CN104901589A - 电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法 - Google Patents

电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104901589A
CN104901589A CN201510097042.6A CN201510097042A CN104901589A CN 104901589 A CN104901589 A CN 104901589A CN 201510097042 A CN201510097042 A CN 201510097042A CN 104901589 A CN104901589 A CN 104901589A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
mentioned
thyristor
voltage
inverter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510097042.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104901589B (zh
Inventor
立田昌也
佐藤博裕
平井朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN104901589A publication Critical patent/CN104901589A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104901589B publication Critical patent/CN104901589B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0061—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electrical machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/346—Testing of armature or field windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/74—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/30—AC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/425—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/427—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/429—Current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/525—Temperature of converter or components thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/008—Plural converter units for generating at two or more independent and non-parallel outputs, e.g. systems with plural point of load switching regulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法，电动机驱动装置具有：转换器部；电源部；多个逆变器部，该多个逆变器部通过连接于电容器与电动机线圈之间的上臂开关元件以及连接于电容器与电动机线圈之间的下臂开关元件将直流转换为交流，来驱动多个电动机；第二开关，其将电容器连接到大地；电流检测部，其测量在电容器与大地之间流动的电流；电压检测部，其测量电容器的电压；以及绝缘电阻检测部，其使用在如下状态下测量出的电流值和电压值，来检测多个电动机的绝缘电阻值：使作为测量对象的电动机线圈所连接的开关元件导通、使测量对象以外的电动机线圈所连接的开关元件导通。

Description

电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法
技术领域
本发明涉及一种电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法，特别涉及一种不受经由逆变器部的半导体开关元件地流动的漏电流的影响的、具备正确的电动机的绝缘电阻测量和绝缘电阻检测功能的电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法。
背景技术
此前，已知具备以下功能的电动机驱动装置：将直流环节(DC Link)部的平滑用电容器中充电动的的电压施加到电动机绕组(线圈)与大地之间，检测电动机绕组的绝缘电阻(例如专利第5065192号公报(JP5065192B)(以下称为“专利文献1”)和日本特开2012-233826号公报(JP2012-233826A)(以下称为“专利文献2”))。在专利文献1中，记载了具备绝缘电阻检测功能的电动机驱动装置。该以往的电动机驱动装置在利用开关切断交流电源之后，将与逆变器部连接的直流电源(直流环节部)的平滑用电容器的一端连接于大地，并使与平滑电容器的另一端连接的多个半导体开关元件按预先决定的顺序逐个地成为导通(ON)状态。由此，生成由平滑用电容器、大地、电动机线圈、导通状态的半导体开关元件组成的闭合回路，利用电流检测电路检测在该闭合回路中流动的电流，从而检测电动机的绝缘电阻。
并且，在专利文献1中，记载了在具备驱动多个电动机的多个逆变器部的电动机驱动装置中对检测对象的电动机的绝缘电阻进行检测的方法。首先，从多个电动机中选择作为检测对象的任意的电动机，仅使作为检测对象而选择出的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件为导通状态。接着，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件全部保持截止(OFF)状态。由此，生成从多个电动机中经由作为检测对象的电动机的绝缘电阻的闭合回路，对作为检测对象的电动机的绝缘电阻进行检测。
另外，在专利文献2中，记载了在将自举(bootstrap)电路用作逆变器部的上臂的半导体开关元件的驱动(drive)电路的电动机驱动装置中也能够实现与专利文献1同样的绝缘电阻检测的、对作为测量对象的电动机的绝缘电阻进行检测的方法。首先，关于作为测量对象的电动机所连接的逆变器部的至少一对上臂和下臂的半导体开关元件，使一方为导通状态且使另一方为截止状态。之后，使用相同的占空比的PWM信号来重复使一方为截止状态且使另一方为导通状态的驱动。由此，生成经由作为测量对象的电动机的电动机线圈的绝缘电阻而流通的闭合回路，根据在该闭合回路中流动的电流和平滑用电容器的电压对作为测量对象的电动机的绝缘电阻进行检测。
在专利文献1中，在测量时使作为测量对象的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件保持导通状态。与此相对，在专利文献2中，不同之处在于进行以下的开关动作：使用PWM信号来重复使作为测量对象的电动机所连接的逆变器部的上臂和下臂的半导体开关元件交替地成为导通状态的驱动。
在专利文献2中，进行使上臂和下臂的半导体开关元件交替地导通的开关动作的理由是，由于上臂的半导体开关元件的驱动电路由自举电路构成，因此若不使下臂的半导体开关元件导通来对上臂的半导体开关元件的自举电路进行充电(charge)，就无法使上臂的半导体开关元件成为导通状态。
在专利文献2的实施例中，记载了以下动作：在使上臂的半导体开关元件为导通状态的期间将平滑电容器的正电源施加到作为测量对象的电动机的电动机线圈来测量绝缘电阻，之后，在使下臂的半导体开关元件为导通状态的期间进行上臂的半导体开关元件的自举电路的充电动作。
为了测量绝缘电阻，仅使作为检测对象而选择的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件导通，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件全部保持截止状态。由此，生成从多个电动机中经由作为检测对象的电动机的绝缘电阻的闭合回路，对作为检测对象的电动机的绝缘电阻进行测量。关于这一点，专利文献2也与专利文献1相同。
专利文献1、专利文献2所记载的以往技术在具备驱动多个电动机的多个逆变器部的电动机驱动装置的情况下，将逆变器部原本具备的半导体开关元件用作用于从多个电动机中选择检测对象的电动机的切换开关。因此，无需另外设置与电动机的数量相当的用于切换检测对象的开关。并且，对于多台电动机，能够以一个检测电路来实现电动机的绝缘电阻的测量，因此，是在能够以简单的结构和低成本来实现这一点上有优势的方式。
但是，在专利文献1、专利文献2所记载的以往技术中，存在以下问题：在具备驱动多个电动机的多个逆变器部的电动机驱动装置中，在从多个电动机中选择作为检测对象的特定的电动机来测量绝缘电阻的情况下，哪怕有一个检测对象以外的电动机的绝缘电阻降低，就会导致在半导体开关元件的漏电流增大的高温时测量精度降低。
图1中示出了使用专利文献1所公开的以往技术的具备驱动两台电动机的两个逆变器部的电动机驱动装置的结构。下面，说明在图1的例子中从两台电动机中选择第一电动机1061作为测量对象来测量第一电动机1061的绝缘电阻时的例子。
利用以往的电动机驱动装置的电动机的绝缘电阻的测量过程如下。首先，在图1中，将所有逆变器部1051、1052的半导体开关元件(IGBT)10511～10561、10512～10562全部置于截止状态，使第一开关1001断开(OFF)来切断交流电源1002。接着，使第二开关1009接通(ON)来将直流环节部1004的负侧端子1043连接到大地。若将到此为止的状态的IGBT与电动机和大地之间的绝缘电阻的连接表示为等效电路则为图2。
接着，作为将第一电动机1061选作测量对象的结果，使第一电动机1061所连接的第一逆变器部1051的U相上臂的IGBT 10511为导通状态，来形成经由作为测量对象的第一电动机1061的电动机线圈10611～10631与大地之间的绝缘电阻的闭合回路(以图1的虚线示出)，利用电流检测部1007来测量在该闭合回路中流动的电流。与此同时，利用电压检测部1008来测量直流环节电压，根据通过测量而得到的电压值和电流值来求出电动机与大地之间的绝缘电阻值。
若示出该绝缘电阻测量时的等效电路则为图3。从图2的状态，第一逆变器部1051的上臂的IGBT(10511、10531、10551)中的一个变为导通状态，因此图3变为将图2的第一逆变器部1051的上臂的IGBT(10511、10531、10551)的等效绝缘电阻值RU-IGBT1短路后的等效电路。
在图2和图3中，RU-IGBT1和RU-IGBT2分别以一个电阻表示第一逆变器部1051和第二逆变器部1052的上臂的IGBT(10511、10531、10551以及10512、10532、10552)截止时的等效绝缘电阻值，RD-IGBT1和RD-IGBT2分别以一个电阻表示第一逆变器部1051和第二逆变器部1052的下臂截止时的IGBT(10521、10541、10561以及10522、10542、10562)的等效绝缘电阻值，Rm1和Rm2分别以一个电阻表示第一电动机1061和第二电动机1062的电动机线圈(10611～10631、10612～10632)与大地之间的绝缘电阻值，Rc以一个电阻表示电流检测部1007的分压电阻1072与电流检测电阻1071的串联连接。
在如图1那样的驱动3相电动机的3相逆变器的情况下，构成一个逆变器部的半导体开关元件(IGBT)为在上臂和下臂各有三个的结构，而同一逆变器内的上臂的三个IGBT的集电极端子和发射极端子之间以及下臂的三个IGBT的集电极端子和发射极端子之间均处于通过直流环节部和电动机内部的电动机线圈而并联连接的状态。因此，在图2和图3的等效电路中，各个逆变器部的各上臂的IGBT和各下臂的IGBT分别以将三个IGBT并联连接而成的一个等效绝缘电阻来表示。
在以往技术中，在具备驱动多个电动机的多个逆变器部的电动机驱动装置中，在选择作为测量对象的特定的电动机来进行绝缘电阻检测的情况下，经由测量对象以外的电动机的绝缘电阻以及该电动机所连接的截止状态的半导体开关元件地流动的漏电流叠加于流过电流检测部的测量电流。因此，特别是在所连接的电动机数量多的电动机驱动装置中，存在以下问题：在测量对象以外的电动机的绝缘电阻值降低的情况下，在半导体开关元件的漏电流增加的高温时，作为测量对象的特定的电动机的绝缘电阻测量的测量精度大幅降低。
在上述内容中，关于“经由截止状态的半导体开关元件地流动的漏电流”，以IGBT为例，是指在IGBT截止的状态下从集电极流向发射极的漏电流。
该截止状态的漏电流以在IGBT中表示为符号ICES的电气特性来规定，被称为“集电极-发射极间漏电流”。在使栅极-发射极间短路的状态下、即、在使IGBT完全截止的状态下对集电极-发射极间施加额定电压时，集电极-发射极间漏电流(ICES)以从集电极流向发射极的漏电流来规定。
该IGBT的集电极-发射极间漏电流(ICES)具有较大的温度依赖性，漏电流ICES具有当温度上升时以指数函数的方式增大的特性。
另外，已知的是，像这样截止时的漏电流随着温度的上升而增加的特性并不限于IGBT，在MOS-FET等其它半导体开关元件中也观察到同样的特性。例如，在MOS-FET的情况下，作为截止时的漏极-源极间的漏电流，以表示为符号IDSS的电气特性来规定。
一般来说，在电动机驱动用的逆变器用途的IGBT中高温时的漏电流ICES的增大被视为问题主要是从损耗增加的观点出发。然而，在如专利文献1、专利文献2所公开的以往技术那样将逆变器部的IGBT用作对绝缘电阻测量的测量对象的电动机进行切换的开关的情况下，即使是在损耗上不会成为问题的几十[μA]水平的漏电流ICES，在以往技术的电动机的绝缘电阻测量中也会成为使测量精度降低的重要原因。
具体地说，根据图3明确可知，以往技术的问题点在于：与经过作为测量对象的第一电动机与大地之间的绝缘电阻Rm1地流动的原本要测量的电流(图3的虚线箭头)相重叠地，经过测量对象以外的第二电动机所连接的截止状态的半导体开关元件RU-IGBT2地流动的漏电流的一部分经由测量对象以外的第二电动机的绝缘电阻Rm2直接流入电流检测部1007(图3的点划线的箭头)。
当假设半导体开关元件是理想的切换开关时，能够认为：只要事先使半导体开关元件为截止状态，测量对象以外的电动机和直流环节部就会被处于截止状态的半导体开关元件分离而不会流动电流。然而，实际的半导体开关元件即使处于截止状态，若在被施加电压的状态下温度高，则也会流动对绝缘电阻测量的测量精度产生影响的水平的漏电流，因此必须十分注意。
此外，如图3所示，使得产生测量误差的漏电流经由测量对象以外的第二电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件RU-IGBT2以及测量对象以外的第二电动机的绝缘电阻Rm2地流动。因此，即使是以往技术，只要测量对象以外的第二电动机的绝缘电阻值Rm2与该第二电动机所连接的半导体开关元件RU-IGBT2的等效绝缘电阻值相加所得的绝缘电阻值是相比于作为测量对象的第一电动机的绝缘电阻值Rm1足够大的值，作为测量对象的第一电动机的绝缘电阻值Rm1的测量精度就不会降低到在实用上成为问题的程度。
但是，若考虑以下的使用目的，即对多个电动机全部一边切换测量对象一边正确地测量各电动机各自的绝缘电阻，当存在绝缘电阻降低的电动机时确定该电动机，则可以认为在实际应用中存在很多在多个电动机中包含绝缘电阻降低的电动机的情况。
如果存在绝缘电阻降低的电动机，则必然会产生以下情况：在一边切换测量对象一边测量各电动机的绝缘电阻的过程中，绝缘电阻降低的电动机包含于测量对象外的电动机中。另外，还想到了绝缘电阻降低的电动机所连接的半导体开关元件的温度高而等效绝缘电阻变小的情况，因此，期望的是在这种情况下也能够以高精度进行测量。
作为测量对象以外的电动机，假设连接了例如绝缘劣化到绝缘电阻值降低至1[MΩ]的程度的电动机。在该情况下，作为标准，认为截止时的半导体开关元件的等效绝缘电阻值与1[MΩ]相加所得的电阻值如果是相比于测量对象的电动机的绝缘电阻值足够大的值，则不会对测量精度产生会成为问题的程度的影响。然而，在与测量对象的电动机的绝缘电阻值基本相同或在其以下的情况下，能够认为实质上难以进行精度高的绝缘电阻测量。
图4是表示产业用的逆变器部中使用的典型的1200[V]耐压的IGBT截止时的漏电流、即集电极-发射极间漏电流(ICES)与温度之间的关系的图表。
图4是设想使用于3相逆变器的情况来测量漏电流所得的图表，该漏电流是基于将各上臂的三个IGBT的各集电极和各发射极连接的并联连接而测量的。与此同样地，将各下臂的三个IGBT并联连接后进行测量得到的图表与上臂的图表完全重叠，因此在图4中表示为一个图表。
在表1中示出使集电极与发射极间的施加电压1200[V]除以从图4的图表读取出的从集电极流向发射极的漏电流而求出的、IGBT的各温度下的集电极与发射极间的等效绝缘电阻值的表。
[表1]
下面，基于图4和表1来说明以下内容：在各温度下IGBT的漏电流对以往技术的绝缘电阻测量产生什么程度的影响。
在常温(25[℃])下IGBT截止时的漏电流小至0.3[μA]左右，若换算成等效绝缘电阻则为约4[GΩ]。这是相比于测量对象的电动机的绝缘电阻值(100[MΩ]～1[MΩ])足够大的值，因此可以认为，即使连接有绝缘电阻值变为1[MΩ]以下的测量对象以外的电动机，在常温下也几乎不会对电动机的绝缘电阻的测量精度产生影响。
但是，当IGBT的温度变高时漏电流以指数函数的方式变大。在结温Tj为80[℃]时IGBT的漏电流ICES为40[μA]，若换算成IGBT的等效绝缘电阻值则下降至30[MΩ]。在该情况下，当测量对象以外的电动机的绝缘电阻值下降至1[MΩ]左右时，会变成在利用以往技术测量电动机的绝缘电阻值时对精度造成影响的水平。
当结温Tj进一步上升至100[℃]时，IGBT截止时的漏电流ICES增大至200[μA]左右，若换算成等效绝缘电阻则为约6[MΩ]。在该情况下，即使加上测量对象以外的电动机的绝缘电阻值1[MΩ]，也会下降至与测量对象的电动机的绝缘电阻值同等或者其以下的电阻值，因此实质上难以进行高精度的绝缘电阻测量。
如以上所说明的那样，在使用如图4那样的特性的IGBT的情况下，当测量对象以外的电动机的绝缘电阻值降低时，以往技术中能够高精度地进行绝缘电阻检测的限定于常温附近或其以下的温度范围。可知在例如紧接着利用逆变器部运转电动机之后等温度高的状态下存在以下问题：哪怕有一个测量对象以外的电动机的绝缘电阻降低，测量对象的电动机的绝缘电阻检测的精度就会恶化，在测量高绝缘电阻的情况下尤其如此。
此外，即使是专利文献1、专利文献2所公开的以往技术，在具备驱动多个电动机的多个逆变器部的电动机驱动装置中，唯独在将与电动机驱动装置连接的全部电动机作为测量对象、将全部电动机的绝缘电阻集中地测量的情况下，在测量时各电动机所连接的逆变器部的多个半导体开关元件中的至少一个为导通状态，从而不再存在所有半导体开关元件均为截止状态的逆变器部。因此，从原理上说，如上所述的由于经由截止时的半导体开关元件地流动的漏电流的影响而测量精度降低的问题不会发生，能够进行高精度的测量。
通过这种将全部电动机集中地测量的方法得到的测量结果为将全部电动机的绝缘电阻值并联连接所得的合成电阻。因而，只要通过该方法得到的绝缘电阻值的测量值足够高而处于没有问题的水平，就能够判断为全部电动机的绝缘电阻值均不存在绝缘劣化的问题。
然而，在通过该方法得到的绝缘电阻值的测量值低而处于有问题的水平的情况下，能够判定为全部电动机中的至少一个电动机的绝缘电阻值降低，但是没有得到用于确定绝缘电阻值降低的电动机是哪个电动机的信息。
为了确定在多个电动机中绝缘电阻值降低的电动机是哪个电动机，需要从全部电动机中选择特定的电动机来测量绝缘电阻。然而，如上所述，在以往技术中存在以下问题：在该条件的测量中精度变差，在温度高的情况下尤其如此。
具备电动机的绝缘电阻检测功能的电动机驱动装置被嵌入机床等，主要应用于工厂的生产现场中的机床的维护和养护活动。在工厂的生产现场的养护活动中，在多个电动机中的某一个发生了绝缘劣化的情况下，发现这种情况的作业是很重要的，但是，为了排除故障而确定哪个电动机绝缘劣化的作业也是同样重要的。
从生产现场中的应用的方面出发，以下的以往技术的问题也是期望得到改善的：在从多个电动机中确定绝缘电阻值降低的电动机时的测量中，测量精度降低，高温时尤其如此。
发明内容
本发明是鉴于这种问题而完成的，本发明的目的在于提供如下一种电动机驱动装置：在具备驱动多个电动机的多个逆变器部的电动机驱动装置中，在从包含绝缘电阻降低的电动机的多个电动机中测量特定的电动机的绝缘电阻的情况下，也将逆变器部原本具备的半导体开关元件用作从多个电动机中选择特定的测量对象的电动机的切换开关，并且，即使在高温度下，也不受经由测量对象以外的电动机所连接的半导体开关元件地流动的漏电流的影响，能够以简单的结构进行正确的电动机的绝缘电阻值的测量和绝缘劣化检测。
本发明的一实施方式所涉及的电动机驱动装置的特征在于，具有：转换器部，其具有将经由第一开关从交流电源供给的交流电压整流为直流电压的整流电路；电源部，其利用电容器使由整流电路整流得到的直流电压平滑化；多个逆变器部，该多个逆变器部通过连接于电容器的正极侧端子与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于电容器的负极侧端子与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自电源部的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机；第二开关，其将电容器的一方的端子连接到大地；电流检测部，其测量在电容器的一方的端子与大地之间流动的电流；电压检测部，其测量电容器的两端的电压；以及绝缘电阻检测部，其使用在如下状态下所测量出的电流值和电压值来检测选作测量对象的电动机的电动机线圈与大地之间电阻、即绝缘电阻：停止电动机的运转，使第一开关断开，使第二开关接通，使作为测量对象的电动机的电动机线圈所连接的上臂或下臂的半导体开关元件中的连接于电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通，且使测量对象以外的电动机的电动机线圈所连接的上臂或下臂的半导体开关元件中的连接于电容器的一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通。
本发明的一个实施方式所涉及的电动机的绝缘电阻检测方法的特征在于，包括以下步骤：整流电路将经由第一开关从交流电源供给的交流电压整流为直流电压；电源部利用电容器使由整流电路整流得到的直流电压平滑化；逆变器部通过连接于电容器的正极侧端子与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于电容器的负极侧端子与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自电源部的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机；第二开关将电容器的一方的端子连接到大地；电流检测部测量在电容器的一方的端子与大地之间流动的电流；电压检测部测量电容器的两端的电压；停止电动机的运转，使第一开关断开；使第二开关为接通状态；使测量对象的电动机的电动机线圈所连接的上臂或下臂的半导体开关元件中的连接于电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通；使测量对象以外的电动机的电动机线圈所连接的上臂或下臂的半导体开关元件中的连接于电容器的一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通；利用电流检测部测量电流值，利用电压检测部测量电压值；以及使用所测量出的电流值和电压值来检测选作测量对象的电动机的电动机线圈与大地之间的电阻、即绝缘电阻。
本发明的其它实施方式所涉及的电动机驱动装置具备：转换器部，其具有将经由第一开关从交流电源供给的交流电压整流为直流电压的整流电路；电源部，其利用电容器使由整流电路整流得到的直流电压平滑化；多个逆变器部，该多个逆变器部通过连接于电容器的正极侧端子与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于电容器的负极侧端子与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自电源部的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机；第二开关，其将电容器的负极侧端子连接到大地；电流检测部，其测量在电容器的负极侧端子与大地之间流动的电流；电压检测部，其测量电容器的两端的电压；以及绝缘电阻检测部，其检测由多个逆变器部驱动的多个电动机各自的绝缘电阻值，该电动机驱动装置的特征在于，上臂的半导体开关元件的驱动电路由自举电路构成，绝缘电阻检测部停止电动机的运转，使第一开关断开，使第二开关接通，使作为测量对象的电动机线圈所连接的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，并且，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的下臂的半导体开关元件为导通状态，之后基于所测量出的电流值和电压值来检作为测测量对象的电动机的绝缘电阻。
本发明的另一实施方式所涉及的电动机驱动装置具备：转换器部，其具有将经由第一开关从交流电源供给的交流电压整流为直流电压的整流电路；电源部，其利用电容器使由整流电路整流得到的直流电压平滑化；多个逆变器部，该多个逆变器部通过连接于电容器的正极侧端子与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于电容器的负极侧端子与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自电源部的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机；第二开关，其将电容器的一方的端子连接到大地；电流检测部，其测量在电容器的一方的端子与大地之间流动的电流；电压检测部，其测量电容器的两端的电压；以及绝缘电阻检测部，其检测由多个逆变器部驱动的多个电动机各自的绝缘电阻值，该电动机驱动装置的特征在于，绝缘电阻检测部在停止电动机的运转，使第一开关断开，使第二开关接通，使全部逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通的状态下，利用电流检测部测量电流值，利用电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值，在合成电阻值为基准值以上的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于电容器的一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通的状态下，利用电流检测部测量电流值，利用电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻，在合成电阻值小于基准值的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件全部截止的状态下，利用电流检测部测量电流值，利用电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻。
本发明的另一实施方式所涉及的电动机驱动装置具备：转换器部，其具有将经由第一开关从交流电源供给的交流电压整流为直流电压的整流电路；电源部，其利用电容器使由整流电路整流得到的直流电压平滑化；多个逆变器部，该多个逆变器部通过连接于电容器的正极侧端子与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于电容器的负极侧端子与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自电源部的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机；第二开关，其将电容器的负极侧端子连接到大地；电流检测部，其测量在电容器的负极侧端子与大地之间流动的电流；电压检测部，其测量电容器的两端的电压；以及绝缘电阻检测部，其检测由多个逆变器部驱动的多个电动机各自的绝缘电阻值，该电动机驱动装置的特征在于，上臂的半导体开关元件的驱动电路由自举电路构成，绝缘电阻检测部停止电动机的运转，使第一开关断开，使第二开关接通，使全部逆变器部的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，之后利用电流检测部测量电流值，利用电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值，在合成电阻值为基准值以上的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的下臂的半导体开关元件导通的状态下，利用电流检测部测量电流值，利用电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻，在合成电阻值小于基准值的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件全部截止的状态下，利用电流检测部测量电流值，利用电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻。
本发明的目的、特征以及优点通过与附图相关联的以下实施方式的说明会变得更进一步明确。
附图说明
图1是以往的电动机驱动装置的结构图。
图2是表示以往的电动机驱动装置中的IGBT与电动机和大地之间的绝缘电阻的连接的等效电路。
图3是以往的电动机驱动装置中的绝缘电阻测量时的等效电路。
图4是表示作为IGBT截止时的漏电流的集电极-发射极间漏电流(ICES)与温度之间的关系的图表。
图5是本发明的第一实施例所涉及的具有绝缘电阻检测部的电动机驱动装置的结构图。
图6是用于说明使用本发明的第一实施例所涉及的电动机驱动装置的绝缘电阻检测方法的处理过程的流程图。
图7是表示本发明的第一实施例所涉及的电动机驱动装置中的IGBT与电动机和大地之间的绝缘电阻的连接的等效电路。
图8是本发明的第一实施例所涉及的电动机驱动装置中的测量时的等效电路。
图9是在本发明的第一实施例所涉及的电动机驱动装置中从图8的等效电路删除与作为测量对象的第一电动机的绝缘电阻测量无关的部分后的等效电路。
图10是本发明的第一实施例所涉及的电动机驱动装置中的电压检测部的测量电路和电流检测部的测量电路的具体结构图。
图11是本发明的第二实施例所涉及的具有绝缘电阻检测部的电动机驱动装置的结构图。
图12是本发明的第二实施例所涉及的电动机驱动装置中的自举电路的结构图。
图13是用于说明使用本发明的第三实施例所涉及的电动机驱动装置的绝缘电阻检测方法的处理过程的流程图。
图14是用于说明使用本发明的第四实施例所涉及的电动机驱动装置的绝缘电阻检测方法的处理过程的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明所涉及的具备绝缘电阻检测功能的电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法。其中，需要注意的是，本发明的技术范围并不限定于这些实施方式，而涵盖权利要求书所记载的发明及其等同发明。
[第一实施例]
首先，说明本发明的第一实施例所涉及的电动机驱动装置。图5中示出了本发明的第一实施例所涉及的具有绝缘电阻检测部的电动机驱动装置的结构图。
本发明的第一实施例所涉及的电动机驱动装置101的特征在于，具有：转换器部100，其具有将经由第一开关1从交流电源2供给的交流电压整流为直流电压的整流电路3；电源部4，其利用电容器41使由整流电路3整流得到的直流电压平滑化；多个逆变器部501～503，该多个逆变器部501～503通过连接于作为电容器41的正极侧端子的直流环节部正侧端子42与电动机线圈(611～631、612～632、613～633)之间的上臂的半导体开关元件(511、531、551、512、532、552、513、533、553)以及连接于作为电容器41的负极侧端子的直流环节部负侧端子43与电动机线圈(611～631、612～632、613～633)之间的下臂的半导体开关元件(521、541、561、522、542、562、523、543、563)的开关动作，将来自电源部4的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机61～63；第二开关9，其将电容器41的一方的端子连接到大地；电流检测部7，其测量在电容器41的一方的端子与大地之间流动的电流；电压检测部8，其测量电容器41的两端的电压；以及绝缘电阻检测部70，其使用在如下状态下所测量出的电流值和电压值来检测选作测量对象的电动机的电动机线圈与大地之间的电阻、即绝缘电阻：停止电动机61～63的运转，使第一开关1断开，使第二开关9接通，使作为测量对象的电动机的电动机线圈所连接的上臂或下臂的半导体开关元件中的连接于电容器41的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通，且使测量对象以外的电动机的电动机线圈所连接的上臂或下臂的半导体开关元件中的连接于电容器的一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通。
图5示出了在一个电源部4上分别连接有驱动第一电动机61的第一逆变器部501、驱动第二电动机62的第二逆变器部502以及驱动第三电动机63的第三逆变器部503的实施例，Rm1、Rm2、Rm3分别是第一电动机61、第二电动机62、第三电动机63的电动机线圈与大地之间的绝缘电阻值。
在图5中示出了驱动三台电动机61～63的电动机驱动装置的例子，但是在本发明中电动机的台数不限于此，这是理所当然的。
如图5所示，本发明的第一实施例所涉及的电动机驱动装置101的特征点在于，具备：转换器部100，其具有对经由第一开关1从交流电源2供给的电力进行整流的整流电路3；电容器41，其使整流电路3的输出平滑化；第一逆变器部501、第二逆变器部502及第三逆变器部503，它们通过半导体开关元件(IGBT)的开关动作将来自电源部4(直流环节部)的直流电力转换为交流电力来分别驱动电动机61～63；以及绝缘电阻检测部70，其分别检测由第一逆变器部501、第二逆变器部502及第三逆变器部503分别驱动的第一电动机61、第二电动机62及第三电动机63的绝缘电阻值Rm1、Rm2及Rm3。
为了测量绝缘电阻，本发明的第一实施例所涉及的电动机驱动装置101还具备：第二开关9，其将电容器41的一端(直流环节部负侧端子43)连接到大地；电流检测部7(及将其输出转换为数字值的AD转换器(未图示))，其测量通过使第二开关9接通而在电容器41的一方的端子(例如直流环节部负侧端子43)与大地之间流动的电流；以及电压检测部8(及将其输出转换为数字值的AD转换器(未图示))，其测量电容器41的两端的电压。
在本实施例中，说明以下的情况：在三台电动机、即第一电动机61、第二电动机62、第三电动机63中将第一电动机61选作测量对象，测量第一电动机61的绝缘电阻。
如下那样进行电动机的绝缘电阻测量。图6中示出了用于说明使用本发明的第一实施例所涉及的电动机驱动装置的绝缘电阻检测方法的处理过程的流程图。首先，在步骤S100中，在电动机的绝缘电阻测量时，绝缘电阻检测部70停止全部电动机61～63的运转，在步骤S101中，使所有逆变器部的半导体开关元件(511～561、512～562、513～563)全部为截止状态。接着，在步骤S102中，使第一开关1断开来切断交流电源2。接着，在步骤S103中，使第二开关9为接通状态来将电容器41的一端、在图5的例子中将电源部4的直流环节部负侧端子43连接到大地。
若使用IGBT的等效绝缘电阻将此时的IGBT与电动机和大地之间的绝缘电阻的连接表示为等效电路则为图7。在此IGBT的等效绝缘电阻是指使在IGBT截止的状态下施加到IGBT的集电极与发射极之间的电压除以在截止状态下从集电极流向发射极的漏电流而得到的截止状态的IGBT的集电极与发射极之间的等效绝缘电阻。
接着，在步骤S104中，对于作为测量对象的电动机所连接的逆变器部，使上臂和下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于电容器的另一方的端子与电动机的电动机线圈之间的一方的半导体开关元件为导通状态，来使作为测量对象的电动机的电动机线圈与电容器的另一方的端子为同电位。
在图5的例子中，利用第二开关9连接到大地的是电容器41的负极侧端子、即直流环节部负侧端子43。因此，作为测量对象的第一电动机61所连接的第一逆变器部501的IGBT(511～561)中的设为导通状态的IGBT是连接于直流环节部正侧端子42与电动机线圈611～631之间的上臂的IGBT(511、531、551)，该直流环节部正侧端子42是与经由第二开关9连接到大地的一方为相反侧的电容器41的正极侧端子。关于在第一逆变器部501中设为导通状态的IGBT，如果是上臂则可以是U相、V相、W相中的任一相的IGBT，另外，设为导通状态的IGBT既可以是仅一个，也可以是多个。在此，如图5所示，仅使上臂的U相的IGBT 511为导通状态。
通过这样，作为测量对象的第一电动机61的电动机线圈611～631变为与直流环节部正侧端子42相同的电位。另一方面，大地经由第二开关9与直流环节部负侧端子43连接，因此形成经由电容器41、处于导通状态的第一逆变器部501的上臂的U相IGBT 511、作为测量对象的第一电动机61的电动机线圈611～631与大地之间的绝缘电阻、以及电流检测部7的闭合回路(以图5的标注箭头的虚线表示)。
接着，在步骤S105中，对于测量对象以外的电动机所连接的逆变器部，使上臂和下臂中的任一方中的连接于电容器的一方的端子与电动机线圈之间的一方的半导体开关元件为导通状态，来使测量对象以外的电动机的电动机线圈全部与电容器的一方的端子为同电位。
如上所述，在图5的例子中，经由第二开关9连接到大地的是直流环节部负侧端子43。因此，在测量对象以外的电动机所连接的第二逆变器部502和第三逆变器部503中设为导通状态的IGBT是与直流环节部负侧端子43连接的下臂的IGBT。在第二逆变器部502和第三逆变器部503中，关于设为导通状态的IGBT，如果是下臂则可以是U相、V相、W相中的任一相的IGBT，另外，设为导通状态的IGBT既可以是仅一个，也可以是多个。在此，对于第二逆变器部502使下臂的V相的IGBT 542为导通状态，对于第三逆变器部503使下臂的W相的IGBT 563为导通状态。
通过这样，作为测量对象以外的电动机的第二电动机62和第三电动机63的电动机线圈(612～632、613～633)的电位为与直流环节部负侧端子43相同的电位。直流环节部负侧端子43还经由第二开关9连接到大地，因此直流环节电压不再被施加到测量对象以外的第二电动机62及第三电动机63的电动机线圈(612～632、613～633)与大地之间，能够使经由测量对象以外的第二电动机62和第三电动机63流向电流检测部7的不需要的电流消失。
像这样，对于作为测量对象的电动机所连接的逆变器部和测量对象以外的电动机所连接的逆变器部这两方，使规定的半导体开关元件为导通状态，并进行以下的测量动作：利用电流检测部测量在电容器的一端与大地之间流动的电流，同时利用电压检测部测量电容器的两端的电压。
在图5的实施例中，若示出测量时的等效电路则为图8。从图7的状态，第一逆变器部501的上臂的IGBT之一(511)变为导通状态，第二逆变器部和第三逆变器部的下臂的IGBT之一(542、563)分别变为导通状态。因此，图8变为将图7的第一逆变器部501的上臂的IGBT的等效绝缘电阻值RU-IGBT1以及第二逆变器部502和第三逆变器部503的下臂的IGBT的等效绝缘电阻值RD-IGBT2和RD-IGBT3短路后的等效电路。
在图7和图8中，RU-IGBT1、RU-IGBT2、RU-IGBT3分别是第一逆变器部501、第二逆变器部502、第三逆变器部503的上臂的IGBT截止时的等效绝缘电阻值。RD-IGBT1、RD-IGBT2、RD-IGBT3分别是第一逆变器部501、第二逆变器部502、第三逆变器部503的下臂截止时的IGBT的等效绝缘电阻值。Rm1、Rm2、Rm3分别是第一电动机61、第二电动机62、第三电动机63的电动机线圈与大地之间的绝缘电阻值。Rc以一个电阻表示电流检测部7的分压电阻与电流检测电阻的串联连接。
在如图5所示那样的驱动3相电动机的3相逆变器的情况下，构成一个逆变器的半导体开关元件(IGBT)为在上臂和下臂各有三个的结构。同一逆变器内的上臂的三个IGBT的集电极端子和发射极端子之间以及下臂的三个IGBT的集电极端子和发射极端子之间均处于三个元件通过直流环节部和电动机内部的电动机线圈而并联连接的状态。因此，如图5和图8的等效电路那样，能够以将各个逆变器的各上臂的三个IGBT或各下臂的三个IGBT并联连接而成的一个合成电阻来表示IGBT的电阻。
如根据图8的等效电路可以明确的那样，截止状态的全部IGBT、具体地说第一逆变器部501的下臂、第二逆变器部502和第三逆变器部503的上臂的各IGBT的等效绝缘电阻值RD-IGBT1、RU-IGBT2、RU-IGBT3均为与直流环节部正侧端子和直流环节部负侧端子直接连接的状态。经由这些截止状态的IGBT地流动的漏电流仅从直流环节部正侧端子直接流向直流环节部负侧端子，不流过电流检测部7的检测电阻。因此，可知完全不会对作为测量对象的第一电动机61的绝缘电阻Rm1的测量造成影响。因而，在测量中，能够将这些截止状态的IGBT视作不存在。
另外，测量对象以外的电动机的绝缘电阻、具体地说第二电动机62及第三电动机63的电动机线圈与大地之间的绝缘电阻值Rm2和Rm3为与电流检测部7并联连接的状态。然而，只要电流检测部7的电阻值Rc是相比于电动机线圈与大地之间的绝缘电阻(1[MΩ]以上)足够小的值，就能够忽视对电流测量值造成的影响。因此，在测量中能够将测量对象以外的电动机的绝缘电阻值也视作不存在。
图9中示出了像这样从图8的等效电路删除与作为测量对象的第一电动机61的绝缘电阻测量无关的部分、并如原本的图5那样包含检测电阻和分压电阻地表示电流检测部7和电压检测部8的等效电路。
如图9那样，测量时的等效电路为仅一个闭合回路的简单电路，该闭合回路是在电容器41的两端连接第一电动机的绝缘电阻Rm1以及电流检测部7的检测电阻71与分压电阻72的串联连接而成的。
根据图9可以明确的是，只要利用电压检测部8测量电容器41的两端的电压Vdc、利用电流检测部7测量流过检测电阻71的电流Ir，由于检测电阻71和分压电阻72的电阻值是已知的，因此根据通过测量得到的Vdc和Ir，能够通过计算来容易地求出应该求出的Rm1。
图10中示出了对电容器41的两端的电压进行测量的电压检测部8的测量电路以及对通过使第二开关9接通而在电容器41的一方的端子与大地之间流动的电流进行测量的电流检测部7的测量电路的具体结构例。
电流检测部7和电压检测部8均为对检测电阻的端子间产生的电压进行测量的电路。但是，检测电阻和分压电阻的电阻值是已知的，因此在电流检测部7中作为根据测量结果求出流过检测电阻的电流值的电流测量电路来使用，在电压检测部8中作为根据电阻的分压比求出分压电阻与检测电阻的串联连接的两端的电压的电压测量电路来使用。
此外，电压检测部8的电路和电流检测部7的电路的检测电阻均与初级侧的电路连接。因此，将使用绝缘放大器将检测电阻的两端的电压转换为次级电位后得到的检测电压输入到AD转换器21来转换为数字值(步骤S106)。
AD转换器21在接收到来自绝缘电阻检测部70的指令的定时进行AD转换动作。转换为数字值的电流值和电压值被读入到绝缘电阻检测部70，在绝缘电阻检测部70中的运算中使用于测量对象的电动机的绝缘电阻的计算(步骤S107)。
如以上那样，本发明的最大特征在于，形成经由处于截止状态的半导体开关元件地流动的漏电流在测量时不流过电流检测部的连接，因此能够不受截止状态的半导体开关元件的影响地进行正确的测量。
在图5的实施例中，将电容器41的负极侧端子、即直流环节部负侧端子43经由第二开关9连接到大地。因此，在作为测量对象的电动机所连接的逆变器中使上臂的IGBT为导通状态，在测量对象以外的电动机所连接的逆变器中使下臂的IGBT为导通状态来进行测量。
也可以与图5的例子相反地，将电容器41的正极侧端子、即直流环节部正侧端子42经由第二开关9连接到大地。但是，在该情况下，与图5的例子相反地，对于作为测量对象的电动机所连接的逆变器，使下臂的IGBT为导通状态，对于测量对象以外的电动机所连接的逆变器，使上臂为导通状态，来进行测量。
另外，此前说明了测量对象的电动机为一个的情况。然而，也可以将多个电动机指定为测量对象的电动机来同时测量多个作为测量对象的电动机。在该情况下，作为测量结果，得到将同时测量的多个作为测量对象的电动机的绝缘电阻并联连接所得的合成电阻。
例如在图5的例子中，在将第一电动机61和第三电动机63这两个电动机作为测量对象来同时测量的情况下，使第一逆变器部501和第三逆变器部503的上臂的IGBT为导通状态，使仅第二逆变器部502的下臂的IGBT为导通状态，来进行测量。通过这样，作为测量结果得到将第一电动机61和第三电动机63的绝缘电阻值并联连接所得的合成电阻。
在测量后，使第二开关9恢复为断开状态，使所有逆变器的全部IGBT恢复为截止状态(步骤S109)。
在本实施例中，在测量时，不仅作为测量对象的电动机所连接的逆变器，对于测量对象以外的电动机所连接的逆变器，也使多个半导体开关元件中的至少一个为导通状态。这是为了，不仅作为测量对象的电动机，对于测量对象以外的电动机，也使电动机线圈的至少1相的端子与直流环节部正侧端子和直流环节部负侧端子中的任一方的端子连接。
因而，在直流环节部的一侧与电动机线圈之间串联连接有多个半导体开关元件的多电平逆变器的情况下，只要使在直流环节部的一侧与电动机线圈之间串联连接的多个半导体开关元件全部为导通状态即可。
以上说明的与电动机的绝缘电阻测量有关的处理全部由电动机驱动装置101的绝缘电阻检测部70执行。在图5的实施例中，利用微型计算机来实现“绝缘电阻检测部”70，微型计算机按照如图6的例子所示的流程图在适当的定时发出指令，由此进行各逆变器部的半导体开关元件的导通/截止动作、第一开关1和第二开关9的接通/断开动作、电压检测部8和电流检测部7的AD转换器21的AD转换动作的指令和转换数据的读入、测量对象的电动机的绝缘电阻值的计算等测量所需的处理。
在存在多个测量对象的电动机的情况下，在步骤S108中判断是否已结束全部电动机的绝缘电阻的测量。在作为测量对象的全部电动机的绝缘电阻的测量尚未结束的情况下，返回到步骤S104，继续进行作为测量对象的其它电动机的绝缘电阻的测量。另一方面，在作为测量对象的全部电动机的绝缘电阻的测量均已结束的情况下，在步骤S109中，进行使第二开关9恢复为断开状态、使所有逆变器的所有半导体开关元件恢复为截止状态的处理。
通过依次执行以上的一系列处理，能够检测测量对象的绝缘电阻值。
另外，在一边切换作为测量对象的电动机一边测量全部电动机的绝缘电阻值的情况下，如图6所示，在全部电动机的绝缘电阻的测量结束之前，在每次切换之前测量对象的电动机后重复执行步骤S104～S107的处理，在最后的电动机的测量结束后从步骤S107转变为S108的处理，结束测量，由此能够执行全部电动机的绝缘电阻测量。
另外，也可以在每次切换作为测量对象的电动机后重复S104～S106的处理，将作为每个电动机的测量结果的电流值和电压值按每个电动机存储在绝缘电阻检测部70中，之后利用绝缘电阻检测部来集中地计算多个电动机的绝缘电阻值。
此外，在图6的流程图中既可以同时进行步骤S104和S105的处理，另外也可以调换步骤S104和S105的处理的顺序。
[第二实施例]
接着，说明本发明的第二实施例所涉及的电动机驱动装置。图11中示出了本发明的第二实施例所涉及的具有绝缘电阻检测部的电动机驱动装置的结构图。
本发明的第二实施例所涉及的电动机驱动装置102具备：转换器部100，其具有将经由第一开关1从交流电源2供给的交流电压整流为直流电压的整流电路3；电源部4，其利用电容器41使由整流电路3整流得到的直流电压平滑化；多个逆变器部501～503，该多个逆变器部501～503通过连接于作为电容器41的正极侧端子的直流环节部正侧端子42与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于作为电容器41的负极侧端子的直流环节部负侧端子43与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自电源部4的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机61～63；第二开关9，其将作为电容器41的负极侧端子的直流环节部负侧端子43连接到大地；电流检测部7，其测量在电容器41的一方的端子与大地之间流动的电流；电压检测部8，其测量电容器41的两端的电压；以及绝缘电阻检测部70，其检测由多个逆变器部501～503驱动的多个电动机61～63各自的绝缘电阻值，该电动机驱动装置的特征在于，上臂的半导体开关元件的驱动电路由自举电路构成，绝缘电阻检测部70停止电动机61～63的运转，使第一开关1断开，使第二开关9导通，使作为测量对象的电动机的电动机线圈所连接的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，并且，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的下臂的半导体开关元件为导通状态，之后基于所测量出的电流值和电压值来检测作为测量对象的电动机的绝缘电阻。
在第二实施例所涉及的电动机驱动装置102中，以下方面与图5所示的第一实施例所涉及的电动机驱动装置相同：在一个电源部4上连接有分别驱动第一电动机61、第二电动机62、第三电动机63的第一逆变器部501、第二逆变器部502、第三逆变器部503，Rm1、Rm2、Rm3分别是第一电动机61、第二电动机62、第三电动机63的电动机线圈与大地之间的绝缘电阻值。第二实施例所涉及的电动机驱动装置102与图5所示的第一实施例所涉及的电动机驱动装置101的不同之处在于，各逆变器的上臂的半导体开关元件(IGBT)的驱动电路由自举电路构成。
图12中示出了自举电路的一例。自举电路由电源VB、电阻BSR、二极管BSD、电容器BSC构成，是将电容器BSC用作上臂的IGBT的驱动电路的电源的电路。在图11中省略了图12的自举电路部分、即图12的电源VB、BSR、BSD、BSC以及驱动电路。另外，图12的上臂IGBT和下臂IGBT的对分别与图11中的第一逆变器部501的511和521、531和541、551和561、第二逆变器部502中的512和522、532和542、552和562、第三逆变器部503中的513和523、533和543、553和563对应。
因而，在自举电路的情况下，为了使上臂的IGBT为导通状态，必须先使下臂的IGBT导通，来产生沿图12的虚线箭头所示的路径流动的电流，以与电源VB相当的电压对电容器BSC进行充电。另外，上臂的IGBT的驱动电路的电源是电容器BSC，因此其电流供给能力是有限制的，上臂的IGBT具有以下特征：仅能使导通状态持续能够以电容器BSC中充入的能量进行驱动的时间。
在图11所示的本实施例所涉及的电动机驱动装置中，与关于图5的说明同样地，说明以下的情况：在三台电动机、即第一电动机61、第二电动机62、第三电动机63中将第一电动机61选作测量对象，测量第一电动机61的绝缘电阻。
在电动机的绝缘电阻测量时时，绝缘电阻检测部70停止全部电动机61～63的运转，使半导体开关元件全部为截止状态。接着，在使第一开关1断开来切断交流电源2之后，使第二开关9为接通状态，将作为电容器41的负极侧端子的直流环节部负侧端子43连接到大地。到此为止与使用图5的第一实施例所涉及的电动机驱动装置的说明相同。
在此，在上臂的半导体开关元件的驱动电路由自举电路构成的逆变器的情况下，需要使经由第二开关9连接到大地的是直流环节部负侧端子43。
这是基于以下的理由。首先，关于测量对象以外的电动机所连接的逆变器，为了进行测量而必须使与经由第二开关9连接到大地的电容器的一端电连接的一方的半导体开关元件保持导通状态。然而，在自举电路的情况下，无法将上臂的半导体开关元件长时间地维持为导通状态。因此，测量对象以外的电动机所连接的逆变器必须使能够长时间地维持导通状态的下臂导通。因此，经由第二开关9连接到大地的为下臂的半导体开关元件所连接的电容器41的负极侧端子、即直流环节部负侧端子43。
对于作为测量对象的电动机所连接的逆变器部，使串联连接的上臂和下臂的半导体开关元件的多个组中的至少一组使用固定的占空比的PWM信号来重复执行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作。这样，在下臂的半导体开关元件为导通状态时，对上臂的自举电路的电容器BSC进行充电。
在图11的例子中，对于作为测量对象的第一电动机61所连接的第一逆变器部501的IGBT，使U相的上臂的IGBT 511为截止状态，使U相的下臂的IGBT521为导通状态。接着，使U相的上臂的IGBT 511为导通状态，使U相的下臂的IGBT 521为截止状态。进行这样的以50％的占空比的PWM信号来交替地重复开关动作的动作。
在此，进行使上臂和下臂交替地成为导通状态的开关动作的IGBT的组可以是U相、V相、W相中的任一相的IGBT的组，另外，进行开关动作的既可以是一组，也可以是多个组。在此，仅使U相的上臂和下臂的一组进行开关动作。
通过该第一逆变器部501的U相IGBT的开关动作，在以50％的占空比使上臂的IGBT 511为导通状态时，测量对象的第一电动机61的电动机线圈变为与直流环节部正侧端子42相同的电位。另一方面，大地经由第二开关9与直流环节部负侧端子43连接，因此形成经由电容器41、处于导通状态的第一逆变器部的上臂的U相IGBT 511、作为测量对象的第一电动机61的电动机线圈611～631与大地之间的绝缘电阻Rm1、以及电流检测部7的检测电阻71的闭合回路(以图11的标注箭头的虚线表示)。
在以50％的占空比使下臂的IGBT 521为导通状态时，作为测量对象的第一电动机61的电动机线圈变为与直流环节部负侧端子43相同的电位。另外，大地还经由第二开关9与直流环节部负侧端子43连接，因此此时直流环节间的电容器41的电压不被施加到作为测量对象的第一电动机61的电动机线圈611～631与大地之间。但是，如已使用图12说明的那样，自举电路进行动作，作为上臂的IGBT的驱动电路的电源而进行动作的自举电路的电容器被充电。
对于测量对象以外的电动机所连接的逆变器部，使下臂的至少一个半导体开关元件为导通状态，来使测量对象以外的电动机的电动机线圈全部与电容器的负极侧端子、即直流环节部负侧端子43为同电位，关于这一点，正如图5的实施例的说明。
关于在测量对象以外的电动机所连接的第二逆变器部502和第三逆变器部503中设为导通状态的IGBT，如果是下臂则可以是U相、V相、W相中的任一个IGBT，另外，设为导通状态的IGBT既可以是仅一个，也可以是多个。在图11的例子中，与图5的例子同样地，对于第二逆变器部502使下臂的V相的IGBT 542为导通状态，对于第三逆变器部503使下臂的W相的IGBT 563为导通状态。
通过这样，作为测量对象以外的电动机的第二电动机62和第三电动机63的电动机线圈的电位均变为与直流环节部负侧端子43相同的电位。因此，直流环节电压不再施加于测量对象以外的第二电动机62和第三电动机63的电动机线圈，能够使经由测量对象以外的第二电动机62和第三电动机63流向电流检测部7的电流消失。关于这一点，正如图5中所说明的那样。
如以上那样，使测量对象的电动机所连接的逆变器按以下的PWM信号进行动作：以固定的占空比重复使串联连接的至少一组上臂和下臂的半导体开关元件的对交替地导通的开关动作。另一方面，对于测量对象以外的电动机所连接的逆变器，使下臂的半导体开关元件维持导通状态，进行以下的测量动作：利用电流检测部7测量在电容器的一端与大地之间流动的电流，同时利用电压检测部8测量电容器的两端的电压。
在此，作为测量对象的第一电动机61所连接的第一逆变器部501的上臂的IGBT(511、531、551)以50％的占空比来变为导通状态时的等效电路与图8和图9相同。因而，在该第一逆变器部501的上臂的IGBT(511、531、551)变为导通状态的定时，能够使各个AD转换器(未图示)同时进行动作来执行电流检测部7对在电容器41的一端与大地之间流动的电流的测量以及电压检测部8对电容器41的两端的电压的测量，根据通过测量得到的电流值和电压值，通过计算来求出作为测量对象的第一电动机61的绝缘电阻。关于这一点，正如上述的使用图9进行的说明。
另外，测量对象的电动机所连接的逆变器的上臂的IGBT按以固定的占空比重复导通状态和截止状态的PWM信号来进行开关动作：。据此，对作为测量对象的电动机的电动机线圈与大地之间施加的电压的平均值是使电容器的两端的电压乘以占空比所得的电压值，例如在图11的例子中是50％的占空比。因而，能够将电容器两端的电压的50％的电压视为对第一电动机61的电动机线圈和直流环节部负侧端子43施加的电压的平均值。
利用这一点，也可以如下那样求出流过电流检测部7的电流。即，首先，利用电流检测部7以相比于PWM信号的频率足够高的采样频率进行AD转换。接着，基于对所获取到的每个采样的数据进行平均化而得到的电流的平均值以及使电容器的两端的电压乘以占空比所得的施加电压的平均值，来求出作为测量对象的电动机的绝缘电阻值。
以上说明的电动机的绝缘电阻测量的处理全部由电动机驱动装置的绝缘电阻检测部70执行。在图11的例子中，与图5的例子同样地利用微型计算机来实现“绝缘电阻检测部”70。微型计算机在适当的定时发出指令，由此进行作为测量对象的电动机所连接的逆变器的半导体开关元件的利用PWM信号的开关动作、各逆变器部的半导体开关元件的导通/截止动作、第一开关1和第二开关9的接通/断开动作、电压检测部8和电流检测部7的AD转换器的AD转换动作的指令和转换数据的读入、作为测量对象的电动机的绝缘电阻值的计算等测量中所需的处理。
在图11的例子中，关于测量电容器两端的电压的电压检测部8的测量电路以及测量通过使第二开关9接通而在电容器41的一端与大地之间流动的电流的电流检测部7的测量电路的具体结构例，也能够使用图10所示的具体结构例。
[第三实施例]
接着，说明本发明的第三实施例所涉及的电动机驱动装置。第三实施例所涉及的电动机驱动装置的结构与第一实施例所涉及的电动机驱动装置的结构相同。
本发明的第三实施例所涉及的电动机驱动装置具备：转换器部100，其具有将经由第一开关1从交流电源2供给的交流电压整流为直流电压的整流电路3；电源部4，其利用电容器41使由整流电路3整流得到的直流电压平滑化；多个逆变器部501～503，该多个逆变器部501～503通过连接于作为电容器41的正极侧端子的直流环节部正侧端子42与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于作为电容器41的负极侧端子的直流环节部负侧端子43与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自电源部4的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机61～63；第二开关9，其将电容器41的一方的端子连接到大地；电流检测部7，其测量在电容器41的一方的端子与大地之间流动的电流；电压检测部8，其测量电容器41的两端的电压；以及绝缘电阻检测部70，其检测由多个逆变器部501～503驱动的多个电动机61～63各自的绝缘电阻值，该电动机驱动装置的特征在于，绝缘电阻检测部70在停止电动机61～63的运转，使第一开关1断开，使第二开关9接通，使全部逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通的状态下，利用电流检测部测量电流值，利用电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值，在合成电阻值为基准值以上的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于电容器的一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通的状态下，利用电流检测部7测量电流值，利用电压检测部8测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻，在合成电阻值小于基准值的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件全部截止的状态下，利用电流检测部7测量电流值，利用电压检测部8测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻。
电动机的绝缘劣化例如是以下的现象：在始终暴露于切削液的环境下使用的机床的电动机等中，削液一点一点地浸入电动机内部，由此电动机线圈与大地之间的绝缘电阻值随着时间经过而逐渐降低。
另一方面，存在在电动机内部电动机线圈与电动机机壳由于某种原因而短路的情况、在安装于机床的状态下将电动机线圈与逆变器连接的动力电缆的覆层破损而动力电缆与大地(earth)之间发生短路的情况等、电动机线圈与大地之间的绝缘电阻值变为极小的值(例如几Ω)这样的情况，将该状态称为“接地短路(日文：地絡)”来与“绝缘劣化”相区分。
此前说明的第一实施例和第二实施例所涉及的发明在用于检测电动机的绝缘劣化的水平的绝缘电阻测量中能够进行高精度的测量，但是在测量对象以外的电动机中包含接地短路的电动机等绝缘电阻值极小的电动机的情况下，恐怕难以进行正确的测量。
其理由如下：正如使用上述的图8所示的等效电路进行说明的那样，在第一实施例和第二实施例所涉及的发明中，测量对象以外的电动机的绝缘电阻为与电流检测部并联连接的状态。即，只要测量对象以外的电动机的绝缘电阻值是在一定程度上高的值、是相比于电流检测部的电阻值足够大的值，就能够以高精度进行测量，但是在测量对象以外的电动机发生“接地短路”而绝缘电阻值极小的情况下，不再满足该条件。
因此，在本发明的第三实施例所涉及的发明中，在具备驱动多个电动机的多个逆变器部的电动机驱动装置中，最先进行调查与电动机驱动装置连接的多个电动机中是否包含接地短路的电动机的测量。
具体地说，绝缘电阻检测部70将与电动机驱动装置连接的全部电动机作为测量对象，同时集中地测量全部电动机的绝缘电阻。
图13中示出了用于说明使用本发明的第三实施例所涉及的电动机驱动装置的绝缘劣化检测处理的过程的流程图。在上述的图5所示的例子中，首先，在步骤S200中，使电动机的运转停止。接着，在步骤S201中使逆变器的所有半导体开关元件截止。接着，在步骤S202中使第一开关1断开来切断交流电源。接着，在步骤S203中，使第二开关9为接通的状态。在该状态下，在步骤S204中，使全部逆变器部、即第一逆变器部501、第二逆变器部502以及第三逆变器部503的作为上臂的半导体开关元件的IGBT的至少一个以上为导通状态。接着，在步骤S205中，利用电流检测部7测量电流值，利用电压检测部8测量电压值。接着，在步骤S206中，根据得到的电流值和电压值来计算全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值。
在此，将全部电动机作为测量对象而得到的测量结果是将全部电动机的绝缘电阻并联连接所得的合成电阻，在图5的例子中，为将Rm1、Rm2、Rm3并联连接所得的合成电阻值。
因而，如果将全部电动机作为测量对象而得到的绝缘电阻值的测量值是相比于“接地短路”水平的绝缘电阻足够高的值，则判断为与电动机驱动装置连接的全部电动机中不存在接地短路的电动机。相反，如果测量值是接地短路水平或比其更小的值的绝缘电阻，则判断为与电动机驱动装置连接的多个电动机中包含接地短路的电动机。
接着，如下所述，从多个电动机中选择任意的电动机作为测量对象，测量所选择的特定的电动机的绝缘电阻。此时，在步骤S207中，绝缘电阻检测部70根据通过之前的测量得到的全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值为基准值以上还是小于基准值，来选择最佳的方法进行测量。
下面，分情况进行说明。
(A)全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值为基准值以上的情况
在该情况下，能够判断为不包含接地短路的电动机等绝缘电阻值极小的电动机，因此在步骤S208中，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器的半导体开关元件为导通状态，按照第一实施例和2所涉及的发明来进行正确的绝缘电阻测量。该(A)的情况下的测量的具体实施例已使用图5进行了说明，因此省略详细的说明。
(B)全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值小于基准值的情况
在该情况下，能够判断不包含接地短路的电动机等绝缘电阻值极小的电动机，因此利用以下的方法来进行绝缘电阻测量。
具体地说，保持电动机运转停止、第一开关1断开，第二开关9接通的状态，在步骤S209中，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件全部为截止的状态。接着，在步骤S210中，使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于电容器的另一端与电动机线圈之间的半导体开关元件为导通的状态。接着，在步骤S211中，利用电流检测部测量电流值，利用电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻。此外，关于执行步骤S210和步骤S209的顺序，哪一个为先都可以，另外也可以同时执行。
在图5所示的例子中，在停止所有电动机的运转的状态、且断开第一开关1、接通第二开关9的状态下，使测量对象的第一电动机61所连接的第一逆变器部501的U相上臂的IGBT 511为导通状态，使测量对象以外的电动机62、63所连接的第二逆变器部502和第三逆变器部503的IGBT全部为截止状态，利用电流检测部7测量电流值，同时利用电压检测部8测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻。
上述(A)的方法即使在各电动机的绝缘电阻值高的情况下，也能够不受半导体开关元件的漏电流的影响地进行正确的测量。然而，测量对象以外的电动机的绝缘电阻与电流检测部的电阻并联连接，因此当测量对象以外的电动机的绝缘电阻值相比于电流检测部的电阻值不够大时测量精度降低。
该方法具有以下的特征：有作为测量对象的电动机的绝缘电阻值越小则测量精度降低得越严重的倾向，在包含接地短路的电动机等绝缘电阻值极小的电动机的情况下难以进行正确的测量。
另一方面，上述(B)的方法在各电动机的绝缘电阻值高的情况下，受到半导体开关元件的漏电流的影响而测量精度降低，但是如上所述，即使在包含接地短路的电动机的情况下也能够进行测量。另外，该方法具有以下的特征：测量对象的电动机的绝缘电阻值越小，则测量时流动的电流越大，经由半导体开关元件地流动的漏电流的影响相对越小，因此测量精度越高。
当将上述(A)与(B)进行比较时，(A)与(B)为如下的相反的关系：在各电动机的绝缘电阻值大的情况下(A)能够得到比(B)高的测量精度，相反在各电动机的绝缘电阻值小的情况下，(B)能够得到比(A)高的测量精度。
对于作为绝缘电阻检测部选择(A)和(B)中的哪一个的判断基准的基准值，利用该关系对基准值进行设定，使得始终必然选择(A)和(B)中的能够得到高测量精度的一方。
具体地说，关于(A)，能够根据测量对象以外的电动机的绝缘电阻的并联连接的合成电阻与电流检测部的电阻的电阻值的大小关系来求出绝缘电阻测量的测量误差的大小。关于(B)，能够根据测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件的漏电流的大小来求出绝缘电阻测量的测量误差的大小。只要考虑这些测量误差，就能够将基准值的电阻值设定成始终必然选择(A)和(B)中能够得到高精度的一方。
另外，也能够预先考虑电流检测部的电阻值、逆变器部中使用的半导体开关元件的高温时的漏电流的大小来设定基准值。
另外，影响(B)的测量精度的半导体开关元件的漏电流的大小如上所述那样根据半导体开关元件的温度而大幅变化，因此也可以使该基准值不是固定值，而根据各逆变器的半导体开关元件的温度来改变基准值。
接着，在步骤S212中，判断是否所有电动机的绝缘电阻的测量均已结束。在所有电动机的绝缘电阻的测量尚未结束的情况下，返回到步骤S207，继续进行绝缘电阻的测量。另一方面，在所有电动机的绝缘电阻的测量均已结束的情况下，在步骤S213中，根据测量出的电流值和电压值来计算测量对象的电动机的绝缘电阻值。最后，在步骤S214中，使第二开关9恢复为断开状态，使逆变器的全半导体开关元件恢复为截止。
与利用本发明的第三实施例所涉及的电动机驱动装置进行的绝缘电阻测量有关的处理也全部由电动机驱动装置的绝缘电阻检测部执行。在图5所示的实施例中，利用微型计算机来实现“绝缘电阻检测部”70，微型计算机按照如图13所示的流程图来执行上述说明的一系列测量处理。
[第四实施例]
接着，说明本发明的第四实施例所涉及的电动机驱动装置。第四实施例所涉及的电动机驱动装置的结构与第二实施例所涉及的电动机驱动装置的结构相同。
本发明的第四实施例所涉及的电动机驱动装置具备：转换器部100，其具有将经由第一开关1从交流电源2供给的交流电压整流为直流电压的整流电路3；电源部4，其利用电容器41使由整流电路3整流得到的直流电压平滑化；多个逆变器部501～503，该多个逆变器部501～503通过连接于作为电容器41的正极侧端子的直流环节部正侧端子42与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于作为电容器41的负极侧端子的直流环节部负侧端子43与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自电源部4的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机61～63；第二开关9，其将电容器41的负极侧端子连接到大地；电流检测部7，其测量在电容器41的负极侧端子与大地之间流动的电流；电压检测部8，其测量电容器41的两端的电压；以及绝缘电阻检测部70，其检测由多个逆变器部501～503驱动的多个电动机61～63各自的绝缘电阻值，该电动机驱动装置的特征在于，上臂的半导体开关元件的驱动电路由自举电路构成，绝缘电阻检测部70停止电动机61～63的运转，使第一开关1断开，使第二开关9接通，使全部逆变器部的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，之后利用电流检测部7测量电流值，利用电压检测部8测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值，在合成电阻值为基准值以上的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的下臂的半导体开关元件导通的状态下，利用电流检测部7测量电流值，利用电压检测部8测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻，在合成电阻值小于基准值的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件全部截止的状态下，利用电流检测部7测量电流值，利用电压检测部8测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻。
本发明的第四实施例所涉及的电动机驱动装置是如下那样得到的：在逆变器的上臂的半导体开关元件的驱动电路由自举电路构成的、具备驱动多个电动机的多个逆变器部的电动机驱动装置中，应用与第三实施例相同的结构。
图14中示出了用于说明使用本发明的第四实施例所涉及的电动机驱动装置的绝缘劣化检测处理的过程的流程图。与第三实施例同样地，首先绝缘电阻检测部70将电动机驱动装置所连接的全部电动机作为测量对象，同时集中地测量全部电动机的绝缘电阻，求出全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值(步骤S300～S306)。接着，在步骤S307中，从多个电动机中选择任意的电动机作为测量对象，根据通过之前的测量得到的以全部电动机为测量对象所得的绝缘电阻值为基准值以上还是小于基准值，来切换所选择出的特定的电动机的绝缘电阻的测量，这一点与本发明的第三实施例所涉及的电动机驱动装置的动作过程相同。
但是，在以下方面不同：在带自举的逆变器的情况下，并非保持使作为测量对象的电动机所连接的逆变器的半导体开关元件的一方的臂导通的状态来进行测量，而是进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作来进行测量。
在带自举的逆变器的情况下，也根据通过之前的测量得到的以全部电动机为测量对象所得的绝缘电阻值为基准值以上还是小于基准值，来选择最佳的方法进行测量。下面，分情况进行说明。
(C)全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值为基准值以上的情况
能够判断为不包含接地短路的电动机等绝缘电阻值极小的电动机，因此使用第二实施例所公开的发明来进行正确的绝缘电阻测量。
即，在步骤S308中，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器的下臂的半导体开关元件为导通的状态来进行绝缘电阻测量。该(C)的测量的具体实施例已使用图11进行了说明，因此省略详细的说明。
(D)全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值小于基准值的情况
能够判断为包含接地短路的电动机等绝缘电阻值极小的电动机，因此在步骤S309中，与第三实施例中的步骤S209同样地使测量对象以外的电动机所连接的逆变器的半导体开关元件全部为截止状态来进行绝缘电阻测量。
具体地说，保持电动机运转停止、第一开关1断开，第二开关9接通的状态，在步骤S309中，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件全部为截止的状态。接着，在步骤S310中，使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电。接着，在步骤S311中，利用电流检测部测量电流值，利用电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻。
此外，关于执行步骤S310和步骤S309的顺序，哪一个为先都可以，另外也可以同时执行。
在图11所示的例子中，在停止所有电动机的运转的状态、且断开第一开关1、接通第二开关9的状态下，对于作为测量对象的第一电动机61所连接的第一逆变器部501的IGBT，使U相上臂的IGBT 511为截止状态，使U相下臂的IGBT 521为导通状态。接着，使U相上臂的IGBT 511为导通状态，使U相下臂的IGBT 521为截止状态。进行这样的以50％的占空比的PWM信号来交替地重复开关动作的动作。
使测量对象以外的电动机62、63所连接的第二逆变器部502和第三逆变器部503的IGBT全部为截止状态，利用电流检测部7测量电流值，同时利用电压检测部8测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻。
步骤S312～S314的动作与第三实施例中说明的图13中的步骤S212～S214的动作相同，因此省略详细的说明。
与使用本发明的第四实施例所涉及的电动机驱动装置进行的绝缘电阻测量有关的处理也全部由电动机驱动装置的绝缘电阻检测部70执行。能够利用微型计算机来实现绝缘电阻检测部70，微型计算机按照流程图来执行上述说明的一系列测量处理。
根据本发明，在从多台电动机选择任意的电动机来进行测量时，与以往相比能够高精度地检测电动机的绝缘电阻的劣化状态。

Claims (5)

1.一种电动机驱动装置，其特征在于，具有：
转换器部，其具有将经由第一开关从交流电源供给的交流电压整流为直流电压的整流电路；
电源部，其利用电容器使由上述整流电路整流得到的直流电压平滑化；
多个逆变器部，该多个逆变器部通过连接于上述电容器的正极侧端子与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于上述电容器的负极侧端子与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自上述电源部的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机；
第二开关，其将上述电容器的一方的端子连接到大地；
电流检测部，其测量在上述电容器的一方的端子与大地之间流动的电流；
电压检测部，其测量上述电容器的两端的电压；以及
绝缘电阻检测部，其使用在如下状态下由上述电流检测部测量出的电流值和由上述电压检测部测量出的电压值来检测选作测量对象的电动机的电动机线圈与大地之间的电阻、即绝缘电阻：停止电动机的运转，使上述第一开关断开，使上述第二开关接通，使作为测量对象的电动机的电动机线圈所连接的上臂或下臂的半导体开关元件中的连接于上述电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通，且使测量对象以外的电动机的电动机线圈所连接的上臂或下臂的半导体开关元件中的连接于上述电容器的一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通。
2.一种电动机的绝缘电阻检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
整流电路将经由第一开关从交流电源供给的交流电压整流为直流电压；
电源部利用电容器使由上述整流电路整流得到的直流电压平滑化；
逆变器部通过连接于上述电容器的正极侧端子与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于上述电容器的负极侧端子与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自上述电源部的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机；
第二开关将上述电容器的一方的端子连接到大地；
电流检测部测量在上述电容器的一方的端子与大地之间流动的电流；
电压检测部测量上述电容器的两端的电压；
停止电动机的运转，使上述第一开关断开；
使上述第二开关为接通状态；
使作为测量对象的电动机的电动机线圈所连接的上臂或下臂的半导体开关元件中的连接于上述电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通；
使测量对象以外的电动机的电动机线圈所连接的上臂或下臂的半导体开关元件中的连接于上述电容器的一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通；
利用上述电流检测部测量电流值，利用上述电压检测部测量电压值；以及
使用所测量出的上述电流值和电压值来检测选作测量对象的电动机的电动机线圈与大地之间的电阻、即绝缘电阻。
3.一种电动机驱动装置，具备：
转换器部，其具有将经由第一开关从交流电源供给的交流电压整流为直流电压的整流电路；
电源部，其利用电容器使由上述整流电路整流得到的直流电压平滑化；
多个逆变器部，该多个逆变器部通过连接于上述电容器的正极侧端子与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于上述电容器的负极侧端子与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自上述电源部的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机；
第二开关，其将上述电容器的负极侧端子连接到大地；
电流检测部，其测量在上述电容器的负极侧端子与大地之间流动的电流；
电压检测部，其测量上述电容器的两端的电压；以及
绝缘电阻检测部，其检测由上述多个逆变器部驱动的多个电动机各自的绝缘电阻值，该电动机驱动装置的特征在于，
上述上臂的半导体开关元件的驱动电路由自举电路构成，
上述绝缘电阻检测部停止电动机的运转，使上述第一开关断开，使上述第二开关接通，使作为测量对象的电动机的电动机线圈所连接的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，并且，使上述测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的下臂的半导体开关元件为导通状态，之后基于由上述电流检测部测量出的电流值和由上述电压检测部测量出的电压值来检测作为测量对象的电动机的绝缘电阻。
4.一种电动机驱动装置，具备：
转换器部，其具有将经由第一开关从交流电源供给的交流电压整流为直流电压的整流电路；
电源部，其利用电容器使由上述整流电路整流得到的直流电压平滑化；
多个逆变器部，该多个逆变器部通过连接于上述电容器的正极侧端子与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于上述电容器的负极侧端子与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自上述电源部的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机；
第二开关，其将上述电容器的一方的端子连接到大地；
电流检测部，其测量在上述电容器的一方的端子与大地之间流动的电流；
电压检测部，其测量上述电容器的两端的电压；以及
绝缘电阻检测部，其检测由上述多个逆变器部驱动的多个电动机各自的绝缘电阻值，该电动机驱动装置的特征在于，
上述绝缘电阻检测部在停止电动机的运转，使上述第一开关断开，使上述第二开关接通，使全部上述逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于上述电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通的状态下，利用上述电流检测部测量电流值，利用上述电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值，
在上述合成电阻值为基准值以上的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于上述电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通，使上述测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于上述电容器的一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通的状态下，利用上述电流检测部测量电流值，利用上述电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻，
在上述合成电阻值小于基准值的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂或下臂的任一方的半导体开关元件中的连接于上述电容器的另一方的端子与电动机线圈之间的半导体开关元件导通，使上述测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件全部截止的状态下，利用上述电流检测部测量电流值，利用上述电压检测部测量电压值，根据所得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻。
5.一种电动机驱动装置，具备：
转换器部，其具有将经由第一开关从交流电源供给的交流电压整流为直流电压的整流电路；
电源部，其利用电容器使由上述整流电路整流得到的直流电压平滑化；
多个逆变器部，该多个逆变器部通过连接于上述电容器的正极侧端子与电动机线圈之间的上臂的半导体开关元件以及连接于上述电容器的负极侧端子与电动机线圈之间的下臂的半导体开关元件的开关动作，将来自上述电源部的直流电压转换为交流电压，来分别驱动多个电动机；
第二开关，其将上述电容器的负极侧端子连接到大地；
电流检测部，其测量在上述电容器的负极侧端子与大地之间流动的电流；
电压检测部，其测量上述电容器的两端的电压；以及
绝缘电阻检测部，其检测由上述多个逆变器部驱动的多个电动机各自的绝缘电阻值，该电动机驱动装置的特征在于，
上述上臂的半导体开关元件的驱动电路由自举电路构成，
上述绝缘电阻检测部停止电动机的运转，使上述第一开关断开，使上述第二开关接通，使全部上述逆变器部的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，之后利用上述电流检测部测量电流值，利用上述电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出全部电动机的绝缘电阻的合成电阻值，
在上述合成电阻值为基准值以上的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，使测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的下臂的半导体开关元件导通的状态下，利用上述电流检测部测量电流值，利用上述电压检测部测量电压值，根据得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻，
在上述合成电阻值小于基准值的情况下，在使选作测量对象的任意的电动机所连接的逆变器部的上臂和下臂的半导体开关元件的组进行在上臂和下臂交替地切换导通状态和截止状态的开关动作，在下臂的半导体开关元件为导通状态时对上臂的自举电路进行充电，使上述测量对象以外的电动机所连接的逆变器部的半导体开关元件全部截止的状态下，利用上述电流检测部测量电流值，利用上述电压检测部测量电压值，根据所得到的电流值和电压值来求出选作测量对象的电动机的绝缘电阻。
CN201510097042.6A 2014-03-05 2015-03-04 电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法 Active CN104901589B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014043136A JP6017481B2 (ja) 2014-03-05 2014-03-05 絶縁抵抗検出機能を備えたモータ駆動装置及びモータの絶縁抵抗検出方法
JP2014-043136 2014-03-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104901589A true CN104901589A (zh) 2015-09-09
CN104901589B CN104901589B (zh) 2018-02-09

Family

ID=53884109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510097042.6A Active CN104901589B (zh) 2014-03-05 2015-03-04 电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9762171B2 (zh)
JP (1) JP6017481B2 (zh)
CN (1) CN104901589B (zh)
DE (1) DE102015102749B4 (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106961230A (zh) * 2015-12-04 2017-07-18 山洋电气株式会社 电动机控制装置
CN107045090A (zh) * 2016-02-05 2017-08-15 富士通天株式会社 熔接探测装置以及熔接探测方法
CN107872173A (zh) * 2016-09-28 2018-04-03 发那科株式会社 具有绝缘电阻检测功能的电动机驱动装置
CN107925376A (zh) * 2015-09-18 2018-04-17 日立汽车***株式会社 电子控制装置及其控制方法
CN108988695A (zh) * 2017-05-30 2018-12-11 发那科株式会社 电动机驱动装置
CN109842324A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 发那科株式会社 电动机驱动装置以及测定方法
CN109839593A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 发那科株式会社 电动机驱动装置以及测定方法
CN109863685A (zh) * 2016-10-31 2019-06-07 三菱电机株式会社 空气调和机以及驱动装置
CN109989730A (zh) * 2019-03-15 2019-07-09 北京陆海新程科技有限公司 一种高效节电的油田用抽油机***
CN110034706A (zh) * 2017-12-07 2019-07-19 发那科株式会社 马达驱动装置以及测定方法
CN110108939A (zh) * 2018-02-01 2019-08-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法及装置
CN113167824A (zh) * 2018-12-07 2021-07-23 株式会社电装 绝缘电阻检测装置
CN116660702A (zh) * 2023-07-31 2023-08-29 季华实验室 一种三相电机绝缘电阻检测方法及其相关设备

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103983891B (zh) * 2014-05-30 2018-10-09 台达电子企业管理（上海）有限公司 逆变器电路的短路故障检测装置及方法
US10411619B2 (en) * 2015-08-28 2019-09-10 Regal Beloit America, Inc. Motor controller, drive circuit, and methods for combined electric motor control
CN105337519B (zh) * 2015-11-18 2018-05-01 阳光电源股份有限公司 级联多电平变换器的自检***及自检方法
DE102016202102A1 (de) * 2016-02-11 2017-08-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Multifunktionale und hochintegrierte Stromrichterkomponente
US20170334295A1 (en) * 2016-05-19 2017-11-23 Qian Turner Tester for measuring isolation between a high voltage direct current system and a chassis
US11296624B2 (en) * 2016-05-25 2022-04-05 Mitsubishi Electric Corporation Electronic control device
JP6673124B2 (ja) * 2016-09-29 2020-03-25 ブラザー工業株式会社 モータ駆動装置、コンピュータプログラム及びモータ駆動装置の動作方法
CN106711948A (zh) * 2017-02-10 2017-05-24 中国第汽车股份有限公司 无电流传感器车用直流有刷电机保护装置及方法
FR3071928B1 (fr) * 2017-09-29 2019-11-22 Alstom Transport Technologies Circuit de detection de defaut de masse, chaine de transformation comprenant un tel circuit, procede de detection de defaut de masse.
US11606022B2 (en) 2018-01-29 2023-03-14 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Insulation deterioration monitoring apparatus and insulation deterioration monitoring method
GB2573318B (en) * 2018-05-03 2020-06-10 Zhong Qingchang SYNDEM converter
DE102018111555B3 (de) 2018-05-15 2019-04-25 Hiwin Mikrosystem Corp. Motorisolationserfassungsverfahren
JP2019201498A (ja) * 2018-05-17 2019-11-21 大銀微系統股▲分▼有限公司Ｈｉｗｉｎ Ｍｉｋｒｏｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｒｐ． モータ絶縁検出方法
DE102018218449A1 (de) * 2018-10-29 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Berührungssicherheit für funkentstörte Spannungswandler in einem potentialfreien Gleichspannungsnetz
US11175350B2 (en) * 2020-04-20 2021-11-16 Lear Corporation Leakage current monitoring system
JP7489293B2 (ja) 2020-11-02 2024-05-23 オークマ株式会社 モータ絶縁検査機能付きインバータ装置
EP4092431A1 (de) * 2021-05-20 2022-11-23 Airbus (S.A.S.) Strommessschaltkreis für einen stromrichter, stromrichterschaltkreis und stromrichter
CN113406391B (zh) * 2021-05-21 2024-01-16 中国铁路北京局集团有限公司北京车辆段 一种客车空调机组电气性能试验台和试验方法
CN114720771B (zh) * 2022-06-08 2022-11-15 阳光电源股份有限公司 一种逆变器及其交流绝缘阻抗检测方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101769991A (zh) * 2009-01-05 2010-07-07 发那科株式会社 电动机的绝缘老化检测装置
JP5065192B2 (ja) * 2008-02-01 2012-10-31 山洋電気株式会社 モータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法
JP2012233826A (ja) * 2011-05-06 2012-11-29 Sanyo Denki Co Ltd モータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法
JP2014033528A (ja) * 2012-08-02 2014-02-20 Sanyo Denki Co Ltd モータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5065192A (zh) 1973-10-09 1975-06-02
JPH03264069A (ja) 1990-02-19 1991-11-25 Sakai Eng Kk 抗菌防臭加工剤及び加工法
IT221690Z2 (it) 1991-03-11 1994-09-13 Sigma Tau Ind Farmaceuti Attrezzo-utensile atto a separare il cappuccio metallico dal contenitore in materiale plastico degli abbeveratoi per piccoli animali da laboratorio
JP4418320B2 (ja) * 2004-07-28 2010-02-17 株式会社日立産機システム モータ巻線ターン間部分放電計測方法
JP4554501B2 (ja) * 2005-01-18 2010-09-29 ファナック株式会社 モータの絶縁抵抗劣化検出方法、絶縁抵抗劣化検出装置およびモータ駆動装置
GB0526276D0 (en) * 2005-12-23 2006-02-01 Trw Ltd Electric motor control
JP2008058088A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Fanuc Ltd モータの絶縁抵抗劣化検出方法および検出装置
JP5467063B2 (ja) * 2011-01-24 2014-04-09 三菱電機株式会社 発電電動機の異常検出装置および異常検出方法
JP5406345B1 (ja) * 2012-08-02 2014-02-05 山洋電気株式会社 モータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法
JP5946367B2 (ja) 2012-08-24 2016-07-06 本田技研工業株式会社 鞍乗型車両のスイング式パワーユニット

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5065192B2 (ja) * 2008-02-01 2012-10-31 山洋電気株式会社 モータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法
CN101769991A (zh) * 2009-01-05 2010-07-07 发那科株式会社 电动机的绝缘老化检测装置
JP2012233826A (ja) * 2011-05-06 2012-11-29 Sanyo Denki Co Ltd モータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法
JP2014033528A (ja) * 2012-08-02 2014-02-20 Sanyo Denki Co Ltd モータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107925376A (zh) * 2015-09-18 2018-04-17 日立汽车***株式会社 电子控制装置及其控制方法
CN106961230A (zh) * 2015-12-04 2017-07-18 山洋电气株式会社 电动机控制装置
CN106961230B (zh) * 2015-12-04 2022-04-19 山洋电气株式会社 电动机控制装置
CN107045090A (zh) * 2016-02-05 2017-08-15 富士通天株式会社 熔接探测装置以及熔接探测方法
CN107045090B (zh) * 2016-02-05 2019-10-11 富士通天株式会社 熔接探测装置以及熔接探测方法
CN107872173A (zh) * 2016-09-28 2018-04-03 发那科株式会社 具有绝缘电阻检测功能的电动机驱动装置
US10425031B2 (en) 2016-09-28 2019-09-24 Fanuc Corporation Motor driver having function of detecting insulation resistance
CN107872173B (zh) * 2016-09-28 2019-08-30 发那科株式会社 具有绝缘电阻检测功能的电动机驱动装置
CN109863685B (zh) * 2016-10-31 2022-07-01 三菱电机株式会社 空气调和机以及驱动装置
CN109863685A (zh) * 2016-10-31 2019-06-07 三菱电机株式会社 空气调和机以及驱动装置
CN108988695A (zh) * 2017-05-30 2018-12-11 发那科株式会社 电动机驱动装置
CN108988695B (zh) * 2017-05-30 2019-10-25 发那科株式会社 电动机驱动装置
US10401415B2 (en) 2017-05-30 2019-09-03 Fanuc Corporation Motor drive apparatus to detect inverter with large leakage current
CN109839593A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 发那科株式会社 电动机驱动装置以及测定方法
CN109842324A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 发那科株式会社 电动机驱动装置以及测定方法
CN110034706A (zh) * 2017-12-07 2019-07-19 发那科株式会社 马达驱动装置以及测定方法
CN110034706B (zh) * 2017-12-07 2020-06-23 发那科株式会社 马达驱动装置以及测定方法
CN110108939A (zh) * 2018-02-01 2019-08-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法及装置
CN110108939B (zh) * 2018-02-01 2021-02-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法及装置
CN113167824A (zh) * 2018-12-07 2021-07-23 株式会社电装 绝缘电阻检测装置
CN109989730A (zh) * 2019-03-15 2019-07-09 北京陆海新程科技有限公司 一种高效节电的油田用抽油机***
CN109989730B (zh) * 2019-03-15 2023-07-28 陈继军 一种高效节电的油田用抽油机***
CN116660702A (zh) * 2023-07-31 2023-08-29 季华实验室 一种三相电机绝缘电阻检测方法及其相关设备
CN116660702B (zh) * 2023-07-31 2023-10-20 季华实验室 一种三相电机绝缘电阻检测方法及其相关设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20150256116A1 (en) 2015-09-10
DE102015102749A1 (de) 2015-09-10
DE102015102749B4 (de) 2018-05-09
JP2015169479A (ja) 2015-09-28
US9762171B2 (en) 2017-09-12
CN104901589B (zh) 2018-02-09
JP6017481B2 (ja) 2016-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104901589A (zh) 电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法
CN104767464B (zh) 电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法
Farjah et al. Application of an efficient Rogowski coil sensor for switch fault diagnosis and capacitor ESR monitoring in nonisolated single-switch DC–DC converters
US9160164B2 (en) Method and apparatus for fault detection of series diodes in rectifiers
US8471510B2 (en) Control of electrical machines
EP2280329A1 (en) Apparatus for obtaining information enabling the determination of the maximum power point of a power source.
CN105305780A (zh) 半导体装置以及电力变换装置
JP6474305B2 (ja) 太陽光発電システムの診断方法及び監視装置
EP2542906B1 (en) Method and apparatus for fault detection of series diodes in rectifiers
TWI541521B (zh) 於頻域中多相整流器之短路偵測電路及短路偵測方法
CN102057281B (zh) 用于在相线中测量电流的方法和设备
Malek et al. Fractional order equivalent series resistance modelling of electrolytic capacitor and fractional order failure prediction with application to predictive maintenance
CN108663583B (zh) 一种功率器件电应力测试***及方法
EP3422574A1 (en) Semiconductor device, power module, and control method of power conversion device
CN103376362B (zh) 磁阻电机绕组阻值和换相位置的检测方法及装置
JP6300964B1 (ja) 電力変換装置
JP2019095395A (ja) モータ駆動装置および測定方法
CN107872173B (zh) 具有绝缘电阻检测功能的电动机驱动装置
US10554120B2 (en) Power conversion device
CN112740052A (zh) 分析功率半导体器件的操作
CN104730324A (zh) 检测过电压和/或低电压的设备和方法
Roy In-Situ Instrumentation for Degradation Monitoring of Power Semiconductor Devices in Power Electronics Converters
WO2014188535A1 (ja) 電力変換器および風力発電システム
CN111936875A (zh) 用于确定电气***的至少两个等效绝缘电阻的方法
KR101684190B1 (ko) 3상 모터 이상 감지 장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant