JP2018050395A - インバータ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】配線や端子台等に接触して作業しても安全上問題のない時間を使用者に知らせることができるようにしたインバータ装置を提供する。【解決手段】一実施形態は、交流電源を整流し主電源線間に出力する電源整流回路と、電源整流回路の整流出力を平滑化する主回路コンデンサと、主回路コンデンサの出力を電源入力するインバータ主回路と、電源遮断された以降に主回路コンデンサの端子間電圧を測定し、予め定められた放電時定数、又は、電源遮断後に測定された複数の電圧値に基づき算出される放電時定数、に応じて、測定された端子間電圧が予め設定された所定電圧に達するまでの時間を算出する演算部と、演算部により算出された時間を表示する表示部と、を含む。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、インバータ装置に関する。
インバータ装置は、交流電源を整流、平滑化して直流電圧を生成し、当該直流電圧をインバータ主回路に供給してインバータ主回路を駆動する。ここで、直流電圧を平滑するための主回路コンデンサとしてアルミ電解コンデンサなどの大容量コンデンサを使用する。直流電力は電源を遮断後も主回路コンデンサに残留している。このため、主回路コンデンサに直流電力が蓄積した状態でインバータ装置に接触すると感電事故の虞がある。この主回路コンデンサの蓄積電荷を放電するため、主回路コンデンサと並列に放電用の抵抗を接続し、電源遮断時の放電時間を短縮する方法が一般に用いられる。一般に、安全上の観点から、使用者が配線や端子台に接触して作業するためには、電源遮断した後、主回路コンデンサに蓄積された電荷の放電処理を待機する必要がある。
しかしながら、主回路コンデンサの容量値はインバータ容量に応じて異なるため、放電時間は一律に定められるものではない。このため、安全上、最も放電時間が長いインバータ容量に対応した放電時間を定め、この放電時間だけ待機するように使用者に推奨している。このため、使用者は比較的短時間で放電するインバータ容量のインバータ装置を使用していたとしても、配線や端子台等に接触して作業するには一定の時間だけ待機しなければならない。なお、本願の関連技術が特許文献1、2に開示されている。例えば、特許文献1記載の技術によれば、平滑用の電解コンデンサの余命寿命を表示させることができる。
配線や端子台等に接触して作業しても安全上問題のない時間を使用者に知らせることができるようにしたインバータ装置を提供する。
一実施形態は、交流電源を整流し主電源線間に出力する電源整流回路と、電源整流回路の整流出力を平滑化する主回路コンデンサと、主回路コンデンサの出力を電源入力するインバータ主回路と、電源遮断された以降に前記主回路コンデンサの端子間電圧を測定し、予め定められた放電時定数、又は、電源遮断後に測定された複数の電圧値に基づき算出される放電時定数、に応じて、測定された端子間電圧が予め設定された所定電圧に達するまでの時間を算出する演算部と、演算部により算出された時間を表示する表示部と、を含む。
以下、インバータ装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態について図1から図4を参照して説明する。図1に示すように、インバータ装置1は、例えば三相交流電源2をスイッチ3を通じて入力する端子R,S,Tを備え、端子R,S,Tには電源整流回路4が接続されている。
(第1の実施形態)
第1の実施形態について図1から図4を参照して説明する。図1に示すように、インバータ装置1は、例えば三相交流電源2をスイッチ3を通じて入力する端子R,S,Tを備え、端子R,S,Tには電源整流回路4が接続されている。
電源整流回路4は、端子R,S,Tに入力された三相交流電源2の交流電源を入力し整流する。この電源整流回路4の出力は主電源線N1およびN2に与えられている。この主電源線N1およびN2間には主回路コンデンサCが接続されている。主回路コンデンサCは電源整流回路4の整流出力を平滑化し直流電力(直流電圧)を出力する。この直流電力はDCDCコンバータ(図示せず)を通じて制御回路5及び表示器(表示部相当)6に与えられている。また主回路コンデンサCが平滑化した直流電力はインバータ主回路7に与えられている。インバータ主回路7は、例えばIGBTなどのトランジスタを3相ブリッジ接続して構成され、入力した直流電力について制御回路5が出力するPWM制御信号に基づいて交流変換し三相交流電力をモータ8に供給する。
また、主電源線N1およびN2間には放電回路となる放電抵抗RLが接続されている。放電抵抗RLは主回路コンデンサCの蓄積電荷を放電するように設けられている。
制御回路5は、A/D変換器9、演算部10、及び、揮発性及び不揮発性のメモリ11を備える。A/D変換器9は、主電源線N1およびN2間の端子間電圧Vdcを入力し、A/D変換処理して演算部10に出力する。演算部10は、必要に応じてメモリ11に記憶されている内容を参照しながら、メモリ11に予め記憶されたプログラムに基づいてこのA/D変換器9の処理結果を算出する。これにより演算部10は端子間電圧Vdcを測定できる。制御回路5は、この処理結果を表示器6に表示制御可能になっている。表示器6は、例えば7セグメントLED、液晶表示器(LCD)などの表示部であり、1行又は複数行にわたる情報を表示可能になっている。
制御回路5は、A/D変換器9、演算部10、及び、揮発性及び不揮発性のメモリ11を備える。A/D変換器9は、主電源線N1およびN2間の端子間電圧Vdcを入力し、A/D変換処理して演算部10に出力する。演算部10は、必要に応じてメモリ11に記憶されている内容を参照しながら、メモリ11に予め記憶されたプログラムに基づいてこのA/D変換器9の処理結果を算出する。これにより演算部10は端子間電圧Vdcを測定できる。制御回路5は、この処理結果を表示器6に表示制御可能になっている。表示器6は、例えば7セグメントLED、液晶表示器(LCD)などの表示部であり、1行又は複数行にわたる情報を表示可能になっている。
端子R,S,Tは端子台に搭載されており、使用者はインバータ装置1の端子R,S,Tにスイッチ3を介して配線を三相交流電源2に接続し、モータ8を配線により端子U,V,Wに接続することでインバータ装置1を運転可能にできる。
前述構成の作用について説明する。図2は処理内容を概略的に示すフローチャートであり、図3は主回路コンデンサの端子間電圧の時間的変化を示している。
使用者がスイッチ3を操作し電源をオンすると、三相交流電源2から例えば交流実効値400Vの三相交流電源がインバータ装置1に入力される。電源整流回路4は主電源線N1およびN2間に整流出力し、主回路コンデンサCはこの整流出力を平滑化し直流電力をインバータ主回路7に出力する。制御回路5はPWM制御信号を出力することでインバータ主回路7を駆動しモータ8を回転させる。この状態では、主電源線N1およびN2間の主回路コンデンサCの端子間電圧Vdcは高い通常動作電圧(例えば550〜600V)に保たれる。
使用者がスイッチ3を操作し電源をオンすると、三相交流電源2から例えば交流実効値400Vの三相交流電源がインバータ装置1に入力される。電源整流回路4は主電源線N1およびN2間に整流出力し、主回路コンデンサCはこの整流出力を平滑化し直流電力をインバータ主回路7に出力する。制御回路5はPWM制御信号を出力することでインバータ主回路7を駆動しモータ8を回転させる。この状態では、主電源線N1およびN2間の主回路コンデンサCの端子間電圧Vdcは高い通常動作電圧(例えば550〜600V)に保たれる。
制御回路5のA/D変換器9は通常動作中において主回路コンデンサCの端子間電圧Vdcを読取り、演算部10は、この端子間電圧Vdcが前述の通常動作電圧より低く予め設定された電源遮断判定電圧Va(例えば520V)以下となったか否かを判定する。これにより、使用者によるスイッチ3の操作により電源遮断指示されたか否かを判定できる。すなわち、図3に示すように時刻T0の時点で使用者によりスイッチ3がオフされた後、端子間電圧Vdcが所定の電源遮断判定電圧Va以下の時点とされた時刻Taにおいて電源遮断指示されたことを判断できる。
電源遮断後においても、主回路コンデンサCの端子間電圧Vdcに基づく電源電圧は制御回路5や表示器6に供給されており、この場合、制御回路5及び表示器6は通常動作する。このため、図2に示すように、電源遮断の判断時刻Taの後においても、演算部10は、A/D変換器9を用いて主回路コンデンサCの端子間電圧Vdcを電圧Va1として読取ることができる(図2のS1)。判断時刻Ta以降において、演算部10は、この電圧Va1に応じて推定待ち時間Tthを算出する(図2のS2)。演算部10は、推定待ち時間Tthを下記の(1)式に応じて算出すると良い。
Tth = τ ・ {ln(Va1/Vth)} …(1)
ここで、τは放電時定数を表すもので不揮発性のメモリ11に予め記憶されている。このτの値は、放電抵抗RLのインピーダンスの標準値、及び、前述したDCDCコンバータ、制御回路5、表示器6等の負荷回路の標準的な消費電力に応じて決定されるもので、インバータ装置1の設計時又は製造検査時に予め決定される値となっている。
ここで、τは放電時定数を表すもので不揮発性のメモリ11に予め記憶されている。このτの値は、放電抵抗RLのインピーダンスの標準値、及び、前述したDCDCコンバータ、制御回路5、表示器6等の負荷回路の標準的な消費電力に応じて決定されるもので、インバータ装置1の設計時又は製造検査時に予め決定される値となっている。
また、所定電圧Vthは予め設定された電圧であり、例えば50V又は60Vに設定される。この所定電圧Vthは使用者が配線や端子台等に接触して作業しても安全上問題ないと考えられる値に設定されている。演算部10は、推定待ち時間Tthを算出すると、表示器6はこの算出された推定待ち時間Tthを表示する(図2のS3)。
例えば、所定電圧Vthが60Vに設定されている場合には次のように動作する。図3に示すように、時刻T0(=50sec)においてスイッチ3がオフされることにより電源遮断され、その後、時刻Ta(=60sec)において電圧Va1(=510V)を測定し、この電圧Va1と予めメモリ11に記憶されている放電時定数τ(=100sec)とを用いて(1)式により推定待ち時間Tth(=214sec)を算出し、この時刻Ta(=60sec)の時点で表示器6が推定待ち時間214secであることを表示する。図4はこの表示態様例を示している。これにより、使用者は時刻Ta(=60sec)の時点において、214sec待機すれば良いということを明確に理解できる。
本実施形態によれば、演算部10が予め定められた放電時定数τに応じて、測定された端子間電圧Vdcが予め設定された所定電圧Vthに達するまでの時間を算出し、表示器6がこの算出された時間を表示するようにした。この結果、配線や端子台等に接触して作業しても安全上問題のない時間を使用者に知らせることができる。これにより作業者の無駄な待機時間を短縮できる。
(第2の実施形態)
図5及び図6は第2の実施形態の追加説明図を示す。図5に示すように、ステップS1〜S3の処理を繰り返し行うようにしても良い。表示器6が図5のステップS1〜S3において推定待ち時間Tthを表示した後、演算部10は図5のステップS4において内蔵したタイマにより測定を開始し、このタイマによる測定時間が所定時間に達したか否かを判定し(図5のS5)、所定時間(例えば10sec)経過したことを条件として図5のステップS1〜S3の処理を繰り返すようにしても良い。すると、図6に示すように、表示器6は推定待ち時間Tthを繰り返し表示更新することができる。
図5及び図6は第2の実施形態の追加説明図を示す。図5に示すように、ステップS1〜S3の処理を繰り返し行うようにしても良い。表示器6が図5のステップS1〜S3において推定待ち時間Tthを表示した後、演算部10は図5のステップS4において内蔵したタイマにより測定を開始し、このタイマによる測定時間が所定時間に達したか否かを判定し(図5のS5)、所定時間(例えば10sec)経過したことを条件として図5のステップS1〜S3の処理を繰り返すようにしても良い。すると、図6に示すように、表示器6は推定待ち時間Tthを繰り返し表示更新することができる。
また、測定電圧Va1が使用者による処置可能な所定電圧Vth(例えば60V)以下の電圧に低下したときに、表示器6が推定待ち時間Tthとして0secを表示更新するが、その後、制御回路5及び表示器6には自然に電源供給されなくなり、これにより制御回路5、表示器6は動作を停止し、表示器6はその表示画面を消灯する。なお、表示器6が0secを表示する前に消灯するようになっていても良い。
(第3の実施形態)
図7から図9は第3の実施形態の追加説明図を示す。図7のステップS1、S2の処理を順次行った後、表示器6が推定待ち時間Tthと端子間電圧Vdcとを交互表示するようにしても良い。すると図8に示すように、表示器6は推定待ち時間Tthと端子間電圧Vdcすなわち測定電圧Va1とを交互に表示することで、両情報を使用者に知らせることができる。また、図7のステップS4及びS5に示すようにタイマを用いて所定時間経過したか否かを判定し、図7のステップS1〜S3aの処理を繰り返し行っても良い。すると、図8に示すように、表示器6は推定待ち時間Tth(例えば10min)と端子間電圧Vdc(測定電圧Va1:例えば150V)とを例えば3sec毎に交互に表示し繰り返し表示更新することができる。
図7から図9は第3の実施形態の追加説明図を示す。図7のステップS1、S2の処理を順次行った後、表示器6が推定待ち時間Tthと端子間電圧Vdcとを交互表示するようにしても良い。すると図8に示すように、表示器6は推定待ち時間Tthと端子間電圧Vdcすなわち測定電圧Va1とを交互に表示することで、両情報を使用者に知らせることができる。また、図7のステップS4及びS5に示すようにタイマを用いて所定時間経過したか否かを判定し、図7のステップS1〜S3aの処理を繰り返し行っても良い。すると、図8に示すように、表示器6は推定待ち時間Tth(例えば10min)と端子間電圧Vdc(測定電圧Va1:例えば150V)とを例えば3sec毎に交互に表示し繰り返し表示更新することができる。
表示器6が推定待ち時間Tthと端子間電圧Vdcとの情報を交互に表示する形態を示したが、予め使用者に設定されたパラメータに応じて選択した情報を表示するようにしても良い。また、表示器6が、例えば2行表示可能なLCDを用いている場合などには、図9に示すように、放電までの推定待ち時間Tth、端子間電圧Vdcの現在値を同時に表示するようにしても良い。この場合、表示器6が、推定待ち時間Tthを「放電まで:10min」と表示し、端子間電圧Vdcを「直流電圧:150V」と表示することで、使用者に理解し易く知らせることができる。
(第4の実施形態)
図10から図15は第4の実施形態の追加説明図を示す。制御回路5のA/D変換器9は通常動作中において主回路コンデンサCの端子間電圧Vdcを読取り、演算部10は、この端子間電圧Vdcが前述の通常動作電圧より低く予め設定された電源遮断判定電圧Va(例えば520V)以下となったか否かを判定する。そして端子間電圧Vdcが電源遮断判定電圧Va以下となったときに電源遮断したことを判定できる。
図10から図15は第4の実施形態の追加説明図を示す。制御回路5のA/D変換器9は通常動作中において主回路コンデンサCの端子間電圧Vdcを読取り、演算部10は、この端子間電圧Vdcが前述の通常動作電圧より低く予め設定された電源遮断判定電圧Va(例えば520V)以下となったか否かを判定する。そして端子間電圧Vdcが電源遮断判定電圧Va以下となったときに電源遮断したことを判定できる。
この電源遮断の判断タイミング以降において、図10に示すように、A/D変換器9は時刻T1において主回路コンデンサCの端子間電圧Vdcを電圧V1として読取る(図10のS1a)。またその後、A/D変換器9は時刻T2において主回路コンデンサCの端子間電圧Vdcを電圧V2として読取る(図10のS1b)。この端子間電圧Vdcの読取時間間隔は例えば10sec程度以下とすることが望ましい。そして、演算部10は、これらの複数の時刻T1、T2、及び、当該複数の時刻T1、T2に対応して測定された電圧値V1、V2に応じて放電時定数τaを算出する(図10のS2a)。このとき演算部10は放電時定数τaを下記の(2)式に応じて算出すると良い。
τa=(T2−T1)/{ln(V1/V2)} …(2)
演算部10が放電時定数τaを算出したときには、この算出された放電時定数τaを不揮発性のメモリ11に順次記憶又は順次更新することが望ましい。その後、演算部10は、この算出された放電時定数τaに応じて推定待ち時間Tthを算出する(図10のS2b)。このとき演算部10は、推定待ち時間Tthを下記の(3)式に応じて算出すると良い。
演算部10が放電時定数τaを算出したときには、この算出された放電時定数τaを不揮発性のメモリ11に順次記憶又は順次更新することが望ましい。その後、演算部10は、この算出された放電時定数τaに応じて推定待ち時間Tthを算出する(図10のS2b)。このとき演算部10は、推定待ち時間Tthを下記の(3)式に応じて算出すると良い。
Tth = τa ・ {ln(V2/Vth)} …(3)
演算部10は推定待ち時間Tthを算出すると、表示器6はこの算出された推定待ち時間Tthを表示する。このような処理は、使用者によりスイッチ3がオン/オフされ電源遮断される度に繰り返される。このため、電源遮断される度に放電時定数τaを補正、更新することができ、より実用に適した放電時定数τaに更新できる。これにより、たとえ主回路コンデンサCが経年劣化し、その容量値が経年変化したとしても、この経年変化に対応する容量値に応じた放電時定数τaを設定できるようになる。
演算部10は推定待ち時間Tthを算出すると、表示器6はこの算出された推定待ち時間Tthを表示する。このような処理は、使用者によりスイッチ3がオン/オフされ電源遮断される度に繰り返される。このため、電源遮断される度に放電時定数τaを補正、更新することができ、より実用に適した放電時定数τaに更新できる。これにより、たとえ主回路コンデンサCが経年劣化し、その容量値が経年変化したとしても、この経年変化に対応する容量値に応じた放電時定数τaを設定できるようになる。
図11に示すように、時刻T0(=50sec)においてスイッチ3がオフされることにより電源遮断されると、演算部10は、時刻T1(=60sec)において電源遮断を判断して電圧V1(=480V)を測定し、その後、時刻T2(=70sec)において電圧V2(=415V)を測定し、その後、演算部10はステップS2aにおいて(2)式に応じて放電時定数τa(=68.7sec)を算出する。そして、ステップS2bにおいて(3)式に応じて推定待ち時間Tth(=145sec)を算出でき、表示器6はこの推定待ち時間Tthを表示する。図12はこのときの表示態様例を示している。これにより、使用者は時刻T2(=70sec)の時点から「145sec」待機すれば良いということを明確に理解できる。また、第2又は第3の実施形態に示したように、制御回路5は、タイマを用いて所定時間毎に推定待ち時間Tthを算出し、表示器6が推定待ち時間Tthを表示更新するようにしても良い。
(第4実施形態の変形例その1)
図11に示すように、時刻T0から電源遮断を判断する時刻T1までの期間をTx0、時刻T1から時刻T2までの期間をTx1、時刻T2から端子間電圧Vdcが電圧Vthに達するまでの期間をTx2、とすれば、期間Tx2中に推定待ち時間Tthを表示、又は、表示更新することになる。このため、期間Tx0、Tx1の間には推定待ち時間Tthを表示できないことになるが、期間Tx1においては、表示器6は、演算部10からの指令を受けて電源遮断を受け付けたことを示す「OFF」を表示するようにしても良い。図13はこの表示変化態様例を示している。すなわち、表示器6は時刻T0では無表示とするが、時刻T1には「OFF」を表示し、時刻T2には算出された推定待ち時間Tthを表示する。これにより、制御回路5が内部処理中に認識する情報や主回路コンデンサCの放電処理中における現在の情報を使用者に通知できる。
図11に示すように、時刻T0から電源遮断を判断する時刻T1までの期間をTx0、時刻T1から時刻T2までの期間をTx1、時刻T2から端子間電圧Vdcが電圧Vthに達するまでの期間をTx2、とすれば、期間Tx2中に推定待ち時間Tthを表示、又は、表示更新することになる。このため、期間Tx0、Tx1の間には推定待ち時間Tthを表示できないことになるが、期間Tx1においては、表示器6は、演算部10からの指令を受けて電源遮断を受け付けたことを示す「OFF」を表示するようにしても良い。図13はこの表示変化態様例を示している。すなわち、表示器6は時刻T0では無表示とするが、時刻T1には「OFF」を表示し、時刻T2には算出された推定待ち時間Tthを表示する。これにより、制御回路5が内部処理中に認識する情報や主回路コンデンサCの放電処理中における現在の情報を使用者に通知できる。
(第4実施形態の変形例その2)
また、第4実施形態に第2又は第3実施形態を組み合わせることで以下のように変形することもできる。電源遮断を判断した時刻T1から時刻T2にかけて、演算部10は予めメモリ11に記憶された初期値となる放電時定数τを用いて(1)式に応じて推定待ち時間Tthを算出し、表示器6は、演算部10からの指令を受けて、期間Tx1の間、この推定待ち時間Tthを表示するようにしても良い。
また、第4実施形態に第2又は第3実施形態を組み合わせることで以下のように変形することもできる。電源遮断を判断した時刻T1から時刻T2にかけて、演算部10は予めメモリ11に記憶された初期値となる放電時定数τを用いて(1)式に応じて推定待ち時間Tthを算出し、表示器6は、演算部10からの指令を受けて、期間Tx1の間、この推定待ち時間Tthを表示するようにしても良い。
図14はこのときの表示態様例を示している。すなわち、表示器6は時刻T0では無表示とするが、時刻T1には放電時定数τを用いて算出された推定待ち時間Tth(=154sec)を表示する。その後、演算部10は時刻T2の時点で新たに放電時定数τaを算出できるため、演算部10はこの放電時定数τaを用いて推定待ち時間Tthを算出し、表示器6はこの推定待ち時間Tthを表示する。
すなわち、メモリ11が予め定められた放電時定数τを不揮発的に記憶し、演算部10が、電源遮断後の複数の時刻T1、T2に対応して測定された電圧値V1、V2に基づき放電時定数τaを算出する場合には、当該放電時定数τaを算出する前に、メモリ11に記憶された放電時定数τを用いて端子間電圧Vdcが所定電圧に達するまでの時間を算出し、表示器6はこの時間を表示するようにしている。これにより、制御回路5が内部処理中に認識する情報や主回路コンデンサCの放電処理中における現在の情報を使用者に通知でき、使用者に対して有益な情報を通知できる。
また、このような処理は、スイッチ3がオン/オフされる度に繰り返されることになるが、演算部10が電源遮断時において毎回放電時定数τaを不揮発性のメモリ11に順次記憶又は順次更新させていれば、前回の電源遮断時に記憶された放電時定数τaを用いて推定待ち時間Tthを算出し、表示器6は演算部10からの指令を受けて、期間Tx1の間、この推定待ち時間Tthを表示することもできる。
図15はこのときの表示態様例を示している。表示器6は時刻T0では無表示とするが、時刻T1には前回算出された放電時定数τaを用いて算出された推定待ち時間Tth(=155sec)を表示する。その後、演算部10は時刻T2の時点で新たに放電時定数τaを算出できるため、演算部10はこの今回算出された放電時定数τaを用いて推定待ち時間Tthを算出し、表示器6はこの推定待ち時間Tthを表示する。
本実施形態によれば、メモリ11が前回又はそれ以前に算出された放電時定数τaを不揮発的に記憶し、演算部10が、電源遮断後の複数の時刻T1、T2に対応して測定された電圧値V1、V2に基づき放電時定数τaを改めて算出する場合には、当該放電時定数τaを算出する前に、メモリ11に記憶された放電時定数τaを用いて端子間電圧Vdcが所定電圧Vthに達するまでの時間を算出し、表示器6はこの時間を表示するようにしている。これにより、使用者に対して有益な情報を通知できる。
(第5の実施形態)
図16から図17は第5の実施形態の追加説明図を示す。図16に示すように、第4の実施形態と同様に、演算部10は、図16のS1a、S1bにてA/D変換部9を用いて時刻T1、T2における端子間電圧Vdcを電圧V1、V2として読取り、演算部10は、図16のS2aにてこれらの時刻T1、T2、電圧V1、V2を用いて放電時定数τaを算出する。ここで演算部10は、この算出された放電時定数τaが予め定められた放電時定数の閾値τL以上であるときには(図16のS6:NO)、健全であると判断し、第4実施形態と同様に、図16のS2bにおいて推定待ち時間Tthを算出し、S3において推定待ち時間Tthを表示する。
図16から図17は第5の実施形態の追加説明図を示す。図16に示すように、第4の実施形態と同様に、演算部10は、図16のS1a、S1bにてA/D変換部9を用いて時刻T1、T2における端子間電圧Vdcを電圧V1、V2として読取り、演算部10は、図16のS2aにてこれらの時刻T1、T2、電圧V1、V2を用いて放電時定数τaを算出する。ここで演算部10は、この算出された放電時定数τaが予め定められた放電時定数の閾値τL以上であるときには(図16のS6:NO)、健全であると判断し、第4実施形態と同様に、図16のS2bにおいて推定待ち時間Tthを算出し、S3において推定待ち時間Tthを表示する。
しかし演算部10は、この算出された放電時定数τaが閾値τLよりも小さくなった(図16のS6でYES)ときに異常と判断する。この閾値τLは異常値として予め定められる値であり、放電時定数の初期値τよりも大幅に小さな値に設定されている。したがって、演算部10は、放電時定数τaが閾値τLよりも小さくなったときに異常を生じたことを即座に判定できる。この場合、表示器6が、演算部10から指令を受けて主回路コンデンサCが異常である旨を表示する(図16のS7)。図17はこのときの表示態様例を示している。図17に示すように、表示器6は「CapEr」と表示することで主回路コンデンサCが異常であることを通知できる。
(第6の実施形態)
図18及び図19は第6の実施形態の追加説明図を示す。本実施形態では、図18及び図19に示すように、第2又は第3の実施形態の処理を組み合わせて、推定待ち時間Tth、端子間電圧Vdc、主回路コンデンサCのステータスを表示する形態を示す。
図18及び図19は第6の実施形態の追加説明図を示す。本実施形態では、図18及び図19に示すように、第2又は第3の実施形態の処理を組み合わせて、推定待ち時間Tth、端子間電圧Vdc、主回路コンデンサCのステータスを表示する形態を示す。
第5の実施形態と同様に、演算部10は、ステップS6において放電時定数τaと閾値τLとを比較することで、主回路コンデンサCが健全であるか異常であるかを判断するが、本実施形態では、ステップS6でNOと判断したときには、主回路コンデンサCのステータスが健全である旨をメモリ11に記憶し(S8)、ステップS6でYESと判断したときには、主回路コンデンサCのステータスを異常である旨をメモリ11に記憶する(S7a)。
そして演算部10は、ステップS2bにおいて推定待ち時間Tthを算出し、ステップS3aにおいてこの推定待ち時間Tthと共に主回路コンデンサCの端子間電圧Vdcを直流電圧として表示器6に表示させ、さらに、主回路コンデンサCのコンデンサステータス「健全」を表示器6に表示させる。
図19は、図18のステップS3aの処理時における表示態様例を示している。図19に示すように、表示器6が、放電までの時間(例えば10min)及び端子間電圧Vdcを直流電圧として表示し、コンデンサステータスも表示する。
そして演算部10は、図18のステップS4及びS5に示すようにタイマを用いて所定時間経過したか否かを判定し、所定時間経過したときにステップS5においてYESと判定し、ステップS1cにて端子間電圧Vdcを電圧V2として読取り、ステップS2aに処理を戻す。演算部10は、ステップS2aにて放電時定数τaを再度算出し、ステップS6において放電時定数τaが閾値τLよりも小さいか否かを判断する。これは、1回だけの算出処理ではステップS6の判断が不安定となることを避けるためであり、複数回繰り返すことで安定的に判断できるようになる。これらの図18のステップS2a〜S1cの処理は繰り返されるが、これによりステップS3aの処理も繰り返されることになり、推定待ち時間Tth、主回路コンデンサCの端子間電圧Vdc、及び、コンデンサステータスを繰り返し表示更新できる。
表示器6が、放電までの時間(例えば10min)及び端子間電圧Vdcを直流電圧として繰り返し表示更新するようになるため、配線や端子台等に接触して作業しても安全上問題のない時間を作業者に逐次知らせることができる。また、コンデンサステータスを作業者に逐次知らせることができる。
また演算部10は、ステップS2aにおいて放電時定数τaを放電中に逐次算出し直しているため、ステップS6の判断処理を行うことで、コンデンサステータスが健全であるか異常であるかを逐次判定でき、ステップS3aにてこの結果を表示できる。すなわち、図19に示すように、放電開始当初はコンデンサステータスが健全であっても放電途中に異常となることもある。このような場合、表示器6が「コンデンサステータス:異常」である旨を表示するようになるため、主回路コンデンサCの点検を使用者に促すことができる。
このような処理は、制御回路5、表示器6に正常動作可能な電圧が供給されている間に繰り返されることになる。このため、主回路コンデンサCの放電途中にコンデンサステータスを作業者に知らせることができる。
(他の実施形態)
前述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
前述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
放電時定数τaを2つの時刻T1、T2の電圧V1、V2に基づいて算出する形態を示したが、3以上の複数の時刻における3以上の複数の電圧に基づいて算出する形態に適用しても良い。
電源遮断後に測定された複数の電圧値に基づいて放電時定数を算出し、この放電時定数に応じて予め設定された所定電圧に達するまでの時間を算出すれば良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、各実施形態1〜6に示した構成、条件に限定されることはなく、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、各実施形態1〜6に示した構成、条件に限定されることはなく、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
図面中、1はインバータ装置、2は三相交流電源、4は電源整流回路、5は制御回路(演算部)、6は表示器(表示部)、7はインバータ主回路、10は演算部、Cは主回路コンデンサ、11はメモリ(記憶部)、N1、N2は主電源線、τ、τaは放電時定数を示す。
Claims (6)
- 交流電源を整流し主電源線間に出力する電源整流回路と、
前記電源整流回路の整流出力を平滑化する主回路コンデンサと、
前記主回路コンデンサの出力を電源入力するインバータ主回路と、
電源遮断された以降に前記主回路コンデンサの端子間電圧を測定し、予め定められた放電時定数、又は、電源遮断後に測定された複数の電圧値に基づき算出される放電時定数、に応じて、前記測定された端子間電圧が予め設定された所定電圧に達するまでの時間を算出する演算部と、
前記演算部により算出された時間を表示する表示部と、
を備えるインバータ装置。 - 前記演算部は、前記主回路コンデンサの端子間電圧を繰り返し測定し、前記放電時定数に応じて、前記繰り返し測定された端子間電圧が所定電圧に達するまでの時間を繰り返し算出し、
前記表示部は、前記演算部により算出された時間を繰り返し表示更新する請求項1記載のインバータ装置。 - 前記表示部は、前記主回路コンデンサの端子間電圧と前記演算部により算出された時間とを交互又は選択して表示する請求項1記載のインバータ装置。
- 前記演算部が、電源遮断後に測定された複数の電圧値に基づき放電時定数を算出する場合には、
前記放電時定数が予め設定された所定の時定数よりも小さくなったときに、前記表示部は、前記主回路コンデンサが異常である旨を表示する請求項1から3の何れか一項に記載のインバータ装置。 - 予め定められた放電時定数を不揮発的に記憶する記憶部を備え、
前記演算部が、電源遮断後に測定された複数の電圧値に基づき放電時定数を算出する場合には、
当該放電時定数が算出される前には、前記演算部は前記記憶部により記憶された放電時定数を用いて端子間電圧が所定電圧に達するまでの時間を算出し、前記表示部はこの時間を表示する請求項1から4の何れか一項に記載のインバータ装置。 - 今回の電源遮断時より前の前回又はそれ以前に算出された放電時定数を不揮発的に記憶する記憶部を備え、
前記演算部が、電源遮断後に測定された複数の電圧値に基づき放電時定数を算出する場合には、
当該放電時定数が算出される前には、前記演算部は前記記憶部により記憶された放電時定数を用いて端子間電圧が所定電圧に達するまでの時間を算出し、前記表示部はこの時間を表示する請求項1から4の何れか一項に記載のインバータ装置。
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