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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Erfassen eines Verdrahtungsfehlers in einem Parallelinvertersystem, das eine Last, wie etwa einen Motor, mit einer Vielzahl von parallelgeschalteten Invertern ansteuert.
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Kabel zur Zuleitung von elektrischer Leistung von einem Inverter zu einem Motor werden an den Inverter und den Motor durch eine Anschlusseinheit, wie etwa eine Anschlussleiste angeschlossen. Dies verursacht bei den Kabelverlegearbeiten gelegentlich eine nicht ordnungsgemäße Kabelverbindung mit der Anschlussleiste, eine nicht ordnungsgemäße Kabelverbindung mit dem Motor mit einer falschen Phasenfolge oder eine irrtümliche Auslassung der Kabelverbindung (nachfolgend allgemein als Verdrahtungsfehler bezeichnet). Die Ansteuerung eines Motors ohne eine Berichtigung eines derartigen Verdrahtungsfehlers für zu einem übermäßigen Stromfluss im Motor, der beispielsweise Durchbrüche von Einrichtungen oder ein Versagen des Systems verursacht. Somit muss die Bedienungsperson eine vorausgehende Überprüfung durchführen, so dass kein derartiger Verdrahtungsfehler vorliegt.
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Hier ist beispielsweise als ein System nach dem Stand der Technik zum Erfassen einer nicht fertig gestellten Verbindung zwischen einem Inverter und einem Motor als eine Art eines Verdrahtungsfehlers das in den 4 und 5 gezeigte System bekannt.
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Das System nach dem Stand der Technik ist das in der
JP-A-7-20190 (Absätze [0007] und [0008] und
2 etc.) beschriebene.
4 ist ein Schaltbild, das ein Motoransteuerungssystem durch einen Inverter nach dem Stand der Technik zeigt. Das in
4 gezeigte Motoransteuerungssystem enthält eine Gleichrichterschaltung
101, die eine Dreiphasen-Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt, einen Glättungskondensator
102, einen Inverterabschnitt
103 einschließlich Halbleiterschalteinrichtungen Q
1 bis Q
6, einen Wechselstrommotor M, an den von dem Inverterabschnitt
103 eine Dreiphasen-Wechselspannung angelegt wird, Stromsensoren
104, die ihre jeweiligen Ausgangsströme in mindestens zwei Phasen des Inverterabschnitts
103 erfassen, eine Stromerfassungseinrichtung
105, eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit)
106, die eine Operation einer Ausgangsspannungsanweisung auf der Basis der Werte der erfassten Ströme durchführt, um die Ausgangsspannungsanweisung auszugeben, und eine Basisansteuerungsschaltung
107, die Ansteuerungssignale für die Schalteinrichtungen Q
1 bis Q
6 gemäß den Ausgangsspannungsanweisungen erzeugt, um die Ansteuerungssignale auszugeben.
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5 ist ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf der Erfassung in einem Zustand einer nicht fertig gestellten Verbindung zwischen dem Inverter und dem Motor M bei dem in 4 gezeigten Motoransteuerungssystem nach dem Stand der Technik zeigt.
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Zunächst wird durch Betätigung der Gleichrichterschaltung 101 der Glättungskondensator 102 geladen, um die Spannung über den Glättungskondensator 102 als die Hauptschaltungsspannung des Inverters auf die festgelegte Spannung zu bringen (S101). Nachfolgend wird durch Einschalten einer Schalteinrichtung in jeweils zwei Phasen der drei Phasen in dem Inverterabschnitt 103 ein von der Gleichstromschaltung des Inverters zu dem Motor M reichender geschlossener Schaltkreis gebildet. Beispielsweise wird durch Einschalten der Schalteinrichtungen Q1 und Q4 ein geschlossener Schaltkreis gebildet, um sicherzustellen, ob in dem Inverterabschnitt 103 ein Strom von der U-Phase zu der V-Phase fließt oder nicht, oder durch Einschalten der Schalteinrichtungen Q3 und Q2 wird ein geschlossener Schaltkreis gebildet, um sicherzustellen, ob in dem Inverterabschnitt 103 ein Strom von der V-Phase zu der U-Phase fließt (S102).
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Ähnliche Betriebsabläufe werden im Hinblick auf alle Kombinationen der übrigen zwei Phasen (S103 und S104) durchgeführt. Wenn sichergestellt ist, dass in Bezug auf alle Kombinationen der beiden Phasen Strom fließt, wird eine Entscheidung getroffen, dass der Motor an die Ausgangsseite jeder der Phasen des Inverters normal angeschlossen ist und die Verarbeitung wird abgeschlossen („Ja“ in S105). Wenn darüber hinaus sichergestellt ist, dass in Bezug auf eine beliebige der Kombinationen der beiden Phasen kein Strom fließt, wird eine Entscheidung getroffen, dass die Verbindung am Verbindungspunkt in der entsprechenden Phase nicht fertig gestellt ist („Nein“ in S105 und S106).
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Ferner ist in dem japanischen Patent Nr.
2,797,882 (Absätze [0018] bis [0021] und
1 und
2 etc.) ein Steuersystem eines Servomotors beschrieben, welches System einen Strom beim Einschalten von Schalteinrichtungen in zwei Phasen eines Inverters erfasst, um eine Entscheidung zu treffen, ob der Servomotor mit dem Inverter verbunden ist oder nicht.
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Darüber hinaus ist in der
JP-A-2010-213557 (Absätze [0007] bis [0012] und
1 und
2 etc.) ein Steuersystem eines Dreiphasen-Synchronmotors beschrieben. In dem Steuersystem werden Ausgangsströme in mindestens zwei Phasen eines den Dreiphasen-Synchronmotor ansteuernden Inverters erfasst und einer orthogonalen biaxialen Transformation unterzogen, wodurch ein q-Achsen-Stromrückkopplungssignal, ein rückgekoppeltes Drehzahlsignal und eine q-Achsen-Stromanweisung erhalten werden, so dass der Verdrahtungsfehler in zwei Phasen oder in drei Phasen des Motors auf der Basis der dergestalt erhaltenen Signale und der Anweisung erfasst wird.
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Aus Patentdokument 4 ist eine Vorrichtung zur Überwachung des Anlaufs eines elektrischen Antriebs bekannt, welcher eine Drehfeldmaschine, einen Pulswechselrichter und eine Steuereinheit aufweist. Die Steuereinheit ist dazu vorgesehen, während des Anlaufs des Antriebs zeitlich aufeinanderfolgende Drehzahlwerte miteinander zu vergleichen und beim Erkennen eines Nichtansteigens der Drehzahl der Rotorwelle eine Vertauschung von Phasenleitungen oder Impulsgeberleitungen zu erkennen.
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Aus Patentdokument 5 ist eine Fahrzeugantriebsvorrichtung bekannt, welche eine Batterie umfasst, die eine Gleichstromquelle ist, einen Wandler, der die Spannung der Batterie erhöht, einen Wechselrichter, der mit einem Motor verbunden ist, der das Fahrzeug antreibt, einen Wechselrichter, der mit einem Motorgenerator verbunden ist, der als Motor oder Generator fungiert und eine Motorsteuervorrichtung, die den Motor steuert. Die Fahrzeugantriebsvorrichtung ist auch mit einem Voltmeter, nicht erregten Zustandsbestimmungsvorrichtungen, die einen nicht erregten Zustand der Wechselrichter bestimmen, und Amperemeter versehen, die Ströme erfassen, die von jedem Phasenarm der Umrichter an einen Motor angelegt werden. Signale dieser Geräte und ein Signal von dem nicht erregten Zustandsbestimmungsgerät werden an das Motorsteuergerät gesendet.
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Aus Patentdokument 6 ist eine Wechselrichteranordnung mit einem Gleichspannungsanschluss bekannt, an den eine Gleichspannung anlegbar ist, einem Lastanschluss zum Anschluss einer Last, mehreren parallel geschalteten Wechselrichtern, deren Eingänge gemeinsam mit dem Gleichspannungsanschluss und deren Ausgänge über eine oder mehrere Induktivitäten gemeinsam mit dem Lastanschluss gekoppelt sind, und einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Wechselrichter in Abhängigkeit eines Vorgabevektors einer übergeordneten Steuerungs- oder Regelungseinheit. Die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, die Wechselrichter derart anzusteuern, dass die Ausgangsspannung am Lastanschluss in Abhängigkeit vom Vorgabevektor einer übergeordneten Steuerungs- oder Regelungseinheit einen bestimmten Zustand aus einer Anzahl von unterschiedlichen Zuständen einnimmt, wobei wenigstens einige Zustände der Ausgangsspannung durch eine Anzahl verschiedener Kombinationen von Betriebszuständen der Wechselrichter erzielbar sind und die Steuerungseinrichtung für jeden Zustand der Ausgangsspannung diejenige Kombination von Betriebszuständen der Wechselrichter aus der Anzahl der verschiedenen Kombinationen auswählt, bei welcher ein gewünschtes Kriterium möglichst optimal erfüllt ist.
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Patentdokument 1:
JP-A-7-20190 (Absätze [0007] und [0008] und
1 und
2 etc.).
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Patentdokument 2: japanisches Patent Nr.
2,797,882 (Absätze [0018] bis [0021] und
1 und
2 etc.).
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Patentdokument 3:
JP-A-2010-213557 (Absätze [0007] bis [0012] und
1 und
2 etc.).
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Jedes der Systeme nach dem Stand der Technik, die in der
JP-A-7-20190 , dem
japanischen Patent Nr. 2,797,882 und der
JP-A-2010-213557 beschrieben sind, ist ein System für den Fall der Ansteuerung eines Motors mit einem einzelnen Inverter.
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Im Vergleich dazu sind in einem Parallelinvertersystems, das einen einzelnen Motor mit einer Vielzahl von parallelgeschalteten Invertern ansteuert, auch in derselben Phase Kabel entsprechend der Anzahl der parallelgeschalteten Inverter vorhanden. Somit besteht ein Problem darin, dass es unbekannt ist, welcher Inverter die nicht ordnungsgemäße Verdrahtung zum Motor aufweist. Insbesondere können bei einem Parallelinvertersystem, wenn Induktivitätskomponenten unter den Invertern klein sind, die mit nicht ordnungsgemäßer Verdrahtung in Betrieb gesetzten Inverter, die darin enthalten sind, einen Kurzschluss durch irgendeine Art der Energieversorgung verursachen, was dazu führt, dass ein übermäßiger Strom in den Schalteinrichtungen der Inverter fließt, was das System beschädigen kann.
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Zusätzlich besteht ferner ein Problem darin, dass, obgleich in dem in dem japanischen Patent Nr.
2,797,882 beschriebenen System die Erfassung einer fehlerhaften Phasenfolge in der an den Motor angeschlossenen Verdrahtung möglich ist (Absatz [0030] etc.), eine Erfassung einer fehlerhaften Phasenfolge in jedem der in der
JP-A-7-20190 und der
JP-A-2010-213557 beschriebenen Systeme unmöglich ist.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein System zum Erfassen eines Verdrahtungsfehlers bereitzustellen, welches in der Lage ist, eine nicht ordnungsgemäße Verdrahtung, wie etwa eine nicht fertig gestellte Verbindung mit einer Anschlussleiste und eine fehlerhafte Verbindung in einem Parallelinvertersystem, das eine Vielzahl von Invertern aufweist, sicher zu erfassen. Darüber hinaus ist es weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein System zum Erfassen eines Verdrahtungsfehlers bereitzustellen, welches die Erfassung von fehlerhaften Phasenfolgen nach Erfordernis möglich macht.
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Zur Lösung des Problems ist ein erster Aspekt der Erfindung ein System zum Erfassen eines Verdrahtungsfehlers eines Parallelinvertersystems, das aus einer Vielzahl von parallelgeschalteten Invertern gebildet ist, von welchen jeder elektrische Mehrphasen-Wechselstromleistung mit variabler Spannung abgibt, wobei die Ausgangszeiten der jeweiligen Invertern mit einer einzelnen Last verbunden sind, wobei das System zum Erfassen des Verdrahtungsfehlers enthält:
- eine Spannungserfassungseinrichtung, die eine Ausgangsspannung jeder Phase jedes Inverters erfasst;
- eine Steuerungseinrichtung, die das Einschalten und Ausschalten von Halbleitereinrichtungen steuert, die die jeweiligen Inverter bilden; und
- eine Verdrahtungszustand-Entscheidungseinrichtung, welche die Steuerungseinrichtung dergestalt betätigt, dass sie festgelegte Schalteinrichtungen in einem Inverter einschaltet, um
- einen geschlossenen Stromkreis zwischen zwei beliebigen Phasen des einen Inverters zu bilden, Vergleiche zwischen den Werten von Ausgangsspannungen einer Vielzahl der Inverter einschließlich des einen Inverters durchführt, wobei jede der Ausgangsspannungen eine Ausgangsspannung jeder der Phasen jedes Inverters ist und von der Spannungserfassungseinrichtung erfasst wird, und auf der Basis der Ergebnisse der Vergleiche eine Entscheidung trifft, ob die Verdrahtung korrekt ist.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist, dass in dem System zum Erfassen eines Verdrahtungsfehlers eines Parallelinvertersystems gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eine Einrichtung zur wechselseitigen Übertragung der von der Spannungserfassungseinrichtung erfassten Werte der Ausgangsspannungen zwischen einer Vielzahl der Inverter und zur gemeinsamen Nutzung der Werte in jedem der Vielzahl der Inverter vorgesehen ist.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung ist, dass in dem System zum Erfassen eines Verdrahtungsfehlers eines Parallelinvertersystems gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt der Erfindung ferner eine Phasenfolgen-Entscheidungseinrichtung enthalten ist, die einen Mehrphasen-Wechselstrommotor, der mit dem Inverter verbunden ist, dessen Verdrahtung von der Verdrahtungszustand-Entscheidungseinrichtung als normal befunden wurde, ohne die Nutzung einer Information einer Drehstellung als die Last startet, um einen Vergleich zwischen der auf einem Drehzahl-Anweisungswert des Motors basierenden Drehrichtung und der tatsächlichen Drehrichtung anzustellen, um eine Entscheidung zu treffen, ob die Phasenfolge des Motors korrekt ist oder nicht.
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Ein vierter Aspekt der Erfindung ist, dass in dem System zum Erfassen eines Verdrahtungsfehlers eines Parallelinvertersystems gemäß einem beliebigen des ersten bis dritten Aspekts der Erfindung einer Vielzahl der Inverter die Durchführung des Normalbetriebs nur bei Vollendung der Entscheidungsverarbeitung durch die Verdrahtungszustand-Entscheidungseinrichtung oder die Phasenfolgen-Entscheidungseinrichtung gestattet wird.
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Ein fünfter Aspekt der Erfindung ist, dass in dem System zum Erfassen eines Verdrahtungsfehlers eines Parallelinvertersystems gemäß einem beliebigen des ersten bis vierten Aspekts der Erfindung die Verdrahtungszustand-Entscheidungseinrichtung oder die Phasenfolgen-Entscheidungseinrichtung durch eine Verarbeitungseinheit in der Steuerungseinrichtung aktualisiert wird.
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Gemäß der Erfindung können in einem Parallelinvertersystem, in welchem eine Vielzahl von Invertern parallelgeschaltet ist, eine nicht ordnungsgemäße Verdrahtung einschließlich einer nicht fertig gestellten Verbindung, einer fehlerhaften Verbindung mit einer Anschlussleiste und ferner eine falsche Phasenfolge sicher und problemlos erfasst werden.
- 1 ist ein Schaltbild, das eine Schaltungskonfiguration eines Parallelinvertersystems als eine Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt;
- 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des gesamten Erfassungsvorgangs eines Verdrahtungsfehlers in der Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt;
- 3 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Beispiel des Erfassungsvorgangs des Verdrahtungsfehlers in der Ausführungsform gemäß vorliegender Erfindung zeigt;
- 4 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel eines Motoransteuerungssystems mit einem Inverter nach dem Stand der Technik zeigt; und
- 5 ist ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf der Erfassung eines Zustands einer nicht fertig gestellten Verbindung zwischen einem Inverter und dem Motor in dem in 4 gezeigten Motoransteuerungssystem nach dem Stand der Technik zeigt.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist ein Schaltbild, das eine Schaltungskonfiguration eines Parallelinvertersystems als Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt. Die Schaltung entspricht dem Fall, in dem zwei Inverter parallelgeschaltet sind, um ihren Ausgang zur Ansteuerung eines Motors als Last zu kombinieren.
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In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Dreiphasen-Wechselstrommotor und Bezugszeichen 2a und 2b bezeichnen Inverter. Hier bezeichnet Bezugszeichen 2a einen Master-Inverter und Bezugszeichen 2b bezeichnet einen Slave-Inverter. Mit dem Motor 1 ist eine Drehstellungserfassungseinrichtung 3, wie etwa ein Impulscodierer verbunden, so dass Informationen über die Drehstellung (Drehwinkel und Drehgeschwindigkeit) des Motors 1 erhalten werden können.
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Die Inverter 2a und 2b sind mit elektrischen Leistungswandlern 4a bzw. 4b verbunden, an die jeweils eine Gleichspannung angelegt wird. Der elektrische Leistungswandler 4a ist aus Kombinationen von Kondensatoren C1a und C2a und Halbleiter-Schalteinrichtungen, wie etwa IGBTs Q1a, und Q2a Q3a und Q4a, und Q5a und Q6a, wobei jede der Kombinationen zwischen Gleichstrom-Busleitungen in Reihe geschaltet ist, und einer nicht dargestellten Gate-Ansteuerschaltung gebildet. Der elektrische Leistungswandler 4b ist aus Kombinationen von Kondensatoren C1b und C2b und Halbleiter-Schalteinrichtungen, wie etwa IGBTs Q1b und Q2b, Q3b und Q4b und Q5b und Q6b, wobei jede der Kombinationen zwischen Gleichstrom-Busleitungen in Reihe geschaltet ist, und einer nicht dargestellten Gate-Ansteuerschaltung gebildet.
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Die Schalteinrichtungen Q1a bis Q6a und Q1b bis Q6b werden von den Steuereinheiten 5a bzw. 5b angesteuert, von welchen jede einen Prozessor enthält, wie etwa einen Mikrocomputer (CPU), sowie verschiedene Arten von elektronischen Schaltungen. Die vorstehend beschriebenen, nicht dargestellten Gate-Ansteuerschaltungen können in den Steuereinheiten 5a bzw. 5b enthalten sein.
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Die Ausgangsspannungen und die Ausgangsströme der Inverter 2a und 2b werden von Spannungserfassungseinrichtungen 6a und 6b und Stromerfassungseinrichtungen 7a und 7b erfasst und jeweils in die Steuereinheiten 5a bzw. 5b eingegeben. Damit einhergehend wird die Information der Drehstellung von der Drehstellungs-Erfassungseinrichtung 3 ebenfalls in die Steuereinheiten 5a und 5b eingegeben. In den Steuereinheiten 5a und 5b werden Gate-Signale für die Schalteinrichtungen Q1a bis Q6a bzw. Q1b bis Q6b auf der Basis der eingegebenen Informationen jeweils erzeugt. Die von den elektrischen Leistungswandlern 4a und 4b durch den Ein-/Ausschaltbetrieb der Schalteinrichtungen Q1a bis Q6a bzw. Q1b bis Q6b abgegebenen und über Kabel durch Anschlussleisten 8a bzw. 8b zu dem Anschlusspunkt am Motor 1 übertragenen Wechselströme werden an dem Verbindungspunkt kombiniert und anschließend dem Motor 1 zugeführt.
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Zusätzlich zu den Steuereinheiten 5a und 5b sind Betriebsanzeigen 10a bzw. 10b als Schnittstellen für eine Bedienungsperson angeschlossen. Die Steuereinheiten 5a und 5b übertragen gegenseitig Elemente von internen Informationen unter Verwendung von Übertragungseinrichtungen 9a bzw. 9b, um die Informationselemente durch Speicherung der Informationselemente in ihren jeweiligen Speichern gemeinsam zu nutzen.
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Nachfolgend wird der Betrieb des Parallelinvertersystems als Ausführungsform erläutert. Zuerst werden die Ausgangsströme der Inverter 2a und 2b, deren Anzahl in der parallelen Anordnung so festgelegt wird, dass sie mit dem Nennstrom und den Betriebsbedingungen des Motors 1 in Einklang steht, wie vorstehend erläutert kombiniert und dem Motor 1 zugeführt.
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Dann erzeugt bei Betrieb unter Normalbedingungen die Steuereinheit 5a des Master-Inverters 2a Drehzahlanweisungswerte, mit welchen der Motor 1 aus dem Stillstand in Bewegung gesetzt und anschließend auf die Solldrehzahl beschleunigt wird und betrieben wird, bis er in Abhängigkeit von den Bedingungen gebremst und angehalten wird. Aus den Drehzahlanweisungswerten und den tatsächlichen Drehgeschwindigkeitswerten, die von der Drehstellungserfassungseinrichtung 3 erfasst werden, werden dem erzeugten Drehmoment des Motors 1 entsprechende Stromanweisungswerte berechnet, so dass der Motor 1 den Drehzahlanweisungswerten folgt. Damit einhergehend werden aus den von der Stromerfassungseinrichtung 7a erfassten Ausgangsstromwerten und den Stromanweisungswerten Spannungsanweisungswerte berechnet.
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Auf der Basis der Spannungsanweisungswerte werden Gate-Signale für die Schalteinrichtungen Q1a bis Q6a in dem elektrischen Leistungswandler 4a erzeugt. Unter Verwendung der Gate-Signale werden die Schalteinrichtungen Q1a bis Q6a ein- und ausgeschaltet, wodurch eine PWM-gesteuerte Spannung ausgegeben wird.
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In dem Slave-Inverter 2b werden von dem Master-Inverter 2a betriebene Spannungsanweisungswerte in der Steuereinheit 5b durch die Übertragungeinrichtungen 9a und 9b erfasst, wodurch der elektrische Leistungswandler 4b ähnlich wie der elektrische Leistungswandler 4a in dem Master-Inverter 2a arbeitet. Darüber hinaus wird ein von der Stromerfassungseinrichtung 7b erfasster Ausgangsstrom ebenfalls durch die Übertragungseinrichtungen 9a und 9b zu der Steuereinheit 5a übertragen.
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Zwischen den Invertern 2a und 2b fließt ein als Querstrom oder Umlaufstrom bezeichneter Strom mit einem Wert, der dem Ausmaß eines Spannungsfehlers entspricht, der durch die Kopplung der Ausgänge der Inverter 2a und 2b verursacht wird. Dagegen wird in einigen Fällen auch eine Querstromsteuerung ausgeführt, in welcher die Steuereinheit 5a auf der Master-Seite und die Steuereinheiten 5b auf der Slave-Seite ihre jeweiligen Spannungsanweisungswerte so korrigieren, dass die entsprechenden Ausgangsstromwerte von den Invertern 2a und 2b gleich werden.
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Nachfolgend wird der Betriebsablauf der Erfassung eines Verdrahtungsfehlers als ein Hauptteil der Erfindung beschrieben.
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2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des gesamten Ablaufs eines Erfassungsvorgangs eines Verdrahtungsfehlers in der Ausführungsform zeigt. Zuerst wird eine Verdrahtungszustand-Entscheidungsverarbeitung SA ausgeführt und die Phasenfolgen-Entscheidungsverarbeitung SB wird als nächstes ausgeführt. Obgleich ein Fehler in einer Phasenfolge (ein Unterschied zwischen der Phasenfolge auf der Ausgangsseite der Inverter und der Phasenfolge auf der Eingangsseite des Motors) durch eine Art eines Verdrahtungsfehlers bedingt ist, wird hier der Einfachheit halber die Phasenfolgen-Entscheidungsverarbeitung SB als von der Verdrahtungszustand-Entscheidungsverarbeitung SA verschieden erklärt.
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In der Verdrahtungszustand-Entscheidungsverarbeitung SA wird, um den Strom von einer Phase (beispielsweise der U-Phase) in dem Master-Inverter 2a zu einer anderen Phase (beispielsweise der V-Phase) fließen zu lassen, zwischen den beiden Phasen ein geschlossener Schaltkreis gebildet (Schritt S1). Insbesondere wird von der Steuereinheit 5a ein festgelegter Stromanweisungswert vorbereitet und Stromanweisungswerte (Vur und Vvr) werden dann erhalten, so dass der Wert eines von der Stromerfassungseinrichtung 7a erfassten Stroms Iu1 dem Stromanweisungswert folgt, um die Schalteinrichtungen in den beiden Phasen (beispielsweise der U-Phase und der V-Phase) in dem elektrischen Leistungswandler 4a einzuschalten. Hier werden in dem elektrischen Leistungswandler 4a keine Schalteinrichtungen in der verbleibenden Phase (beispielsweise der W-Phase) eingeschaltet. Dann werden die Werte der Ausgangsspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 in allen Phasen von der Spannungserfassungseinrichtung 6a erfasst, so dass sie in der Steuereinheit 5a zusammen mit dem Wert der Ströme Iu1 und Iv1, der von der Stromerfassungseinrichtung 7a erfasst wurde, gesammelt werden.
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In dem Slave-Inverter 2b, bei dem keine Schalteinrichtungen in allen Phasen durch den elektrischen Leistungswandler 4b eingeschaltet sind, werden die Werte der Ausgangsspannungen Vu2, Vv2 und Vw2 erfasst und in der Steuereinheit 5b gespeichert. Damit einhergehend tauscht die Steuereinheit 5b gegenseitig Informationen mit der Steuereinheit 5a auf der Seite des Master-Inverters 2a durch die Übertragungseinrichtungen 9a und 9b aus (die Steuereinheiten 5a und 5b speichern und bewahren die Werte der Ausgangsspannungen Vu1, Vvi, VW1, Vu2, Vv2 und Vw2 zusammen in ihren jeweiligen internen Speichern).
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Im Anschluss daran wird das Vorhandensein oder das Fehlen der Verbindungsunterbrechung zwischen der U-Phase und der V-Phase in dem Master-Inverter 2a bestimmt. Hier schließt die Verbindungsunterbrechung einen Fehler, wie etwa eine nicht fertig gestellte Verbindung mit der Anschlussleiste, zusätzlich zu einer so genannten Verbindungsunterbrechung, die durch die Unterbrechung einer Leitung verursacht wurde, ein.
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Die Bildung eines geschlossenen Stromkreises ohne Unterbrechung erlaubt das Fließen des Stroms in der U-Phase und des Stroms in der V-Phase, wobei ihre Polaritäten einander entgegengesetzt sind. Daher wird bestimmt, ob die Beziehung Iu1 ≈-Iv1 gültig ist oder nicht (S2). Wenn die Beziehung Iu1 ≈ -Iv1 gültig ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S3 weiter. Wenn jedoch die Beziehung nicht gültig ist, wird die Verbindungsunterbrechung als eine Art des Verdrahtungsfehlers betrachtet und die Verarbeitung springt zu Schritt S11.
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Wenn sowohl der Master-Inverter 2a als auch der Slave-Inverter 2b keinen Verdrahtungsfehler aufweisen, ist die Impedanz der Verdrahtung ausreichend kleiner als die Impedanz des Motors 1, so dass die Ausgangsspannungen in den jeweiligen entsprechenden Phasen einander annähernd gleich werden. Daher werden anschließend an Schritt S2 die erfassten Werte der Spannungen in den jeweiligen Phasen, die von den beiden Invertern 2a und 2b gemeinsam genutzt werden, verglichen, um sicherzustellen, ob die Werte der erfassten Spannungen Vu1 ≈ Vu2, Vv1 ≈ Vv2 und Vw1 ≈ Vw2 werden, wodurch die Anwesenheit oder die Abwesenheit eines Verdrahtungsfehlers entschieden wird (S3 bis S5 und S11).
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Wenn darüber hinaus ein geschlossener Schaltkreis zwischen der U-Phase und der V-Phase gebildet wird, gilt die Beziehung Vu1 = -Vv1 und die Ausgangsspannung in einer nicht erregten Phase (beispielsweise die W-Phase) soll Null werden. Dies wird ebenfalls gleichzeitig bestimmt (S4, S5 und S11).
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Nur mit dieser Feststellung besteht die Möglichkeit, dass die Verdrahtung der nicht erregten Phase (in dem Beispiel die W-Phase) nicht angeschlossen ist (nicht fertig gestellte oder unterbrochene Verbindung mit der Anschlussleiste).
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Durch die vorstehend beschriebene Verarbeitung wird die Verdrahtungszustand-Entscheidungsverarbeitung SA vollendet. Wenn in der Verarbeitung die Entscheidung getroffen wird, dass ein Verdrahtungsfehler vorliegt (S11), zeigen die Betriebsanzeigen 10a und 10b an, dass ein Verdrahtungsfehler vorliegt, um die Bedienungsperson zu warnen.
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Dabei erlaubt die Durchführung der Verdrahtungszustand-Entscheidungsverarbeitung SA, die Anwesenheit oder die Abwesenheit eines Verdrahtungsfehlers in jeder der Phasen des Master-Inverters 2a und des Slave-Inverters 2b zu bestimmen. Bei der Ausführung ist es jedoch unmöglich zu bestimmen, ob die drei Phasenausgänge jedes der Inverter 2a und 2b mit der Eingangsseite des Motors 1 durch Kabel mit einer korrekten Phasenfolge verbunden sind.
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Somit erfolgt durch die Phasenfolgen-Entscheidungsverarbeitung SB eine Entscheidung, ob die Phasenfolge korrekt ist oder nicht, aus der Drehrichtung, wenn der Motor 1 dreht.
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Wenn die Drehung des Motors 1 unter Verwendung des Drehwinkels und der Drehgeschwindigkeit gesteuert wird, die von der in 1 gezeigten Drehstellungserfassungseinrichtung 3 erfasst werden, könnte eine fehlerhafte Phasenfolge einen übermäßigen Stromfluss verursacht. Somit wird zu Beginn der Motor 1 ohne Verwendung einer Erfassungseinrichtung wie der Drehstellungserfassungseinrichtung 3 gestartet (S12). Als spezifische Ansteuerungs-Steuersysteme werden in diesem Fall Steuersysteme, wie etwa ein Konstant-V/f-Steuersystem (Spannung/Frequenz) und ein sensorloses Vektor-Steuersystem beispielsweise genannt.
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Nachfolgend wird ein Vergleich zwischen der Drehrichtung basierend auf dem Drehzahlanweisungswerte beim Ansteuern des Motors 1 und der tatsächlichen Drehrichtung des Motors 1 durchgeführt, die von der Drehstellungserfassungseinrichtung 3 erhalten wird, um eine Entscheidung zu treffen, ob die beiden Richtungen gleich sind oder nicht (S13). Wenn die Phasenfolge korrekt ist, ist hier die auf dem Drehzahlanweisungswert basierende Drehrichtung gleich der tatsächlichen Drehrichtung. Somit wird die Verarbeitung zum normalen Abschluss gebracht („Ja“ in S13). Wenn die Phasenfolge nicht korrekt ist, dreht sich der Motor 1 in einer entgegengesetzten Drehrichtung zu der auf dem Drehzahlanweisungswert basierenden Drehrichtung. Dann erfolgt eine Entscheidung, dass eine Diskrepanz der Phasenfolgen vorliegt und die Betriebsanzeigen 10a und 10b zeigen an, dass ein Fehler in der Phasenfolge vorliegt, um die Bedienungsperson zu warnen („Nein“ in S13 und S14).
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3 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Beispiel des Erfassungsvorgangs für einen Verdrahtungsfehler in der Ausführungsform gemäß vorliegender Erfindung zeigt.
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In 3 wird zunächst die Ausführung der Verdrahtungszustand-Entscheidungsverarbeitung SA und der Phasenfolgen-Entscheidungsverarbeitung SB, die in 2 gezeigt sind, bestimmt (Schritt S21). Anschließend erfolgt eine Entscheidung, ob die Elemente der Verarbeitung normal vollendet wurden oder nicht (S22). Wenn die Elemente der Verarbeitung normal vollendet wurden, wird die Verarbeitung ausgeführt, die den vorstehend erläuterten Normalbetrieb erlaubt (Betrieb des Motors 1 durch die Inverter 2a und 2b) („Ja“ in S22 und S23). Wenn die Elemente der Verarbeitung nicht normal vollendet wurden, wird eine Verarbeitung ausgeführt, die den Normalbetrieb nicht zulässt („Nein“ in S22 und S24).
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Der in 3 gezeigte Erfassungsvorgang für den Verdrahtungsfehler basiert auf der Annahme, dass die Ausführung der Verdrahtungszustand-Entscheidungsverarbeitung SA und der Phasenfolgen-Entscheidungsverarbeitung vollendet wurde, wenn das Parallelinvertersystem betrieben wird. Somit ist gemäß dem in 3 gezeigten Betriebsablauf ein Normalbetrieb nur dann zuzulassen, wenn kein Verdrahtungsproblem als Resultat sowohl der Entscheidungsverarbeitung SA als auch der Entscheidungsverarbeitung SB festgestellt wurde. Dadurch können Probleme, die auftreten, nachdem der praktische Betrieb des Invertersystems begonnen wurde, verhindert werden, bevor die Probleme auftreten.
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Während die vorliegende Erfindung insbesondere unter Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform der selben dargelegt und beschrieben wurde, ist für den Durchschnittsfachmann offensichtlich, dass die vorstehend erwähnten und weitere Veränderungen hinsichtlich Form und Einzelheiten darin vorgenommen werden können, ohne den Gedanken und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
