点，符号320表示电动机，符号Rm表示电动机的绝缘电阻。在此，电动机驱动控制装置210、电源部220以及电动机驱动放大器230构成电动机驱动装置。

电源部220具备整流电路222以及平滑电容器C，对经由作为开关的电磁接触器触点MCC由三相交流电源310提供的电力进行整流并使其平滑，然后输出直流电力。电动机驱动放大器230被构成为具有6组晶体管和与其逆并联连接的二极管的组的三相电压型PWM(Pulse Width Modulation)逆变器，将来自电源部220的直流电压转换为电动机驱动用交流电压来驱动电动机320。

绝缘老化检测装置100具备：触点SW1以及SW2；电阻R1、R2、R3以及R4(各电阻值也分别由R1、R2、R3以及R4表示)；绝缘老化检测控制器102；模拟/数字(A/D)转换器104；绝缘老化检测用放大器106；运算器108；以及比较器110。在此，触点SW1用于将电容器C的一端接地。此外，触点SW2用于将电容器C的另一端经由电阻R1以及R2与电动机320的线圈连接。电阻R3以及R4对电容器C的两端电压进行分压。

绝缘老化检测控制器102，接收来自电动机驱动控制装置210的信号，来控制触点SW1以及SW2。A/D转换器104将由电阻R3以及R4分压的电压从模拟值转换为数字值，然后输出给运算器108。放大器106对作为电流检测电阻的电阻R1的两端电压进行放大，然后输出给运算器108。此外，运算器108根据A/D转换器104的输出和放大器106的输出，对电动机320的绝缘电阻Rm的值(该值也由Rm表示)进行计算。而且，比较器110在运算器108的输出小于基准电压Vref时，输出绝缘老化检测信号。以下，对绝缘老化检测装置100的动作进行说明。

图3是表示图2所示的绝缘老化检测装置100的动作的一例的流程图。首先，控制器102在检测到从电动机驱动控制装置210输出了使电磁接触器触点MCC断开的信号的情况后，使触点SW1以及SW2接通(步骤402)。

在此，在电动机320的线圈与大地之间存在绝缘电阻Rm，所以当触点SW1以及SW2闭合时，形成经由触点SW1、电容器C、触点SW2、电阻R1、R2、电动机线圈以及大地的闭合回路。因此，如果设该闭合回路中流动的电流为I，设电容器C的两端电压为V，设闭合回路的电阻为Rt，则根据基尔霍夫电压定律，V＝Rt×I成立。此外，因为可以忽略触点SW1、触点SW2以及电动机线圈的各电阻，所以Rt＝R1+R2+Rm。

然后，运算器108，通过将A/D转换器104的输出乘以(R3+R4)/R4倍，来求出电容器C的两端电压V(步骤S404)。然后，运算器108通过将放大器106的输出值除以电阻值R1，来求出流过电阻R1的电流，即在闭合回路中流动的电流I(步骤406)。

然后，运算器108通过将电压V除以电流I，来求出电阻R1、R2以及Rm串联连接的合成电阻值Rt(＝R1+R2+Rm)(步骤408)。然后，运算器108通过从合成电阻值Rt减去已知的电阻值R1以及R2(Rt-(R1+R2))，来求出绝缘电阻值Rm，并且输出与该值对应的信号电压(步骤410)。

最后，比较器110将来自运算器108的输出信号电压与基准电压Vref进行比较，在输出信号电压小于基准电压Vref时，即，绝缘电阻值Rm小于基准电阻值时，输出绝缘老化检测信号(步骤412)。

图4是表示图2所示的绝缘老化检测装置的动作的另一个例子的流程图。首先，控制器102在检测到从电动机驱动控制装置210输出了使电磁接触器触点MCC断开的信号的情况后，使触点SW1以及SW2接通(步骤502)。当触点SW1以及SW2闭合时，形成所述的闭合回路。

然后，运算器108通过将放大器106的输出值除以电阻值R1来求出流过电阻R1的电流I，即在该闭合回路中流动的电流I(步骤504)。然后，运算器108假设电容器C的两端电压为固定值Vo，将固定值Vo除以电流I，由此求出电阻值Ro(＝Vo/I)(步骤506)。

然后，运算器108，通过将A/D转换器104的输出乘以(R3+R4)/R4倍，来求出电容器C的两端电压V，并将电压V除以固定值Vo，由此求出倍率A(＝V/Vo)(步骤508)。然后，运算器108执行A×Ro-(R1+R2)的运算，求出绝缘电阻值Rm，并且输出与该值对应的信号电压(步骤510)。此外，A×Ro(＝V/I)表示电阻R1、R2以及Rm串联连接的合成电阻值Rt(＝R1+R2+Rm)。

最后，比较器110将来自运算器108的输出信号电压与基准电压Vref进行比较，在输出信号电压小于基准电压Vref时，即，绝缘电阻值Rm小于基准电阻值时，输出绝缘老化检测信号(步骤512)。

在以上的实施方式中，与图1所示的现有技术不同，对与电容器的两端电压对应的值进行A/D转换并输入给运算器，然后计算电动机的绝缘电阻值，因此，无论在电容器的两端电压具有怎样的值时，都可以检测电动机的绝缘老化。

本发明也可以通过其他的实施方式进行具体化而得到。因此，本实施例应该被看做在全部的点上为示例性的、且为非限定性的实施例，本发明的范围并不是由所述的说明表示，而是由权利要求的范围进行表示，因此，该权利要求的范围的意义以及归属于均等的范围的全部变更，都包含在该权利要求的范围中。

Claims (2)

1.一种装置，其用于对电动机驱动装置驱动的电动机的绝缘老化进行检测，该电动机驱动装置具有：通过整流电路对经由开关由交流电源提供的电力进行整流，并且通过电容器使其平滑的电源部；以及将来自该电源部的直流电压转换为电动机驱动用交流电压的电动机驱动放大器，其特征在于，

具备：

使所述电容器的一端接地的第一触点；

将所述电容器的另一端经由检测电阻与电动机线圈连接的第二触点；

根据来自所述电动机驱动装置的使所述开关断开的信号，使所述第一触点以及第二触点接通的单元；

通过所述检测电阻对在所述第一触点、所述电容器、所述第二触点、所述检测电阻、所述电动机线圈以及大地形成的闭合回路中流动的电流进行检测的电流检测单元；

检测所述电容器的两端电压的电压检测单元；以及

根据所述电流检测单元的检测值和所述电压检测单元的检测值计算绝缘电阻值的计算单元。

2.根据权利要求1所示的装置，其特征在于，

将所述计算单元计算出的绝缘电阻值与基准值进行比较，在该绝缘电阻值小于该基准值时，输出绝缘老化检测信号。

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