JP2004184275A

JP2004184275A - Circuit for detecting insulation failure in motor circuitry

Info

Publication number: JP2004184275A
Application number: JP2002352584A
Authority: JP
Inventors: Toru Wakimoto; 亨脇本; Takumi Shimizu; 工清水
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2004-07-02
Anticipated expiration: 2022-12-04
Also published as: JP4098069B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circuit for detecting ground insulation failures, which can identify an inverter controlled motor where the ground insulation failure occurs, while suppressing increase in its cost and space. <P>SOLUTION: The circuit detects ground leakage current, leaking from respective inverters IN1-IN3 which are driven at PWM carrier frequencies different from each other to the ground as voltage drop values by using a detection resistor elements r, separates the AC components of the respective PWM carrier frequencies from the detected voltage drop values by using filters, and picks out the inverter controlled motor with the insulation failures from respective AC motors M1-M3, on the basis of information corresponding to the amplitude of the AC components of the frequencies separated, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、複数のインバータ制御モータを有するモータ駆動回路系の対地絶縁不良を検出する対地絶縁不良検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、対地的に浮遊状態に保持された回路（以下、対地絶縁回路ともいう）中の所定点と対地との間にカップリングコンデンサを介して交流電源を配置することにより対地絶縁回路の漏電を検出する技術が提案されている。カップリングコンデンサを通じて交流電圧を印加する上記漏電検出方式は、漏電検出回路を対地絶縁回路から直流的に分離することができるので、この検出回路で検出した信号電圧を通常の対地電源電圧で作動する制御回路で処理することができ、回路構成を簡素化することができるという利点、及び、通常のＣＴ式漏電検出とは異なって対地絶縁回路が直流回路であっても漏電を検出することができるという利点がある。
【０００３】
また、下記の特許文献１は、上記したカップリングコンデンサ型漏電検出方式において、対地絶縁回路の所定点の対地インピーダンスと位相角とを求め、これらにより人体接触時の感電の程度に対応する対地インピーダンスの抵抗成分を求めることを提案している。
【０００４】
また、近年および現在開発を検討される自動車は、交流モータとこの交流モータをＰＷＭ制御するインバータとからなるインバータ制御モータを多数搭載し、インバータは共通のバッテリから給電される。この種の多数のインバータ制御モータを装備する回路系は、自動車の他に、船舶、プラント、ビル空調装置、ロボット、航空機などにおいて広範囲に実要されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した複数のインバータ制御モータをもつ回路系（この明細書ではモータ回路系という）では、回路系の信頼性、安全性を向上するために漏電検出回路（対地絶縁不良検出回路）の設置が好ましく、更に、もしも対地絶縁不良が生じた又は生じかけているインバータ制御モータを特定することができれば、その重要度に応じて対応の緊急性を判断することができ、また、修理交換などに要する作業時間も短縮できるので一層好適である。
【０００６】
しかし、上記した従来の漏電検出回路では、対地絶縁不良を起こした、もしくは、対地絶縁不良が生じかけている部位を特定することができないために、対地絶縁不良を検出したとしてもそれが重要なインバータ制御モータで生じたのか、もしくは、補助的なインバータ制御モータで生じたのかを判別することができない。
【０００７】
もちろん、各インバータ制御モータごとに対地絶縁不良検出回路を別々に装備すれば、各インバータ制御モータごとに対地絶縁不良を検出することができる。たとえば、各インバータ制御モータのインバータ出力電流の零相電流をＣＴ（カレントトランスホーマ）にて検出すれば、その大きさによりインバータ制御モータごとに対地絶縁不良を検出することができるが、回路構成が大幅に複雑化し、特に、重量、スペース、コストの増加に制約がある用途においては、実現が困難であった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、コスト、スペースの増加を抑止しつつ、対地絶縁不良を生じたインバータ制御モータの特定が可能な対地絶縁不良検出回路を提供することをその目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のモータ回路系の絶縁不良検出回路は、交流モータをＰＷＭ制御するインバータと前記交流モータとを含むインバータ制御モータを複数有し、前記各インバータが共通の直流電源から給電されるモータ回路系の対地漏洩電流中の交流成分の大きさに基づいて前記モータ回路系の絶縁不良を検出するモータ回路系の絶縁不良検出回路において、
互いに異なるＰＷＭキャリヤ周波数で駆動される前記各インバータから接地へ漏洩する対地漏洩電流に関する情報を検出する検出回路部と、検出した前記情報から各ＰＷＭキャリヤ周波数の交流成分を互いに分離する周波数弁別部と、各周波数弁別された各ＰＷＭキャリヤ周波数の交流成分の振幅に相当する情報から絶縁が不良である前記インバータ制御モータを特定する判定部とを備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、コスト、スペースの増加を抑止しつつ、対地絶縁不良を生じたインバータ制御モータの特定が可能な対地絶縁不良検出回路を実現することができる。
【００１１】
すなわち、この発明では、各インバータ制御モータのＰＷＭキャリヤ周波数を変更することにより、モータ回路系の絶縁不良により漏洩する対地漏洩電流の周波数成分がどのＰＷＭキャリヤ周波数を主として含むかを調べ、これにより対地絶縁不良を生じたインバータ制御モータを簡単、確実に特定することができ、そのうえ、従来のように各インバータ制御モータごとにＣＴを設ける必要がないので、装置の小型軽量化と製造コストの低減とを実現することができる。
【００１２】
好適な態様において、前記判定部は、前記各ＰＷＭキャリヤ周波数の交流成分のうち、最も大きな振幅の前記交流成分を除く他の交流成分の振幅の平均値と、前記最も大きな振幅の前記交流成分の振幅との比率に基づいて、前記特定を行う。これにより、たとえば降雨などにより、直流電源ラインの浮遊容量が変動しても、ほとんど影響なく絶縁不良を生じた（モータ浮遊容量が増大した）インバータ制御モータを特定することができる。
【００１３】
好適な態様において、前記検出回路部は、一端が接地され、他端がカップリングコンデンサＣｃを通じて前記直流電源側の所定点に接続される電源側検出抵抗素子ｒを有する。これにより、直流的に安全に対地漏洩電流を検出することができる。
【００１４】
請求項４記載のモータ回路系の絶縁不良検出回路は、交流モータをＰＷＭ制御するインバータと前記交流モータとを含むインバータ制御モータを複数有し、前記各インバータが共通の直流電源から給電されるモータ回路系の対地漏洩電流中の交流成分の大きさに基づいて前記モータ回路系の絶縁不良を検出するモータ回路系の絶縁不良検出回路において、
一端が接地され、他端が電源側のカップリングコンデンサを通じて前記直流電源側の所定点に接続される電源側検出抵抗素子と、一端が接地され、他端がそれぞれ異なるモータ側のカップリングコンデンサを通じて前記インバータの交流出力端に個別に接続されるモータ側検出抵抗素子と、前記電源側検出抵抗素子及びモータ側検出抵抗素子を流れる零相交流電流による前記電源側検出抵抗素子及びモータ側検出抵抗素子の電圧降下に基づいて前記交流モータの浮遊容量に関連するデータを抽出する演算部とを備えることを特徴としている。
【００１５】
このようにすれば、後述するように、モータ浮遊容量すなわちインバータの出力側の浮遊容量を簡単、確実に算出することができる。
【００１６】
好適な態様において、上記請求項１乃至４のいずれか記載のモータ回路系の絶縁不良検出装置は、車両に搭載されて、車載された前記各交流モータの絶縁不良を検出するので、搭載スペースや搭載重量の増大を抑止しつつ上記モータ駆動回路系の絶縁不良検出回路を車両に搭載することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のモータ回路系の対地絶縁不良検出回路を実施例を参照して具体的に説明する。この対地絶縁不良検出回路は車両に搭載されて車載のインバータ制御モータの対地絶縁不良を検出する。
（実施例１）
実施例１の装置を図１に示すブロック回路図を参照して説明する。
（回路構成）
１は検出回路部（対地絶縁不良検出回路）、２は対地絶縁されたモータ回路系、３は高電圧（たとえば約３００Ｖ）のバッテリであり、その高位端子は高位直流電源ラインＬＨ及び低位直流電源ライン（図示せず）を通じてモータ回路系２にバッテリ電圧（直流電源電圧）を印加している。これらバッテリ３、高位直流電源ラインＬＨ及び低位直流電源ライン（図示せず）は、直流電源系を構成している。
【００１８】
検出回路部１は、一端が高位直流電源ラインＬＨに接続され、他端が検出抵抗素子ｒを通じて接地されたカップリングコンデンサＣｃと、が検出抵抗素子ｒの電圧降下Ｖｒに基づいてモータ回路系２の対地絶縁不良を検出する回路部１０とを有している。
【００１９】
モータ回路系２は、インバータ制御モータ２１〜２３を有しており、インバータ制御モータ２１は、三相ブラシレスＤＣモータＭ１と、バッテリ３から給電されて三相ブラシレスＤＣモータＭ１に三相交流電圧を印加する三相インバータ回路ＩＮ１とを有している。同様に、インバータ制御モータ２２は三相ブラシレスＤＣモータＭ２と三相インバータ回路ＩＮ２とを、インバータ制御モータ２３は三相ブラシレスＤＣモータＭ３と三相インバータ回路ＩＮ３とを有している。
【００２０】
図１中、Ｃｓは直流電源ラインの浮遊容量、Ｃ１はインバータ制御モータ２１の浮遊容量、Ｃ２はインバータ制御モータ２２の浮遊容量、Ｃ３はインバータ制御モータ２３の浮遊容量である。交流回路として考えれば、浮遊容量Ｃｓは高位直流電源ラインＬＨの浮遊容量と低位直流電源ラインの浮遊容量Ｃｓとの和となる。インバータ制御モータ２１〜２３の浮遊容量Ｃ１〜Ｃ３は通常、三相ブラシレスＤＣモータＭ１〜Ｍ３内のステータコイルの所定点の対地容量により占められる。
【００２１】
インバータ制御モータ２１〜２３のインバータＩＮ１〜ＩＮ３は、周知のように、内部のスイッチング素子のＰＷＭスイッチングにより形成される三相交流電圧を三相ブラシレスＤＣモータＭ１〜Ｍ３に印加する。
（動作）
上記回路の対地絶縁不良検出動作を図２、図３を参照して以下に説明する。一例として、三相ブラシレスＤＣモータＭ１のステータコイルの所定点の対地絶縁性が低下し、この所定点の対地浮遊容量Ｃ１が大幅に増大した場合について以下に説明する。
【００２２】
この場合、インバータＩＮ１は交流電圧Ｖ１を発生する交流電源とみなすことができるので、図１の回路をこのインバータＩＮ１に相当する交流電源について書き換えると、図２のようになる。図２から明白なように、インバータ制御モータ２１の浮遊容量Ｃ１が増大すると、検出抵抗素子ｒの電圧降下Ｖｒが増大するので、その大小を判別することによりインバータ制御モータ２１の対地絶縁不良を検出することができる。他のインバータ制御モータ２２〜２３についても同様である。なお、インバータ制御モータ２１のインバータＩＮ１が発生する交流電圧Ｖ１の主要成分はインバータＩＮ１のＰＷＭキャリヤ周波数をもつ交流電圧と見なすことができる。
【００２３】
この実施例では、インバータＩＮ１〜ＩＮ３のＰＷＭキャリヤ周波数をそれぞれ異なる値に設定している。これにより、回路部１０は、検出抵抗素子ｒの電圧降下Ｖｒに含まれる各インバータ制御モータのＰＷＭキャリヤ周波数に相当する交流電圧成分を分別し、その振幅が増大した交流電圧成分の周波数からどのインバータ制御モータが対地絶縁不良を発生したかを容易に判別することができる。
【００２４】
回路部１０の構成の一例を図３のブロック回路図に示す。
【００２５】
図３において、１０１〜１０３は同調フィルタ（共振フィルタ）であり、検出抵抗素子ｒの電圧降下Ｖｒのうち、インバータＩＮ１〜ＩＮ３のＰＷＭキャリヤ周波数に相当する同調周波数に相当する交流電圧成分のみを個別に抽出する。１０４〜１０６は検波回路（整流回路）であって、同調フィルタ１０１〜１０３の出力電圧を直流信号電圧に変換する。これら直流信号電圧はマイコン１０７により制御されるアナログマルチプレクサ１０５により時間順次に選択された後、Ａ／Ｄコンバータ１０６によりデジタル信号に変換されてマイコン１０７に読み込まれる。マイコン１０７は、読み込んだ各同調フィルタ１０１〜１０３の出力電圧の大きさを所定のしきい値と比較してインバータ制御モータ２１〜２３の対地絶縁不良の有無を判定する。
【００２６】
（変形態様）
上記実施例において、天候の変化などの理由により、浮遊容量Ｃｓが変動すると、検出抵抗素子ｒの電圧降下Ｖｒが変動して誤判定を招く可能性がある。しかしながら、この浮遊容量Ｃｓの変動による電圧降下Ｖｒの変動はインバータ制御モータ２１〜２３からなる各交流電源が出力する交流電圧Ｖ１〜Ｖ３に対してそれぞれ略均等に作用すると考えることができる。また、この実施例で検出するような重度の対地絶縁不良は複数のインバータ制御モータ２１〜２３で同時に発生することはないとみなすことができる。
【００２７】
したがって、交流電圧Ｖ１〜Ｖ３ごとに個別に図２の回路に基づいて浮遊容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を演算し、それらのうちで最も大きい浮遊容量を除く残りの浮遊容量の平均値を算出し、この平均値の所定倍（たとえば１０倍）をしきい値とし、上記最も大きい浮遊容量と、このしきい値（残りの浮遊容量の平均値の１０倍）とを比較してどちらが大きいかを判定し、この判定結果に基づいて、最も大きい浮遊容量はしきい値よりも大きいと判定した場合には、この最も大きい浮遊容量をもつインバータ制御モータは、対地絶縁不良を生じていると判定すればよい。マイコン１０７により実施される上記判定動作を図４のフローチャートにより図示する。
【００２８】
（変形態様）
上記実施例ではカップリングコンデンサＣｃはバッテリ３の高位端子に接続される高位直流電源ラインＬＨに接続したが、低位直流電源ラインに接続してもよいことは当然である。
【００２９】
上記実施例では検出抵抗素子ｒを用いたが、カップリングコンデンサＣｃに対して大きい交流インピーダンスを持つ素子であればどんな素子でもよいことは当然である。
【００３０】
上記実施例では、各ＰＷＭキャリヤ周波数を分別するために同調フィルタを用いたが、バンドパスフィルタを用いてもよいことは当然である。
上記実施例の回路では、モータ回路系２の絶縁不良検出を行ったが、この回路において、高位直流電源ラインＬＨなどに人体などが接触した場合には、大きな対地交流電流が流れ、これは、高位直流電源ラインＬＨの浮遊容量Ｃｓの突然の増大に相当するために、検出抵抗素子ｒの電圧降下Ｖｒの大きな変動を生じる。したがって、上記実施例の回路により、モータ回路系２の絶縁不良検出とともに、感電検出も行うことができる。
（実施例２）
実施例２の装置を図５に示すブロック回路図を参照して説明する。
（回路構成）
この回路は、図１に示す実施例１の回路において、簡単化のためにインバータ制御モータ２３（すなわちインバータＩＮ３及び三相ブラシレスＤＣモータＭ３）の図示を省略しているが要旨は同じであり、さらにインバータ制御モータ２１〜２２の他に更に多数のインバータ制御モータを並列接続できることは自明である。
【００３１】
図５に示す回路は、図１に示す実施例１に示す回路において、一端が接地された検出抵抗素子Ｒｚの他端を、それぞれ異なるカップリングコンデンサＣｚを通じてインバータＩＮ１の各交流出力ライン２０１〜２０６に個別に接続し、検出抵抗素子Ｒｚの電圧降下を、検出抵抗素子ｒの電圧降下と同様に、処理してマイコン１０７に読み込む回路を追加したものである。
【００３２】
更に具体的に説明する。
【００３３】
図５において、インバータＩＮ１の交流出力ライン２０１〜２０３は互いに容量が等しいカップリングコンデンサＣｚを個別に通じて検出抵抗素子Ｒｚの一端に接続されている。同様に、インバータＩＮ２の交流出力ライン２０４〜２０６は互いに容量が等しいカップリングコンデンサＣｚを個別に通じて検出抵抗素子Ｒｚの一端に接続されている。
【００３４】
インバータＩＮ１側の検出抵抗素子Ｒｚの電圧降下はバンドパスフィルタ（同調フィルタ又は共振回路でもよい）１１１、検波回路１１４、平滑回路１１８、図示しないＡ／Ｄコンバータを通じてマイコン１０７に信号電圧Ｖｍ１として読み込まれる。
【００３５】
インバータＩＮ２側の検出抵抗素子Ｒｚの電圧降下はバンドパスフィルタ（同調フィルタ又は共振回路でもよい）１１２、検波回路１１５、平滑回路１１９、図示しないＡ／Ｄコンバータを通じてマイコン１０７に信号電圧Ｖｍ１として読み込まれる。
【００３６】
なお、検出抵抗素子ｒの電圧降下は、バンドパスフィルタ（同調フィルタ又は共振回路でもよい）１０１、検波回路１０４、平滑回路１０８、図示しないＡ／Ｄコンバータを通じてマイコン１０７に信号電圧Ｖｃ１として読み込まれる。
【００３７】
インバータＩＮ２側の検出抵抗素子Ｒｚの電圧降下はバンドパスフィルタ（同調フィルタ又は共振回路でもよい）１０２、検波回路１０５、平滑回路１０９、図示しないＡ／Ｄコンバータを通じてマイコン１０７に信号電圧Ｖｃ１として読み込まれる。
【００３８】
この実施例では、狭帯域のバンドパスフィルタ１１１、１０１の通過周波数は約１０ｋＨｚを中心周波数としてその近傍に設定され、狭帯域のバンドパスフィルタ１１２、１０２の通過周波数は約５ｋＨｚを中心周波数としてその近傍に設定されている。
【００３９】
検出抵抗素子Ｒｚの交流インピーダンスすなわち抵抗値はカップリングコンデンサＣｚの交流インピーダンスに比べて格段に大きく設定されている。これによりインバータＩＮ２の交流出力ライン２０４〜２０６側の検出抵抗素子Ｒｚは、等価的に三相ブラシレスＤＣモータＭ２のステータコイル８の対地浮遊容量Ｃ２と並列接続されているとみなすことができる。
【００４０】
検出抵抗素子Ｒｚの交流インピーダンスすなわち抵抗値はカップリングコンデンサＣｚの交流インピーダンスに比べて格段に大きく設定されている。これによりインバータＩＮ１の交流出力ライン２０１〜２０３側の検出抵抗素子Ｒｚは、等価的に三相ブラシレスＤＣモータＭ１のステータコイル７の対地浮遊容量Ｃ１と並列接続されているとみなすことができる。
【００４１】
したがって、たとえばインバータＩＮ１を交流電圧Ｖ１を発生する交流電源とみなす場合、この交流電源に対する等価回路は図６に示すようになり、図２に示す等価回路においてインバータ制御モータ２１の浮遊容量Ｃ１に検出抵抗素子Ｒｚを並列接続したとみなすことができる。もちろん、インバータＩＮ２を交流電圧Ｖ２を発生する交流電源とみなす場合、この交流電源に対する等価回路も図６に示すようになり、図２に示す等価回路においてインバータ制御モータ２２の浮遊容量Ｃ２に検出抵抗素子Ｒｚを並列接続したとみなすことができる。
（動作）
この実施例における対地絶縁不良検出動作を以下に説明する。一例として、三相ブラシレスＤＣモータＭ１のステータコイルの所定点の対地絶縁性が低下し、この所定点の対地浮遊容量Ｃ１が大幅に増大した場合について以下に説明する。
【００４２】
検出抵抗素子ｒの電圧降下Ｖｒの処理については、実施例１と同じである。図６において、検出抵抗素子ｒの交流インピーダンスに比較してカップリングコンデンサＣｃのそれは無視できるほど小さく、かつ、浮遊容量Ｃｓの交流インピーダンスは検出抵抗素子ｒのそれよりも格段に小さいとすれば、浮遊容量Ｃｓの電圧降下はＶｒ１、浮遊容量Ｃ１の電圧降下はＶｍ１となり、次式が成立する。
【００４３】
対地リーク電流ｉ＝Ｖｍ１・ｊωＣ１＝Ｖｒ・ｊωＣｓ
Ｖｍ１・Ｃ１＝Ｖｒ１・Ｃｓ
Ｃ１＝Ｖｒ１・Ｃｓ／Ｖｍ１
すなわち、直流電源側の浮遊容量Ｃｓをあらかじめ決定しておけば、インバータ制御モータ２１又はモータＭ１の浮遊容量Ｃ１は上式により決定することができる。なお、Ｖｒ１はインバータＩＮ１のＰＷＭキャリヤ電圧に対する検出抵抗素子ｒの電圧降下であり、Ｖｒ２はインバータＩＮ２のＰＷＭキャリヤ電圧に対する検出抵抗素子ｒの電圧降下であり、Ｖｍ１はインバータＩＮ１のＰＷＭキャリヤ電圧に対する検出抵抗素子Ｒｚの電圧降下であり、Ｖｒ２はインバータＩＮ２のＰＷＭキャリヤ電圧に対する検出抵抗素子Ｒｚの電圧降下である。
【００４４】
マイコン１０７は、これら浮遊容量Ｃ１、Ｃ２を計算し、それらが所定しきい値を超えたら、警報を出力する。
（変形態様）
この実施例において、浮遊容量Ｃ１、Ｃ２は、浮遊容量Ｃｓの変動に連動して変動する。しかし、実施例１と同様に複数のモータが同時に対地絶縁不良を発生することはまずありえないので、上記浮遊容量Ｃ１、Ｃ２の比Ｃ１／Ｃ２と、Ｃ２／Ｃ１とを演算して浮遊容量Ｃｓの影響を除外し、この比率Ｃ１／Ｃ２と、Ｃ２／Ｃ１とが所定範囲内であればインバータ制御モータ２１〜２２は正常、Ｃ１／Ｃ２が所定値を超えればインバータ制御モータ２１が対地絶縁不良、Ｃ２／Ｃ１が所定値を超えればインバータ制御モータ２１が対地絶縁不良と判定することができる。
（変形態様）
また、高位直流電源ラインＬＨや低位直流電源ラインＬＬと接地との愛馬にコンデンサを接続して浮遊容量Ｃｓを等価的に大きくして、実際の浮遊容量Ｃｓの変動の影響を低減してもよい。
（変形態様）
更に、図７に示すように、高位直流電源ラインＬＨや低位直流電源ラインＬＬの浮遊容量Ｃｓを等価的に増大する浮遊容量増大回路３００を追加して浮遊容量Ｃｓの変動を低減することも可能である。
【００４５】
浮遊容量増大回路３００は、エミッタホロワトランジスタ１３、１４、抑制コンデンサ１５からなる。エミッタホロワ接続されたトランジスタ１３、１４は、コンプリメンタリエミッタホロワ回路を構成しており、トランジスタ１３のコレクタは高位直流電源ラインＬＨに、トランジスタ１４のコレクタは低位直流電源ラインＬＬに、トランジスタ１３、１４のベースはカップリングコンデンサＣｃと検出抵抗素子ｒとの接続点に、トランジスタ１３、１４のエミッタは抑制コンデンサ１５を通じて車体に接地されている。
【００４６】
（動作説明）
インバータ制御モータ２１の浮遊容量Ｃ１が増大すると、検出抵抗素子ｒの電圧降下のうち、インバータ制御モータ２１のＰＷＭキャリヤ周波数に等しい交流電圧成分が増大する。この交流電圧成分は、コンプリメンタリエミッタホロワ回路のトランジスタ１３、１４に印加され、トランジスタ１３、１４の交互オンにより上記した電流１９が流れて抑制コンデンサ１５が充放電されて、低位直流電源ラインＬＬ及び高位直流電源ラインＬＨの対地交流電位変動が抑制される。すなわち、低位直流電源ラインＬＬ及び高位直流電源ラインＬＨの浮遊容量Ｃｓが増大したのに等しい結果を生じる。
【００４７】
なお、この実施例では、検出抵抗素子ｒの電圧降下として抑制コンデンサ１５の電圧を検出しているが、検出抵抗素子ｒの電圧降下を直接検出してフィルタ１０１、１０２に出力してもよい。
【００４８】
この浮遊容量増大回路３００を用いた浮遊容量Ｃ１検出時の実験データを図８に示す。図８は実際の浮遊容量Ｃｓが１０ｎＦ〜１６０ｎＦに変化した場合の浮遊容量Ｃ１の値であり、浮遊容量Ｃ１の真値を横軸に、その計算値を縦軸に示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の対地絶縁不良検出回路を示す回路図である。
【図２】図１の回路を交流電源回路に変形した等価回路図である。
【図３】図１の検出回路を示すブロック回路図である。
【図４】実施例１における対地絶縁不良モータを判定する動作を示すフローチャートである。
【図５】実施例２の対地絶縁不良検出回路を示す回路図である。
【図６】図５の回路を交流電源回路に変形した等価回路図である。
【図７】実施例２の変形態様を示す回路図である。
【図８】図７の回路を用いた場合のモータ浮遊容量測定精度を示す図である。
【符号の説明】
１検出回路部（モータ駆動回路系の絶縁不良検出回路）
２モータ駆動回路系
３バッテリ（直流電源）
１０回路部（検出回路部）
２１インバータ制御モータ
２２インバータ制御モータ
２３インバータ制御モータ
Ｍ１交流モータ
Ｍ２交流モータ
Ｍ３交流モータ
ＩＮ１インバータ
ＩＮ２インバータ
ＩＮ３インバータ
１０１フィルタ（周波数弁別部）
１０２フィルタ（周波数弁別部）
１０３フィルタ（周波数弁別部）
１０７マイコン（判定部、演算部）
Ｃｃ電源側カップリングコンデンサ
ｒ電源殻側検出抵抗素子
Ｃｚモータ側カップリングコンデンサ
Ｒｚモータ側検出抵抗素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ground insulation failure detection device for detecting a ground insulation failure of a motor drive circuit system having a plurality of inverter control motors.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an AC power supply is disposed between a predetermined point in a circuit held in a ground floating state (hereinafter, also referred to as a ground insulation circuit) and the ground via a coupling capacitor, thereby preventing leakage of the ground insulation circuit. Techniques for detecting have been proposed. In the above-described leakage detection method of applying an AC voltage through a coupling capacitor, the leakage detection circuit can be separated from the ground insulation circuit in a DC manner, so that the signal voltage detected by this detection circuit operates at a normal ground power supply voltage. It can be processed by the control circuit, and the circuit configuration can be simplified, and, unlike the normal CT type leakage detection, the leakage can be detected even if the ground insulation circuit is a DC circuit. There is an advantage.
[0003]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163,199 discloses that in the above-described coupling capacitor type leakage detection method, a ground impedance and a phase angle at a predetermined point of a ground insulation circuit are obtained, and the ground impedance and the ground impedance corresponding to the degree of electric shock at the time of human body contact are obtained. It is proposed to find the resistance component of.
[0004]
In addition, automobiles that are being developed recently and currently are equipped with a large number of inverter control motors each including an AC motor and an inverter that performs PWM control of the AC motor, and the inverter is supplied with power from a common battery. Such a circuit system equipped with a large number of inverter control motors is widely used in ships, plants, building air conditioners, robots, aircraft, and the like, in addition to automobiles.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a circuit system having a plurality of inverter control motors described above (referred to as a motor circuit system in this specification), it is preferable to install an earth leakage detection circuit (ground failure detection circuit) in order to improve the reliability and safety of the circuit system. Furthermore, if the inverter control motor in which the ground insulation failure has occurred or is about to occur can be identified, the urgency of the response can be determined according to its importance, and the work required for repair and replacement, etc. This is more preferable because the time can be shortened.
[0006]
However, in the above-mentioned conventional earth leakage detection circuit, since the ground insulation failure has occurred, or since the part where the ground insulation failure is about to occur cannot be specified, even if the ground insulation failure is detected, it is important. It is impossible to determine whether the error occurred in the inverter control motor or in the auxiliary inverter control motor.
[0007]
Needless to say, if a ground insulation failure detection circuit is separately provided for each inverter control motor, a ground insulation failure can be detected for each inverter control motor. For example, if a zero-phase current of an inverter output current of each inverter control motor is detected by a CT (current transformer), a ground insulation defect can be detected for each inverter control motor according to its magnitude. This has been difficult to implement, especially in applications that have become significantly more complex and are constrained by increased weight, space, and cost.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ground insulation failure detection circuit capable of specifying an inverter control motor having a ground insulation failure while suppressing an increase in cost and space. And
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The motor insulation fault detection circuit according to claim 1, wherein the motor has a plurality of inverter control motors including an inverter for performing PWM control of the AC motor and the AC motor, and each of the inverters is supplied with power from a common DC power supply. In a motor circuit system insulation failure detection circuit that detects insulation failure of the motor circuit system based on the magnitude of an AC component in a ground leakage current of the circuit system,
A detection circuit for detecting information relating to a ground leakage current leaking from each of the inverters driven at different PWM carrier frequencies to ground, and a frequency discriminator for separating an AC component of each PWM carrier frequency from the detected information; And a determination unit for specifying the inverter control motor having poor insulation from information corresponding to the amplitude of the AC component of each PWM carrier frequency discriminated by each frequency.
[0010]
According to the present invention, it is possible to realize a ground insulation failure detection circuit capable of specifying an inverter control motor having a ground insulation failure while suppressing an increase in cost and space.
[0011]
That is, in the present invention, by changing the PWM carrier frequency of each inverter control motor, it is checked which PWM carrier frequency mainly includes the frequency component of the ground leakage current leaking due to the insulation failure of the motor circuit system. Inverter control motors with insulation failure can be easily and reliably identified, and since there is no need to provide a CT for each inverter control motor as in the past, it is possible to reduce the size and weight of the device and reduce manufacturing costs. Can be realized.
[0012]
In a preferred aspect, the determination unit is configured to calculate an average value of amplitudes of AC components other than the AC component having the largest amplitude among the AC components of each PWM carrier frequency, and an AC component of the AC component having the largest amplitude. The identification is performed based on the ratio with the amplitude. Thereby, even if the stray capacitance of the DC power supply line fluctuates due to, for example, rainfall, it is possible to specify an inverter control motor in which insulation failure has occurred (the motor stray capacitance has increased) with almost no influence.
[0013]
In a preferred aspect, the detection circuit section has a power supply side detection resistance element r having one end grounded and the other end connected to a predetermined point on the DC power supply side via a coupling capacitor Cc. As a result, it is possible to safely detect the leakage current to the ground in a DC manner.
[0014]
5. A motor insulation fault detection circuit according to claim 4, wherein the motor has a plurality of inverter control motors including an inverter for performing PWM control of the AC motor and the AC motor, and each of the inverters is supplied with power from a common DC power supply. In a motor circuit system insulation failure detection circuit that detects insulation failure of the motor circuit system based on the magnitude of an AC component in a ground leakage current of the circuit system,
One end is grounded, the other end is connected to a predetermined point on the DC power supply side through a coupling capacitor on the power supply side, and a detection resistor element on the power supply side, one end is grounded, and the other end is connected to a different coupling capacitor on the motor side. A motor-side detection resistance element individually connected to an AC output terminal of the inverter; and the power-supply-side detection resistance element and the motor-side detection resistance element due to a zero-phase AC current flowing through the power-supply-side detection resistance element and the motor-side detection resistance element. And an arithmetic unit for extracting data related to the stray capacitance of the AC motor based on the voltage drop of the AC motor.
[0015]
In this way, as will be described later, the motor stray capacitance, that is, the stray capacitance on the output side of the inverter can be easily and reliably calculated.
[0016]
In a preferred embodiment, the insulation failure detection device for a motor circuit system according to any one of claims 1 to 4 is mounted on a vehicle, and detects insulation failure of each of the AC motors mounted on the vehicle. The insulation failure detection circuit of the motor drive circuit system can be mounted on a vehicle while suppressing an increase in mounting weight.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A circuit for detecting insulation failure to ground of a motor circuit system according to the present invention will be specifically described with reference to embodiments. This ground insulation fault detection circuit is mounted on a vehicle and detects a ground insulation fault of the inverter control motor mounted on the vehicle.
(Example 1)
The device of the first embodiment will be described with reference to the block circuit diagram shown in FIG.
(Circuit configuration)
Reference numeral 1 denotes a detection circuit (ground fault detection circuit), 2 denotes a motor circuit system insulated from ground, 3 denotes a high-voltage (for example, about 300 V) battery, and a high-order terminal has a high-level DC power supply line LH and a low-level DC power supply. A battery voltage (DC power supply voltage) is applied to the motor circuit system 2 through a line (not shown). The battery 3, the high-order DC power supply line LH, and the low-order DC power supply line (not shown) constitute a DC power supply system.
[0018]
The detection circuit unit 1 includes a coupling circuit Cc having one end connected to the high-order DC power supply line LH and the other end grounded through the detection resistance element r, and a motor circuit system 2 based on the voltage drop Vr of the detection resistance element r. And a circuit section 10 for detecting the above-mentioned insulation failure to ground.
[0019]
The motor circuit system 2 has inverter control motors 21 to 23, and the inverter control motor 21 supplies a three-phase AC voltage to the three-phase brushless DC motor M1 and the three-phase brushless DC motor M1 supplied with power from the battery 3. And a three-phase inverter circuit IN1 to be applied. Similarly, the inverter control motor 22 has a three-phase brushless DC motor M2 and a three-phase inverter circuit IN2, and the inverter control motor 23 has a three-phase brushless DC motor M3 and a three-phase inverter circuit IN3.
[0020]
In FIG. 1, Cs is the stray capacitance of the DC power supply line, C1 is the stray capacitance of the inverter control motor 21, C2 is the stray capacitance of the inverter control motor 22, and C3 is the stray capacitance of the inverter control motor 23. When considered as an AC circuit, the stray capacitance Cs is the sum of the stray capacitance of the higher DC power supply line LH and the stray capacitance Cs of the lower DC power supply line. The stray capacitances C1 to C3 of the inverter control motors 21 to 23 are normally occupied by the ground capacitance at predetermined points of the stator coils in the three-phase brushless DC motors M1 to M3.
[0021]
As is well known, the inverters IN1 to IN3 of the inverter control motors 21 to 23 apply three-phase AC voltages formed by PWM switching of internal switching elements to the three-phase brushless DC motors M1 to M3.
(motion)
The operation of the above-mentioned circuit for detecting a ground insulation failure will be described below with reference to FIGS. As an example, a case will be described below where the ground insulation at a predetermined point of the stator coil of the three-phase brushless DC motor M1 decreases and the ground floating capacitance C1 at the predetermined point greatly increases.
[0022]
In this case, since the inverter IN1 can be regarded as an AC power supply that generates the AC voltage V1, the circuit in FIG. 1 can be rewritten as shown in FIG. 2 for an AC power supply corresponding to the inverter IN1. As is apparent from FIG. 2, when the stray capacitance C1 of the inverter control motor 21 increases, the voltage drop Vr of the detection resistor element r increases. can do. The same applies to the other inverter control motors 22 to 23. The main component of the AC voltage V1 generated by the inverter IN1 of the inverter control motor 21 can be regarded as an AC voltage having the PWM carrier frequency of the inverter IN1.
[0023]
In this embodiment, the PWM carrier frequencies of the inverters IN1 to IN3 are set to different values. As a result, the circuit unit 10 separates the AC voltage component corresponding to the PWM carrier frequency of each inverter control motor included in the voltage drop Vr of the detection resistance element r, and determines which inverter is based on the frequency of the AC voltage component whose amplitude is increased. It is possible to easily determine whether or not the control motor has caused the ground insulation failure.
[0024]
An example of the configuration of the circuit unit 10 is shown in the block circuit diagram of FIG.
[0025]
In FIG. 3, reference numerals 101 to 103 denote tuning filters (resonant filters) which individually separate only an AC voltage component corresponding to a tuning frequency corresponding to the PWM carrier frequency of the inverters IN1 to IN3 from the voltage drop Vr of the detection resistor element r. To extract. Numerals 104 to 106 denote detection circuits (rectifier circuits), which convert output voltages of the tuning filters 101 to 103 into DC signal voltages. These DC signal voltages are sequentially selected in time by an analog multiplexer 105 controlled by a microcomputer 107, converted into digital signals by an A / D converter 106, and read into the microcomputer 107. The microcomputer 107 compares the magnitude of the output voltage of each of the read tuned filters 101 to 103 with a predetermined threshold to determine whether or not the inverter control motors 21 to 23 have a ground insulation defect.
[0026]
(Modification)
In the above embodiment, if the stray capacitance Cs fluctuates due to a change in weather or the like, the voltage drop Vr of the detection resistance element r fluctuates, which may cause an erroneous determination. However, it can be considered that the variation of the voltage drop Vr due to the variation of the stray capacitance Cs acts almost equally on the AC voltages V1 to V3 output from the respective AC power sources including the inverter control motors 21 to 23. Further, it can be considered that a severe insulation failure to ground as detected in this embodiment does not occur simultaneously in the plurality of inverter control motors 21 to 23.
[0027]
Therefore, the stray capacitances C1, C2, and C3 are individually calculated for each of the AC voltages V1 to V3 based on the circuit of FIG. 2, and the average value of the remaining stray capacitances excluding the largest stray capacitance is calculated. A predetermined value (for example, 10 times) of the average value is set as a threshold value, and the largest stray capacitance is compared with the threshold value (10 times the average value of the remaining stray capacitances) to determine which is larger. However, based on this determination result, when it is determined that the largest stray capacitance is larger than the threshold, if it is determined that the inverter control motor having the largest stray capacitance has a poor ground insulation, Good. The above-described determination operation performed by the microcomputer 107 is illustrated in the flowchart of FIG.
[0028]
(Modification)
In the above embodiment, the coupling capacitor Cc is connected to the high-order DC power supply line LH connected to the high-order terminal of the battery 3, but it is obvious that the coupling capacitor Cc may be connected to the low-order DC power supply line.
[0029]
Although the detection resistor element r is used in the above embodiment, it is needless to say that any element having a large AC impedance to the coupling capacitor Cc may be used.
[0030]
In the above-described embodiment, the tuning filter is used to discriminate each PWM carrier frequency. However, it goes without saying that a band-pass filter may be used.
In the circuit of the above embodiment, the insulation failure of the motor circuit system 2 was detected. In this circuit, when a human body or the like comes into contact with the high-order DC power supply line LH or the like, a large AC current flows to the ground. Since this corresponds to a sudden increase in the stray capacitance Cs of the high-order DC power supply line LH, a large fluctuation occurs in the voltage drop Vr of the detection resistance element r. Therefore, the circuit of the above-described embodiment can detect the electric shock as well as the insulation failure of the motor circuit system 2.
(Example 2)
The device according to the second embodiment will be described with reference to the block circuit diagram shown in FIG.
(Circuit configuration)
This circuit is the same as the circuit of the first embodiment shown in FIG. 1 except that the inverter control motor 23 (that is, the inverter IN3 and the three-phase brushless DC motor M3) is omitted for simplification, but the gist is the same. It is obvious that more inverter control motors besides the inverter control motors 21 to 22 can be connected in parallel.
[0031]
The circuit shown in FIG. 5 is different from the circuit shown in the first embodiment shown in FIG. 1 in that each of the other ends of the detection resistor element Rz whose one end is grounded is connected to each of the AC output lines 201 to 206 of the inverter IN1 through a different coupling capacitor Cz. And a circuit for processing the voltage drop of the detection resistance element Rz in the same manner as the voltage drop of the detection resistance element r and reading it into the microcomputer 107 is added.
[0032]
This will be described more specifically.
[0033]
In FIG. 5, the AC output lines 201 to 203 of the inverter IN1 are connected to one end of the detection resistance element Rz through individual coupling capacitors Cz having the same capacitance. Similarly, the AC output lines 204 to 206 of the inverter IN2 are connected to one end of the detection resistance element Rz through individual coupling capacitors Cz having the same capacitance.
[0034]
The voltage drop of the detection resistance element Rz on the side of the inverter IN1 is read as a signal voltage Vm1 by the microcomputer 107 through a band-pass filter (which may be a tuning filter or a resonance circuit) 111, a detection circuit 114, a smoothing circuit 118, and an A / D converter (not shown). .
[0035]
The voltage drop of the detection resistance element Rz on the side of the inverter IN2 is read as a signal voltage Vm1 by the microcomputer 107 through a band-pass filter (which may be a tuning filter or a resonance circuit) 112, a detection circuit 115, a smoothing circuit 119, and an A / D converter (not shown). .
[0036]
The voltage drop of the detection resistance element r is read as a signal voltage Vc1 by the microcomputer 107 through a band-pass filter (which may be a tuning filter or a resonance circuit) 101, a detection circuit 104, a smoothing circuit 108, and an A / D converter (not shown).
[0037]
The voltage drop of the detection resistance element Rz on the side of the inverter IN2 is read as a signal voltage Vc1 by the microcomputer 107 through a band-pass filter (which may be a tuning filter or a resonance circuit) 102, a detection circuit 105, a smoothing circuit 109, and an A / D converter (not shown). .
[0038]
In this embodiment, the pass frequencies of the narrow-band bandpass filters 111 and 101 are set near the center frequency of about 10 kHz, and the pass frequencies of the narrowband bandpass filters 112 and 102 are set at the center frequency of about 5 kHz. It is set near.
[0039]
The AC impedance, that is, the resistance value, of the detection resistance element Rz is set to be much larger than the AC impedance of the coupling capacitor Cz. Accordingly, the detection resistance element Rz on the side of the AC output lines 204 to 206 of the inverter IN2 can be regarded as equivalently connected in parallel with the ground stray capacitance C2 of the stator coil 8 of the three-phase brushless DC motor M2.
[0040]
The AC impedance, that is, the resistance value, of the detection resistance element Rz is set to be much larger than the AC impedance of the coupling capacitor Cz. Thus, the detection resistance element Rz on the side of the AC output lines 201 to 203 of the inverter IN1 can be regarded as equivalently connected in parallel with the ground stray capacitance C1 of the stator coil 7 of the three-phase brushless DC motor M1.
[0041]
Therefore, for example, when inverter IN1 is regarded as an AC power supply generating AC voltage V1, an equivalent circuit for this AC power supply is as shown in FIG. 6, and the equivalent circuit shown in FIG. It can be considered that the resistance elements Rz are connected in parallel. Of course, when the inverter IN2 is regarded as an AC power supply that generates the AC voltage V2, an equivalent circuit for this AC power supply also becomes as shown in FIG. 6, and in the equivalent circuit shown in FIG. It can be considered that the elements Rz are connected in parallel.
(motion)
The operation of detecting an insulation failure to ground in this embodiment will be described below. As an example, a case will be described below where the ground insulation at a predetermined point of the stator coil of the three-phase brushless DC motor M1 decreases and the ground floating capacitance C1 at the predetermined point greatly increases.
[0042]
The processing of the voltage drop Vr of the detection resistance element r is the same as in the first embodiment. In FIG. 6, if the coupling impedance of the coupling capacitor Cc is negligibly small compared to the AC impedance of the detection resistance element r, and the AC impedance of the stray capacitance Cs is much smaller than that of the detection resistance element r, The voltage drop of the stray capacitance Cs is Vr1, and the voltage drop of the stray capacitance C1 is Vm1, and the following equation holds.
[0043]
Ground leakage current i = Vm1 · jωC1 = Vr · jωCs
Vm1 · C1 = Vr1 · Cs
C1 = Vr1 · Cs / Vm1
That is, if the stray capacitance Cs on the DC power supply side is determined in advance, the stray capacitance C1 of the inverter control motor 21 or the motor M1 can be determined by the above equation. Vr1 is a voltage drop of the detection resistance element r with respect to the PWM carrier voltage of the inverter IN1, Vr2 is a voltage drop of the detection resistance element r with respect to the PWM carrier voltage of the inverter IN2, and Vm1 is a detection voltage of the inverter IN1 with respect to the PWM carrier voltage. Vr2 is a voltage drop of the resistance element Rz with respect to the PWM carrier voltage of the inverter IN2.
[0044]
The microcomputer 107 calculates these stray capacitances C1 and C2, and outputs an alarm if they exceed a predetermined threshold.
(Modification)
In this embodiment, the stray capacitances C1 and C2 change in conjunction with the change in the stray capacitance Cs. However, as in the first embodiment, it is highly unlikely that a plurality of motors will cause a ground insulation failure at the same time. Therefore, the ratio C1 / C2 of the stray capacitances C1, C2 and C2 / C1 are calculated to calculate the stray capacitance Cs. If the ratios C1 / C2 and C2 / C1 are within a predetermined range, the inverter control motors 21 to 22 are normal. If C1 / C2 exceeds a predetermined value, the inverter control motor 21 has poor ground insulation. If C2 / C1 exceeds a predetermined value, it can be determined that the inverter control motor 21 is defective in ground insulation.
(Modification)
Further, a capacitor may be connected to the horse between the high-order DC power supply line LH or the low-order DC power supply line LL and the ground to increase the stray capacitance Cs equivalently, thereby reducing the influence of the fluctuation of the actual stray capacitance Cs. .
(Modification)
Further, as shown in FIG. 7, it is also possible to reduce the fluctuation of the stray capacitance Cs by adding a stray capacitance increasing circuit 300 that equivalently increases the stray capacitance Cs of the high-order DC power supply line LH or the low-order DC power supply line LL. It is.
[0045]
The stray capacitance increasing circuit 300 includes the emitter follower transistors 13 and 14 and the suppression capacitor 15. The transistors 13 and 14 connected to the emitter follower form a complementary emitter follower circuit. The collector of the transistor 13 is connected to the higher DC power supply line LH, the collector of the transistor 14 is connected to the lower DC power supply line LL, The base is connected to the connection point between the coupling capacitor Cc and the detection resistance element r, and the emitters of the transistors 13 and 14 are grounded to the vehicle body through the suppression capacitor 15.
[0046]
(Operation explanation)
When the stray capacitance C1 of the inverter control motor 21 increases, the AC voltage component equal to the PWM carrier frequency of the inverter control motor 21 in the voltage drop of the detection resistance element r increases. This AC voltage component is applied to the transistors 13 and 14 of the complementary emitter follower circuit, and the above-mentioned current 19 flows by alternately turning on the transistors 13 and 14, so that the suppression capacitor 15 is charged and discharged. Fluctuations in the AC ground potential of the high-order DC power supply line LH are suppressed. That is, a result equivalent to an increase in the stray capacitance Cs of the low-order DC power supply line LL and the high-order DC power supply line LH is obtained.
[0047]
In this embodiment, the voltage of the suppression capacitor 15 is detected as the voltage drop of the detection resistor r, but the voltage drop of the detection resistor r may be directly detected and output to the filters 101 and 102.
[0048]
FIG. 8 shows experimental data when the stray capacitance C1 is detected using the stray capacitance increasing circuit 300. FIG. 8 shows the value of the stray capacitance C1 when the actual stray capacitance Cs changes from 10 nF to 160 nF. The true value of the stray capacitance C1 is shown on the horizontal axis, and the calculated value is shown on the vertical axis.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a ground insulation failure detection circuit according to a first embodiment.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram in which the circuit of FIG. 1 is modified into an AC power supply circuit.
FIG. 3 is a block circuit diagram showing a detection circuit of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of determining a motor with poor ground insulation according to the first embodiment.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a ground insulation failure detection circuit according to a second embodiment.
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram in which the circuit of FIG. 5 is modified into an AC power supply circuit.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a modification of the second embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing the measurement accuracy of motor stray capacitance when the circuit of FIG. 7 is used.
[Explanation of symbols]
1. Detection circuit (insulation failure detection circuit for motor drive circuit)
2 Motor drive circuit system 3 Battery (DC power supply)
10. Circuit section (detection circuit section)
21 Inverter control motor 22 Inverter control motor 23 Inverter control motor M1 AC motor M2 AC motor M3 AC motor IN1 Inverter IN2 Inverter IN3 Inverter 101 Filter (frequency discriminator)
102 Filter (frequency discriminator)
103 Filter (frequency discriminator)
107 microcomputer (judgment unit, calculation unit)
Cc Power supply side coupling capacitor r Power supply shell side detection resistance element Cz Motor side coupling capacitor Rz Motor side detection resistance element

Claims

交流モータをＰＷＭ制御するインバータと前記交流モータとを含むインバータ制御モータを複数有し、前記各インバータが共通の直流電源から給電されるモータ回路系の対地漏洩電流中の交流成分の大きさに基づいて前記モータ回路系の絶縁不良を検出するモータ回路系の絶縁不良検出回路において、
互いに異なるＰＷＭキャリヤ周波数で駆動される前記各インバータから接地へ漏洩する対地漏洩電流に関する情報を検出する検出回路部と、
検出した前記情報から各ＰＷＭキャリヤ周波数の交流成分を互いに分離する周波数弁別部と、
各周波数弁別された各ＰＷＭキャリヤ周波数の交流成分の振幅に相当する情報から絶縁が不良である前記インバータ制御モータを特定する判定部と、
を備えることを特徴とするモータ回路系の絶縁不良検出装置。A plurality of inverter control motors including an inverter for performing PWM control of the AC motor and the AC motor, wherein each of the inverters is based on a magnitude of an AC component in a ground leakage current of a motor circuit system supplied from a common DC power supply; In the motor circuit system insulation failure detection circuit for detecting the motor circuit system insulation failure,
A detection circuit unit for detecting information regarding a ground leakage current leaking from each of the inverters driven at different PWM carrier frequencies to ground;
A frequency discriminator for separating an AC component of each PWM carrier frequency from the detected information,
A determining unit that specifies the inverter control motor having poor insulation from information corresponding to the amplitude of the AC component of each PWM carrier frequency discriminated by each frequency;
An insulation failure detection device for a motor circuit system, comprising:

請求項１記載のモータ回路系の絶縁不良検出回路において、
前記判定部は、
前記各ＰＷＭキャリヤ周波数の交流成分のうち、最も大きな振幅の前記交流成分を除く他の交流成分の振幅の平均値と、前記最も大きな振幅の前記交流成分の振幅との比率に基づいて、前記特定を行うことを特徴とするモータ回路系の絶縁不良検出回路。The insulation failure detection circuit for a motor circuit system according to claim 1,
The determination unit is
The identification is performed based on a ratio of an average value of the amplitudes of the AC components other than the AC component having the largest amplitude to the amplitude of the AC component having the largest amplitude among the AC components of the PWM carrier frequencies. A circuit for detecting insulation failure of a motor circuit system.

請求項２記載のモータ回路系の絶縁不良検出回路において、
前記検出回路部は、
一端が接地され、他端がカップリングコンデンサを通じて前記直流電源側の所定点に接続される電源側検出抵抗素子を有することを特徴とするモータ回路系の絶縁不良検出回路。An insulation failure detection circuit for a motor circuit system according to claim 2,
The detection circuit unit includes:
An insulation failure detection circuit for a motor circuit system, comprising: a power supply side detection resistance element having one end grounded and the other end connected to a predetermined point on the DC power supply side through a coupling capacitor.

交流モータをＰＷＭ制御するインバータと前記交流モータとを含むインバータ制御モータを複数有し、前記各インバータが共通の直流電源から給電されるモータ回路系の対地漏洩電流中の交流成分の大きさに基づいて前記モータ回路系の絶縁不良を検出するモータ回路系の絶縁不良検出回路において、
一端が接地され、他端が電源側のカップリングコンデンサを通じて前記直流電源側の所定点に接続される電源側検出抵抗素子と、
一端が接地され、他端がそれぞれ異なるモータ側のカップリングコンデンサを通じて前記インバータの交流出力端に個別に接続されるモータ側検出抵抗素子と、
前記電源側検出抵抗素子及びモータ側検出抵抗素子を流れる零相交流電流による前記電源側検出抵抗素子及びモータ側検出抵抗素子の電圧降下に基づいて前記交流モータの浮遊容量に関連するデータを抽出する演算部と、
を備えることを特徴とするモータ回路系の絶縁不良検出回路。A plurality of inverter control motors including an inverter for performing PWM control of the AC motor and the AC motor, wherein each of the inverters is based on a magnitude of an AC component in a ground leakage current of a motor circuit system supplied from a common DC power supply; In the motor circuit system insulation failure detection circuit for detecting the motor circuit system insulation failure,
One end is grounded, the other end is connected to a predetermined point on the DC power supply side through a coupling capacitor on the power supply side, a power supply side detection resistance element,
One end is grounded, and the other end is individually connected to the AC output terminal of the inverter through a different motor-side coupling capacitor, and a motor-side detection resistor element,
Data related to the stray capacitance of the AC motor is extracted based on a voltage drop of the power supply side detection resistance element and the motor side detection resistance element due to a zero-phase AC current flowing through the power supply side detection resistance element and the motor side detection resistance element. An operation unit;
An insulation failure detection circuit for a motor circuit system, comprising:

車両に搭載されて、車載された前記各交流モータの絶縁不良を検出する請求項１乃至４のいずれか記載のモータ回路系の絶縁不良検出装置。The motor circuit system insulation failure detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the device detects an insulation failure of each of the AC motors mounted on the vehicle.