JP2019075851A

JP2019075851A - 故障検出機能を有するモータ駆動装置

Info

Publication number: JP2019075851A
Application number: JP2017198612A
Authority: JP
Inventors: 総齊藤; So Saito; 力鹿川; Tsutomu Kagawa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2037-10-12
Also published as: JP6577549B2; CN109660180A; DE102018124641A1; US10823783B2; DE102018124641B4; CN109660180B; US20190113576A1

Abstract

【課題】モータをモータ駆動装置に接続しない状態ではフィードバック電流が発生しないため、モータ駆動装置単体では故障の検出を行うことができないという問題があった。【解決手段】本開示の一実施例に係るモータ駆動装置は、複数のパワー素子のスイッチングにより直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、インバータから出力される電流を検出する電流検出部と、電圧指令を生成する電流制御部と、インバータの複数のパワー素子のスイッチングを制御する制御信号生成部と、複数の抵抗を介してインバータの出力側端子を短絡する複数のリレーを備えたダイナミックブレーキ回路と、初期電流値及び故障の有無を判定するための第１閾値を記憶する記憶部と、初期電流値を検出してから所定時間経過後に、電流値を初期電流値と比較し、電流値の初期電流値からの変化率を第１閾値と比較した結果に基づいて、故障の有無を判定する故障判定部と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ駆動装置に関し、特に、故障検出機能を有するモータ駆動装置に関する。

モータ駆動装置では、電流指令を受けた電流制御部が、パワー素子を制御する（オン・オフする）ための制御信号をパワー素子へ送り、モータを駆動するためのモータ電流を制御している。さらに、電流検出回路がモータ電流を検出し、電流制御部へフィードバックすることで、電流指令と実モータ電流とを比較し、電流指令を調整し、制御信号を調整する。

ここで、パワー素子、モータ、電流検出回路のいずれかが故障すると、モータの制御を正常に行うことができなくなり、モータが異常な動作をするという問題が生じる恐れがある。

そこで、電流検出回路からフィードバックされる電流を利用して、故障の検出あるいは故障の予測を行う方法が報告されている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−３５０３８７号公報

しかしながら、従来技術においては、モータを実際に動作させないと故障の検出を行うことができないという問題があった。さらに、モータをモータ駆動装置に接続しない状態ではフィードバック電流が発生しないため、モータ駆動装置単体では故障の検出を行うことができないという問題があった。

本開示の一実施例に係るモータ駆動装置は、複数のパワー素子を備え、該複数のパワー素子のスイッチングにより直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、インバータから出力される電流を検出する電流検出部と、電流指令及び電流検出部で検出された電流の値に基づいて、電圧指令を生成する電流制御部と、電圧指令からインバータの複数のパワー素子のスイッチングを制御する制御信号生成部と、複数の抵抗を介してインバータの出力側端子を短絡する複数のリレーを備えたダイナミックブレーキ回路と、電流制御部に電流指令が入力され、かつ複数のリレーのうちの少なくとも２つのリレーを導通させたときに電流検出部で検出された電流の初期値である初期電流値、及び故障の有無を判定するための第１閾値を記憶する記憶部と、初期電流値を検出してから所定時間経過後に、電流制御部に電流指令が入力され、複数のリレーのうちの少なくとも２つのリレーを導通させたときに電流検出部で検出された電流の値である電流値を初期電流値と比較し、電流値の初期電流値からの変化率を第１閾値と比較した結果に基づいて、故障の有無を判定する故障判定部と、を有する。

本開示の一実施例に係るモータ駆動装置によれば、モータを実際に動作させずに故障の検出を行うことができ、さらに、モータをモータ駆動装置に接続しない状態でも、モータ駆動装置単体で故障の検出を行うことができる。

実施例１に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。実施例１に係るモータ駆動装置において、初期電流値と検出した電流値との差分の絶対値の時間的変化の一例を示すグラフである。実施例１に係るモータ駆動装置において、初期電流値と検出した電流値との差分の絶対値の時間的変化の他の例を示すグラフである。実施例１に係るモータ駆動装置において、故障を検出する手順を説明するためのフローチャートである。実施例１に係るモータ駆動装置において、警告を発し、故障を検出する手順を説明するためのフローチャートである。実施例１に係るモータ駆動装置において、２つの相の電流検出値から故障を検出する手順を説明するためのフローチャートである。実施例２に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るモータ駆動装置について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

まず、実施例１に係るモータ駆動装置について説明する。図１に、実施例１に係るモータ駆動装置の構成を表すブロック図を示す。実施例１に係るモータ駆動装置１０１は、インバータ１と、電流検出部２と、電流制御部３と、制御信号生成部４と、ダイナミックブレーキ回路５と、記憶部６と、故障判定部７と、を有する。

インバータ１は、複数のパワー素子（図示せず）を備え、該複数のパワー素子のスイッチングにより直流電圧を交流電圧に変換する。インバータ１は、例えば、上アーム及び下アームのそれぞれにパワー素子を有し、該パワー素子のスイッチングにより直流電圧を交流電圧に変換する。変換された交流電圧は、ダイナミックブレーキ回路５のリレー（Ｓ_A，Ｓ_B，Ｓ_C）を閉じることにより、それぞれのリレーに接続されたダイナミックブレーキ抵抗（Ｒｂ_A，Ｒｂ_B，Ｒｂ_C）に印加され、Ｒ相電流、Ｓ相電流、及びＴ相電流がダイナミックブレーキ回路５に流れる。インバータ１に供給する直流電圧は、例えば交流電源（図示せず）から供給される交流電圧を整流器により直流電圧に変換し、この直流電圧を平滑コンデンサで平滑化して得ることができる。本実施例では、インバータ１として三相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）のインバータを用いる場合を例にとって説明する。この場合、６個のパワー素子には、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いることができ、これらには還流ダイオードを逆並列に設けることが好ましい。

電流検出部２は、インバータ１から出力される電流を検出する。図１に示した例では、電流検出部２は、Ｒ相電流を検出する第１電流検出部２ａと、Ｓ相電流を検出する第２電流検出部２ｂと、を備えている。ただし、このような例には限られず、Ｒ相電流及びＴ相電流等、他の２相の電流を検出するようにしてもよいし、三相の電流を検出するようにしてもよい。第１電流検出部２ａで検出されたＲ相電流フィードバック（ＦＢ）であるＲ相電流Ｉ_FBR及び第２電流検出部２ｂで検出されたＳ相電流フィードバック（ＦＢ）であるＳ相電流Ｉ_FBSは、電流制御部３及び記憶部６に出力される。

電流制御部３は、電流指令及び電流検出部２で検出された電流の値に基づいて、電圧指令を生成する。電流指令は、モータ駆動装置１０１の外部から与えられる。生成された電圧指令は制御信号生成部４に出力される。

制御信号生成部４は、電圧指令からインバータ１の複数のパワー素子のスイッチングを制御する。

ダイナミックブレーキ回路５は、複数の抵抗であるダイナミックブレーキ抵抗（Ｒｂ_A，Ｒｂ_B，Ｒｂ_C）を介してインバータ１の出力側端子を短絡する複数のリレー（Ｓ_A，Ｓ_B，Ｓ_C）を備えている。図１に示した例では、三相のモータ駆動装置を例示しているため、ダイナミックブレーキ回路５は、ダイナミックブレーキ抵抗及びリレーをそれぞれ３つずつ設けた例を示しているが、このような例には限られない。また、ダイナミックブレーキ回路５の複数のリレー（Ｓ_A，Ｓ_B，Ｓ_C）の開閉は、故障判定部７からの制御信号によって制御されるようにしてもよい。

記憶部６は、電流制御部３に電流指令が入力され、かつ複数のリレーのうちの少なくとも２つのリレーを導通させたときに電流検出部２で検出された電流の初期値である初期電流値、及び故障の有無を判定するための第１閾値を記憶する。本実施例に係るモータ駆動装置においては、インバータ１から出力される電流の初期値である初期電流値を基準として故障の有無を判定する。そこで、ダイナミックブレーキ回路５の複数のリレーのうちの少なくとも２つのリレーを導通させて、ダイナミックブレーキ回路５に電流が流れる状態で、インバータ１を動作させたときに電流検出回路２で最初に検出される電流値を初期電流値とする。記憶部６は、この初期電流値を記憶する。例えば、ダイナミックブレーキ回路５のリレーＳ_A及びＳ_Bを導通させて、検出されたＲ相電流またはＳ相電流の初期値を初期電流値とすることができる。ここで、初期電流値として、Ｒ相電流、Ｓ相電流及びＴ相電流のいずれの電流の初期値を初期電流値としてもよい。これは、複数のダイナミックブレーキ抵抗（Ｒｂ_A，Ｒｂ_B，Ｒｂ_C）の値が等しく、モータ駆動装置に故障が生じていない場合には、Ｒ相電流、Ｓ相電流及びＴ相電流のそれぞれの値は等しいと考えられるからである。なお、初期電流値が正常であるか否かを判断する方法については後述する。

故障判定部７は、初期電流値を検出してから所定時間経過後に、電流制御部３に電流指令が入力され、複数のリレーのうちの少なくとも２つのリレーを導通させたときに電流検出部２で検出された電流の値である電流値を初期電流値と比較し、電流値の初期電流値からの変化率を第１閾値と比較した結果に基づいて、故障の有無を判定する。「所定時間経過後」とは、初期電流値の検出と同時ではないことを意味し、「所定時間」はモータ駆動装置の故障が生じると考えられる経過時間にあわせて任意に設定することができる。故障判定部７は、初期電流値を検出してから所定時間経過後に、ダイナミックブレーキ回路５の複数のリレーのうちの少なくとも２つのリレーを導通させて、ダイナミックブレーキ回路５に電流が流れる状態で、インバータ１を動作させたときに電流検出回路２で検出される電流値を記憶部６に記憶された初期電流値と比較する。

また、記憶部６は、さらに第１閾値より小さい第２閾値を記憶し、故障判定部７は、変化率の絶対値が第１閾値以上の場合に故障と判定し、変化率の絶対値が第２閾値以上の場合に警告を発するようにしてもよい。一般的に検出した電流値の初期電流値からの変化率の絶対値は時間とともに増大すると考えられる。そのため、モータ駆動装置が故障と判定される前の段階で警告を発するようにすることで、故障を未然に防止することができる。そこで、第１閾値より小さい第２閾値を予め設定して記憶部６に記憶させておき、変化率の絶対値が第２閾値以上の場合に警告を発するようにすることが好ましい。

ここで、故障判定部７は、ダイナミックブレーキ回路５の少なくとも２つの相のリレーを導通させて特定の１つの相の電流値を検出し、検出した特定の１つの相の電流値の初期電流値からの変化率を第１閾値と比較した結果に基づいて、特定の１つの相について故障の有無を判定するようにしてもよい。例えば、故障判定部７は、検出したＲ相電流値Ｉ_FBRの初期電流値Ｉ_iniからの変化率を第１閾値と比較した結果に基づいて、故障の有無を判定することができる。具体的には、Ｒ相電流値Ｉ_FBRと初期電流値Ｉ_iniとの差分（Ｉ_ini−Ｉ_FBR）の初期電流値Ｉ_iniに対する割合である変化率の絶対値が第１閾値Ｔｈ₁以上となっている場合、即ち、下記の式（１）が成立する場合に、モータ駆動装置のＲ相電流が流れる経路に故障が生じていると判定するようにしてもよい。
|（Ｉ_ini−Ｉ_FBR）／Ｉ_ini|≧Ｔｈ₁ （１）
ここで、Ｒ相電流値Ｉ_FBRと初期電流値Ｉ_iniとの差分（Ｉ_ini−Ｉ_FBR）の絶対値をとっているのは、故障が生じるケースとして、断線等により、検出される電流が減少する場合だけでなく、短絡等により、検出される電流が増加する場合も有り得るからである。

同様にして、警告を発生させる場合について、Ｒ相電流値Ｉ_FBRと初期電流値Ｉ_iniとの差分（Ｉ_ini−Ｉ_FBR）の初期電流値Ｉ_iniに対する割合である変化率の絶対値が第２閾値Ｔｈ₂（＜Ｔｈ₁）以上となっている場合、即ち、下記の式（２）が成立する場合に、モータ駆動装置のＲ相電流が流れる経路に故障が生じる恐れがある旨の警告を発するようにしてもよい。
|（Ｉ_ini−Ｉ_FBR）／Ｉ_ini|≧Ｔｈ₂ （２）

以上の説明では１つの相の電流に着目して、警告の発生または故障の有無の判定を行う例を示したが、検出した２つの相の電流に基づいて、警告の発生または故障の有無の判定を行うようにしてもよい。即ち、故障判定部７は、ダイナミックブレーキ回路５の少なくとも２つの相のリレーを導通させて特定の２つの相の電流値を検出し、検出した特定の２つの相の電流値の差分を一方の相の電流値で除した値を第３閾値と比較した結果に基づいて、故障の有無を判定するようにしてもよい。具体的には、Ｒ相電流値Ｉ_FBRとＳ相電流Ｉ_FBSとの差分（Ｉ_FBR−Ｉ_FBS）のＲ相電流値Ｉ_FBRに対する割合である変化率の絶対値が第３閾値Ｔｈ₃以上となっている場合、即ち、下記の式（３）が成立する場合に、モータ駆動装置のＲ相電流及びＳ相電流が流れる経路の少なくともいずれか一方に故障が生じていると判定するようにしてもよい。
|（Ｉ_FBR−Ｉ_FBS）／Ｉ_FBR|＝|１−Ｉ_FBS／Ｉ_FBR|≧Ｔｈ₃ （３）
なお、上記の説明においては、Ｒ相電流値Ｉ_FBRとＳ相電流Ｉ_FBSとの差分に着目して故障を検出する例について説明したが、Ｒ相電流値、Ｓ相電流及びＴ相電流のうちの任意の２つの電流に着目して故障を検出するようにしてもよい。

以上の説明においては、検出した電流値を初期電流値や他の相の電流値と比較することによって、警告の発生または故障の有無の判定を行う例を示したが、検出した電流値の時間的な変化に基づいて、警告の発生または故障の有無の判定を予測するようにしてもよい。即ち、記憶部６は、電流検出部２が電流値を検出した際の時刻と電流値を記憶し、故障判定部７は、電流値の時間的変化の度合いに基づいて故障の時期を予測するようにしてもよい。

検出した電流値の時間的な変化の例として、時間に対して線形に変化する場合が考えられる。図２に実施例１に係るモータ駆動装置において、初期電流値と検出した電流値との差分の絶対値の時間的変化の一例を示す。例えば、図２に示すように、初期電流値と検出した電流値との差分の絶対値が２０ｍＡの時に故障と判定するものとした場合、初期電流値を検出してから１年後に検出した電流値と初期電流値との差分の絶対値が５ｍＡであったとする。この場合、初期電流値と検出した電流値との差分の絶対値が２０ｍＡに達するのは、初期電流値を検出してから４年後であるので、検出した電流値と初期電流値との差分の絶対値が５ｍＡであった時点から３年後に故障が発生することが予測できる。

また、検出した電流値の時間的な変化の例として、時間に対して非線形に変化する場合が考えられる。図３に実施例１に係るモータ駆動装置において、初期電流値と検出した電流値との差分の絶対値の時間的変化の他の例を示す。例えば、図３に示すように、初期電流値と検出した電流値との差分の絶対値が経過時間の平方根に比例する場合について考える。初期電流値と検出した電流値との差分の絶対値が２０ｍＡの時に故障と判定するものとした場合、初期電流値を検出してから１年後に検出した電流値と初期電流値との差分の絶対値が５ｍＡであったとする。この場合、初期電流値と検出した電流値との差分の絶対値が２０ｍＡに達するのは、初期電流値を検出してから１６年後であるので、検出した電流値と初期電流値との差分の絶対値が５ｍＡであった時点から１５年後に故障が発生することが予測できる。

以上の説明において、故障の有無の判定に際して初期電流値を基準にして行う例を示した。ここで、初期電流値自体が異常な値であった場合には正確な故障の有無の判定が難しくなる。そのため、初期電流値が正常であることを確認することが重要である。そこで、記憶部６は、ダイナミックブレーキ回路５の複数の抵抗（Ｒｂ_A，Ｒｂ_B，Ｒｂ_C）の抵抗値を記憶し、故障判定部７は、抵抗値から算出される理想電流値と初期電流値との差分に基づいて、初期電流値が異常か否かを判断することが好ましい。理想電流値はダイナミックブレーキ回路５の複数の抵抗（Ｒｂ_A，Ｒｂ_B，Ｒｂ_C）の抵抗値と印加電圧から算出することができる。理想電流値と初期電流値との差分が許容範囲を超えている場合は、初期電流値自体が異常であることが分かる。その結果、パワー素子が初期不良を有する場合等において、異常な初期電流値に基づいて故障の有無を誤判断することを防止することができる。

次に、実施例１に係るモータ駆動装置を用いて、１つの相の電流に基づいて故障の有無を判定する手順について説明する。図４は、実施例１に係るモータ駆動装置において、故障を検出する手順を説明するためのフローチャートである。まず、ステップＳ１０１において、故障判定部７（図１参照）が、ダイナミックブレーキ回路５のリレーＳ_B、Ｓ_Cをオンする。

次に、ステップＳ１０２において、電流制御部３に電流指令を与え、インバータ１のパワー素子のスイッチングを制御することによって流れるＳ相電流値を検出し、初期電流値Ｉ_iniを記憶部６に記憶する。なお、記憶部６は、故障の有無を判定するための第１閾値も記憶する。

次に、ステップＳ１０３において、初期電流値を検出してから所定時間経過後に、電流制御部３に電流指令を与え、インバータ１のパワー素子のスイッチングを制御することによって流れるＳ相電流値Ｉ_FBSを検出する。

次に、ステップＳ１０４において、Ｓ相電流値Ｉ_FBSの初期電流値Ｉ_iniからの変化率の絶対値は第１閾値以上であるか否かを判定する。

Ｓ相電流値Ｉ_FBSの初期電流値Ｉ_iniからの変化率の絶対値が第１閾値以上である場合は、ステップＳ１０５において、モータ駆動装置のＳ相電流の経路に故障が生じていると判定する。

一方、Ｓ相電流値Ｉ_FBSの初期電流値Ｉ_iniからの変化率の絶対値が第１閾値未満である場合は、ステップＳ１０６において、モータ駆動装置のＳ相電流の経路は正常と判定する。

以上の説明においては、Ｓ相電流に基づいて故障の有無を判定する例を示したが、Ｒ相電流またはＴ相電流に基づいて故障の有無を判定するようにしてもよい。

次に、実施例１に係るモータ駆動装置を用いて、１つの相の電流に基づいて警告の発生または故障の有無を判定する手順について説明する。図５は、実施例１に係るモータ駆動装置において、警告を発し、故障を検出する手順を説明するためのフローチャートである。ステップＳ２０１〜Ｓ２０５は、故障の有無を判定するステップであり、上述のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、記憶部６は、故障の有無を判定するための第１閾値、及び警告の発生の要否を判断する第２閾値を記憶する。

ステップＳ２０４において、Ｓ相電流値Ｉ_FBSの初期電流値Ｉ_iniからの変化率の絶対値が第１閾値未満である場合に、ステップＳ２０６以降において、警告を発生すべきか否かを判定する。

ステップＳ２０６において、Ｓ相電流値Ｉ_FBSの初期電流値Ｉ_iniからの変化率の絶対値は第２閾値以上であるか否かを判定する。

Ｓ相電流値Ｉ_FBSの初期電流値Ｉ_iniからの変化率の絶対値が第２閾値以上である場合は、ステップＳ２０７において、モータ駆動装置のＳ相電流の経路に故障が生じるおそれがある旨の警告を発する。

一方、Ｓ相電流値Ｉ_FBSの初期電流値Ｉ_iniからの変化率の絶対値が第１閾値未満である場合は、ステップＳ２０８において、モータ駆動装置のＳ相電流の経路は正常と判定する。

以上の説明においては、Ｓ相電流に基づいて警告の発生または故障の有無を判定する例を示したが、Ｒ相電流またはＴ相電流に基づいて警告の発生または故障の有無を判定するようにしてもよい。

次に、実施例１に係るモータ駆動装置を用いて２つの相の電流に基づいて故障の有無を判定する手順について説明する。図６は、実施例１に係るモータ駆動装置において、２つの相の電流検出値から故障を検出する手順を説明するためのフローチャートである。まず、ステップＳ３０１において、故障判定部７が、ダイナミックブレーキ回路のリレーＳ_A、Ｓ_Bをオンする。

次に、ステップＳ３０２において、電流制御部３に電流指令を与え、インバータ１のパワー素子のスイッチングを制御することによって流れるＳ相電流値Ｉ_FBS及びＲ相電流値Ｉ_FBRを検出する。なお、記憶部６は、故障の有無を判定するための第３閾値Ｔｈ₃も記憶する。

次に、ステップＳ３０３において、Ｒ相電流値Ｉ_FBRとＳ相電流Ｉ_FBSとの差分（Ｉ_FBR−Ｉ_FBS）のＲ相電流値Ｉ_FBRに対する割合である変化率の絶対値が第３閾値Ｔｈ₃以上となっているか、即ち、上述の式（３）が成立するか否かを判定する。

差分（Ｉ_FBR−Ｉ_FBS）のＲ相電流値Ｉ_FBRに対する割合の絶対値が第３閾値Ｔｈ₃以上である場合は、ステップＳ３０４において、モータ駆動装置のＳ相電流及びＲ相電流の経路の少なくとも一方に故障が生じていると判定する。

一方、差分（Ｉ_FBR−Ｉ_FBS）のＲ相電流値Ｉ_FBRに対する割合の絶対値が第３閾値Ｔｈ₃未満である場合は、ステップＳ３０５において、モータ駆動装置のＳ相電流及びＲ相電流の経路は正常と判定する。

以上の説明においては、Ｓ相電流及びＲ相電流の組合せに基づいて故障の有無を判定する例を示したが、Ｒ相電流及びＴ相電流の組合せ、またはＴ相電流及びＳ相電流の組合せに基づいて故障の有無を判定するようにしてもよい。

以上説明したように、実施例１に係るモータ駆動装置によれば、モータを接続していないモータ駆動装置単体であっても故障の有無を判定することができる。

次に、実施例２に係るモータ駆動装置について説明する。図７に実施例２に係るモータ駆動装置の構成を表すブロック図を示す。実施例２に係るモータ駆動装置１０２が、実施例１に係るモータ駆動装置１０１と異なっている点は、インバータ１の出力側端子にモータ１０を接続または遮断するためのスイッチ２０をさらに有する点である。実施例２に係るモータ駆動装置１０２のその他の構成は、実施例１に係るモータ駆動装置１０１における構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

図７に示すようにモータ１０は、複数の抵抗（Ｒｍ_R，Ｒｍ_S，Ｒｍ_T）及び複数のインダクタンス（Ｌｍ_R，Ｌｍ_S，Ｌｍ_T）で近似することができる。スイッチ２０により、モータ１０をモータ駆動装置１０２に接続したり遮断したりすることができる。

ここで、モータ１０にはインダクタンス（Ｌｍ_R，Ｌｍ_S，Ｌｍ_T）が含まれているため、モータ１０に流れる電流の時間的変化からモータ１０がモータ駆動回路１０２に接続されているか否かを判定することができる。即ち、モータ１０がモータ駆動回路１０２に接続されていない場合は、検出される電流は一定となるのに対して、モータ１０がモータ駆動回路１０２に接続されている場合、モータ１０のインダクタンス（Ｌｍ_R，Ｌｍ_S，Ｌｍ_T）により、ある傾きをもって時間とともに電流が増加する。ここで、モータ１０がモータ駆動回路１０２に接続されているか否かを判定するための電流の傾きの値は予め記憶部６に記憶させておくことが好ましい。

スイッチ２０をオフしてモータ１０をモータ駆動装置１０２から遮断した場合は、実施例１と同様にしてモータ駆動装置１０２の故障の有無を判定することができる。一方、スイッチ２０をオンしてモータ１０をモータ駆動装置１０２に接続させた場合は、モータ１０及びモータ駆動装置１０２の少なくともいずれか一方の故障の有無を判定することができる。ここで、最初にスイッチ２０をオフして、モータ駆動装置１０２の故障の有無を判定し、モータ駆動装置１０２は正常であることが判明した場合は、その後にスイッチ２０をオンして故障の有無を判定することにより、モータ１０のみの故障の有無を判定することができる。

以上のようにして、実施例２に係るモータ駆動装置によれば、スイッチ２０をオン／オフさせながら故障の有無を判定することにより、モータ及びモータ駆動装置のどちらが故障しているかを判定することができる。

１インバータ
２電流検出部
２ａ第１電流検出部
２ｂ第２電流検出部
３電流制御部
４制御信号生成部
５ダイナミックブレーキ回路
６記憶部
７故障判定部
１０モータ
２０スイッチ

Claims

複数のパワー素子を備え、該複数のパワー素子のスイッチングにより直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記インバータから出力される電流を検出する電流検出部と、
電流指令及び前記電流検出部で検出された前記電流の値に基づいて、電圧指令を生成する電流制御部と、
前記電圧指令から前記インバータの前記複数のパワー素子のスイッチングを制御する制御信号生成部と、
複数の抵抗を介して前記インバータの出力側端子を短絡する複数のリレーを備えたダイナミックブレーキ回路と、
前記電流制御部に電流指令が入力され、かつ前記複数のリレーのうちの少なくとも２つのリレーを導通させたときに前記電流検出部で検出された電流の初期値である初期電流値、及び故障の有無を判定するための第１閾値を記憶する記憶部と、
前記初期電流値を検出してから所定時間経過後に、前記電流制御部に電流指令が入力され、前記複数のリレーのうちの少なくとも２つのリレーを導通させたときに前記電流検出部で検出された電流の値である電流値を前記初期電流値と比較し、前記電流値の前記初期電流値からの変化率を前記第１閾値と比較した結果に基づいて、故障の有無を判定する故障判定部と、
を有するモータ駆動装置。
前記記憶部は、さらに前記第１閾値より小さい第２閾値を記憶し、
前記故障判定部は、
前記変化率の絶対値が前記第１閾値以上の場合に故障と判定し、
前記変化率の絶対値が前記第２閾値以上の場合に警告を発する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
前記記憶部は、前記電流検出部が前記電流値を検出した際の時刻と前記電流値を記憶し、
前記故障判定部は、前記電流値の時間的変化の度合いに基づいて故障の時期を予測する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
前記記憶部は、前記ダイナミックブレーキ回路の前記複数の抵抗の抵抗値を記憶し、
前記故障判定部は、前記抵抗値から算出される理想電流値と前記初期電流値との差分に基づいて、前記初期電流値が異常か否かを判断する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
前記故障判定部は、前記ダイナミックブレーキ回路の少なくとも２つの相のリレーを導通させて特定の１つの相の電流値を検出し、検出した前記特定の１つの相の電流値の前記初期電流値からの変化率を前記第１閾値と比較した結果に基づいて、前記特定の１つの相について故障の有無を判定する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
前記故障判定部は、前記ダイナミックブレーキ回路の少なくとも２つの相のリレーを導通させて特定の２つの相の電流値を検出し、検出した前記特定の２つの相の電流値の差分を一方の相の電流値で除した値を第３閾値と比較した結果に基づいて、故障の有無を判定する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
前記インバータの出力側端子にモータを接続または遮断するためのスイッチをさらに有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。