CN117501611A - 计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置 - Google Patents

计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117501611A
CN117501611A CN202180099177.XA CN202180099177A CN117501611A CN 117501611 A CN117501611 A CN 117501611A CN 202180099177 A CN202180099177 A CN 202180099177A CN 117501611 A CN117501611 A CN 117501611A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
unit
measurement
value
motor
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.)
Pending
Application number
CN202180099177.XA
Other languages
English (en)
Inventor
佐佐木拓
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 CN117501611A publication Critical patent/CN117501611A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)

Abstract

马达驱动装置具备绝缘电阻值检测部，该绝缘电阻值检测部基于设置于整流电路与逆变器之间的平滑电容器的电压的测定值、测定用电阻的端子间电压的测定值、基于连接了外部的直流电源的状态下的测定用电阻的端子间电压的测定值和估计值计算的测定误差、以及测定用电阻的电阻值，来计算马达的绝缘电阻值。

Description

计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置
技术领域
本发明涉及一种计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置。
背景技术
在设置于机床等的伺服马达中，由于油的经年侵入等而马达线圈(绕组)对大地的绝缘电阻的电阻值(绝缘电阻值)降低。当马达线圈的绝缘电阻值降低时，在由马达、马达驱动装置以及大地构成的闭合电路中流过泄漏电流。在马达驱动装置内除了流过通常的马达驱动电流以外，还流过泄漏电流，因此，伺服放大器进行过电流检测动作、或者设置于输入级的断路器跳闸。其结果，设置有该马达的机床紧急停止。当发生了这样的紧急停止时，有时为了探明原因而使机床长期间地停止，效率降低。因此，测定马达的绝缘电阻值的作业对于马达驱动装置的运用而言是不可缺的。
例如，已知有一种马达的绝缘电阻劣化检测方法，所述马达通过马达驱动装置而被驱动，所述马达驱动装置具备：电源部，其通过整流电路来对从交流电源经由开关供给的电力进行整流，并且通过电容器来进行平滑化；以及马达驱动放大器，其将来自该电源部的直流电压转换为交流来驱动马达，所述马达的绝缘电阻劣化检测方法的特征在于，在将所述开关设为断开来使马达的运转停止之后，将所述电容器的一端与大地连接并且将所述电容器的另一端与马达线圈之间连接，检测流过由电容器、马达线圈以及大地形成的闭合电路的电流以检测马达的绝缘电阻劣化(例如，参照专利文献1。)。
例如，已知有一种马达驱动装置，具备马达的绝缘电阻劣化检测部的故障检测功能，所述马达驱动装置的特征在于，具备：电源部，其通过整流电路来将从交流电源经由开关供给的交流电压整流为直流电压，并且通过电容器来将进行整流得到的直流电压平滑化；马达驱动放大器部，其使用上桥臂开关元件和下桥臂开关元件来将来自所述电源部的直流电压转换为交流电压，以驱动马达；电源电压测定部，其测定所述电源部的电压；绝缘电阻劣化检测部，其具备用于将所述电容器的一端与大地连接的接点部以及设置于所述电容器的另一端与马达线圈之间的电流检测部，所述绝缘电阻劣化检测部将所述开关设为断开状态，并将所述接点部设为接通状态，基于使用所述电流检测部从由所述接点部、所述电容器、所述马达线圈以及大地形成的闭合电路获得的检测信号，来检测马达的绝缘电阻有无劣化；以及故障检测部，其将所述接点部从接通状态设为断开状态，使所述马达驱动放大器部的上桥臂的开关元件或下桥臂的开关元件任意地开关，基于所述绝缘电阻劣化检测部中的所述检测信号和由所述电源电压测定部测定出的电压值，来检测所述绝缘电阻劣化检测部有无故障(例如，参照专利文献2。)。
例如，已知有一种马达的绝缘劣化检测装置，是与马达驱动装置连接的、用于检测马达的绝缘劣化的装置，所述马达驱动装置具备转换器部、平滑电容器以及多个逆变器部，所述转换器部具有用于对交流电源进行整流的整流电路，所述平滑电容器将该整流电路的输出平滑化，所述多个逆变器部将来自该转换器部的直流转换为交流来分别驱动多个马达，所述马达的绝缘劣化检测装置的特征在于，具备：一个第一开关，其在绝缘劣化检测时通过被导通来使所述平滑电容器的一端接地；一个电压检测部，其测定所述平滑电容器的两端的电压；多个第二开关，所述多个第二开关在绝缘劣化检测时通过被导通来使所述平滑电容器的另一端与所述多个马达的绕组分别连接；多个电流检测部，所述多个电流检测部分别检测通过所述第一开关和所述多个第二开关被导通而流经所述多个马达各自的绝缘电阻的、所述平滑电容器的放电电流；以及多个绝缘电阻计算部，所述多个绝缘电阻计算部根据所述电压检测部检测的电压和所述多个电流检测部各自检测的电流，来计算所述多个马达各自的绝缘电阻，在所述马达的绝缘劣化检测装置中，所述一个第一开关和所述一个电压检测部设置于所述转换器部，所述多个第二开关、所述多个电流检测部以及所述多个绝缘电阻计算部分别设置于所述多个逆变器部，所述马达的绝缘劣化检测装置还具备通信单元，所述通信单元将所述一个电压检测部检测出的电压值和用于通知接通所述一个第一开关的时机的信号从所述转换器部向所述多个逆变器部进行传递，在所述多个逆变器部中的各个逆变器部中，在相同的时机一齐进行通过所述第二开关进行的连接、通过电流检测部进行的电流的检测、以及通过绝缘电阻计算部进行的绝缘电阻的计算(例如，参照专利文献3。)。
例如，已知有一种马达驱动装置，其特征在于，具有：整流电路，其将从交流电源经由第一开关供给的交流电压整流为直流电压；电源部，其通过电容器来将由所述整流电路进行整流得到的直流电压平滑化；逆变器部，其通过半导体开关元件的开关动作来将通过所述电源部平滑化后的直流电压转换为交流电压以驱动马达；电流检测部，其测定流过电阻器的电流值，所述电阻器的一端与所述马达的线圈连接，所述电阻器的另一端与所述电容器的一方的端子连接；电压检测部，其测定所述电容器的两端的电压值；第二开关，其用于使所述电容器的另一方的端子接地；以及绝缘电阻检测部，其使用在使马达的运转停止、将所述第一开关断开且将所述第二开关断开的状态下测定出的一组所述电流值和所述电压值、以及在使马达的运转停止、将所述第一开关断开且将所述第二开关接通的状态下测定出的一组所述电流值和所述电压值，来检测马达的线圈与大地之间的电阻即马达的绝缘电阻值(例如，参照专利文献4。)。
例如，已知有一种马达控制装置，具备第一电源部、第一开关、直流供给部、电容器以及开关元件，所述第一开关能够将来自所述第一电源部的电力供给断开，所述直流供给部向母线输出来自所述第一电源部的电力，所述电容器与所述母线连接，所述开关元件将供给到所述母线的直流转换为交流来对马达进行驱动控制，所述马达控制装置的特征在于，还具备：第二电源部，其一端与所述母线连接，另一端经由第二开关接地；电流检测部，其检测所述马达的绕组与连接所述第二电源部的所述母线之间的电流值；以及绝缘电阻计算部，其基于通过所述第一开关部将电力供给断开并且在所述第二开关的断开时和闭合时由所述电流检测部分别检测出的电流值、以及所述电容器的电压值和所述第二电源部的电压值，来计算所述马达的绝缘电阻值(例如，参照专利文献5。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4554501号公报
专利文献2：日本专利第5832578号公报
专利文献3：日本专利第4565036号公报
专利文献4：日本专利第5788538号公报
专利文献5：日本特开2021-018163号公报
发明内容
发明要解决的问题
排除因构成绝缘电阻值检测电路的部件引起的误差要因，对于准确地检测绝缘电阻值而言极为重要。另外，在检测绝缘电阻值时，作业员的负担也以更少为优选。像这样，对于马达驱动装置，期望一种高精度且容易地检测马达的绝缘电阻值的技术。
用于解决问题的方案
根据本公开的一个方式，马达驱动装置具备：第一开关，其用于将从交流电源起的电路断开和闭合；电源部，其通过整流电路将从交流电源经由处于闭合状态的第一开关供给的交流电压整流为直流电压，通过电容器将进行整流得到的直流电压平滑化后进行输出；马达驱动放大器部，其使用上桥臂的开关元件和下桥臂的开关元件来将经由直流输入部输入的来自电源部的直流电压转换为马达驱动用的交流电压，并将该交流电压经由交流输出部供给到马达；第一电压测定部，其获取电源部的电压的测定值；绝缘电阻值检测部，其具有第二开关、测定用电阻、第二电压测定部以及计算部，所述第二开关在闭合状态时将电容器的一端与大地连接，在断开状态时不将电容器的一端与大地连接，所述测定用电阻设置于直流输入部内的连接电容器的另一端的一个端子与交流输出部内的连接马达的马达线圈的一个端子之间，所述第二电压测定部获取测定用电阻的端子间电压的测定值，所述计算部至少使用由第二电压测定部获取到的测定用电阻的端子间电压的测定值来计算马达的绝缘电阻值；电压估计部，在通过在对直流输入部内的一个端子与交流输出部内的一个端子之间施加来自与电源部不同的直流电源的直流电压的状态下将第一开关和第二开关设为断开状态且将马达驱动放大器部的开关元件设为断开状态而构成了包括直流电源和测定用电阻的第二闭合电路时，基于来自直流电源的直流电压的值和测定用电阻的电阻值，来计算测定用电阻的端子间电压的估计值；以及误差检测部，其使用在构成了第二闭合电路时由第二电压测定部获取到的测定用电阻的端子间电压的测定值和由电压估计部计算出的测定用电阻的端子间电压的估计值，来检测第二电压测定部的测定误差，其中，计算部基于在通过将第一开关设为断开状态且将第二开关设为闭合状态而构成了包括第二开关、电容器、测定用电阻、马达线圈以及大地的第一闭合电路时由第一电压测定部获取到的电源部的电压的测定值和由第二电压测定部获取到的测定用电阻的端子间电压的测定值、测定误差、以及测定用电阻的电阻值，来计算马达的绝缘电阻值。
发明的效果
根据本公开的一个方式，能够实现高精度且容易地检测马达的绝缘电阻值的马达驱动装置。
附图说明
图1是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置的图。
图2是说明在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中检测第二电压测定部的测定误差时连接的直流电源的图。
图3是说明在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中检测第二电压测定部的测定误差时构成的第二闭合电路的图。
图4是示出在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中基于第一方式的测定误差检测处理的动作流程的流程图。
图5是示出在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中基于第二方式的测定误差检测处理的动作流程的流程图。
图6是说明在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中执行由绝缘电阻值检测部进行的绝缘电阻值检测处理时构成的第一闭合电路的图。
图7是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中的由绝缘电阻值检测部进行的绝缘电阻值检测处理的动作流程的流程图。
图8中省略了处于闭合状态的第二开关31的图示。
图9是例示基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置内的作为马达驱动放大器部的伺服放大器的立体图。
图10是例示基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置内的作为马达驱动放大器部的伺服放大器的主视图。
图11是例示基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置内的作为马达驱动放大器部的伺服放大器的分解立体图。
图12是例示基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置内的作为马达驱动放大器部的伺服放大器内的第一基板和第二基板的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图来对计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置进行说明。在各附图中，对相同的构件标注了相同的附图标记。另外，为了易于理解，在这些附图中对比例尺进行了适当变更。另外，附图所示的方式是用于实施的一个例子，不限定于图示的方式。
图1是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置的图。
作为一例，示出由与交流电源2连接的马达驱动装置1控制马达3的情况。此外，在本实施方式中，马达3的种类不被特别限定，例如既可以是感应马达，也可以是同步马达。另外，交流电源2和马达3的相数并非用于特别地限定本实施方式，例如既可以是三相，也可以是单相。设置马达3的机械例如包括机床、机器人、锻压机械、注射成型机、工业机械、各种电气化产品、电车、汽车、飞机等。另外，如果举出交流电源2的一例，则有三相交流400V电源、三相交流200V电源、三相交流600V电源、单相交流100V电源等。在图示的例子中，将交流电源2和马达3分别设为三相。
在马达3的马达线圈(绕组)与大地之间存在绝缘电阻4。绝缘电阻4的电阻值即绝缘电阻值Rm[Ω]在没有劣化的情况下为无限大，随着劣化进展而从无限大起以数MΩ、数百kΩ、……之类的程度逐渐降低。基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置1具有探测马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]的功能。
如图1所示，基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置1具备第一开关11、电源部12、马达驱动放大器部13、第一电压测定部14、绝缘电阻值检测部15、电压估计部16、误差检测部17、存储部18以及擦除部19。
第一开关11用于将交流电源2与电源部12内的整流电路21之间的电路断开和闭合。通过第一开关11进行的电路的断开和闭合例如是通过绝缘电阻值检测部15内的控制部30控制的，作为其代替，也可以是通过由设置于绝缘电阻值检测部15的外部的运算处理装置构成的任意的控制部(未图示)控制的。第一开关11例如由电磁接触器构成。从交流电源2向电源部12内的整流电路21的电路的闭合状态是通过作为电磁接触器的第一开关11的接点闭合来实现的，从交流电源2向电源部12内的整流电路21的电路的断开状态是通过作为电磁接触器的第一开关11的接点分开来实现的。此外，关于第一开关11，只要能够将从交流电源2起的电路断开和闭合，则例如也可以是继电器、半导体开关元件等来替代电磁接触器。
电源部12与马达驱动放大器部13经由DC支撑连接。“DC支撑”是指将电源部12的直流输出侧与马达驱动放大器部13的直流输入侧电连接的电路部分，也称为“DC支撑部”、“直流支撑”、“直流支撑部”或“直流中间电路”等。
电源部12具有整流电路21和电容器22，通过整流电路21来将从交流电源2经由处于断开状态的第一开关11供给的交流电压整流为直流电压，通过电容器22将进行整流得到的直流电压平滑化后进行输出。
电源部12内的整流电路21只要能够将交流电压转换为直流电压即可，例如有二极管整流电路、120度通电型整流电路、或者在内部具备开关元件的PWM开关控制方式的整流电路等。整流电路21在交流电源2为三相交流电源的情况下构成为三相的桥电路，在交流电源2为单相交流电源的情况下构成为单相桥电路。在整流电路21为PWM开关控制方式的整流电路的情况下，由开关元件以及与该开关元件反向并联连接的二极管的桥电路构成。在该情况下，作为开关元件的例子，有IGBT、晶闸管、GTO(门极可关断晶闸管)、晶体管等，开关元件的种类本身并非用于限定本实施方式，也可以是其它开关元件。
电源部12内的电容器22具有将整流电路21输出的直流电压平滑化的功能，并且具有在DC支撑中蓄积直流电力的功能。电容器22有时也被称为平滑电容器或DC支撑电容器等。作为电容器22的例子，例如有电解电容器、薄膜电容器等。
另外，在电容器22的两极端子连接有第一电压测定部14。第一电压测定部14是获取向电容器22施加的电压、即电源部12的(直流)电压的测定值的测定电路。
马达驱动放大器部13具有由桥电路构成的逆变器，在该桥电路的上桥臂和下桥臂设置有由开关元件以及与该开关元件反向并联连接的二极管构成的组。在图示的例子中，将马达3设为了三相交流马达，因此马达驱动放大器部13内的逆变器由三相桥电路构成。将U相的上桥臂的开关元件设为Su1，将U相的下桥臂的开关元件设为Su2，将V相的上桥臂的开关元件设为Sv1，将V相的下桥臂的开关元件设为Sv2，将W相的上桥臂的开关元件设为Sw1，将W相的下桥臂的开关元件设为Sw2。
另外，马达驱动放大器部13在DC支撑侧具有直流输入部41，在交流马达侧具有交流输出部42。直流输入部41的正侧直流端子41P与DC支撑的正侧电力线连接，直流输入部41的负侧直流端子41N与DC支撑的负侧电力线连接。交流输出部42的U相交流端子42U与U相马达动力线连接，交流输出部42的V相交流端子42V与V相马达动力线连接，交流输出部42的W相交流端子42W与W相马达动力线连接。U相马达动力线、V相马达动力线以及W相马达动力线分别与马达3的U相马达线圈、V相马达线圈以及W相马达线圈连接。
马达驱动放大器部13通过上桥臂和下桥臂的开关元件的接通断开动作根据来自上级控制装置(未图示)的PWM开关指令而被控制来进行电力转换动作。即，马达驱动放大器部13通过上桥臂和下桥臂的开关元件进行接通断开动作，来将经由直流输入部41输入的DC支撑中的直流电压转换为马达驱动用的交流电压，并将该交流电压经由交流输出部42供给到马达3。另外，在本公开的一个实施方式中，还通过绝缘电阻值检测部15的控制部30来控制马达驱动放大器部13内的上桥臂和下桥臂的开关元件的接通断开动作，其详情在后面描述。
绝缘电阻值检测部15检测马达3的马达线圈(绕组)与大地之间的绝缘电阻4的电阻值即绝缘电阻值Rm[Ω]。绝缘电阻值检测部15具有控制部30、第二开关31、测定用电阻32、第二电压测定部33、计算部34、校正值生成部35以及校正部36。由绝缘电阻值检测部15进行的马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]的检测是使用关于第一闭合电路获得的各种数据进行的，该第一闭合电路是通过将第一开关11设为断开状态且将第二开关31设为闭合状态并将马达驱动放大器部13内的全部开关元件设为断开而得到的。第一闭合电路是包括第二开关31、电容器22、测定用电阻32、马达3的马达线圈以及大地的绝缘电阻值检测用闭合电路。
绝缘电阻值检测部15内的第二开关31的一方的端子连接有分压电阻38，另一方的端子连接有分压电阻39。分压电阻38的一方的端子连接于将电源部12内的整流电路21与电容器22连结的正侧电力线。分压电阻39的一方的端子连接于大地。第二开关31是通过其断开和闭合来控制接地的开关，即，在闭合状态时将电容器22的正侧端子与大地连接，在断开状态时不将所述电容器的一端与大地连接。第二开关31的断开和闭合是通过控制部30控制的。第二开关31例如由继电器、半导体开关元件或者电磁接触器等构成。
测定用电阻32设置于电容器22的负侧端子与马达3的马达线圈之间。更详细地说，测定用电阻32的一方的端子经由马达驱动放大器部13的直流输入部41内的负侧直流端子41N而与电容器22的负侧端子连接。测定用电阻32的另一方的端子经由分压电阻37而与马达3的U相马达动力线、V相马达动力线以及W相马达动力线中的某一个马达动力线连接。在图示的例子中，作为一例，测定用电阻32的另一方的端子连接于将马达驱动放大器部13的交流输出部42内的U相交流端子42U与马达3的U相马达线圈连结的U相马达动力线。第二电压测定部33是获取测定用电阻32的端子间电压的测定值的测定电路。例如，通过绝缘放大器构成测定用电阻32和第二电压测定部33即可。分压电阻37是为了将向该绝缘放大器的输入电压调整为收敛在适当的范围内而设置的。
校正值生成部35基于由后述的误差检测部17检测出的第二电压测定部33的测定误差来生成校正值。校正部36使用由校正值生成部35生成的校正值来对在构成了第一闭合电路时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值进行校正，由此生成测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值。由校正部36基于第二电压测定部33的测定误差生成的测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值被使用于由计算部34进行的马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]的计算。
计算部34至少使用在构成了包括第二开关31、电容器22、测定用电阻32、马达3的马达线圈以及大地的第一闭合电路时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值，来计算马达3的绝缘电阻值。即，计算部34基于在构成了第一闭合电路时由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值、由校正部36生成的测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值、以及测定用电阻32的电阻值，来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。关于由计算部34进行的绝缘电阻值的计算处理的详情，在后面描述。
第二电压测定部33的测定误差的检测是使用关于第二闭合电路获得的各种数据进行的，该第二闭合电路是通过在对直流输入部41内的一个端子(在图示的例子中是负侧直流端子41N)与交流输出部42内的一个端子(在图示的例子中是U相交流端子42U)之间施加来自与电源部12不同的直流电源的直流电压的状态下将第一开关11和第二开关31设为断开状态且将马达驱动放大器部13的上桥臂或下桥臂的所有开关元件设为断开状态而得到的。第二闭合电路是包括直流电源和测定用电阻32的误差检测用闭合电路。
电压估计部16按照通过在对直流输入部41内的一个端子(在图示的例子中是负侧直流端子41N)与交流输出部42内的一个端子(在图示的例子中是U相交流端子42U)之间施加来自与电源部12不同的直流电源的直流电压的状态下将第一开关11和第二开关31设为断开状态且将马达驱动放大器部13的上桥臂或下桥臂的所有开关元件设为断开状态而得到的、包括直流电源和测定用电阻32的第二闭合电路所涉及的电路方程式，基于由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值和测定用电阻32的电阻值，来计算测定用电阻32的端子间电压的估计值。
误差检测部17检测在构成了第二闭合电路时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值与由电压估计部16计算出的测定用电阻32的端子间电压的估计值之间的误差。由误差检测部17检测出的第二电压测定部33的测定误差被使用于由校正值生成部35进行的校正值生成处理。此外，应注意，在由误差检测部17进行的误差检测处理中使用的“由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值”不是由校正部36校正后的测定值。
存储部18存储由误差检测部17检测出的第二电压测定部33的测定误差。存储部18可以由例如EEPROM(注册商标)等那样的电可擦除可记录的非易失性存储器、或者例如DRAM、SRAM等那样的能够高速读写的随机存取存储器等构成。存储部18中存储的测定误差被使用于由校正值生成部35进行的校正值的生成。另外，存储部18中存储的测定误差也可以在规定的情况下通过擦除部19被擦除。
在马达驱动装置1内设置有运算处理装置(处理器)。作为运算处理装置，例如有IC、LSI、CPU、MPU、DSP等。该运算处理装置具有第一电压测定部14、控制部30、第二电压测定部33、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及擦除部19。运算处理装置所具有的这些的各部例如是通过在处理器上执行的计算机程序实现的功能模块。例如，在以计算机程序形式构建第一电压测定部14、控制部30、第二电压测定部33、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及擦除部19的情况下，能够通过使运算处理装置按照该计算机程序进行动作，来实现各部的功能。用于执行第一电压测定部14、控制部30、第二电压测定部33、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及擦除部19的各处理的计算机程序也可以以记录于半导体存储器、磁记录介质或光记录介质之类的计算机可读的记录介质的形式提供。另外，或者，也可以将第一电压测定部14、控制部30、第二电压测定部33、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及擦除部19以写入了用于实现各部的功能的计算机程序的半导体集成电路来实现。
由绝缘电阻值检测部15检测出的马达3的绝缘电阻值被发送到显示部(未图示)，显示部进行向作业者通知“马达3的绝缘电阻值”的显示。作为显示部的例子，有单独的显示器装置、附属于马达驱动装置1的显示器装置、附属于上级控制装置(未图示)的显示器装置、以及附属于个人计算机和便携式终端的显示器装置等。另外，例如也可以是，由绝缘电阻值检测部15检测出的马达3的绝缘电阻值被发送到警报输出部(未图示)，在马达3的绝缘电阻值低于规定的值的情况下，警报输出部输出警报。从警报输出部输出的警报例如被发送到LED、灯等发光设备(未图示)，发光设备通过在接收到警报时进行发光，来向作业者通知“马达3的绝缘电阻4的劣化”。另外，例如，从警报输出部输出的警报例如被发送到音响设备(未图示)，音响设备通过在接收到警报时发出例如声音、扬声器、蜂鸣器、门铃等的那样的声音，来向作业者通知“马达3的绝缘电阻4的劣化”。由此，作业者能够可靠且容易地掌握马达3的绝缘电阻值、马达3的绝缘电阻4的劣化，能够使更换马达3或对马达3进行分解清洁之类的应对也变得容易。
接下来，更详细地说明第二电压测定部33的测定误差的检测。
图2是说明在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中检测第二电压测定部的测定误差时连接的直流电源的图。为了检测第二电压测定部33的测定误差，如图2所示，在直流输入部41内的负侧直流端子41N与交流输出部42内的一个端子之间连接与电源部12不同的用于施加直流电压的直流电源200。在图1和图2所示的例子中，测定用电阻32的另一方的端子经由分压电阻37和马达驱动放大器部13的交流输出部42内的U相交流端子42U而与U相马达动力线连接，因此，直流电源200被连接于直流输入部41内的负侧直流端子41N与交流输出部42内的U相交流端子42U之间。此外，在测定用电阻32的另一方的端子经由分压电阻37和马达驱动放大器部13的交流输出部42内的V相交流端子42V而与V相马达动力线连接的情况下，直流电源200被连接于直流输入部41内的负侧直流端子41N与交流输出部42内的V相交流端子42V之间。在测定用电阻32的另一方的端子经由分压电阻37和马达驱动放大器部13的交流输出部42内的W相交流端子42W而与W相马达动力线连接的情况下，直流电源200被连接于直流输入部41内的负侧直流端子41N与交流输出部42内的W相交流端子42W之间。
直流电源200与马达驱动放大器部13的直流输入部41内的一个端子及交流输出部42内的一个端子以能够装卸的方式电连接，如果例示具体例，则如下面那样。例如，可以是作业员将作为直流电源200的便携式电池手动地连接于马达驱动放大器部13的直流输入部41内的一个端子与交流输出部42内的一个端子之间。另外，例如也可以是，预先准备具有直流电源200的出货试验装置，在马达驱动装置1的出货试验时使出货试验装置与马达驱动放大器部13的直流输入部41内的一个端子以及交流输出部42内的一个端子连接。另外，也可以构成为，例如，事先在马达驱动放大器部13主体内或与马达驱动放大器部13相邻的模块内安装直流电源200，能够通过对切换开关的操作来切换是否将马达驱动放大器部13的直流输入部41内的一个端子和交流输出部42内的一个端子与直流电源200电连接。
图3是说明在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中检测第二电压测定部的测定误差时构成的第二闭合电路的图。在图3中，省略了控制部30、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及擦除部19的图示。
在检测第二电压测定部33的测定误差时，在直流输入部41内的负侧直流端子41N与交流输出部42内的U相交流端子42U之间连接直流电源200。另外，将第一开关11和第二开关31设为断开状态且将马达驱动放大器部13的上桥臂或下桥臂的所有开关元件设为断开状态。由此，构成图中粗线的箭头所示的测定误差检测用的第二闭合电路102。
在构成了第二闭合电路102的状态下，通过使用直流电源200的直流电压的值，能够估计测定用电阻32的端子间电压。在将测定用电阻32的电阻值设为Rb[Ω]、将分压电阻37的电阻值设为Ra[Ω]、将直流电源200的直流电压的值设为Ve[V]时，构成了第二闭合电路102的状态下的测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]能够基于式1来求出。
[数1]
电压估计部16基于式1，使用直流电源200的直流电压的值Ve[V]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]以及分压电阻37的电阻值Ra[Ω]，来计算构成了第二闭合电路102时的测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]。测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]和分压电阻37的电阻值Ra[Ω]是已知的，例如使用这些部件的制造商的标称值即可。事先向构成电压估计部16的运算处理装置内输入测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]和分压电阻37的电阻值Ra[Ω]，并将其使用于由电压估计部16进行的测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]的计算即可。
另一方面，同样地，在构成了第二闭合电路102时，还能够由第二电压测定部33获取测定用电阻32的端子间电压的测定值(实测值)Vin2[V]。
在构成了第二闭合电路102时，测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]与测定用电阻32的端子间电压的测定值(实测值)Vin2[V]在理想情况下是相等的。但是，在实际中，两者之间存在因构成绝缘放大器的第二电压测定部33、测定用电阻32以及分压电阻37的部件误差、经年劣化等产生的测定误差。测定误差有偏移误差和增益误差。这里，列举若干个测定误差检测处理的方式。
首先，对基于第一方式的测定误差检测处理进行说明。
基于第一方式的测定误差检测处理是仅检测偏移误差的处理。在对直流输入部41内的负侧直流端子41N与交流输出部42内的U相交流端子42U之间施加直流电源200的直流电压的值Ve[V]的状态下构成了第二闭合电路102的情况下，测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]与测定用电阻32的端子间电压的测定值(实测值)Vin2[V]之间的偏移误差ΔV[V]被如式2那样表示。
[数2]
ΔV＝Vin1-Vin2 …(2)
在基于第一方式的测定误差检测处理中，误差检测部17基于式2，使用在构成了第二闭合电路102时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin2[V]和由电压估计部16计算出的测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]，来检测作为测定误差的偏移误差ΔV[V]。由误差检测部17检测出的作为第二电压测定部33的测定误差的偏移误差ΔV[V]被存储于存储部18。
图4是示出在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中基于第一方式的测定误差检测处理的动作流程的流程图。
在基于第一方式的测定误差检测处理中，首先，在步骤S101中，控制部30将第一开关11控制为断开状态且将第二开关31控制为断开状态。另外，控制部30将马达驱动放大器部13内的开关元件全部控制为断开状态。
在步骤S102中，在直流输入部41内的负侧直流端子41N与交流输出部42内的U相交流端子42U之间连接直流电源200来施加直流电压Ve[V]。由此，构成包括直流电源200和测定用电阻32的误差检测用的第二闭合电路102。
在步骤S103中，在构成了第二闭合电路102时，电压估计部16基于式1，使用直流电源200的直流电压的值Ve[V]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]以及分压电阻37的电阻值Ra[Ω]，来计算测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]。
在步骤S104中，在构成了第二闭合电路102时，第二电压测定部33获取测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin2[V]。此外，步骤S103和S104也可以调换顺序来执行。
在步骤S105中，误差检测部17基于式2，使用在构成了第二闭合电路102时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin2[V]和由电压估计部16计算出的测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]，来检测偏移误差ΔV[V]。
在步骤S106中，存储部18存储由误差检测部17检测出的偏移误差ΔV[V]。之后，开始进行后述的绝缘电阻检测处理S300。
接下来，对基于第二方式的测定误差检测处理进行说明。
基于第二方式的测定误差检测处理是检测偏移误差和增益误差这双方的处理。在将第二电压测定部33的增益误差设为a且将偏移误差设为b[V]时，构成了第二闭合电路102时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin2[V]与由电压估计部16计算出的测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]之间成立式3的关系。
[数3]
Vin2＝a×Vin1+b …(3)
在构成了第二闭合电路102的情况下，当直流电源200的直流电压的值Ve[V]不同时，由电压估计部16估计的测定用电阻32的估计值的值Vin1[V]也变得不同，由第二电压测定部33获取的测定用电阻32的测定值Vin2[V]也变得不同。因此，只要将两种电压作为直流电源200的直流电压的值Ve施加于直流输入部41内的负侧直流端子41N与交流输出部42内的U相交流端子42U之间，就能够获得基于式3的2种关系式。
将使直流电源200的第一直流电压的值为Ve1[V]时的构成了第二闭合电路102的状态下估计的测定用电阻32的端子间电压的第一估计值设为Vin11[V]、将构成了第二闭合电路102的状态下的测定用电阻32的端子间电压的第一测定值设为Vin21[V]。此时，式4和式5成立。
[数4]
[数5]
Vin21＝a×Vin11+b …(5)
将使直流电源200的第二直流电压的值为Ve2[V]时的构成了第二闭合电路102的状态下估计的测定用电阻32的端子间电压的第二估计值设为Vin12[V]、将构成了第二闭合电路102的状态下的测定用电阻32的端子间电压的第二测定值设为Vin22[V]。但是，直流电源200的第二直流电压的值Ve2[V]是与第一直流电压的值Ve1[V]不同的值。此时，式6和式7成立。
[数6]
[数7]
Vin22＝a×Vin12+b …(7)
在基于第二方式的测定误差检测处理中，在构成了第二闭合电路102时，电压估计部16基于式4，使用来自直流电源200的第一直流电压的值Ve1[V]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]以及分压电阻37的电阻值Ra[Ω]，来计算测定用电阻的端子间电压的第一估计值Vin11[V]。在构成了第二闭合电路102时，电压估计部16基于式6，使用来自直流电源200的第二直流电压的值Ve2[V]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]以及分压电阻37的电阻值Ra[Ω]，来计算测定用电阻的端子间电压的第二估计值Vin12[V]。
另外，在基于第二方式的测定误差检测处理中，在构成了第二闭合电路102时，第二电压测定部33获取施加了来自直流电源200的第一直流电压Ve1[V]时的测定用电阻32的端子间电压的第一测定值Vin21[V]，并获取施加了来自直流电源200的第二直流电压Ve2[V]时的测定用电阻32的端子间电压的第二测定值Vin22[V]。
如果解出式5和式7的二元一次方程式，则能够获得式8所示的增益误差a和式9所示的偏移误差b[V]。
[数8]
[数9]
在基于第二方式的测定误差检测处理中，误差检测部17使用由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的第一测定值Vin21[V]和测定用电阻32的端子间电压的第二测定值Vin22[V]、以及由电压估计部16计算出的测定用电阻32的端子间电压的第一估计值Vin11[V]和测定用电阻32的端子间电压的第二估计值Vin12[V]，基于式8来检测作为测定误差的增益误差a，并基于式9来检测作为测定误差的偏移误差b[V]。由误差检测部17检测出的作为第二电压测定部33的测定误差的增益误差a和偏移误差b[V]被存储于存储部18。
图5是示出在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中基于第二方式的测定误差检测处理的动作流程的流程图。
在基于第二方式的测定误差检测处理中，首先，在步骤S201中，控制部30将第一开关11控制为断开状态，且将第二开关31控制为断开状态。另外，控制部30将马达驱动放大器部13内的开关元件全部控制为断开状态。
在步骤S202中，在直流输入部41内的负侧直流端子41N与交流输出部42内的U相交流端子42U之间连接直流电源200来施加第一直流电压Ve1[V]。由此，构成包括输出第一直流电压Ve1[V]的直流电源200和测定用电阻32的误差检测用的第二闭合电路102。
在步骤S203中，在构成了第二闭合电路102时，电压估计部16基于式4，使用直流电源200的第一直流电压的值Ve1[V]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]以及分压电阻37的电阻值Ra[Ω]，来计算测定用电阻32的端子间电压的第一估计值Vin11[V]。
在步骤S204中，在构成了直流电源200输出第一直流电压的值Ve1[V]的第二闭合电路102时，第二电压测定部33获取测定用电阻32的端子间电压的第一测定值Vin21[V]。此外，步骤S203和S204也可以调换顺序来执行。
在步骤S205中，在直流输入部41内的负侧直流端子41N与交流输出部42内的U相交流端子42U之间连接直流电源200来施加第二直流电压Ve2[V]。由此，构成包括输出第二直流电压Ve2[V]的直流电源200和测定用电阻32的误差检测用的第二闭合电路102。
在步骤S206中，在构成了第二闭合电路102时，电压估计部16基于式6，使用直流电源200的第二直流电压的值Ve2[V]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]以及分压电阻37的电阻值Ra[Ω]，来计算测定用电阻32的端子间电压的第二估计值Vin12[V]。
在步骤S207中，在构成了直流电源200输出第二直流电压的值Ve2[V]的第二闭合电路102时，第二电压测定部33获取测定用电阻32的端子间电压的第二测定值Vin22[V]。此外，步骤S206和S207也可以调换顺序来执行。
在步骤S208中，误差检测部17使用由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的第一测定值Vin21[V]和测定用电阻32的端子间电压的第二测定值Vin22[V]、以及由电压估计部16计算出的测定用电阻32的端子间电压的第一估计值Vin11[V]和测定用电阻32的端子间电压的第二估计值Vin12[V]，基于式8来检测作为测定误差的增益误差a，并基于式9来检测作为测定误差的偏移误差b[V]。
在步骤S209中，存储部18存储由误差检测部17检测出的作为第二电压测定部33的测定误差的增益误差a和偏移误差b[V]。之后，开始进行后述的绝缘电阻检测处理S300。
接下来，更详细地说明由绝缘电阻值检测部15进行的马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]的检测。
图6是说明在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中执行由绝缘电阻值检测部进行的绝缘电阻值检测处理时构成的第一闭合电路的图。在图6中，省略了控制部30、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及擦除部19的图示。
在执行由绝缘电阻值检测部15进行的绝缘电阻值检测处理时，首先，将第一开关11设为闭合状态，且将第二开关31设为断开状态，并且将马达驱动放大器部13内的开关元件全部设为断开状态，通过从交流电源2经由整流电路21流入的电力来对电容器22进行充电。当电容器22的充电完成时，将第一开关11设为断开状态，且将第二开关31设为闭合状态，并且将马达驱动放大器部13的上桥臂和下桥臂的开关元件全部设为断开状态，由此构成图中粗线的箭头所示的绝缘电阻值检测用的第一闭合电路101。此外，在已经通过马达驱动装置1驱动了马达3并且之后使马达3的驱动停止了的状态下，电容器22已经被充分充电，因此，在该情况下，也可以在省略了“通过从交流电源2经由整流电路21流入的电力来对电容器22进行充电的处理”的基础上，通过将第一开关11设为断开状态且将第二开关31设为闭合状态，并且将马达驱动放大器部13的上桥臂和下桥臂的开关元件全部设为断开状态，来构成第一闭合电路101。图8是示出与第一闭合电路关联的部分的电路图。在图8中，省略了处于闭合状态的第二开关31的图示。如图6和图8所示，第一闭合电路101包括电容器22、分压电阻38、闭合状态的第二开关31、分压电阻39、马达3的马达线圈的绝缘电阻4、分压电阻37以及测定用电阻32。
在构成了第一闭合电路101的状态下，能够根据由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值(实测值)Vin3[V]和测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]，按照式10来计算流过第一闭合电路101的泄漏电流I1[A]。
[数10]
在构成了第一闭合电路101的状态下，根据由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值Vdc[V]、流过第一闭合电路101的泄漏电流I1[A]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]、分压电阻37的电阻值Ra[Ω]、分压电阻38的电阻值Rc[Ω]、分压电阻39的电阻值Rd[Ω]、以及马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]，如用式11表示的那样的电路方程式成立。
[数11]
Vdc＝(Rc+Rd+Rm+Ra+Rb)×I1 …(11)
如果将式11代入式10来进行变形，则能够获得式12。
[数12]
按照式12，能够计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。但是，在第二电压测定部33的输出中包含因构成绝缘放大器的第二电压测定部33、测定用电阻32以及分压电阻37的部件误差、经年劣化等产生的测定误差。因此，计算部34基于在构成了第一闭合电路101时由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值Vdc[V]和由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]、第二电压测定部33的测定误差、以及测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]，来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。在进行该计算时，使用第二电压测定部33的测定误差来对由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正。下面，列举与仅检测偏移误差ΔV[V]的第一测定误差检测处理对应的基于第一方式的绝缘电阻值检测处理、以及与检测增益误差a和偏移误差b[V]的第二测定误差检测处理对应的基于第二方式的绝缘电阻值检测处理。
首先，对基于第一方式的绝缘电阻值检测处理进行说明。
如参照图3和图4所说明的那样，在基于第一方式的测定误差检测处理中，误差检测部17基于式2，使用在构成了第二闭合电路102时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin2[V]和由电压估计部16计算出的测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]，来检测作为测定误差的偏移误差ΔV[V]。在仅考虑偏移误差ΔV[V]来作为通过基于第一方式的测定误差检测处理检测出的测定误差的情况下，将使误差ΔV[V]的极性反转所得到的值“-ΔV[V]”用作用于对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正的校正值Vamend1[V]。关于校正值Vamend1[V]，使用偏移误差ΔV[V]来如式13那样表示。
[数13]
Vamend1＝-ΔV …(13)
校正值生成部35基于式13，使用通过基于第一方式的测定误差检测处理检测出的偏移误差ΔV[V]，来生成校正值Vamend[V]。
通过对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]加上(plus)用于抵消偏移误差ΔV[V]的校正值Vamend1[V]，如式14所示那样获得测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin41[V]。
[数14]
Vin41＝Vin3+Vamend …(14)
校正部36基于式14，使用由校正值生成部35生成的校正值Vamend1[V]来对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正，由此生成测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin41[V]。
在基于第一方式的绝缘电阻值检测处理中，计算部34基于通过将式12的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]置换为测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin41[V]而获得的式15，来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。
[数15]
这里，关于因构成绝缘放大器的第二电压测定部33、测定用电阻32以及分压电阻37的部件误差、经年劣化等产生的偏移误差ΔV[V]对马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]的检测精度造成的影响，例举数值例来进行说明。
例如，考虑将分压电阻38的电阻值Rc设为1000kΩ、将分压电阻39的电阻值Rd设为5kΩ、将测定用电阻32的电阻值Rb设为5kΩ、将分压电阻37的电阻值Ra设为1000kΩ、将电源部12的电压(电容器22的电压)Vdc设为300V的数值例。
在马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm为1MΩ的情况下，如果基于第一闭合电路101使用式12来计算测定用电阻32的端子间电压，则该端子间电压为498mV。如果设为在第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3的498mV中包含了作为偏移误差ΔV的10mV，则正确的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3应为488mV，因此，如果将Vin3＝488mV代入式12来重新计算马达3的绝缘电阻值Rm，则该绝缘电阻值Rm为1.06MΩ，相对于马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm＝1MΩ发生了偏差。
在马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm为10MΩ的情况下，如果基于第一闭合电路101使用式12来计算测定用电阻32的端子间电压，则该端子间电压为125mV。如果设为在第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3的125mV中包含了作为偏移误差ΔV的10mV，则正确的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3应为115mV，因此，如果将Vin12＝115mV代入式12来重新计算马达3的绝缘电阻值Rm，则该绝缘电阻值Rm为11.03MΩ，相对于马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm＝10MΩ发生了偏差。
在马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm为50MΩ的情况下，如果基于第一闭合电路101使用式12来计算测定用电阻32的端子间电压，则该端子间电压为29mV。如果设为在第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3的29mV中包含了作为偏移误差ΔV的10mV，则正确的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3应为19mV，因此，如果将Vin3＝19mV代入式12来重新计算马达3的绝缘电阻值Rm，则该绝缘电阻值Rm为76.94MΩ，相对于马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm＝50MΩ发生了偏差。
如上述的数值例所示，马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm[Ω]越大，则在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3中包含了偏移误差ΔV的状态下计算出的马达3的绝缘电阻值包含越大的误差。根据基于第一方式的绝缘电阻值检测处理，将使偏移误差ΔV[V]的极性反转所得到的值“-ΔV[V]”作为校正值Vamend1[V]来对由第二电压测定部33获取的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正，使用测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin41[V]来计算绝缘电阻值Rm[Ω]，因此，能够准确地检测马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]。
接下来，对基于第二方式的绝缘电阻值检测处理进行说明。
如参照图3和图5所说明的那样，在基于第二方式的测定误差检测处理中，误差检测部17使用由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的第一测定值Vin21[V]和测定用电阻32的端子间电压的第二测定值Vin22[V]、以及由电压估计部16计算出的测定用电阻32的端子间电压的第一估计值Vin11[V]和测定用电阻32的端子间电压的第二估计值Vin12[V]，基于式8来检测作为测定误差的增益误差a，并基于式9来检测作为测定误差的偏移误差b[V]。在考虑增益误差a和偏移误差b[V]作为通过基于第二方式的测定误差检测处理检测出的测定误差的情况下，使用如式16所示那样的校正式来对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正，以生成测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin42[V]。
[数16]
校正值生成部35基于式16，使用通过基于第二方式的测定误差检测处理检测出的增益误差a和偏移误差b[V]，来生成校正值(即，式16所示的校正式)。
校正部36使用由校正值生成部35生成的式16所示的校正式来对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正，由此生成测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin42[V]。
在基于第二方式的绝缘电阻值检测处理中，计算部34基于通过将式12的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]置换为测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin42[V]而获得的式17，来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。
[数17]
/>
这里，例示由校正值生成部35基于式16计算的增益误差a和偏移误差b[V]的数值例。
例如，考虑将分压电阻38的电阻值Rc设为1000kΩ、将分压电阻39的电阻值Rd设为5kΩ、将测定用电阻32的电阻值Rb设为5kΩ、将分压电阻37的电阻值Ra设为1000kΩ、将直流电源200输出第一直流电压100V时的测定用电阻32的第一测定值V22设为511mV、将直流电源200输出第二直流电压90V时的测定用电阻32的第二测定值V22设为460mV时的数值例。
在直流电源200输出第一直流电压的值100V时，根据式6，测定用电阻32的第一估计值V12为498mV。在直流电源200输出第二直流电压的值90V时，根据式6，测定用电阻32的第二估计值V12为448mV。如果将这些数值代入式8和式9，则增益误差a为1.02，偏移误差b为3mV。
此外，关于第二电压测定部33的测定误差，相比于增益误差而言，偏移误差更具支配性，因此，通过仅考虑偏移误差的基于第一方式的绝缘电阻值检测处理也能够高精度地检测马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]，但是通过考虑增益误差和偏移误差这双方的基于第二方式的绝缘电阻值检测处理，能够更加高精度地检测马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]。
图7是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中的由绝缘电阻值检测部进行的绝缘电阻值检测处理的动作流程的流程图。图7所示的流程图能够应用于第一绝缘电阻值检测处理和第二绝缘电阻值检测处理这双方。在步骤S300中，在开始进行绝缘电阻值检测处理之前，通过完成图4所示的基于第一方式的测定误差检测处理或图5所示的基于第二方式的测定误差检测处理来使测定误差存储于存储部18。
在步骤S301中，校正值生成部35从存储部18读出所存储的测定误差。
在步骤S302中，校正值生成部35基于测定误差来生成校正值。
在步骤S303中，控制部30将第一开关11控制为闭合状态且将第二开关31控制为断开状态。另外，控制部30将马达驱动放大器部13内的开关元件全部控制为断开状态。由此，在步骤S304中，电容器22通过从交流电源2经由整流电路21流入的电力而被进行充电。由控制部30经由第一电压测定部14来监视电容器22的充电状态。此外，在已经通过马达驱动装置1驱动了马达3并且之后使马达3的驱动停止了的状态下，电容器22已被充分充电，因此在该情况下也可以省略步骤S304。
当电容器22的充电完成时，在步骤S305中，控制部30将第一开关11控制为断开状态且将第二开关31控制为闭合状态。另外，将马达驱动放大器部13的上桥臂和下桥臂的开关元件全部设为断开状态。其结果，构成绝缘电阻值检测用的第一闭合电路101。
在步骤S306中，第一电压测定部14获取电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值。
在步骤S307中，第二电压测定部33获取构成了第一闭合电路101时的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]。
在步骤S308中，校正部36使用由校正值生成部35生成的校正值来对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正，由此生成测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值。在通过图4所示的基于第一方式的测定误差检测处理仅检测了偏移误差ΔV[V]的情况下，校正部36基于式14，使用由校正值生成部35生成的校正值Vamend1[V]来对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正，由此生成测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin41[V]。在通过图5所示的基于第二方式的测定误差检测处理检测了增益误差a和偏移误差b[V]这双方的情况下，校正部36使用由校正值生成部35生成的式16所示的校正式来对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正，由此生成测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin42[V]。
在步骤S309中，计算部34基于在构成了第一闭合电路101时由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值、由校正部36生成的测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值、以及测定用电阻32的电阻值，来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。更详细地说，在基于第一方式的绝缘电阻值检测处理中，计算部34基于式15来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。计算部34基于式17来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。
接下来，对马达驱动放大器部13的一个具体例进行说明。作为马达驱动放大器部13的例子，例如有伺服放大器。
图9是例示基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置内的作为马达驱动放大器部的伺服放大器的立体图。图10是例示基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置内的作为马达驱动放大器部的伺服放大器的主视图。图11是例示基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置内的作为马达驱动放大器部的伺服放大器的分解立体图。图12是例示基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置内的作为马达驱动放大器部的伺服放大器内的第一基板和第二基板的示意图。
在作为马达驱动放大器部13的伺服放大器的壳体设置有直流输入部41和交流输出部42。直流输入部41具有正侧直流端子41P和负侧直流端子41N。交流输出部42具有U相交流端子42U、V相交流端子42V以及W相交流端子42W。像这样，在伺服放大器的壳体设置有直流输入部41和交流输出部42，因此易于从外部连接直流电源200。例如，能够在马达驱动装置1的出货试验时、维护时等连接直流电源200来执行测定误差检测处理。另外，在作为马达驱动放大器部13的伺服放大器内设置有EEPROM(注册商标)，因此将其作为存储部18来利用即可。
另外，在作为马达驱动放大器部13的伺服放大器内设置有安装各种部件、运算处理装置以及布线的多个基板。以往，在马达驱动放大器部13内发生了任何故障的情况下，仅更换发生了故障的基板，并继续使用除此以外的基板。在本公开的一个实施方式中，设置于作为马达驱动放大器部13的伺服放大器内的多个基板中的、作为功率PCB的第一基板51上设置有逆变器的主电路、构建绝缘电阻值检测部15和擦除部19的运算处理装置、以及存储部18。另外，在作为控制用PCB的第二基板52上设置有构建误差检测部17和电压估计部16的运算处理装置。第一基板与第二基板经由设置于第一基板51上的连接器53A和设置于第二基板52上的连接器53B而以能够装卸的方式电连接且机械连接。
例如在故障应对等中更换除第一基板51以外的部件的情况下，安装于第一基板的绝缘电阻值检测部15内的第二电压测定部33的误差要因不发生变化，但是存储测定误差的存储部18被安装在第一基板51上，因此在绝缘电阻值检测处理中能够直接继续使用存储于存储部18的测定误差。因此，不需要重新测定第二电压测定部33的测定误差，因此能够减轻作业员的负担，能够短时间且容易地实现高精度的绝缘电阻值检测处理。
另一方面，例如在故障应对等中更换第一基板51的尤其是与绝缘电阻值检测部15有关的部件的情况下，存储于存储部18的测定误差无法在使用了更换后的绝缘电阻值检测部15的绝缘电阻值检测处理中使用。在该情况下，例如作业员经由输入装置等使擦除部19进行动作，来擦除存储于存储部18的测定误差。然后，针对更换后的绝缘电阻值检测部15重新执行测定误差检测处理，检测该更换后的绝缘电阻值检测部15内的第二电压测定部33的测定误差，并使该测定误差存储于存储部18。由此，能够重新实现之后的高精度的绝缘电阻值检测处理。
如以上所说明的那样，根据基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置1，基于因第二电压测定部33、测定用电阻32以及分压电阻37的部件误差、经年劣化等产生的测定误差来计算马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]，因此能够准确地检测马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]。另外，直流电源200输出的直流电压的大小只要是能够测定第二电压测定部33的测定误差的程度的大小即可，不会对马达动力线施加大电压，因此是安全的。
附图标记说明
1：马达驱动装置；2：交流电源；3：马达；4：绝缘电阻；11：第一开关；12：电源部；13：马达驱动放大器部；14：第一电压测定部；15：绝缘电阻值检测部；16：电压估计部；17：误差检测部；18：存储部；19：擦除部；21：整流电路；22：电容器；30：控制部；31：第二开关；32：测定用电阻；33：第二电压测定部；34：计算部；35：校正值生成部；36：校正部；37、38、39：分压电阻；41：直流输入部；41P：正侧直流端子；41N：负侧直流端子；42：交流输出部；42U：U相交流端子；42V：V相交流端子；42W：W相交流端子；51：第一基板；52：第二基板；53A、53B：连接器；101：第一闭合电路；102：第二闭合电路；200：直流电源。

Claims (8)

1.一种马达驱动装置，具备：
第一开关，其用于将从交流电源起的电路断开和闭合；
电源部，其通过整流电路将从所述交流电源经由处于闭合状态的所述第一开关供给的交流电压整流为直流电压，通过电容器将进行整流得到的直流电压平滑化后进行输出；
马达驱动放大器部，其使用上桥臂的开关元件和下桥臂的开关元件将经由直流输入部输入的来自所述电源部的直流电压转换为马达驱动用的交流电压，并将该交流电压经由交流输出部供给到马达；
第一电压测定部，其获取所述电源部的电压的测定值；
绝缘电阻值检测部，其具有第二开关、测定用电阻、第二电压测定部以及计算部，所述第二开关在闭合状态时将所述电容器的一端与大地连接，在断开状态时不将所述电容器的一端与大地连接，所述测定用电阻设置于所述直流输入部内的连接所述电容器的另一端的一个端子与所述交流输出部内的连接所述马达的马达线圈的一个端子之间，所述第二电压测定部获取所述测定用电阻的端子间电压的测定值，所述计算部至少使用由所述第二电压测定部获取到的所述测定用电阻的端子间电压的测定值来计算所述马达的绝缘电阻值；
电压估计部，在通过在对所述直流输入部内的所述一个端子与所述交流输出部内的所述一个端子之间施加来自与所述电源部不同的直流电源的直流电压的状态下将所述第一开关和所述第二开关设为断开状态且将所述马达驱动放大器部的所述开关元件设为断开状态而构成了包括所述直流电源和所述测定用电阻的第二闭合电路时，所述电压估计部基于来自所述直流电源的直流电压的值和所述测定用电阻的电阻值，来计算所述测定用电阻的端子间电压的估计值；以及
误差检测部，其使用在构成了所述第二闭合电路时由所述第二电压测定部获取到的所述测定用电阻的端子间电压的测定值和由所述电压估计部计算出的所述测定用电阻的端子间电压的估计值，来检测所述第二电压测定部的测定误差，
其中，所述计算部基于在通过将所述第一开关设为断开状态且将所述第二开关设为闭合状态而构成了包括所述第二开关、所述电容器、所述测定用电阻、所述马达线圈以及大地的第一闭合电路时由所述第一电压测定部获取到的所述电源部的电压的测定值和由所述第二电压测定部获取到的所述测定用电阻的端子间电压的测定值、所述测定误差、以及所述测定用电阻的电阻值，来计算所述马达的所述绝缘电阻值。
2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，
所述绝缘电阻值检测部具有：
校正值生成部，其基于所述测定误差来生成校正值；以及
校正部，其基于所述校正值来对在构成了所述第一闭合电路时由所述第二电压测定部获取到的所述测定用电阻的端子间电压的测定值进行校正，由此输出所述测定用电阻的端子间电压的校正后的测定值，
所述计算部基于在构成了所述第一闭合电路时由所述第一电压测定部获取到的所述电源部的电压的测定值、从所述校正部输出的所述测定用电阻的端子间电压的校正后的测定值、以及所述测定用电阻的电阻值，来计算所述马达的所述绝缘电阻值。
3.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其中，
所述误差检测部使用在构成了所述第二闭合电路时由所述第二电压测定部获取到的所述测定用电阻的端子间电压的测定值和由所述电压估计部计算出的所述测定用电阻的端子间电压的估计值，来检测作为所述测定误差的偏移误差，
所述校正值生成部基于所述偏移误差来生成所述校正值。
4.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其中，
在构成了所述第二闭合电路时，所述电压估计部基于来自所述直流电源的第一直流电压的值和所述测定用电阻的电阻值，来计算所述测定用电阻的端子间电压的第一估计值，并基于与所述第一直流电压的值不同的来自所述直流电源的第二直流电压的值和所述测定用电阻的电阻值，来计算所述测定用电阻的端子间电压的第二估计值，
在构成了所述第二闭合电路时，所述第二电压测定部获取施加了来自所述直流电源的所述第一直流电压时的所述测定用电阻的端子间电压的第一测定值，并获取施加了来自所述直流电源的所述第二直流电压时的所述测定用电阻的端子间电压的第二测定值，
所述误差检测部使用由所述第二电压测定部获取到的所述测定用电阻的端子间电压的第一测定值和所述测定用电阻的端子间电压的第二测定值、以及由所述电压估计部计算出的所述测定用电阻的端子间电压的第一估计值和所述测定用电阻的端子间电压的第二估计值，来检测作为所述测定误差的偏移误差和增益误差，
所述校正值生成部基于所述偏移误差和所述增益误差来生成所述校正值。
5.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其中，
还具备存储部，所述存储部存储由所述误差检测部检测出的所述测定误差，
所述校正值生成部基于所述存储部中存储的所述测定误差来生成所述校正值。
6.根据权利要求5所述的马达驱动装置，还具备：
第一基板，至少所述绝缘电阻值检测部和所述存储部设置于所述第一基板；以及
第二基板，其与所述第一基板以能够装卸的方式电连接且机械连接，至少所述误差检测部设置于所述第二基板。
7.根据权利要求6所述的马达驱动装置，其中，
还具备擦除部，所述擦除部用于擦除所述存储部中存储的所述测定误差。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的马达驱动装置，其中，
所述直流电源与所述直流输入部内的所述一个端子及所述交流输出部内的所述一个端子以能够装卸的方式电连接。
CN202180099177.XA 2021-06-16 2021-06-16 计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置 Pending CN117501611A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/022880 WO2022264315A1 (ja) 2021-06-16 2021-06-16 モータの絶縁抵抗値を計算するモータ駆動装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117501611A true CN117501611A (zh) 2024-02-02

Family

ID=84526453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180099177.XA Pending CN117501611A (zh) 2021-06-16 2021-06-16 计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPWO2022264315A1 (zh)
CN (1) CN117501611A (zh)
DE (1) DE112021007499T5 (zh)
WO (1) WO2022264315A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP4565036B2 (ja) 2009-01-05 2010-10-20 ファナック株式会社 モータの絶縁劣化検出装置
JP5788538B2 (ja) * 2014-01-08 2015-09-30 ファナック株式会社 絶縁劣化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
JP5832578B2 (ja) * 2014-04-15 2015-12-16 ファナック株式会社 モータの絶縁抵抗劣化検出部の故障検出機能を備えたモータ駆動装置及び故障検出方法
JP2017009423A (ja) * 2015-06-22 2017-01-12 株式会社デンソー 電流検出システム及び電流検出ｉｃの出力信号調整方法
JP2018048624A (ja) * 2016-09-14 2018-03-29 株式会社デンソー 空燃比検出装置
JP6643519B1 (ja) 2019-07-22 2020-02-12 山洋電気株式会社 モータ制御装置及びその絶縁抵抗検出方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022264315A1 (ja) 2022-12-22
JPWO2022264315A1 (zh) 2022-12-22
DE112021007499T5 (de) 2024-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5606387B2 (ja) モータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法
EP2682769B1 (en) Apparatus for diagnosing DC link capacitor of inverter
JP6247034B2 (ja) コンバータ装置およびそれを備えた燃料電池システム、コンバータ装置の制御方法および制御装置
JP5441481B2 (ja) インバータ装置の故障診断方法
JP2012173279A (ja) モータ駆動装置
US20100103711A1 (en) Uninterruptible power supply and method for tripping thereof
WO2014068752A1 (ja) 電力変換装置およびその故障診断方法
US8330295B2 (en) Uninterruptible power supply and method for selective tripping thereof
US20140167779A1 (en) Ground Fault Detection System for a Power Supply System
US10605843B2 (en) Inverter open/short failure detection
JP2016201922A (ja) 交流電動機駆動システム及び交流電動機配線異常検出装置
US8803497B2 (en) Current detector of inductive load
CN104167945A (zh) 机动车辆车载电源和相关运行方法及实现该方法的装置
JP2017527029A (ja) 制御装置に接続可能な周辺回路をシミュレーションするためのシミュレーション装置および方法
JP2018038114A (ja) モータ制御装置
JP2018061328A (ja) インバータ基板及びその故障検出方法
JP2014165956A (ja) 回転電機駆動装置
CN117501611A (zh) 计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置
JP2013252019A (ja) 車載装置
CN117501615A (zh) 计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置
KR101791225B1 (ko) 정류기 고장 진단 장치 및 방법
JP5885601B2 (ja) 検査装置
CN105940588B (zh) 用于电池推进型电梯的充电算法
CN117121367A (zh) 具有充电控制部的马达驱动装置
JP2011217473A (ja) 突入電流抑制回路の故障検出機能を持つモータ駆動回路、モータ制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination