JP2019129602A - Abnormality detection apparatus and abnormality detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異常検出装置及び異常検出方法に関する。 The present invention relates to an abnormality detection apparatus and an abnormality detection method.
測定対象線路における過電流の発生と、測定対象線路の電流を測定する電流センサに電力を供給する電源線又はグランド線の断線又は短絡の発生と、を電流センサの出力信号に基づいて識別するものであって、電流センサの出力信号に基づいて過電流の発生を検出したときに過電流の発生を確定するまでの時間を、断線又は短絡の発生を確定するまでの時間よりも長く設定する電流異常識別方法が知られている（特許文献１）。 Based on the output signal of the current sensor, the occurrence of overcurrent in the measurement target line and the occurrence of disconnection or short circuit of the power supply line or ground line that supplies power to the current sensor that measures the current of the measurement target line The current that sets the time until the occurrence of overcurrent is determined when the occurrence of overcurrent is detected based on the output signal of the current sensor is longer than the time until the occurrence of disconnection or short circuit is determined. An abnormality identification method is known (Patent Document 1).
従来技術では、電流センサの出力信号に基づいて過電流の発生を検出した場合、出力信号の原因が電流センサの異常と過電流の発生のどちらに起因しているかを確定するために、所定の判定時間を設けている。そのため、判定時間が経過するまでは、電流センサの異常を検出することができず、電流センサの異常を短時間で検出できない、という問題がある。 In the prior art, when the occurrence of an overcurrent is detected based on the output signal of the current sensor, in order to determine whether the cause of the output signal is due to the abnormality of the current sensor or the occurrence of the overcurrent, a predetermined value is used. Judgment time is provided. Therefore, until the determination time elapses, there is a problem that the abnormality of the current sensor cannot be detected and the abnormality of the current sensor cannot be detected in a short time.
本発明が解決しようとする課題は、電流センサの異常を短時間で検出することが可能な異常検出装置及び異常検出方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an abnormality detection device and an abnormality detection method capable of detecting an abnormality of a current sensor in a short time.
本発明は、電力変換システムで発生する異常を検出する異常検出装置であって、電力変換装置と多相交流モータの間の経路に流れる電流を検出し、検出値を出力する電流センサと、電流センサの異常の有無を検出するコントローラと、を備え、コントローラは、検出値と、電力変換システムの正常な状態を示す第１の基準範囲とを比較し、検出値が前記第１の基準範囲外であることを検知した場合、多相交流モータの各相に流れる電流の総和を示す総和電流に基づいて、電流センサの異常を検出することで、上記課題を解決する。 The present invention is an abnormality detection device that detects an abnormality that occurs in a power conversion system, and detects a current flowing through a path between the power conversion device and a multiphase AC motor, and outputs a detection value. A controller for detecting the presence or absence of abnormality of the sensor, the controller compares the detected value with a first reference range indicating a normal state of the power conversion system, and the detected value is out of the first reference range. When this is detected, the problem is solved by detecting an abnormality of the current sensor based on the sum current indicating the sum of the currents flowing in the respective phases of the multiphase AC motor.
本発明によれば、電流センサの異常を短時間で検出することができる。 According to the present invention, an abnormality in a current sensor can be detected in a short time.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
≪第１実施形態≫
図１は、第１実施形態に係る異常検出値を備える電力変換システムの構成を示す図である。第１実施形態に係る電力変換システム１００は、モータを駆動源として走行することが可能なハイブリッド車両や、モータを駆動源として走行する電気自動車等に搭載される。
First Embodiment
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power conversion system provided with an abnormality detection value according to the first embodiment. The
図１に示すように、電力変換システム１００は、モータ１と、バッテリ２と、インバータ３と、コンデンサ４と、電流センサ６と、コントローラ７と、を備えている。バッテリ２は、リレー５を介してインバータ３に接続されている。コンデンサ４は、バッテリ２と並列に接続されている。インバータ３は、電流センサ６を介して、モータ１と接続されている。
As shown in FIG. 1, the
モータ１は、誘導電動機又は同期電動機が用いられ、例えば、３相交流モータが挙げられる。なお、本実施形態では、３相交流モータを例に挙げて説明するが、モータ１は、多相交流モータであればよく、例えば、２相交流モータであってもよい。
As the
バッテリ２は、直流電源であって、モータ１の電源である。例えば、電力変換システム１００が電気自動車等の電動車両に搭載される場合に、バッテリ２としては、リチウムイオン電池等の二次電池が挙げられる。
The
インバータ３は、複数のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６と、各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６に並列に接続され、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６の電流方向とは逆方向に電流が流れる整流素子Ｄ１〜Ｄ６を有する。インバータ３は、バッテリ２の直流電圧を三相の交流電圧に変換してモータ１に出力する。本実施形態では、２つのスイッチング素子を直列接続した３対の回路がバッテリ２に並列に接続され、各対のスイッチング素子間とモータ１の三相入力部とがそれぞれ接続されている。スイッチング素子には、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴが挙げられ、整流素子には、例えば、ダイオードが挙げられる。
The inverter 3 includes a plurality of switching elements Tr1 to Tr6 and rectifying elements D1 to D6 that are connected in parallel to the switching elements Tr1 to Tr6 and in which a current flows in a direction opposite to the current direction of the switching elements Tr1 to Tr6. The inverter 3 converts the DC voltage of the
図１に示す例では、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ２、スイッチング素子Ｔｒ３とＴｒ４、スイッチング素子Ｔｒ５とＴｒ６がそれぞれ直列に接続されている。スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ２の間とモータ１のＵ相、スイッチング素子Ｔｒ３とＴｒ４の間とモータ１のＶ相、スイッチング素子Ｔｒ５とＴｒ６の間とモータ１のＷ相がそれぞれ接続されている。また、以降の説明では、バッテリ２の正極とリレー５を介して電気的に接続可能なスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ３、Ｔｒ５を上アームとし、バッテリ２の負極とリレー５を介して電気的に接続可能なスイッチング素子Ｔｒ２、Ｔｒ４、Ｔｒ６を下アームとする。なお、インバータ３の動作の詳細については後述する。
In the example shown in FIG. 1, the switching elements Tr1 and Tr2, the switching elements Tr3 and Tr4, and the switching elements Tr5 and Tr6 are connected in series. The U-phase of the
コンデンサ４は、バッテリ２の直流電圧を平滑するためのコンデンサである。リレー５がオンすると、コンデンサ４には、バッテリ２からの直流電流により電荷が蓄積され、リレー５がオフすると、蓄積された電荷は放電される。
The capacitor 4 is a capacitor for smoothing the DC voltage of the
電流センサ６は、バッテリ２からモータ１へ供給される交流電流を検出する電流センサである。電流センサ６は、測定する電流により磁気コア（磁心）内に発生する磁束を電圧に変換し、電圧値をコントローラ７に出力する。電流センサ６により出力された電圧値は、測定する電流の電流値に対応している。電流センサ６としては、シャント方式の電流センサや、ホール方式の電流センサが例示できる。
The current sensor 6 is a current sensor that detects an alternating current supplied from the
電流センサ６は、モータ１の各相へ流れる電流を検出する複数の電流センサを有している。スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ２の接続点とモータ１のＵ相の間の経路には、モータ１のＵ相へ流れる電流（電流値ＩＵ）を検出する電流センサＣＳＵが設けられている。電流センサＣＳＵは、検出した電流を電圧に変換し、変換後の電圧を出力電圧値ＶＵとしてコントローラ７に出力する。スイッチング素子Ｔｒ３とＴｒ４の接続点とモータ１のＶ相の間の経路には、モータ１のＶ相へ流れる電流（電流値ＩＶ）を検出する電流センサＣＳＶが設けられている。電流センサＣＳＶは、検出した電流を電圧に変換し、変換後の電圧を出力電圧値ＶＶとしてコントローラ７に出力する。スイッチング素子Ｔｒ５とＴｒ６の接続点とモータ１のＷ相の間の経路には、モータ１のＷ相へ流れる電流（電流値ＩＷ）を検出する電流センサＣＳＷが設けられている。電流センサＣＳＷは、検出した電流を電圧に変換し、変換後の電圧を出力電圧値ＶＷとしてコントローラ７に出力する。
The current sensor 6 has a plurality of current sensors that detect currents flowing to the respective phases of the
図１に示すように、モータ１が３相交流モータの場合、モータ１の各相に流れる電流（電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ）は、互いに位相がずれた交流電流であるため、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵ、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ、電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷも、互いに位相がずれた経時的に変化する電圧値となる。
As shown in FIG. 1, when the
コントローラ７は、中央演算装置ＣＰＵ、リードオンメモリＲＯＭ及びランダムアクセスメモリＲＡＭを備える。コントローラ７は、インバータ３の動作を制御する機能を有している。コントローラ７には、車両コントローラ（付図子）から、トルク指令値が入力される。また、コントローラ７には、電流センサ６から、各相の電圧信号（出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷ）が入力される。また、コントローラ７には、モータの周囲に設けられ、モータの回転数を検出する回転子位置センサ（付図子）から、位置センサ信号が入力される。コントローラ７は、これらの入力信号に基づいて、パルス幅変調（PWM：Pulse Width Modulation）信号を生成する。そして、コントローラ７は、生成したＰＷＭ信号に基づいて、インバータ３を構成する各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６が所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦするように制御する。コントローラ７は、インバータ３の各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６のゲート端子と接続しており、各ゲート端子にゲート信号を出力する。これにより、インバータ３は、コントローラ７からのゲート信号に応じて、バッテリ２の直流電流を交流電流に変換することができる。
The controller 7 includes a central processing unit CPU, a read on memory ROM, and a random access memory RAM. The controller 7 has a function of controlling the operation of the inverter 3. A torque command value is input to the controller 7 from a vehicle controller (appended figure). The controller 7 receives voltage signals (output voltage values V U , V V , V W ) for each phase from the current sensor 6. Further, a position sensor signal is input to the controller 7 from a rotor position sensor (appended drawing) that is provided around the motor and detects the rotation speed of the motor. The controller 7 generates a pulse width modulation (PWM) signal based on these input signals. Then, the controller 7 controls the switching elements Tr1 to Tr6 constituting the inverter 3 to be turned on / off at a predetermined timing based on the generated PWM signal. The controller 7 is connected to the gate terminals of the switching elements Tr1 to Tr6 of the inverter 3, and outputs a gate signal to each gate terminal. Thereby, the inverter 3 can convert the direct current of the
また、コントローラ７は、電流センサ６からの電圧信号により、電力変換システム１００の異常を検出すると、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６をＯＦＦさせて、インバータ３の動作を停止させる。
Further, when the controller 7 detects an abnormality of the
コントローラ７は、電力変換システム１００で発生した異常を検出する機能を有している。電力変換システム１００の異常としては、例えば、インバータ３の異常に伴う過電流の発生や、電流センサ６の異常、リレー５の異常や、各構成を接続する配線の断線等が挙げられる。
The controller 7 has a function of detecting an abnormality that has occurred in the
本実施形態では、コントローラ７は、電力変換システム１００の異常として、電流センサ６の異常を検出する。電流センサ６の異常としては、測定する電流の電流値に対応した電圧値を出力できない状態が例示できる。例えば、経時的に変化する交流電流を測定しているにもかかわらず、電流センサの最大出力電圧値で固定されて出力される状態や、ゼロ電圧で固定されて出力される状態が挙げられる。このような電流センサ６の異常の原因としては、例えば、電流センサの内部回路において電源線又はグランド線の断線又は短絡の発生が挙げられる。
In the present embodiment, the controller 7 detects an abnormality of the current sensor 6 as an abnormality of the
電流センサ６の異常について、図２に示す例を参照しながら説明する。図２は、電流センサ６の異常が発生した際のモータ１の相電流値及び電流センサ６の出力電圧値の一例である。図２（Ａ）は、電流センサ６の異常発生時にモータ１の各相に流れる電流値（電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ）と時間の関係を示す。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す時間と対応しており、電流センサ６の異常発生時に電流センサ６が出力する電圧値（出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷ）と時間の関係を示す。また、図２（Ａ）（Ｂ）おいて、時刻ｔ１では、電流センサ６のうち電流センサＣＳＶの内部回路にて、グランド線の断線が発生したものとする。
The abnormality of the current sensor 6 will be described with reference to the example shown in FIG. FIG. 2 is an example of the phase current value of the
図２（Ａ）に示すように、３相交流モータの場合には、各相に流れる電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷは、互いに位相がずれた交流波形になる。各電流値の総和を総和電流Ｉｓｕｍとすると、総和電流Ｉｓｕｍは下記式（１）を満たす。 As shown in FIG. 2A, in the case of a three-phase AC motor, the current values I U , I V , and I W flowing in each phase are AC waveforms that are out of phase with each other. If the sum of the current values is the sum current I sum , the sum current I sum satisfies the following formula (1).
Ｉｓｕｍ＝ＩＵ＋ＩＶ＋ＩＷ＝０ （１） I sum = I U + I V + I W = 0 (1)
ここで、電流センサ６の異常が電力変換システム１００に与える影響について説明する。コントローラ７は電流センサ６の電圧信号に基づいて制御するため、電流センサ６の異常があった場合には、その異常の影響を受ける。一方、コントローラ７以外のその他の構成、例えば、モータ１、バッテリ２、インバータ３、コンデンサ４、及びリレー５は、電流センサ６の電圧信号とは関係がないため、電流センサ６の異常があった場合であっても、その異常の影響を受けない。このため、図２（Ａ）に示すように、モータ１の各相に流れる電流の電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷは、電流センサＣＳＶの異常の発生の前後において、電流センサＣＳＶの異常の影響を受けることなく、相電流値の正常範囲内の値を維持する。図２（Ａ）では、最大電流値Ｉｍａｘ＿ｔｈは正常範囲の最大値を示し、最小電流値Ｉｍｉｎ＿ｔｈは正常範囲の最小値を示す。相電流値が正常範囲内の値であることは、少なくともモータ１、バッテリ２、インバータ３、コンデンサ４、リレー５で構成される電力変換システム１００が正常状態であることを示している。相電流値の正常範囲は、モータ１の消費電力等に応じて予め設定され、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の記憶媒体に記憶される。
Here, the influence of the abnormality of the current sensor 6 on the
次に、図２（Ｂ）を参照しながら、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵ、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ、及び電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷについて説明する。 Next, with reference to FIG. 2 (B), the output voltage value V U of the current sensor CS U, the output voltage value V V of the current sensor CS V, and the output voltage value V W of the current sensor CS W will be described.
電流センサＣＳＶの異常が発生する時刻ｔ１までの間において、出力電圧値ＶＵ、出力電圧値ＶＶ、及び出力電圧値ＶＷは、それぞれ出力電圧値の正常範囲内の値を維持する。出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷは、図２（Ａ）に示す電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷに対応した電圧値になる。図２（Ｂ）では、最大電圧値Ｖｍａｘ＿ｒａは正常範囲の最大値を示し、最小電圧値Ｖｍｉｎ＿ｒａは正常範囲の最小値を示す。なお、出力電圧値の正常範囲は、電流センサ６の定格電流等に応じて予め設定され、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の記憶媒体に記憶される。例えば、電流センサ６の定格電流が大きいほど、最大電圧値Ｖｍａｘ＿ｒａは大きくなるとともに、最小電圧値Ｖｍｉｎ＿ｒａは小さくなる。言い換えると、出力電圧の正常範囲は、電流センサ６の定格電流の大きさに応じて拡大する。 The output voltage value V U , the output voltage value V V , and the output voltage value V W are each maintained within a normal range of the output voltage value until time t 1 when the abnormality of the current sensor CS V occurs. . The output voltage values V U , V V , and V W are voltage values corresponding to the current values I U , I V , and I W shown in FIG. In FIG. 2B, the maximum voltage value Vmax_ra indicates the maximum value in the normal range, and the minimum voltage value Vmin_ra indicates the minimum value in the normal range. The normal range of the output voltage value is set in advance according to the rated current of the current sensor 6 and stored in a storage medium such as a ROM or a RAM. For example, as the rated current of the current sensor 6 increases, the maximum voltage value V max_ra increases and the minimum voltage value V min_ra decreases. In other words, the normal range of the output voltage is expanded according to the magnitude of the rated current of the current sensor 6.
時刻ｔ１にて、例えば、電流センサ６のうち電流センサＣＳＶの内部回路において、グランド線の断線が発生すると、電流センサＣＳＶの出力電圧値は、最大出力電圧値で固定される。図２（Ｂ）の例では、時刻ｔ１以降、出力電圧値ＶＶは、最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈで固定される。最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈは、電流センサ６の出力可能電圧範囲の最大値を示し、最大電圧値Ｖｍａｘ＿ｒａよりも高い（最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈ＞最大電圧値Ｖｍａｘ＿ｒａ）。また、最小出力電圧値Ｖｍｉｎ＿ｔｈは、電流センサ６の出力可能電圧範囲の最小値を示し、最小電圧値Ｖｍｉｎ＿ｒａよりも低い（最小出力電圧値Ｖｍｉｎ＿ｔｈ＜最小電圧値Ｖｍｉｎ＿ｒａ）。出力電圧値の正常範囲は、電流センサ６の出力可能電圧範囲内に含まれる。なお、図２（Ｂ）の例では、電流センサＣＳＵ、ＣＳＷでは異常が発生していないため、電流センサＣＳＵ、ＣＳＷは、図２（Ａ）に示す電流値ＩＵ、ＩＷに対応した電圧値をそれぞれ出力電圧値ＶＵ、ＶＷとして出力する。 At time t 1, for example, in the internal circuit of the current sensor CS V out of the current sensor 6, the disconnection of the ground line is generated, the output voltage value of the current sensor CS V is fixed at the maximum output voltage value. In the example of FIG. 2 (B), after time t 1, the output voltage value V V is fixed at the maximum output voltage value V max_th. The maximum output voltage value Vmax_th indicates the maximum value of the output possible voltage range of the current sensor 6, and is higher than the maximum voltage value Vmax_ra (maximum output voltage value Vmax_th > maximum voltage value Vmax_ra ). Further, the minimum output voltage value V min — th indicates the minimum value of the output possible voltage range of the current sensor 6 and is lower than the minimum voltage value V min — ra (minimum output voltage value V min — th <minimum voltage value V min — ra ). The normal range of the output voltage value is included in the output possible voltage range of the current sensor 6. In the example of FIG. 2 (B), since the current sensor CS U, abnormal in CS W has not occurred, the current sensor CS U, CS W, the current value I U shown in FIG. 2 (A), I W The voltage values corresponding to V are output as output voltage values V U and V W respectively.
ここで、電力変換システム１００の異常のうち、電流センサ６が正常範囲外の値を出力する現象を考えると、電流センサ６の異常の他には、過電流の発生が挙げられる。過電流の発生とは、インバータ３とモータ１の間の経路において、インバータ３の定格出力電流やモータ１の定格電流を超える電流値の電流が流れることをいう。
Here, considering the phenomenon in which the current sensor 6 outputs a value outside the normal range among the abnormalities of the
過電流の発生について、図３に示す例を参照しながら説明する。図３は、過電流が発生した際のモータ１の相電流値及び電流センサ６の出力電圧値の一例である。図３（Ａ）は、過電流発生時にモータ１の各相に流れる電流値（電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ）と時間の関係を示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す時間と対応しており、過電流発生時に電流センサ６が出力する電圧値（出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷ）と時間の関係を示す。なお、図３では、電流センサ６には異常が発生しておらず、電流センサ６は、測定する電流の電流値に対応する電圧値を出力するものとする。
The occurrence of overcurrent will be described with reference to the example shown in FIG. FIG. 3 shows an example of the phase current value of the
図３（Ａ）に示すように、過電流が発生した場合、電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷは、振幅が正常範囲外の値の交流波形となる。これは、過電流の発生直後においては、モータ１やインバータ３の動作そのものは、過電流の発生の前と変わらないことを示している。図３（Ａ）では、過電流が発生した場合、モータ１の各相には、正常範囲外の値の電流が周期的に流れていることを示している。
As shown in FIG. 3A, when an overcurrent occurs, the current values I U , I V , and I W are alternating waveforms whose amplitudes are outside the normal range. This indicates that immediately after the occurrence of the overcurrent, the operations of the
また、図３（Ｂ）に示すように、過電流が発生した場合、出力電圧値ＶＵ、出力電圧値ＶＶ、及び出力電圧値ＶＷは、それぞれ図３（Ａ）に示す電流の電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷに対応した値となる。具体的に、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷは交流波形を維持しながら、振幅が正常範囲外の値になる。過電流が発生した場合、電流センサ６は、特定の電圧値で固定された電圧値ではなく、周期的に、正常範囲内の値と正常範囲外の値（異常範囲内）を繰り返し出力する。 Further, as shown in FIG. 3B, when an overcurrent occurs, the output voltage value V U , the output voltage value V V , and the output voltage value V W are the currents shown in FIG. The values correspond to the values I U , I V , and I W. Specifically, the output voltage values V U , V V and V W have amplitudes outside the normal range while maintaining the AC waveform. When an overcurrent occurs, the current sensor 6 periodically outputs a value within the normal range and a value outside the normal range (within the abnormal range) instead of a voltage value fixed at a specific voltage value.
ここで、図２と図３を比較すると、電流センサ６の異常が発生した場合も、過電流が発生した場合でも、電流センサ６は正常範囲外の値を出力する。このため、電流センサ６の出力信号が正常範囲外となったことを検知した時点では、電流センサ６が正常範囲外の値を出力する原因が、電流センサ６の異常と過電流の発生のどちらに起因しているかを判定することができない。そのため、一般的には、電流センサ６の出力電圧値が正常範囲外となったことを検知した後、一定の判定時間を設けて、出力電圧値を観察することで、電流センサ６の異常及び過電流の発生とを判別する。 Here, when FIG. 2 is compared with FIG. 3, the current sensor 6 outputs a value outside the normal range even when an abnormality occurs in the current sensor 6 or an overcurrent occurs. Therefore, when it is detected that the output signal of the current sensor 6 is out of the normal range, the cause of the current sensor 6 outputting a value out of the normal range is either the abnormality of the current sensor 6 or the generation of the overcurrent. It cannot be determined whether or not it is caused by Therefore, generally, after detecting that the output voltage value of the current sensor 6 has become out of the normal range, by providing a fixed determination time and observing the output voltage value, the abnormality of the current sensor 6 and Determine the occurrence of overcurrent.
図２の例では、時刻ｔ１以降、出力電圧値ＶＶは最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈで固定されるのに対して、図３の例では、時刻ｔ１以降、出力電圧値ＶＶは経時的に変化する。例えば、一定の判定時間が経過した後、出力電圧値ＶＶが最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈであるか否かを判定することで、電流センサ６の異常の発生と過電流の発生を切り分けることができる。 In the example of FIG. 2, after time t 1, the output voltage value V V for being fixed at the maximum output voltage value V max_th, in the example of FIG. 3, after time t 1, the output voltage value V V over time Change. For example, after a certain determination time has elapsed, it is possible to separate the occurrence of the abnormality of the current sensor 6 from the occurrence of the overcurrent by determining whether or not the output voltage value V V is the maximum output voltage value V max_th. it can.
しかし、電流センサ６が正常範囲外の値を出力する原因を、一定の判定時間を設けて特定する方法では、短時間で電流センサ６の異常の発生と過電流の発生を識別することができない。これに対して、本実施形態のコントローラ７は、電流センサ６の出力電圧値が範囲外となったことを検知した後に、短時間で電流センサ６の異常を検出する。 However, in the method of specifying the cause for the current sensor 6 to output a value outside the normal range by providing a certain determination time, it is not possible to distinguish the occurrence of the abnormality of the current sensor 6 and the occurrence of the overcurrent in a short time. . In contrast, the controller 7 of the present embodiment detects an abnormality of the current sensor 6 in a short time after detecting that the output voltage value of the current sensor 6 is out of range.
具体的には、コントローラ７は、電流センサ６の出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷのいずれかが正常範囲外の値であることを検知すると、電流センサ６の出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷから、モータ１の各相に流れる電流の総和を示す総和電流Ｉｓｕｍを算出する。例えば、コントローラ７は、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷをそれぞれ電流値に換算するとともに、換算された各相の電流値の総和を算出することで、総和電流Ｉｓｕｍを算出する。電流センサ６は、正常状態の場合には、上述したように、測定する電流の電流値に対応する電圧値を出力するため、電流センサ６の各相の出力電圧値は、モータ１の各相の電流値に対応する。このため、本実施形態では、コントローラ７は、電流センサ６の各相の出力電圧値から、総和電流Ｉｓｕｍを算出する。
Specifically, when the controller 7 detects that one of the output voltage values V U , V V , and V W of the current sensor 6 is outside the normal range, the controller 7 outputs the output voltage value V U , V V, from V W, and calculates the sum current I sum indicating the sum of the currents flowing through each phase of the
コントローラ７は、電流センサ６の各相の出力電圧値から総和電流Ｉｓｕｍを算出すると、総和電流Ｉｓｕｍと、ＲＡＭ又はＲＯＭに予め記憶された総和電流の正常範囲とを比較する。そして、コントローラ７は、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲内の場合には、電流センサ６は正常と判定する。反対に、コントローラ７は、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲外の場合には、電流センサ６は異常と判定する。 When the controller 7 calculates the total current I sum from the output voltage value of each phase of the current sensor 6, the controller 7 compares the total current I sum with the normal range of the total current stored in advance in the RAM or ROM. Then, the controller 7 determines that the current sensor 6 is normal when the total current I sum is within the normal range of the total current. On the contrary, the controller 7 determines that the current sensor 6 is abnormal when the total current I sum is out of the normal range of the total current.
なお、総和電流の正常範囲は、インバータ３の定格出力電流やモータ１の定格電流が考慮された範囲で予め設定され、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の記憶媒体に記憶される。また、以降の説明では、最小値Ｉｓｕｍ＿ｍｉｎ＿ｔｈは総和電流の正常範囲の最小値として、最大値Ｉｓｕｍ＿ｍａｘ＿ｔｈは総和電流の正常範囲の最大値をとして説明する。例えば、最大値Ｉｓｕｍ＿ｍａｘ＿ｔｈ及び最小値Ｉｓｕｍ＿ｍｉｎ＿ｔｈは、電流センサ６の検出精度誤差を考慮した値に設定される。
The normal range of the total current is set in advance in a range in which the rated output current of the inverter 3 and the rated current of the
図２（Ｂ）を用いてより具体的に説明すると、時刻ｔ１までの時間では、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷは、モータ１の相電流値に対応し、互いに位相がずれた交流波形となる。このため、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷから算出された総和電流Ｉｓｕｍは、上記式（１）で示されるようにゼロ付近の値となる。
More specifically, referring to FIG. 2B, the output voltage values V U , V V , and V W correspond to the phase current values of the
一方、時刻ｔ１以降では、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷのうち、出力電圧値ＶＶは、経時的に変化することなく、最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈに固定される。このため、時刻ｔ１以降では、総和電流Ｉｓｕｍは、上記式（１）の関係性を満たさない。例えば、総和電流の正常範囲をゼロ近傍の範囲に設定した場合には、時刻ｔ１までは、総和電流Ｉｓｕｍは正常範囲内の値であるのに対して、時刻ｔ１以降では、総和電流Ｉｓｕｍは正常範囲外の値となる。 On the other hand, the time t 1 after the output voltage value V U, V V, of V W, the output voltage value V V is changed over time without, is fixed to the maximum output voltage value V max_th. Therefore, the time t 1 after the sum current I sum does not satisfy the relationship of the above formula (1). For example, when the normal range of the total current is set to a range near zero, the total current I sum is a value within the normal range until time t 1 , whereas the total current is after time t 1. I sum is a value outside the normal range.
このように、本実施形態では、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷのいずれかが正常範囲外の値であることを検知した場合に、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷに基づいて総和電流Ｉｓｕｍを算出し、総和電流Ｉｓｕｍと総和電流の正常範囲を比較する。そして、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲外の場合には、電流センサ６の異常と判定する。これにより、電流センサ６が正常範囲外の値を出力する原因を、短時間で電流センサ６の異常か否かを判定することができる。 Thus, in the present embodiment, the output voltage value V U, when one of V V, V W detects that a value outside the normal range, the output voltage value V U, V V, the V W Based on the calculated sum total current I sum , the total sum current I sum is compared with the normal range of the total sum current. When the total current I sum is out of the normal range of the total current, it is determined that the current sensor 6 is abnormal. Thereby, it can be determined whether the cause of the current sensor 6 outputting a value outside the normal range is an abnormality of the current sensor 6 in a short time.
次に、図４を参照しながら、電流センサ６の異常を検出する方法について説明する。図４は、本実施形態に係る異常検出処理を示すフローチャートである。なお、以下に説明する異常検出処理は、コントローラ７により所定の周期ごとに実行される。 Next, a method of detecting an abnormality in the current sensor 6 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the abnormality detection process according to the present embodiment. The abnormality detection process described below is executed by the controller 7 at predetermined intervals.
ステップＳ１０１にて、コントローラ７は、電流センサ６から出力電圧値を取得する。コントローラ７は、モータ１の各相に流れる電流を検出するために設けられた複数の電流センサから出力電圧値を取得する。図１に示す電力変換システム１００では、コントローラ７は、電流センサＣＳＵから出力電圧値ＶＵを、電流センサＣＳＶから出力電圧値ＶＶを、電流センサＣＳＷから出力電圧値ＶＷをそれぞれ取得する。
In step S <b> 101, the controller 7 acquires an output voltage value from the current sensor 6. The controller 7 obtains output voltage values from a plurality of current sensors provided to detect the current flowing in each phase of the
ステップＳ１０２にて、コントローラ７は、ステップＳ１０１にて取得した出力電圧値と、出力電圧値の正常範囲を比較する。コントローラ７は、モータ１の相ごとに、出力電圧値と出力電圧値の正常範囲を比較する。
In step S102, the controller 7 compares the output voltage value acquired in step S101 with the normal range of the output voltage value. The controller 7 compares the output voltage value with the normal range of the output voltage value for each phase of the
出力電圧値の正常範囲は、最小値及び最電値で規定される。図２の例では、出力電圧値の正常範囲は、最小電圧値Ｖｍｉｎ＿ｒａから最大電圧値Ｖｍａｘ＿ｒａまでの範囲を示す。なお、コントローラ７は、出力電圧値が経時的に変化する場合であっても、時間で積分した平均の電圧値を算出することなく、電流センサ６が出力する電圧値をそのまま用いる。 The normal range of the output voltage value is defined by the minimum value and the maximum power value. In the example of FIG. 2, the normal range of the output voltage value indicates a range from the minimum voltage value V min — ra to the maximum voltage value V max — ra . The controller 7 uses the voltage value output from the current sensor 6 as it is without calculating the average voltage value integrated over time even when the output voltage value changes with time.
出力電圧値が正常範囲外の値の場合、ステップＳ１０３に進み、出力電圧値が正常範囲内の値の場合、ステップＳ１０６へ進む。図２の例では、図２（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１までの時間では、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷは電圧の正常範囲内の値であるため、ステップＳ１０３へ進む。時刻ｔ１以降では、出力電圧値ＶＶは、電圧の正常範囲外の値である最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈに固定されるため、ステップＳ１０６へ進む。 If the output voltage value is outside the normal range, the process proceeds to step S103. If the output voltage value is within the normal range, the process proceeds to step S106. In the example of FIG. 2, as shown in FIG. 2B, since the output voltage values V U , V V , and V W are values within the normal range of the voltage up to time t 1, go to Step S103. move on. In time t 1 later, the output voltage value V V is to be fixed to the maximum output voltage value V max_th a value outside the normal range of voltages, the process proceeds to step S106.
ステップＳ１０３にて、コントローラ７は、モータ１の各相に流れる電流の総和を総和電流Ｉｓｕｍとして算出し、総和電流Ｉｓｕｍと、総和電流の正常範囲（最大値Ｉｓｕｍ＿ｍａｘ＿ｔｈ、最小値Ｉｓｕｍ＿ｍｉｎ＿ｔｈ）を比較する。具体的には、コントローラ７は、ステップＳ１０１にて取得した電流センサ６の各相の出力電圧値を、それぞれ各相に流れる電流の電流値に換算するとともに、換算した各相の電流値の総和を算出する。
In step S103, the controller 7 calculates the sum of the currents flowing in the respective phases of the
そして、コントローラ７は、ＲＡＭ又はＲＯＭから総和電流の正常範囲を取得し、総和電流Ｉｓｕｍと総和電流の正常範囲を比較する。総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲外の値の場合、ステップＳ１０４に進み、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲内の値の場合、ステップＳ１０５に進む。 Then, the controller 7 acquires the normal range of the total current from the RAM or ROM, and compares the total current I sum with the normal range of the total current. If the sum current I sum is a value outside the normal range of the sum current, the process proceeds to step S104, and if the sum current I sum is a value within the normal range of the sum current, the process proceeds to step S105.
ステップＳ１０４にて、コントローラ７は、電流センサ６の異常と判定し、電流センサ６の状態を異常として検出する。本実施形態では、コントローラ７は、電流センサ６のうち少なくとも一つ以上の電流センサに異常が発生したことを検出する。 In step S104, the controller 7 determines that the current sensor 6 is abnormal, and detects the state of the current sensor 6 as abnormal. In the present embodiment, the controller 7 detects that an abnormality has occurred in at least one of the current sensors 6.
ステップＳ１０３にて、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲内の値の場合、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５にて、コントローラ７は、電流センサ６の状態を正常と判定することで、電流センサ６の正常状態を検出する。 If it is determined in step S103 that the total current I sum is within the normal range of the total current, the process proceeds to step S105. In step S105, the controller 7 detects the normal state of the current sensor 6 by determining that the state of the current sensor 6 is normal.
ステップＳ１０２にて、出力電圧値が正常範囲内の値の場合、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６にて、コントローラ７は、電流センサ６の状態を正常と判定することで、電流センサ６の正常状態を検出する。 In step S102, when the output voltage value is within the normal range, the process proceeds to step S106. In step S106, the controller 7 detects the normal state of the current sensor 6 by determining that the state of the current sensor 6 is normal.
ステップＳ１０４〜Ｓ１０６のいずれかのステップでの処理が終了すると、電流センサ６の異常を検出する処理は終了する。 When the process in any one of steps S104 to S106 ends, the process of detecting an abnormality in current sensor 6 ends.
以上のように、本実施形態の異常検出装置は、電力変換システム１００で発生する異常を検出する異常検出装置である。異常検出装置は、インバータ３とモータ１の間の経路に流れる電流を検出し、電圧値を出力する電流センサと、電流センサ６の異常の有無を検出するコントローラ７を備えている。コントローラ７は、電流センサ６の出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷと出力電圧値の正常範囲を比較し、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷのいずれかが正常範囲外であることを検知した場合、総和電流Ｉｓｕｍに基づいて、電流センサ６の異常を検出する。これにより、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷのいずれかが正常範囲外であることを検知してから短時間で電流センサ６の異常を検出することができる。
As described above, the abnormality detection device of the present embodiment is an abnormality detection device that detects an abnormality that occurs in the
また、本実施形態では、コントローラ７は、総和電流Ｉｓｕｍと、総和電流Ｉｓｕｍの正常範囲を比較し、総和電流Ｉｓｕｍが正常範囲内の場合、電流センサ６は正常と判定し、総和電流Ｉｓｕｍが正常範囲外の場合、電流センサ６は異常と判定する。例えば、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵが出力電圧値の正常範囲外の値であることを検知した後、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流Ｉｓｕｍの正常範囲内のため、電流センサ６は正常と判定したとする。この場合、電流センサＣＳＵの状態が正常と判定できるのみならず、他の相の電流センサＣＳＶ、ＣＳＷの状態も正常と判定することができ、短時間でモータ１の各相の電流センサの状態を正常と判定することができる。
Further, in the present embodiment, the controller 7 compares the total current I sum, the normal range of total current I sum, when the sum current I sum is within the normal range, the current sensor 6 is determined to be normal, the total electric current When I sum is outside the normal range, the current sensor 6 determines that it is abnormal. For example, after detecting that the output voltage value V U of the current sensor CS U is a value outside the normal range of the output voltage value, the sum current I sum is for the normal range of total current I sum, the current sensor 6 Assume that it is determined to be normal. In this case, not only the state of the current sensor CS U can be judged to be normal, the current sensor CS V of other phases, the state of CS W can be determined to be normal in a short time of each phase of the
ここで、本実施形態における電流センサ６の異常検出方法を用いることで奏するその他の効果について説明する。 Here, other effects obtained by using the abnormality detection method of the current sensor 6 in the present embodiment will be described.
モータ１の相電流値は、モータ１が外乱を受けることで、瞬時的に正常範囲外の値となることも想定される。上述したように、一定の判定時間を用いた異常の検出方法の場合、異常の原因を特定するまで時間を要する。演算処理の負荷を低減させる観点から、外乱による瞬時値を正常範囲外の値として検知する回数は、可能な限り少ない方が好ましい。このため、従来の異常の検出方法を用いる場合、電流センサ６の選定を考えると、外乱による瞬時値を正常範囲外の値として検知しないような広範な正常範囲を有する電流センサ、言い換えると、定格電流が大きな電流センサを選定することが好ましい。しかし、定格電流が大きい電流センサを用いると、コストが増加し、また、体積も増加するため、電力変換システム１００のコスト及び体積を低減させることができない。
It is also assumed that the phase current value of the
これに対して、本実施形態の電流センサ６の異常検出方法を用いると、モータ１の外乱による影響を考慮することなく、インバータ３の定格出力電流に応じた定格電流の電流センサ６を選定することができる。すなわち、本実施形態では、モータ１の外乱により、電流センサ６の出力電圧値が瞬時的に正常範囲外になったとしても、出力電圧値が正常範囲外の値であることを検知した直後に、総和電流を確認するため、短時間で電流センサ６の状態を正常と判定することができる。これにより、定格電流が大きい電流センサ６を選定する必要がなくなり、電流センサ６のコスト及びサイズのそれぞれを低減させることができる。その結果、電力変換システム１００のコスト及び体積を低減させることができる。
On the other hand, when the abnormality detection method of the current sensor 6 of this embodiment is used, the current sensor 6 of the rated current according to the rated output current of the inverter 3 is selected without considering the influence of the disturbance of the
≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係る異常検出装置について説明する。本実施形態の異常検出装置は、コントローラ７が備える機能が上述した実施形態の機能と異なる点以外は、上述した実施形態と同様の構成を有しているため、繰り返しの説明は省略して、上述の実施形態においてした説明を援用する。
Second Embodiment
Next, an abnormality detection apparatus according to the second embodiment will be described. The abnormality detection device of the present embodiment has the same configuration as that of the above-described embodiment except that the function of the controller 7 is different from the function of the above-described embodiment. The description given in the above embodiment is used.
本実施形態のコントローラ７は、総和電流に基づいて電流センサ６の状態を正常と判定した場合、電流センサ６が正常範囲外の値を出力する原因について、過電流の発生か否かを判定する。 When the controller 7 of the present embodiment determines that the state of the current sensor 6 is normal based on the total current, the controller 7 determines whether or not an overcurrent occurs as a cause of the current sensor 6 outputting a value outside the normal range. .
本実施形態の前提として、コントローラ７は、上述の実施形態にて説明した機能により、電流センサ６の出力電圧値が正常範囲外の値であることを検知し、出力電圧値から総和電流を算出し、総和電流が正常範囲内の値であるため、電流センサ６の状態は正常と判定しているものとする。 As a premise of the present embodiment, the controller 7 detects that the output voltage value of the current sensor 6 is a value outside the normal range by the function described in the above embodiment, and calculates the total current from the output voltage value Since the total current is a value within the normal range, the state of the current sensor 6 is determined to be normal.
電流センサ６の状態を正常と判定すると、まず、コントローラ７は、電流センサ６の出力電圧値と出力電圧値の正常範囲の比較結果に基づいて、モータ１の各相のうち、過電流の発生の可能性がある相を特定する。コントローラ７は、モータ１の各相のうち、電流センサ６の出力電圧値が正常範囲外を示す相と、電流センサ６の出力電圧値が正常範囲内を示す相を特定する。
If it is determined that the state of current sensor 6 is normal, controller 7 first generates an overcurrent among the phases of
具体的には、コントローラ７は、電流センサＣＳＵ、電流センサＣＳＶ、電流センサＣＳＷのうち出力電圧値が正常範囲外を示す電流センサを特定し、特定した相を過電流の発生の可能性がある相とする。例えば、電流センサ６のうち、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵが正常範囲外を示す場合、コントローラ７は、モータ１のＵ相を過電流の発生の可能性がある相とする。
Specifically, the controller 7 identifies a current sensor whose output voltage value is outside the normal range from among the current sensors CS U , current sensor CS V , and current sensor CS W , and can generate an overcurrent in the identified phase. The phase should be sex. For example, among the current sensor 6, if the output voltage value V U of the current sensor CS U indicates outside of the normal range, the controller 7, a phase with the
反対に、コントローラ７は、電流センサＣＳＵ、電流センサＣＳＶ、電流センサＣＳＷのうち出力電圧値が正常範囲内を示す電流センサを特定し、特定した相を異常が発生していな相（正常な相）、すなわち、電流センサ６に異常はなく、かつ、過電流は発生していない相とする。上述の例では、コントローラ７は、モータ１のＶ相、Ｗ相を正常な相とする。
Conversely, the controller 7 identifies a current sensor whose output voltage value is within a normal range from among the current sensors CS U , current sensor CS V , and current sensor CS W , and the identified phase is a phase in which no abnormality has occurred ( It is assumed that the normal phase), that is, the current sensor 6 has no abnormality and no overcurrent is generated. In the above example, the controller 7 sets the V phase and W phase of the
次に、コントローラ７は、過電流の発生の可能性がある相について、過電流の発生の有無を判定する。コントローラ７は、まず、正常な相に流れる電流を検出する電流センサ６の出力電圧値を用いて、モータ１の各相のうち、過電流の発生の可能性がある相に流れる電流の電流値を算出する。
Next, the controller 7 determines the presence or absence of the occurrence of the overcurrent with respect to the phase having the possibility of the occurrence of the overcurrent. First, the controller 7 uses the output voltage value of the current sensor 6 that detects the current flowing in the normal phase, and among the phases of the
ここで、モータ１の各相に流れる電流の電流値は、上述した実施形態で示す式（１）を満たす。例えば、Ｕ相に流れる電流の電流値は、上記式（１）から変形した下記式（２）のように、Ｖ相に流れる電流の電流値及びＷ相に流れる電流の電流値で表される。
Here, the current value of the current flowing in each phase of the
ＩＵ＝−ＩＶ−ＩＷ （２） I U = −I V −I W (2)
本実施形態のコントローラ７は、モータ１のＵ相に過電流の発生の可能性があると判定した場合、上記式（２）を用いて、モータ１のＵ相に流れる電流の電流値を、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ、及び電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷから算出する。例えば、コントローラ７は、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶを電流値ＩＶに換算し、電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷを電流値ＩＷに換算したうえで、上記式（２）より、電流値ＩＵを算出する。本実施形態では、算出された電流値を、過電流の発生の可能性がある相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌとして説明する。
When the controller 7 of this embodiment determines that the U phase of the
ここで、過電流が発生した場合の電流センサ６の検出精度について、図５を参照しながら説明する。図５は、モータ１の相電流値と電流センサ６の出力電圧値の関係の一例である。
Here, the detection accuracy of the current sensor 6 when an overcurrent occurs will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an example of the relationship between the phase current value of the
モータ１の相電流値と電流センサ６の出力電圧値は、上述の通り、電流センサ６に異常が発生していない場合には、互いに対応する関係にあるため、図５に示すように、モータ１の相電流値と電流センサ６の出力電流値は比例関係を示す。しかし、図５に示すように、出力電圧値の異常範囲では、この比例関係が成立しなくなり、言い換えると、電流センサ６の出力電圧値がモータ１の相電流値に対応しない（直線性が悪化するともいう）。そのため、電流センサ６の出力電圧値が異常範囲内の値を示す場合、電流センサ６は測定する電流の電流値に対応しない値を出力しており、電流センサ６の検出精度は低下する。
The phase current value of the
過電流が発生した場合には、電流センサ６の出力電圧値は、図３（Ｂ）に示すように、周期的に、正常範囲外の値、すなわち、異常範囲内の値を示す。電流センサ６の出力電圧値が異常範囲内の値を示す場合、上述の通り、電流センサ６の検出精度は低下する。例えば、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵが正常範囲外の値を示す場合、本実施形態のコントローラ７は、過電流の発生の可能性があるＵ相については、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵをそのまま用いることなく、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ、及び電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷから算出する。これにより、過電流の発生の有無を精度良く判定することができる。 When an overcurrent occurs, the output voltage value of the current sensor 6 periodically shows a value outside the normal range, that is, a value within the abnormal range, as shown in FIG. When the output voltage value of the current sensor 6 indicates a value within the abnormal range, the detection accuracy of the current sensor 6 decreases as described above. For example, if the output voltage value V U of the current sensor CS U indicates a value outside the normal range, the controller 7 of the present embodiment, for the U-phase of the possibility of occurrence of an overcurrent, the output of the current sensor CS U without using the voltage value V U as it is calculated from the output voltage value V W of the output voltage value V V, and a current sensor CS W of the current sensor CS V. Thereby, the presence or absence of occurrence of overcurrent can be accurately determined.
コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出すると、電流値Ｉ＿ｃａｌと定常動作電流の正常範囲とを比較する。定常動作電流の正常範囲とは、過電流が発生することなく、モータ１に定常的に流れる動作電流である。以降の説明では、最小値Ｉｏｃ＿ｍｉｎ＿ｔｈは定常動作電流の正常範囲の最小値として、最大値Ｉｏｃ＿ｍａｘ＿ｔｈは定常動作電流の正常範囲の最大値をとして説明する。
After calculating the current value I_cal , the controller 7 compares the current value I_cal with the normal range of the steady-state operating current. The normal range of the steady operation current is an operation current that constantly flows in the
定常動作電流の正常範囲は、モータ１の定格電流やインバータ３の定格出力電流に基づいて定められた実験的な値である。コントローラ７は、定常動作電流の正常範囲について、ＲＡＭ又はＲＯＭに予め記憶させることで、過電流が発生しているか否かを判定するに際して用いることができる。
The normal range of the steady operation current is an experimental value determined based on the rated current of the
そして、コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌが定常動作電流の正常範囲外の値の場合には、過電流が発生していると判定し、反対に、電流値Ｉ＿ｃａｌが定常動作電流の正常範囲内の値の場合、過電流は発生していないと判定する。 Then, when the current value I _cal is outside the normal range of the steady operation current, the controller 7 determines that an overcurrent occurs, and conversely, the current value I _cal is the normal range of the steady operation current If the value is within the range, it is determined that no overcurrent has occurred.
次に、図６を参照しながら、電流センサ６の異常又は過電流の発生を検出する方法について説明する。図６は、本実施形態に係る異常検出処理を示すフローチャートである。なお、以下に説明する異常検出処理は、コントローラ７により所定の周期ごとに実行される。図６に示すフローチャートのうち、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６は、図４に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０６に対応しているため、これらのステップについての説明は、上述した実施形態にてした説明を援用する。 Next, with reference to FIG. 6, a method of detecting the occurrence of an abnormality or an overcurrent of the current sensor 6 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the abnormality detection process according to the present embodiment. The abnormality detection process described below is executed by the controller 7 at predetermined intervals. In the flowchart shown in FIG. 6, steps S201 to S206 correspond to steps S101 to S106 shown in FIG. 4, and thus the description of these steps uses the description of the above-described embodiment. .
ステップＳ２０３にて、総和電流Ｉｓｕｍが正常範囲内の値の場合、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５にて、コントローラ７は、電流センサ６は正常と判定することで、電流センサ６の正常状態を検出する。 In step S203, if the total current I sum is a value within the normal range, the process proceeds to step S205. In step S205, the controller 7 detects the normal state of the current sensor 6 by determining that the current sensor 6 is normal.
ステップ２０７にて、コントローラ７は、モータ１の各相のうち、過電流の発生の可能性がある相と、正常な相を特定する。具体的には、コントローラ７は、ステップＳ２０２にて行われた比較結果に基づいて、電流センサ６のうち、出力電圧値が正常範囲外の値を示す電流センサを特定する。コントローラ７は、特定した電流センサに対応するモータ１の相を、過電流の発生の可能性がある相とする。また、コントローラ７は、電流センサ６のうち、出力電圧値が正常範囲内の値を示す電流センサを特定する。コントローラ７は、特定した電流センサに対応するモータ1の相を、正常な相とする。例えば、電流センサ６のうち、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵが正常範囲外の値を示し、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ及び電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷが正常範囲内の値を示す場合、コントローラ７は、モータ１のＵ相を過電流の発生の可能性がある相とし、モータ１のＶ相、Ｗ相を正常な相とする。
In step 207, the controller 7 identifies a phase in which overcurrent may occur and a normal phase among the phases of the
ステップＳ２０８にて、コントローラ７は、過電流の発生の可能性がある相について、正常な相に流れる電流を検出する電流センサ６の出力電圧値を用いて、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。上述の例の場合、例えば、コントローラ７は、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶを電流値ＩＶに換算し、電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷを電流値ＩＷに換算したうえで、上記式（２）を用いて、モータ１のＵ相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。
In step S208, the controller 7 calculates the current value I_cal for the phase in which overcurrent may occur using the output voltage value of the current sensor 6 that detects the current flowing in the normal phase. If the above example, for example, the controller 7 converts the output voltage value V V of the current sensor CS V to a current value I V, after having converted the output voltage value V W of the current sensor CS W into a current value I W Then, using the above equation (2), the current value I_cal of the current flowing in the U phase of the
ステップＳ２０９にて、コントローラ７は、ステップＳ２０８にて算出した電流値Ｉ＿ｃａｌと、定常動作電流の正常範囲（最大値Ｉｏｃ＿ｍａｘ＿ｔｈ、最小値Ｉｏｃ＿ｍｉｎ＿ｔｈ）とを比較する。例えば、コントローラ７は、ＲＡＭ又はＲＯＭ等から、予め設定された定常動作電流の正常範囲を取得するとともに、電流値Ｉ＿ｃａｌと正常範囲を比較する。電流値Ｉ＿ｃａｌが正常範囲外の場合には、ステップＳ２１０に進み、反対に、電流値Ｉ＿ｃａｌが正常範囲内の場合には、ステップＳ２１１に進む。 In step S209, the controller 7 compares the current value I _cal calculated in step S208 with the normal range (maximum value I oc_max_th , minimum value I oc_min_th ) of the steady-state operating current. For example, the controller 7 acquires a normal range of a steady operating current set in advance from a RAM or a ROM, and compares the current value I_cal with the normal range. If the current value I_cal is out of the normal range, the process proceeds to step S210. Conversely, if the current value I_cal is in the normal range, the process proceeds to step S211.
ステップＳ２１０にて、コントローラ７は、ステップＳ２０７にて特定した過電流の発生の可能性がある相には、過電流が発生していると判定する。 In step S210, the controller 7 determines that an overcurrent is occurring in the phase having the possibility of the occurrence of the overcurrent identified in step S207.
ステップＳ２１１にて、コントローラ７は、ステップＳ２０７にて特定した過電流の発生の可能性がある相には、過電流が発生していないと判定する。 In step S211, the controller 7 determines that the overcurrent has not occurred in the phase having the possibility of the occurrence of the overcurrent identified in step S207.
ステップＳ２０４、Ｓ２１０、Ｓ２１１のいずれかのステップでの処理が終了すると、電流センサ６の異常又は過電流の発生を検出する処理は終了する。 When the process in any one of steps S204, S210, and S211 ends, the process of detecting the occurrence of an abnormality or an overcurrent of current sensor 6 ends.
以上のように、本実施形態のコントローラ７は、総和電流に基づいて電流センサ６は正常と判定した場合、電流センサ６の出力電圧値と正常範囲の比較結果に基づいて、モータ１の各相のうち、過電流の発生の可能性がある相と、その他の相を特定する。そして、コントローラ７は、正常な相に流れる電流を検出する電流センサ６の出力電圧値を用いて、過電流の発生の可能性がある相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌと相電流の正常範囲とを比較し、電流値Ｉ＿ｃａｌが正常範囲外の値の場合、過電流が発生していると判定し、電流値Ｉ＿ｃａｌが正常範囲内の値の場合、過電流が発生していないと判定する。これにより、電流センサ６が正常範囲外の値を出力しており、電流センサ６の検出精度が低下する状況においても、過電流の発生の有無を精度良く判定することができる。
As described above, when the current sensor 6 determines that the current sensor 6 is normal based on the total current, the controller 7 according to the present embodiment determines each phase of the
次に、本実施形態の変形例として、過電流の発生を検出した後のインバータ３への制御処理について説明する。例えば、コントローラ７は、過電流の発生を検出した後、インバータ３からモータ１への電力供給を停止させるように、インバータ３を制御してもよい。具体的には、コントローラ７は、インバータ３を構成する各スイッチング素子のゲート端子に対して、スイッチング素子がオフするようなゲート信号を出力する。
Next, as a modification of the present embodiment, control processing for the inverter 3 after the occurrence of an overcurrent is detected will be described. For example, the controller 7 may control the inverter 3 to stop the power supply from the inverter 3 to the
上述の通り、本実施形態では、電流センサ６の出力電圧値が正常範囲外の値であることを検知した場合、電流センサ６の異常の有無を判定し、電流センサ６が正常と判定すると、電流値Ｉ＿ｃａｌと相電流の正常範囲の比較結果から、過電流の発生の検出の有無を行うため、過電流の発生の検出を短時間で行うことができる。そして、変形例においては、過電流の発生を検出した場合、インバータ３の動作を停止させる。これにより、過電流が発生した場合であっても、モータ１に過電流が流れ込む時間を短縮することができ、その結果、モータ１及びインバータ３にかかる負荷を低減させることができる。
As described above, in the present embodiment, when it is detected that the output voltage value of the current sensor 6 is outside the normal range, it is determined whether or not the current sensor 6 is abnormal, and when the current sensor 6 is determined to be normal, From the comparison result of the current value I_cal and the normal range of the phase current, it is possible to detect the occurrence of the overcurrent in a short time since the presence or absence of the detection of the occurrence of the overcurrent is performed. And in a modification, operation of inverter 3 is stopped when generating of overcurrent is detected. Thereby, even when an overcurrent occurs, the time for the overcurrent to flow into the
≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態に係る異常検出装置について説明する。本実施形態の異常検出装置は、コントローラ７が備える機能が上述した第１実施形態の機能及び第２実施形態の機能と異なる点以外は、上述した実施形態と同様の構成を有しているため、繰り返しの説明は省略して、上述の実施形態においてした説明を援用する。
Third Embodiment
Next, an abnormality detection apparatus according to the third embodiment will be described. The abnormality detection device of the present embodiment has the same configuration as that of the above-described embodiment except that the function of the controller 7 is different from the functions of the first embodiment and the second embodiment described above. The repeated description is omitted, and the description in the above embodiment is incorporated.
本実施形態のコントローラ７は、総和電流に基づいて電流センサ６の状態を異常と判定した場合、異常な出力電圧値を示す電流センサを特定する。そして、コントローラ７は、特定した電流センサの出力電圧値の代わりに、算出した電流値Ｉ＿ｃａｌを用いて、モータ１へ電力供給するインバータ３の制御を継続させる。
When the controller 7 of this embodiment determines that the state of the current sensor 6 is abnormal based on the total current, the controller 7 specifies a current sensor that indicates an abnormal output voltage value. And the controller 7 continues control of the inverter 3 which supplies electric power to the
電流センサ６の状態を異常と判定すると、まず、コントローラ７は、電流センサ６の出力電圧値と正常範囲の比較結果に基づいて、異常がある電流センサ６を特定する。具体的には、コントローラ７は、電流センサＣＳＵ、電流センサＣＳＶ、電流センサＣＳＷのうち出力電圧値が正常範囲外を示す電流センサを、異常がある電流センサ６とする。反対に、コントローラ７は、電流センサＣＳＵ、電流センサＣＳＶ、電流センサＣＳＷのうち出力電圧値が正常範囲内を示す電流センサを、異常がない電流センサ６（正常な電流センサ６ともいう。）とする。 When it is determined that the state of the current sensor 6 is abnormal, the controller 7 first identifies the current sensor 6 having an abnormality based on the comparison result of the output voltage value of the current sensor 6 and the normal range. Specifically, the controller 7 includes a current sensor CS U, the current sensor CS V, the current sensor showing the outside of the normal range, the output voltage value of the current sensor CS W, and a current sensor 6 is abnormal. On the contrary, the controller 7 refers to the current sensor 6 (also referred to as a normal current sensor 6) having no abnormality in the current sensor CS U , current sensor CS V , and current sensor CS W whose output voltage value is within the normal range. And).
次に、コントローラ７は、異常がある電流センサ６の出力電圧値の代わりに、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。電流値の算出方法は、上述した第２実施形態にて説明した方法が用いられる。すなわち、コントローラ７は、正常な相に流れる電流を検出する電流センサ６の出力電圧値を用いて、電流センサ６に異常がある相に流れる電流の電流値を算出する。コントローラ７は、上記式（２）を用いて、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。本実施形態では、算出された電流値を、電流センサ６に異常がある相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌとして説明する。 Next, the controller 7 calculates a current value I_cal instead of the output voltage value of the current sensor 6 having an abnormality. As the method of calculating the current value, the method described in the second embodiment described above is used. That is, the controller 7 calculates the current value of the current flowing in the phase in which the current sensor 6 is abnormal, using the output voltage value of the current sensor 6 that detects the current flowing in the normal phase. The controller 7 calculates the current value I_cal using the above equation (2). In the present embodiment, the calculated current value is described as the current value I_cal of the current flowing in the phase in which the current sensor 6 is abnormal.
コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出すると、電流センサ６に異常がある相については、電流値Ｉ＿ｃａｌを用いると共に、その他の正常な相については、電流センサ６の出力電圧値を用いて、インバータ３の制御を継続させる。具体的には、コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌと出力電圧値からモータ１に流れる電流を観察しながら、モータ１へ流れる電流の電流値を、トルク指令値に応じた電流の電流値に収束するように、インバータ３へのフィードバック制御を行う。
Controller 7, calculating the current value I _Cal, the phase is wrong with the current sensor 6, the use of current value I _Cal, for other normal phases, using the output voltage value of the current sensor 6, Control of the inverter 3 is continued. Specifically, the controller 7 converges the current value of the current flowing to the
また、コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌを用いたインバータ３の制御を開始した後、電流センサ６のうち、正常な電流センサの出力電流値が正常範囲外の値であることを検知すると、インバータ３からモータ１への電力供給を停止するように、インバータ３を制御する。具体的には、コントローラ７は、インバータの各スイッチング素子をオフさせるゲート信号を生成して出力する。
When the controller 7 detects that the output current value of the normal current sensor out of the normal range among the current sensors 6 after starting the control of the inverter 3 using the current value I_cal , the inverter 7 The inverter 3 is controlled to stop the power supply from the motor 3 to the
次に、図７を参照しながら、電流センサ６の異常が発生した場合のインバータ３の制御方法について説明する。図７は、本実施形態に係るインバータの制御処理を示すフローチャートである。なお、以下に説明するインバータの制御処理は、コントローラ７により所定の周期ごとに実行される。図７に示すフローチャートのうち、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６は、図４に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０６、及び図６に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０６に対応しているため、これらのステップについての説明は、上述した実施形態にてした説明を援用する。 Next, with reference to FIG. 7, a control method of the inverter 3 when an abnormality of the current sensor 6 occurs will be described. FIG. 7 is a flowchart showing control processing of the inverter according to the present embodiment. The control process of the inverter described below is executed by the controller 7 at predetermined intervals. In the flowchart shown in FIG. 7, steps S301 to S306 correspond to steps S101 to S106 shown in FIG. 4 and steps S201 to S206 shown in FIG. 6. The description made in the embodiment is used.
ステップＳ３０４にて、総和電流Ｉｓｕｍに基づいて電流センサの異常が検出されると、ステップＳ３０７に進む。 If an abnormality of the current sensor is detected based on the total current I sum in step S304, the process proceeds to step S307.
ステップＳ３０７にて、コントローラ７は、異常がある電流センサを特定する。具体的には、コントローラ７は、ステップＳ３０３にて行われた比較結果から、電流センサ６のうち、出力電圧値が正常範囲外の値を示す電流センサ６を特定し、特定した電流センサ６を、異常がある電流センサ６とする。また、このステップにて、コントローラ７は、出力電圧値が正常範囲内の値を示す電流センサ６を特定し、特定した電流センサ６を、正常な電流センサ６とする。このステップにて、コントローラ７は、モータ１の各相のうち、電流センサ６の出力電圧値を用いることが可能な相と、電流センサ６の出力電圧値を用いることが不可能な相とを識別する。
In step S307, the controller 7 identifies a current sensor having an abnormality. Specifically, the controller 7 identifies the current sensor 6 having the output voltage value indicating a value outside the normal range among the current sensors 6 from the comparison result performed in step S303, and identifies the identified current sensor 6 The current sensor 6 is abnormal. In this step, the controller 7 specifies the current sensor 6 whose output voltage value indicates a value within the normal range, and sets the specified current sensor 6 as the normal current sensor 6. In this step, the controller 7 selects a phase in which the output voltage value of the current sensor 6 can be used and a phase in which the output voltage value of the current sensor 6 cannot be used among the phases of the
ステップＳ３０８にて、コントローラ７は、ステップＳ３０７にて特定された正常な電流センサ６の出力電圧値を用いて、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。電流値Ｉ＿ｃａｌは、電流センサ６に異常がある相に流れる電流の電流値である。例えば、電流センサＣＳＵに異常が発生した場合、コントローラ７は、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶを電流値ＩＶに換算し、電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷを電流値ＩＷに換算したうえで、上記式（２）を用いて、モータ１のＵ相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。
In step S308, the controller 7 calculates the current value I_cal using the output voltage value of the normal current sensor 6 specified in step S307. The current value I_cal is a current value of a current flowing in a phase in which the current sensor 6 is abnormal. For example, if an abnormality occurs in the current sensor CS U, controller 7, a current sensor CS output voltage value V V of V in terms of a current value I V, a current sensor CS W output voltage V W the current value I After converting to W , the current value I_cal of the current flowing in the U phase of the
ステップＳ３０９にて、コントローラ７は、ステップＳ３０８にて算出された電流値Ｉ＿ｃａｌを用いて、インバータ３の制御を継続させる。上述の例を用いると、コントローラ７は、モータ１のＵ相に流れる電流の電流値については、電流値Ｉ＿ｃａｌを用い、モータ１のＶ相及びＷ相に流れる電流の電流値については、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ及び電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷを用いて、バッテリ２からモータ１へ電力供給するように、インバータ３の制御を継続する。
In step S309, the controller 7 continues control of the inverter 3 using the current value I_cal calculated in step S308. Using the above example, the controller 7 uses the current value I_cal for the current value of the current flowing in the U phase of the
ステップＳ３１０にて、コントローラ７は、電流センサ６から出力電圧値を取得する。このステップは、ステップＳ３０１に対応する。なお、コントローラ７は、ステップＳ３０７にて特定された異常がある電流センサ６については、出力電圧値を取得しない。 In step S <b> 310, the controller 7 acquires an output voltage value from the current sensor 6. This step corresponds to step S301. The controller 7 does not acquire the output voltage value for the current sensor 6 having the abnormality identified in step S307.
ステップＳ３１１にて、コントローラ７は、ステップＳ３０１にて取得した出力電圧値と、電圧の正常範囲を比較する。コントローラ７は、モータ１の正常な相について、取得した出力電圧値と出力電圧値の正常範囲を比較する。このステップは、ステップＳ３０２に対応する。出力電圧値が正常範囲外の値の場合、ステップＳ３１２に進み、出力電圧値が正常範囲内の値の場合、ステップＳ３０８に戻る。
In step S311, the controller 7 compares the output voltage value acquired in step S301 with the normal range of the voltage. The controller 7 compares the acquired output voltage value with the normal range of the output voltage value for the normal phase of the
ステップＳ３１２にて、コントローラ７は、インバータ３からモータ１への電力供給を停止させるように、インバータ３を停止する。
In step S312, the controller 7 stops the inverter 3 so as to stop the power supply from the inverter 3 to the
ステップＳ３０５、Ｓ３０６、Ｓ３１２のいずれかのステップでの処理が終了すると、電流センサ６の異常を検出した場合のインバータ３の制御処理は終了する。 When the process in any one of steps S305, S306, and S312 ends, the control process of the inverter 3 when the abnormality of the current sensor 6 is detected ends.
以上のように、本実施形態のコントローラ７は、総和電流に基づいて電流センサ６は異常と判定した場合、電流センサ６の出力電圧値と正常範囲の比較結果に基づいて、モータ１の各相のうち、電流センサ６に異常がある相と、電流センサ６が正常な相とを特定する。そして、コントローラ７は、正常な相に流れる電流を検出する電流センサ６の出力電圧値を用いて、電流センサ６に異常がある相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。コントローラ７は、電流センサ６に異常がある相については、電流値Ｉ＿ｃａｌを用い、電流センサ６が正常な相については、電流センサ６の出力電圧値を用いて、インバータ３の制御を継続させる。これにより、電力変換システム１００のうち、特定の電流センサ６に異常が発生した場合においても、インバータ３の制御は継続される。そのため、電流センサ６の異常の発生に伴って、直ちにモータ１への電力供給を停止することを防ぐことができ、突発的に発生した電流センサ６の異常に対しても柔軟に対応することができる。
As described above, when the controller 7 of this embodiment determines that the current sensor 6 is abnormal based on the total current, each phase of the
また、本実施形態では、コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌを用いてインバータ３の制御を継続させた後、異常が発生していない電流センサ６の出力電圧値が正常範囲外であることを検知した場合、インバータ３からモータ１への電力供給を停止させるように、インバータ３を制御する。これにより、複数の電流センサ６にて出力電圧値が正常範囲外となる場合には、インバータ３の制御が停止されるため、モータ１への電力供給に大きな影響が出る前に、モータ１への電力供給を停止することができる。その結果、急峻な電力供給の変化等、モータ１にかかる負荷を低減させることができる。
Further, in the present embodiment, after continuing the control of the inverter 3 using the current value I _cal , the controller 7 detects that the output voltage value of the current sensor 6 in which no abnormality has occurred is out of the normal range. In this case, the inverter 3 is controlled so that the power supply from the inverter 3 to the
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents that fall within the technical scope of the present invention.
また、例えば、本明細書では、本発明に係る異常検出装置を、電流センサ６とコントローラ７からの構成を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Further, for example, in this specification, the abnormality detection device according to the present invention will be described by taking the configuration from the current sensor 6 and the controller 7 as an example, but the present invention is not limited to this.
また、例えば、本明細書では、本発明に係る電力変換装置を、インバータ３を例にして、本発明に係る多相交流モータを、モータ１を例にして、本発明に係る電流センサを、電流センサ６を例にして、本発明に係る第１の基準範囲を、出力電圧値の正常範囲を例にして、本発明に係る第２の基準範囲を、総和電流の正常範囲を例にして、本発明に係る第３の基準範囲を、定常動作電流の正常範囲を例にして、それぞれ説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Further, for example, in the present specification, the power conversion device according to the present invention is taken as an example of the inverter 3, the polyphase alternating current motor according to the present invention is taken as an example, the current sensor according to the present invention is taken as an example. Taking the current sensor 6 as an example, the first reference range according to the present invention as an example, the normal range of the output voltage value as an example, the second reference range as an example of the present invention as an example The third reference range according to the present invention will be described using the normal range of the steady operating current as an example, but the present invention is not limited to these.
１００…電力変換システム
１…モータ
２…バッテリ
３…インバータ
４…コンデンサ
５…リレー
６…電流センサ
７…コントローラ
100 ...
Claims (7)
電力変換装置と多相交流モータの間の経路に流れる電流を検出し、検出値を出力する電流センサと、
前記電流センサの異常の有無を検出するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記検出値と、前記電力変換システムの正常状態を示す第１の基準範囲とを比較し、
前記検出値が前記第１の基準範囲外であることを検知した場合、前記多相交流モータの各相に流れる電流の総和を示す総和電流に基づいて、前記電流センサの異常を検出する異常検出装置。 An anomaly detection device for detecting an anomaly occurring in a power conversion system,
A current sensor that detects a current flowing in a path between the power conversion device and the polyphase AC motor and outputs a detected value;
A controller for detecting the presence or absence of abnormality of the current sensor,
The controller
Comparing the detected value with a first reference range indicating a normal state of the power conversion system;
When detecting that the detected value is outside the first reference range, an abnormality detection that detects an abnormality of the current sensor based on a total current indicating a sum of currents flowing through the respective phases of the multiphase AC motor. apparatus.
前記総和電流と前記電流センサの正常状態を示す第２の基準範囲とを比較し、
前記総和電流が前記第２の基準範囲内の場合、前記電流センサは正常と判定し、
前記総和電流が前記第２の基準範囲外の場合、前記電流センサは異常と判定する請求項１記載の異常検出装置。 The controller
Comparing the total current with a second reference range indicating a normal state of the current sensor;
If the total current is within the second reference range, the current sensor is determined to be normal;
The abnormality detection device according to claim 1, wherein the current sensor determines that the current sensor is abnormal if the total current is outside the second reference range.
前記コントローラは、
前記総和電流に基づいて前記電流センサは正常と判定した場合、前記検出値と前記第１の基準範囲との比較結果を用いて、前記多相交流モータの各相のうち、前記検出値が前記第１の基準範囲外である一の相と、前記検出値が前記第１の基準範囲内である他の相を特定し、
前記他の相の前記検出値を用いて前記一の相へ流れる電流値を算出し、
算出された前記一の相の電流値と、前記多相交流モータの正常状態を示す第３の基準範囲とを比較し、
前記一の相の電流値が前記第３の基準範囲外の場合、前記一の相へ流れる電流を過電流と判定し、
前記一の相の電流値が前記第３の基準範囲内の場合、前記一の相へ流れる電流を過電流ではないと判定する請求項２記載の異常検出装置。 The current sensor is composed of a plurality of current sensors that detect the current flowing in each phase of the multiphase AC motor,
The controller
When it is determined that the current sensor is normal based on the total current, the detection value of the phases of the multiphase AC motor is calculated using the comparison result between the detection value and the first reference range. Identifying one phase that is outside the first reference range and the other phase in which the detected value is within the first reference range;
The current value flowing to the one phase is calculated using the detected value of the other phase,
Comparing the calculated current value of the one phase with a third reference range indicating a normal state of the polyphase AC motor;
If the current value of the one phase is out of the third reference range, the current flowing to the one phase is determined as an overcurrent;
The abnormality detection device according to claim 2, wherein when the current value of the one phase is within the third reference range, it is determined that the current flowing to the one phase is not an overcurrent.
前記多相交流モータに流れる電流値に基づいて前記電力変換装置を制御する機能を有し、
前記一の相の電流値と前記第３の基準範囲との比較結果に基づいて過電流を検出した場合、前記電力変換装置から前記多相交流モータへの電力供給を停止させるように、前記電力変換装置を制御する請求項３記載の異常検出装置。 The controller
It has a function of controlling the power converter based on the current value flowing to the polyphase AC motor,
When an overcurrent is detected based on a comparison result between the current value of the one phase and the third reference range, the power is set to stop power supply from the power converter to the multiphase AC motor. The abnormality detection device according to claim 3, which controls the conversion device.
前記コントローラは、
前記多相交流モータに流れる電流値に基づいて前記電力変換装置を制御し、
前記総和電流に基づいて前記電流センサは異常と判定した場合、前記検出値と前記第１の基準範囲との比較結果を用いて、前記多相交流モータの各相のうち、前記検出値が前記第１の基準範囲外である一の相と、前記検出値が前記第１の基準範囲内である他の相を特定し、
前記他の相の前記検出値を用いて前記一の相へ流れる電流値を算出し、
算出された前記一の相の電流値と前記他の相の前記検出値に基づいて、前記電力変換装置を制御する請求項２記載の異常検出装置。 The current sensor is composed of a plurality of current sensors that detect the current flowing in each phase of the multiphase AC motor,
The controller
Controlling the power converter based on a current value flowing to the polyphase AC motor;
When it is determined that the current sensor is abnormal based on the total current, the detected value of each phase of the multiphase AC motor is calculated using the comparison result between the detected value and the first reference range. Identifying one phase that is outside the first reference range and the other phase in which the detected value is within the first reference range;
The current value flowing to the one phase is calculated using the detected value of the other phase,
The abnormality detection device according to claim 2, wherein the power conversion device is controlled based on the calculated current value of the one phase and the detection value of the other phase.
前記他の相の検出値と、前記第１の基準範囲とを比較し、
前記他の相の検出値が前記第１の基準範囲外であることを検知した場合、前記電力変換装置から前記多相交流モータへの電力供給を停止させるように、前記電力変換装置を制御する請求項５記載の異常検出装置。 The controller
Comparing the detected value of the other phase with the first reference range;
When detecting that the detected value of the other phase is out of the first reference range, the power converter is controlled so as to stop power supply from the power converter to the multiphase AC motor. The abnormality detection device according to claim 5.
電力変換装置と多相交流モータの間の経路に流れる電流を検出する電流センサが出力する検出値と、前記電力変換システムの正常状態を示す第１の基準範囲とを比較し、
前記検出値が前記第１の基準範囲外であることを検知した場合、前記多相交流モータの各相に流れる電流の総和を示す総和電流に基づいて、前記電流センサの異常を検出する異常検出方法。 An abnormality detection method for detecting an abnormality generated in a power conversion system using a controller, comprising:
Comparing a detection value output from a current sensor that detects a current flowing in a path between the power conversion device and the polyphase AC motor with a first reference range indicating a normal state of the power conversion system;
When detecting that the detected value is outside the first reference range, an abnormality detection that detects an abnormality of the current sensor based on a total current indicating a sum of currents flowing through the respective phases of the multiphase AC motor. Method.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115060987A (en) * | 2022-08-19 | 2022-09-16 | 季华实验室 | Motor phase loss detection method and device, electronic equipment and storage medium |
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2018
- 2018-01-24 JP JP2018009887A patent/JP2019129602A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115060987A (en) * | 2022-08-19 | 2022-09-16 | 季华实验室 | Motor phase loss detection method and device, electronic equipment and storage medium |
| CN115060987B (en) * | 2022-08-19 | 2022-11-08 | 季华实验室 | Motor phase loss detection method and device, electronic equipment and storage medium |
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