JPH0880055A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JPH0880055A JPH0880055A JP6206262A JP20626294A JPH0880055A JP H0880055 A JPH0880055 A JP H0880055A JP 6206262 A JP6206262 A JP 6206262A JP 20626294 A JP20626294 A JP 20626294A JP H0880055 A JPH0880055 A JP H0880055A
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- electrolytic capacitor
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- power supply
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電解コンデンサの寿命判定を、簡単な構成に
て頻繁に行い得るようにすると共に、その寿命判定動作
を正確化すること。 【構成】 コンデンサ寿命検出手段12は、電磁接触器
2の開放或いは停電に応じたインバータ主回路9の電源
遮断後に、電圧検出手段11が検出する電解コンデンサ
5の端子電圧が予め設定した第1の電圧になった後に予
め設定された基準時間が経過した時点において、当該検
出電圧がパラメータ記憶手段13に記憶された寿命検出
電圧レベル以下であった場合に寿命検出信号を出力す
る。
て頻繁に行い得るようにすると共に、その寿命判定動作
を正確化すること。 【構成】 コンデンサ寿命検出手段12は、電磁接触器
2の開放或いは停電に応じたインバータ主回路9の電源
遮断後に、電圧検出手段11が検出する電解コンデンサ
5の端子電圧が予め設定した第1の電圧になった後に予
め設定された基準時間が経過した時点において、当該検
出電圧がパラメータ記憶手段13に記憶された寿命検出
電圧レベル以下であった場合に寿命検出信号を出力す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機の可変速運
転などに利用されるインバータ装置、特には直流電源部
の出力平滑用として電解コンデンサを使用したインバー
タ装置に関する。
転などに利用されるインバータ装置、特には直流電源部
の出力平滑用として電解コンデンサを使用したインバー
タ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】交流電源の出力を整流・平滑する直流電
源部と、上記直流電源部から給電されるインバータ主回
路とを備えて成る電圧形インバータ装置にあっては、そ
の直流電源部に、出力電圧の平滑及び負荷である電動機
からの帰還電流の吸収のためのコンデンサを備えた構成
とされるものであるが、斯様なコンデンサとしては、大
きな静電容量が要求される関係上、電解コンデンサが利
用される。この場合の電解コンデンサとしては、一般的
にはアルミニウム箔電解コンデンサが利用されるもので
あるが、このものでは、内部で電気化学反応が行われて
いるため、使用時間が長くなるのに伴い静電容量が減少
して損失が増大するという特性があるため、寿命が規定
されている。
源部と、上記直流電源部から給電されるインバータ主回
路とを備えて成る電圧形インバータ装置にあっては、そ
の直流電源部に、出力電圧の平滑及び負荷である電動機
からの帰還電流の吸収のためのコンデンサを備えた構成
とされるものであるが、斯様なコンデンサとしては、大
きな静電容量が要求される関係上、電解コンデンサが利
用される。この場合の電解コンデンサとしては、一般的
にはアルミニウム箔電解コンデンサが利用されるもので
あるが、このものでは、内部で電気化学反応が行われて
いるため、使用時間が長くなるのに伴い静電容量が減少
して損失が増大するという特性があるため、寿命が規定
されている。
【0003】電解コンデンサの寿命を判定する手段とし
ては、電解コンデンサ単体での外観チェックや、静電容
量の測定、絶縁抵抗の測定などがあるが、これらは、定
期的なメンテナンスとして行われる測定であって、寿命
判定を頻繁且つ自動的に行い得る手段ではないため、寿
命をオーバーした電解コンデンサの発見が遅れ勝ちにな
るという問題点があった。
ては、電解コンデンサ単体での外観チェックや、静電容
量の測定、絶縁抵抗の測定などがあるが、これらは、定
期的なメンテナンスとして行われる測定であって、寿命
判定を頻繁且つ自動的に行い得る手段ではないため、寿
命をオーバーした電解コンデンサの発見が遅れ勝ちにな
るという問題点があった。
【0004】このため、従来では、電解コンデンサの寿
命判定を頻繁に行い得る手段として、インバータ装置の
所定部位を流れる電流値に基づいて電解コンデンサの静
電容量を検出し、その検出静電容量の減少度合に基づい
て電解コンデンサの寿命を判定することが行われてい
る。
命判定を頻繁に行い得る手段として、インバータ装置の
所定部位を流れる電流値に基づいて電解コンデンサの静
電容量を検出し、その検出静電容量の減少度合に基づい
て電解コンデンサの寿命を判定することが行われてい
る。
【0005】つまり、電圧形インバータ装置にあって
は、直流電源部に設けられる出力平滑用の電解コンデン
サの静電容量をC、そのコンデンサの電圧上昇分をΔV
dcとした場合に、
は、直流電源部に設けられる出力平滑用の電解コンデン
サの静電容量をC、そのコンデンサの電圧上昇分をΔV
dcとした場合に、
【0006】
【数1】 が成り立つから(但し、iR は直流電源部内の整流器出
力電流、iL はインバータ主回路の負荷電流)、上式に
基づいて電解コンデンサの静電容量Cを算出することが
できる。
力電流、iL はインバータ主回路の負荷電流)、上式に
基づいて電解コンデンサの静電容量Cを算出することが
できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成とし
た場合、電解コンデンサの電圧上昇分ΔVdcの検出に
は、そのコンデンサの両端に接続される電圧検出器を利
用すれば良く、また、負荷電流iL の検出には、保護動
作のために設けられている負荷電流検出器を利用すれば
良いが、整流器出力電流iR の検出のためには、別途に
電流検出器を追加する必要があってコストの高騰を招く
という不具合がある。しかも、整流器出力電流iR は、
電源インピーダンスや交流電源電圧変動などのような整
流器入力条件によって変化することがあるため、前記
(1)式に基づいた静電容量Cの算出が不正確になっ
て、電解コンデンサの寿命を誤判定する虞が出てくる。
た場合、電解コンデンサの電圧上昇分ΔVdcの検出に
は、そのコンデンサの両端に接続される電圧検出器を利
用すれば良く、また、負荷電流iL の検出には、保護動
作のために設けられている負荷電流検出器を利用すれば
良いが、整流器出力電流iR の検出のためには、別途に
電流検出器を追加する必要があってコストの高騰を招く
という不具合がある。しかも、整流器出力電流iR は、
電源インピーダンスや交流電源電圧変動などのような整
流器入力条件によって変化することがあるため、前記
(1)式に基づいた静電容量Cの算出が不正確になっ
て、電解コンデンサの寿命を誤判定する虞が出てくる。
【0008】これに対して、「昭和63年電気学会産業
応用部門全国大会予稿集」中には、「インバータ用電解
コンデンサの容量推定法」として、iR が零のときのi
L 及びΔVdcを検出して、電解コンデンサの静電容量C
を推定する方法が開示されている。この方法によれば、
整流器入力条件の影響がないという利点があるが、負荷
である電動機の減速状態(回生状態)が回生制動やブレ
ーキ制動なしで数秒程度以上継続するという条件が成立
しなければ静電容量Cを推定できず、上記条件が成立し
ないような使用環境下では、静電容量Cの推定が困難に
なるという問題点がある。
応用部門全国大会予稿集」中には、「インバータ用電解
コンデンサの容量推定法」として、iR が零のときのi
L 及びΔVdcを検出して、電解コンデンサの静電容量C
を推定する方法が開示されている。この方法によれば、
整流器入力条件の影響がないという利点があるが、負荷
である電動機の減速状態(回生状態)が回生制動やブレ
ーキ制動なしで数秒程度以上継続するという条件が成立
しなければ静電容量Cを推定できず、上記条件が成立し
ないような使用環境下では、静電容量Cの推定が困難に
なるという問題点がある。
【0009】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、その目的は、直流電源部の出力段に設けられる電解
コンデンサの寿命判定を、簡単な構成にて自動的に行い
得るようになると共に、上記寿命判定に際して入力側及
び出力側の条件や電解コンデンサの静電容量許容差の影
響を受けることがなくなって、その寿命判定動作を正確
に行い得るようになるインバータ装置を提供することに
ある。
で、その目的は、直流電源部の出力段に設けられる電解
コンデンサの寿命判定を、簡単な構成にて自動的に行い
得るようになると共に、上記寿命判定に際して入力側及
び出力側の条件や電解コンデンサの静電容量許容差の影
響を受けることがなくなって、その寿命判定動作を正確
に行い得るようになるインバータ装置を提供することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、交流電源の出力を整流する整流器及びその
整流出力を平滑する電解コンデンサを含んで成る直流電
源部と、この直流電源部の出力をスイッチングして交流
出力に変換するインバータ主回路とを備えて成るインバ
ータ装置において、前記インバータ主回路の電源遮断時
に前記電解コンデンサの電荷を放電する放電手段と、前
記電解コンデンサの端子電圧を検出するための電圧検出
手段と、予め設定された寿命検出電圧レベルを記憶する
ための記憶手段と、前記インバータ主回路の電源遮断後
に、前記電圧検出手段による検出電圧が予め設定した第
1の電圧まで低下した後に予め設定された基準時間が経
過した時点で当該検出電圧が前記寿命検出電圧レベル以
下であった場合に寿命検出信号を出力する寿命検出手段
とを備えた構成としたものである(請求項1)。
するために、交流電源の出力を整流する整流器及びその
整流出力を平滑する電解コンデンサを含んで成る直流電
源部と、この直流電源部の出力をスイッチングして交流
出力に変換するインバータ主回路とを備えて成るインバ
ータ装置において、前記インバータ主回路の電源遮断時
に前記電解コンデンサの電荷を放電する放電手段と、前
記電解コンデンサの端子電圧を検出するための電圧検出
手段と、予め設定された寿命検出電圧レベルを記憶する
ための記憶手段と、前記インバータ主回路の電源遮断後
に、前記電圧検出手段による検出電圧が予め設定した第
1の電圧まで低下した後に予め設定された基準時間が経
過した時点で当該検出電圧が前記寿命検出電圧レベル以
下であった場合に寿命検出信号を出力する寿命検出手段
とを備えた構成としたものである(請求項1)。
【0011】この場合、新たな電解コンデンサが装着さ
れた状態でリセット信号を出力して前記寿命検出手段に
与えるリセット信号発生手段を設けた上で、その寿命検
出手段を、前記リセット信号を受けたときには、前記イ
ンバータ主回路の電源遮断後に、前記電圧検出手段によ
る検出電圧が第1の電圧まで低下した時点から基準時間
経過した時点での当該電圧検出手段による検出電圧と、
予め設定された静電容量変化率とに基づいて寿命検出電
圧レベルを決定する構成とすることもできる(請求項
2)。
れた状態でリセット信号を出力して前記寿命検出手段に
与えるリセット信号発生手段を設けた上で、その寿命検
出手段を、前記リセット信号を受けたときには、前記イ
ンバータ主回路の電源遮断後に、前記電圧検出手段によ
る検出電圧が第1の電圧まで低下した時点から基準時間
経過した時点での当該電圧検出手段による検出電圧と、
予め設定された静電容量変化率とに基づいて寿命検出電
圧レベルを決定する構成とすることもできる(請求項
2)。
【0012】また、交流電源の出力を整流する整流器及
びその整流出力を平滑する電解コンデンサを含んで成る
直流電源部と、この直流電源部の出力をスイッチングし
て交流出力に変換するインバータ主回路とを備えて成る
インバータ装置において、前記インバータ主回路の電源
遮断時に前記電解コンデンサの電荷を放電する放電手段
と、前記電解コンデンサの端子電圧を検出するための電
圧検出手段と、予め設定された寿命検出放電時間を記憶
するための記憶手段と、前記インバータ主回路の電源遮
断後に、前記電圧検出手段による検出電圧が予め設定し
た第1の電圧からこれより低いレベルに設定された第2
の電圧まで低下するのに要した放電時間が前記寿命検出
放電時間以下であった場合に寿命検出信号を出力する寿
命検出手段とを備えた構成とすることもできる(請求項
3)。
びその整流出力を平滑する電解コンデンサを含んで成る
直流電源部と、この直流電源部の出力をスイッチングし
て交流出力に変換するインバータ主回路とを備えて成る
インバータ装置において、前記インバータ主回路の電源
遮断時に前記電解コンデンサの電荷を放電する放電手段
と、前記電解コンデンサの端子電圧を検出するための電
圧検出手段と、予め設定された寿命検出放電時間を記憶
するための記憶手段と、前記インバータ主回路の電源遮
断後に、前記電圧検出手段による検出電圧が予め設定し
た第1の電圧からこれより低いレベルに設定された第2
の電圧まで低下するのに要した放電時間が前記寿命検出
放電時間以下であった場合に寿命検出信号を出力する寿
命検出手段とを備えた構成とすることもできる(請求項
3)。
【0013】この場合、新たな電解コンデンサが装着さ
れた状態でリセット信号を出力して寿命検出手段に与え
るリセット信号発生手段を設けた上で、前記寿命検出手
段を、前記リセット信号を受けたときには、インバータ
主回路の電源遮断後に、電圧検出手段による検出電圧が
第1の電圧から第2の電圧まで低下するのに要した放電
時間と、予め設定された静電容量変化率とに基づいて寿
命検出放電時間を決定する構成とすることもできる(請
求項4)。
れた状態でリセット信号を出力して寿命検出手段に与え
るリセット信号発生手段を設けた上で、前記寿命検出手
段を、前記リセット信号を受けたときには、インバータ
主回路の電源遮断後に、電圧検出手段による検出電圧が
第1の電圧から第2の電圧まで低下するのに要した放電
時間と、予め設定された静電容量変化率とに基づいて寿
命検出放電時間を決定する構成とすることもできる(請
求項4)。
【0014】
【作用】直流電源部が有する電解コンデンサの寿命は、
その静電容量の減少度合に基づいて判定することができ
る。インバータ主回路が動作された状態から、その電源
が遮断されたときには、電解コンデンサの充電電荷が放
電手段を通じて放電されるようになり、電解コンデンサ
の端子電圧は、当該電解コンデンサ及び放電手段の時定
数に応じた速度で低下するようになる。即ち、時刻t=
0における電解コンデンサの端子電圧をVo 、電解コン
デンサの静電容量をC、放電手段のインピーダンスをR
とした場合、時間tが経過したときの電解コンデンサの
端子電圧Vは次式で得られる。
その静電容量の減少度合に基づいて判定することができ
る。インバータ主回路が動作された状態から、その電源
が遮断されたときには、電解コンデンサの充電電荷が放
電手段を通じて放電されるようになり、電解コンデンサ
の端子電圧は、当該電解コンデンサ及び放電手段の時定
数に応じた速度で低下するようになる。即ち、時刻t=
0における電解コンデンサの端子電圧をVo 、電解コン
デンサの静電容量をC、放電手段のインピーダンスをR
とした場合、時間tが経過したときの電解コンデンサの
端子電圧Vは次式で得られる。
【0015】V=Vo ・exp(−t/(C・R)) この式は、C=t/(R・ln(Vo /V))と変形可
能であり、また、Rは既知であるから、電解コンデンサ
の静電容量Cは、上記Vo 、V及びtをパラメータとし
て検出可能である。
能であり、また、Rは既知であるから、電解コンデンサ
の静電容量Cは、上記Vo 、V及びtをパラメータとし
て検出可能である。
【0016】請求項1記載のインバータ装置では、イン
バータ主回路の電源遮断後、つまり電解コンデンサの電
荷が放電手段を通じて放電開始された後には、寿命検出
手段は、電圧検出手段が検出する電解コンデンサの端子
電圧が、予め設定した第1の電圧(上記Vo に相当)ま
で低下した時点から予め設定された基準時間(上記tに
相当)が経過した時点で、当該電圧検出手段による検出
電圧(上記Vに相当)が、記憶手段に記憶された寿命検
出電圧レベル以下であった場合に寿命検出信号を出力す
るようになる。この場合、上記第1の電圧(Vo )及び
所定時間(t)は予め固定した値に設定されるものであ
るから、検出電圧(V)を電解コンデンサの静電容量の
減少度合に応じて変化する値と見なし得るものであり、
また、上記寿命検出電圧レベルを、電解コンデンサの寿
命切れ状態での静電容量に対応した電圧レベルとして設
定しておけば、前記寿命検出信号は、電解コンデンサが
寿命切れ状態での静電容量まで下がったときに出力され
ることになる。
バータ主回路の電源遮断後、つまり電解コンデンサの電
荷が放電手段を通じて放電開始された後には、寿命検出
手段は、電圧検出手段が検出する電解コンデンサの端子
電圧が、予め設定した第1の電圧(上記Vo に相当)ま
で低下した時点から予め設定された基準時間(上記tに
相当)が経過した時点で、当該電圧検出手段による検出
電圧(上記Vに相当)が、記憶手段に記憶された寿命検
出電圧レベル以下であった場合に寿命検出信号を出力す
るようになる。この場合、上記第1の電圧(Vo )及び
所定時間(t)は予め固定した値に設定されるものであ
るから、検出電圧(V)を電解コンデンサの静電容量の
減少度合に応じて変化する値と見なし得るものであり、
また、上記寿命検出電圧レベルを、電解コンデンサの寿
命切れ状態での静電容量に対応した電圧レベルとして設
定しておけば、前記寿命検出信号は、電解コンデンサが
寿命切れ状態での静電容量まで下がったときに出力され
ることになる。
【0017】請求項2記載のインバータ装置では、新た
な電解コンデンサが装着された状態でリセット信号発生
手段からリセット信号が出力されると、寿命検出手段
は、インバータ主回路の電源遮断後に、前記電圧検出手
段による検出電圧が前記第1の電圧(Vo )まで低下し
た時点から基準時間(t)が経過した時点での検出電圧
(V)と、予め設定された静電容量変化率とに基づいて
寿命検出電圧レベルを決定するようになる。従って、新
たな電解コンデンサが装着された場合には、当該電解コ
ンデンサの寿命切れ状態の判定基準となる寿命検出電圧
レベルが、その電解コンデンサの初期状態の静電容量に
応じて、適切且つ自動的に決定されることになる。
な電解コンデンサが装着された状態でリセット信号発生
手段からリセット信号が出力されると、寿命検出手段
は、インバータ主回路の電源遮断後に、前記電圧検出手
段による検出電圧が前記第1の電圧(Vo )まで低下し
た時点から基準時間(t)が経過した時点での検出電圧
(V)と、予め設定された静電容量変化率とに基づいて
寿命検出電圧レベルを決定するようになる。従って、新
たな電解コンデンサが装着された場合には、当該電解コ
ンデンサの寿命切れ状態の判定基準となる寿命検出電圧
レベルが、その電解コンデンサの初期状態の静電容量に
応じて、適切且つ自動的に決定されることになる。
【0018】請求項3記載のインバータ装置では、イン
バータ主回路の電源遮断に応じて電解コンデンサの電荷
が放電手段を通じて放電開始された後には、寿命検出手
段は、電圧検出手段が検出する電解コンデンサの端子電
圧が、予め設定した第1の電圧(前記Vo に相当)から
第2の電圧(前記Vに相当)まで低下するのに要した時
間(上記tに相当)が、記憶手段に記憶された寿命検出
放電時間以下であった場合に寿命検出信号を出力するよ
うになる。この場合、上記第1の電圧(Vo )及び第2
の電圧(V)は予め固定した値に設定されるものである
から、上記のような放電時間(t)を電解コンデンサの
静電容量の減少度合に応じて変化する値と見なし得るも
のであり、また、上記寿命検出放電時間を、電解コンデ
ンサの寿命切れ状態での静電容量に対応した放電時間と
して設定しておけば、前記寿命検出信号は、電解コンデ
ンサが寿命切れ状態での静電容量まで下がったときに出
力されることになる。
バータ主回路の電源遮断に応じて電解コンデンサの電荷
が放電手段を通じて放電開始された後には、寿命検出手
段は、電圧検出手段が検出する電解コンデンサの端子電
圧が、予め設定した第1の電圧(前記Vo に相当)から
第2の電圧(前記Vに相当)まで低下するのに要した時
間(上記tに相当)が、記憶手段に記憶された寿命検出
放電時間以下であった場合に寿命検出信号を出力するよ
うになる。この場合、上記第1の電圧(Vo )及び第2
の電圧(V)は予め固定した値に設定されるものである
から、上記のような放電時間(t)を電解コンデンサの
静電容量の減少度合に応じて変化する値と見なし得るも
のであり、また、上記寿命検出放電時間を、電解コンデ
ンサの寿命切れ状態での静電容量に対応した放電時間と
して設定しておけば、前記寿命検出信号は、電解コンデ
ンサが寿命切れ状態での静電容量まで下がったときに出
力されることになる。
【0019】請求項4記載のインバータ装置では、新た
な電解コンデンサが装着された状態でリセット信号発生
手段からリセット信号が出力されると、寿命検出手段
は、インバータ主回路の電源遮断後に、前記電圧検出手
段による検出電圧が前記第1の電圧(Vo )から第2の
電圧(V)まで低下するのに要した放電時間(t)と、
予め設定された静電容量変化率とに基づいて寿命検出放
電時間を決定するようになる。従って、新たな電解コン
デンサが装着された場合には、当該電解コンデンサの寿
命切れ状態の判定基準となる寿命検出放電時間が、その
電解コンデンサの初期状態の静電容量に応じて、適切且
つ自動的に決定されることになる。
な電解コンデンサが装着された状態でリセット信号発生
手段からリセット信号が出力されると、寿命検出手段
は、インバータ主回路の電源遮断後に、前記電圧検出手
段による検出電圧が前記第1の電圧(Vo )から第2の
電圧(V)まで低下するのに要した放電時間(t)と、
予め設定された静電容量変化率とに基づいて寿命検出放
電時間を決定するようになる。従って、新たな電解コン
デンサが装着された場合には、当該電解コンデンサの寿
命切れ状態の判定基準となる寿命検出放電時間が、その
電解コンデンサの初期状態の静電容量に応じて、適切且
つ自動的に決定されることになる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の第1実施例について図1〜図
5を参照しながら説明する。電圧形インバータ装置の概
略構成を示す図1において、直流電源部1は、電磁接触
器2を介して与えられる単相(または三相)の交流電源
3の出力を全波整流して直流電源ラインL1・L2間に
出力するための整流器4と、この整流器4の出力を平滑
するための電解コンデンサ5とにより構成されたもの
で、電解コンデンサ5には、放電手段としての放電抵抗
6が並列に接続されている。尚、整流器4と電解コンデ
ンサ5との間には、電源投入時の突入電流抑制用の抵抗
7と、電源投入後に所定時間が経過したときにオンして
上記抵抗7を短絡するタイマ接点8とが介在されてい
る。
5を参照しながら説明する。電圧形インバータ装置の概
略構成を示す図1において、直流電源部1は、電磁接触
器2を介して与えられる単相(または三相)の交流電源
3の出力を全波整流して直流電源ラインL1・L2間に
出力するための整流器4と、この整流器4の出力を平滑
するための電解コンデンサ5とにより構成されたもの
で、電解コンデンサ5には、放電手段としての放電抵抗
6が並列に接続されている。尚、整流器4と電解コンデ
ンサ5との間には、電源投入時の突入電流抑制用の抵抗
7と、電源投入後に所定時間が経過したときにオンして
上記抵抗7を短絡するタイマ接点8とが介在されてい
る。
【0021】上記直流電源ラインL1・L2間から給電
されるインバータ主回路9は、基本的には、パワートラ
ンジスタやIGBTのような半導体スイッチング素子を
三相ブリッジ接続すると共に、各スイッチング素子にフ
ライホイールダイオードを逆並列状態で接続した構成と
なっており、入力電力を例えば正弦波PWM制御方式で
スイッチングして交流電力に変換し、その変換出力によ
って三相の交流電動機10(かご形誘導電動機)を駆動
するようになっている。
されるインバータ主回路9は、基本的には、パワートラ
ンジスタやIGBTのような半導体スイッチング素子を
三相ブリッジ接続すると共に、各スイッチング素子にフ
ライホイールダイオードを逆並列状態で接続した構成と
なっており、入力電力を例えば正弦波PWM制御方式で
スイッチングして交流電力に変換し、その変換出力によ
って三相の交流電動機10(かご形誘導電動機)を駆動
するようになっている。
【0022】電圧検出手段11は、前記電解コンデンサ
5の端子電圧(直流電源ラインL1・L2間の電圧)を
検出してコンデンサ寿命検出手段12に与えるようにな
っている。このコンデンサ寿命検出手段12と信号の授
受を行うパラメータ記憶手段13は、EEPROMのよ
うな不揮発性メモリにより構成されたもので、制御電源
喪失時においても記憶データを保持できるようになって
いる。リセット信号発生手段としてのコンデンサリセッ
ト入力手段14は、電解コンデンサ5の交換後などにリ
セット信号を発生してコンデンサ寿命検出手段12に与
えるためのものである。警報表示手段15は、コンデン
サ寿命検出手段12が電解コンデンサ5の寿命を検出し
たときに、その検出内容を表示するためのものである。
5の端子電圧(直流電源ラインL1・L2間の電圧)を
検出してコンデンサ寿命検出手段12に与えるようにな
っている。このコンデンサ寿命検出手段12と信号の授
受を行うパラメータ記憶手段13は、EEPROMのよ
うな不揮発性メモリにより構成されたもので、制御電源
喪失時においても記憶データを保持できるようになって
いる。リセット信号発生手段としてのコンデンサリセッ
ト入力手段14は、電解コンデンサ5の交換後などにリ
セット信号を発生してコンデンサ寿命検出手段12に与
えるためのものである。警報表示手段15は、コンデン
サ寿命検出手段12が電解コンデンサ5の寿命を検出し
たときに、その検出内容を表示するためのものである。
【0023】上記コンデンサ寿命検出手段12は、CP
Uを含んで構成されたもので、以下においては、コンデ
ンサ寿命検出手段12による制御内容について、関連し
た部分の作用と共に説明する。尚、上記CPUは、イン
バータ主回路9のスイッチング動作制御用のCPUで兼
用されたものであるが、専用のものを設ける構成として
も良い。
Uを含んで構成されたもので、以下においては、コンデ
ンサ寿命検出手段12による制御内容について、関連し
た部分の作用と共に説明する。尚、上記CPUは、イン
バータ主回路9のスイッチング動作制御用のCPUで兼
用されたものであるが、専用のものを設ける構成として
も良い。
【0024】今、図1のように構成されたインバータ装
置において、直流電源部1の出力によってインバータ主
回路9が動作された状態から、電磁接触器2の開放或い
は停電の発生に応じてインバータ主回路9の入力が遮断
されたときには、電圧検出手段11が検出する電解コン
デンサ5の端子電圧Vc は、次式(2)に従って減少す
る。
置において、直流電源部1の出力によってインバータ主
回路9が動作された状態から、電磁接触器2の開放或い
は停電の発生に応じてインバータ主回路9の入力が遮断
されたときには、電圧検出手段11が検出する電解コン
デンサ5の端子電圧Vc は、次式(2)に従って減少す
る。
【0025】 Vc =Vco・exp(−t/(C・R)) ……(2) 但し、Vcoは時刻t=0における電解コンデンサ5の端
子電圧、Cは電解コンデンサ5の静電容量、Rは放電抵
抗6の抵抗値である。
子電圧、Cは電解コンデンサ5の静電容量、Rは放電抵
抗6の抵抗値である。
【0026】上記(2)式は次式(3)のように変形す
ることができる。 C=t/(R・ln(Vco/Vc )) ……(3) この場合、放電抵抗6の抵抗値Rは既知であるから、電
解コンデンサ5の静電容量Cは、その放電期間中におけ
る任意タイミングにおける電圧検出手段11による検出
電圧(=Vco)と、その検出後に任意の時間tが経過し
たときの電圧検出手段11による検出電圧(=Vc )と
に基づいた上式(3)の演算により直接的に求めること
ができる。
ることができる。 C=t/(R・ln(Vco/Vc )) ……(3) この場合、放電抵抗6の抵抗値Rは既知であるから、電
解コンデンサ5の静電容量Cは、その放電期間中におけ
る任意タイミングにおける電圧検出手段11による検出
電圧(=Vco)と、その検出後に任意の時間tが経過し
たときの電圧検出手段11による検出電圧(=Vc )と
に基づいた上式(3)の演算により直接的に求めること
ができる。
【0027】このようにして静電容量Cを算出するため
には、Vco、Vc 、tの三つのパラメータが必要になる
が、その算出手順の簡略化のためには、上記パラメータ
のうち二つを固定して残りの一つを実測するという制御
を行えば良い。この場合、t及びVc を固定すること
は、過去の電圧Vcoを測定することを意味するから実際
には不可能である。従って、(3)式を用いた電解コン
デンサ5の静電容量Cの算出に当たっては、t及びVco
を固定してVc を実測する場合と、Vco及びVcを固定
してtを実測する場合との二つのケースが考えられる。
には、Vco、Vc 、tの三つのパラメータが必要になる
が、その算出手順の簡略化のためには、上記パラメータ
のうち二つを固定して残りの一つを実測するという制御
を行えば良い。この場合、t及びVc を固定すること
は、過去の電圧Vcoを測定することを意味するから実際
には不可能である。従って、(3)式を用いた電解コン
デンサ5の静電容量Cの算出に当たっては、t及びVco
を固定してVc を実測する場合と、Vco及びVcを固定
してtを実測する場合との二つのケースが考えられる。
【0028】また、本実施例で目的とするのは、電解コ
ンデンサ5の静電容量Cの減少度合から当該電解コンデ
ンサ5の寿命を検出することであるから、基準となる静
電容量との比が分かれば良いものであり、ここでは基準
となる静電容量を電解コンデンサ5の静電容量初期値と
し、これとの比較を行うことにする。
ンデンサ5の静電容量Cの減少度合から当該電解コンデ
ンサ5の寿命を検出することであるから、基準となる静
電容量との比が分かれば良いものであり、ここでは基準
となる静電容量を電解コンデンサ5の静電容量初期値と
し、これとの比較を行うことにする。
【0029】この場合、電解コンデンサ5の静電容量C
の初期値及び実測値を比較するには、(A)電解コンデ
ンサ5の端子電圧Vc を所定時間Tをおいて測定した結
果で比較する方法と、(B)放電時間で比較する方法と
の二つが考えられるものであり、以下においてはこれら
(A)、(B)の方法について個別に説明する。
の初期値及び実測値を比較するには、(A)電解コンデ
ンサ5の端子電圧Vc を所定時間Tをおいて測定した結
果で比較する方法と、(B)放電時間で比較する方法と
の二つが考えられるものであり、以下においてはこれら
(A)、(B)の方法について個別に説明する。
【0030】(A)電解コンデンサ5の端子電圧Vc を
所定時間Tをおいて測定した結果で比較する方法…… 図3には、本方法を説明するための電解コンデンサ5の
放電特性が示されている。この図3において、電解コン
デンサ5の初期状態の静電容量をCo 、所定タイミング
(t=0)での電解コンデンサ5の端子電圧をV1 、時
間Tが経過したタイミング(t=T)での電解コンデン
サ5の端子電圧をV2oとした場合、そのV2oは次式
(4)で得られる。
所定時間Tをおいて測定した結果で比較する方法…… 図3には、本方法を説明するための電解コンデンサ5の
放電特性が示されている。この図3において、電解コン
デンサ5の初期状態の静電容量をCo 、所定タイミング
(t=0)での電解コンデンサ5の端子電圧をV1 、時
間Tが経過したタイミング(t=T)での電解コンデン
サ5の端子電圧をV2oとした場合、そのV2oは次式
(4)で得られる。
【0031】 V2o=V1 ・exp(−T/(Co ・R)) ……(4) また、経時変化に応じて電解コンデンサ5の静電容量C
がk・Co (0≦k≦1)に減少した状態において、時
間Tが経過したタイミングでの電解コンデンサ5の端子
電圧をV2cとした場合、そのV2cは次式(5)で得られ
る。
がk・Co (0≦k≦1)に減少した状態において、時
間Tが経過したタイミングでの電解コンデンサ5の端子
電圧をV2cとした場合、そのV2cは次式(5)で得られ
る。
【0032】 V2c=V1 ・exp(−T/(k・Co ・R)) =exp{(lnV2o) /k)+(1−1/k)・lnV1 ) ……(5) 従って、電解コンデンサ5に寿命が切れたと判断する静
電容量変化率k=Kcを予め記憶しておき、電解コンデ
ンサ5の放電が継続されている状態において、端子電圧
Vc =V1 を検出した後に、時間Tが経過したときの
端子電圧Vc が寿命検出電圧レベルであるV2c(=ex
p{(lnV2o) /kc))+(1−1/kc)・lnV1
))以下になったときに、これを電解コンデンサ5が
寿命切れになったものと判断できるようになる。
電容量変化率k=Kcを予め記憶しておき、電解コンデ
ンサ5の放電が継続されている状態において、端子電圧
Vc =V1 を検出した後に、時間Tが経過したときの
端子電圧Vc が寿命検出電圧レベルであるV2c(=ex
p{(lnV2o) /kc))+(1−1/kc)・lnV1
))以下になったときに、これを電解コンデンサ5が
寿命切れになったものと判断できるようになる。
【0033】上記のような寿命判断方法は、コンデンサ
寿命検出手段12に予め組み込まれた図2に示すような
制御ルーチンとして実現できるものであり、以下におい
ては、その制御ルーチンの内容について説明する。
寿命検出手段12に予め組み込まれた図2に示すような
制御ルーチンとして実現できるものであり、以下におい
ては、その制御ルーチンの内容について説明する。
【0034】即ち、この制御ルーチンは、コンデンサ寿
命検出手段12を構成するCPUの制御周期ごとに実行
されるもので、寿命検出電圧レベルV2cのためのデータ
は、イニシャライズ時にパラメータ記憶手段13から読
み出すものとする。
命検出手段12を構成するCPUの制御周期ごとに実行
されるもので、寿命検出電圧レベルV2cのためのデータ
は、イニシャライズ時にパラメータ記憶手段13から読
み出すものとする。
【0035】上記制御ルーチンでは、まず、コンデンサ
リセット入力手段14からの出力を読み込んでリセット
信号入力の有無を判断する(ステップA1、A2)。リ
セット信号入力があった場合、つまり、電解コンデンサ
5の交換後或いは工場出荷時などにおいてコンデンサリ
セット入力手段14からリセット信号が出力された場合
(電解コンデンサ5が新品である場合)には、寿命検出
電圧レベルV2cに「0」を代入する(ステップA3)。
リセット入力手段14からの出力を読み込んでリセット
信号入力の有無を判断する(ステップA1、A2)。リ
セット信号入力があった場合、つまり、電解コンデンサ
5の交換後或いは工場出荷時などにおいてコンデンサリ
セット入力手段14からリセット信号が出力された場合
(電解コンデンサ5が新品である場合)には、寿命検出
電圧レベルV2cに「0」を代入する(ステップA3)。
【0036】このステップA3の実行後、並びに前記リ
セット信号入力がなかった場合には、電圧検出手段11
が検出する電解コンデンサ5の端子電圧Vc を読み込み
(ステップA4)、その端子電圧Vc が寿命判定のため
の初期電圧V1 以下になったか否かを判断する(ステッ
プA5)。端子電圧Vc が初期電圧V1 以下に下がって
いない状態では、経過時間を示すパラメータであるtを
「0」に初期化し(ステップA6)、この後にリターン
する。
セット信号入力がなかった場合には、電圧検出手段11
が検出する電解コンデンサ5の端子電圧Vc を読み込み
(ステップA4)、その端子電圧Vc が寿命判定のため
の初期電圧V1 以下になったか否かを判断する(ステッ
プA5)。端子電圧Vc が初期電圧V1 以下に下がって
いない状態では、経過時間を示すパラメータであるtを
「0」に初期化し(ステップA6)、この後にリターン
する。
【0037】これに対して、電磁接触器2の開放或いは
停電の発生などに応じたインバータ主回路9の電源遮断
に応じて、電解コンデンサ5の端子電圧Vc が低下する
ようになって、その端子電圧Vc が初期電圧V1 以下に
下がった場合には、tが所定時間Tに達したか否かを判
断し(ステップA7)、達していない状態ではtを設定
量(例えば最小単位「1」)だけインクリメントし(ス
テップA8)、この後にリターンする。
停電の発生などに応じたインバータ主回路9の電源遮断
に応じて、電解コンデンサ5の端子電圧Vc が低下する
ようになって、その端子電圧Vc が初期電圧V1 以下に
下がった場合には、tが所定時間Tに達したか否かを判
断し(ステップA7)、達していない状態ではtを設定
量(例えば最小単位「1」)だけインクリメントし(ス
テップA8)、この後にリターンする。
【0038】電解コンデンサ5の端子電圧Vc が低下す
る状態(前述したインバータ主回路9の電源遮断状態)
が継続されて、ステップA7においてt=Tとなった旨
の判断が行われた場合、換言すれば、上記端子電圧Vc
が初期電圧V1 まで低下したことを検出した時点から時
間Tが経過した場合には、寿命検出電圧レベルV2cが
「0」か否かを判断する(ステップA9)。
る状態(前述したインバータ主回路9の電源遮断状態)
が継続されて、ステップA7においてt=Tとなった旨
の判断が行われた場合、換言すれば、上記端子電圧Vc
が初期電圧V1 まで低下したことを検出した時点から時
間Tが経過した場合には、寿命検出電圧レベルV2cが
「0」か否かを判断する(ステップA9)。
【0039】ここで、V2c=0と判断した場合、つま
り、電解コンデンサ5の交換後或いは工場出荷時などに
おいてコンデンサリセット入力手段14からリセット信
号が出力されるのに応じて前記ステップA3が実行され
ていた場合には、ステップA10において、前記
(4)、(5)式に基づいた寿命検出電圧レベルV2c
(=exp{(lnV2o) /kc))+(1−1/kc)・l
nV1 ))の演算を行う。尚、上記演算には、前記ステ
ップA4で読み込んだ端子電圧Vc =V1 、予め記憶し
た静電容量変化率k=Kc などが使用される。次いで、
上記演算により得た寿命検出電圧レベルV2cをパラメー
タ記憶手段13に書き込むステップA11を実行した後
にリターンする。
り、電解コンデンサ5の交換後或いは工場出荷時などに
おいてコンデンサリセット入力手段14からリセット信
号が出力されるのに応じて前記ステップA3が実行され
ていた場合には、ステップA10において、前記
(4)、(5)式に基づいた寿命検出電圧レベルV2c
(=exp{(lnV2o) /kc))+(1−1/kc)・l
nV1 ))の演算を行う。尚、上記演算には、前記ステ
ップA4で読み込んだ端子電圧Vc =V1 、予め記憶し
た静電容量変化率k=Kc などが使用される。次いで、
上記演算により得た寿命検出電圧レベルV2cをパラメー
タ記憶手段13に書き込むステップA11を実行した後
にリターンする。
【0040】以上のような制御が行われる結果、コンデ
ンサリセット入力手段14からリセット信号が出力され
た場合(つまり電解コンデンサ5が新品であった場合)
には、電源遮断に応じて電解コンデンサ5の端子電圧V
c がV1 から低下する状態が時間Tだけ継続されたとき
に、寿命検出電圧レベルV2cが自動的に設定されるよう
になる。
ンサリセット入力手段14からリセット信号が出力され
た場合(つまり電解コンデンサ5が新品であった場合)
には、電源遮断に応じて電解コンデンサ5の端子電圧V
c がV1 から低下する状態が時間Tだけ継続されたとき
に、寿命検出電圧レベルV2cが自動的に設定されるよう
になる。
【0041】以上のように自動設定された寿命検出電圧
レベルV2cをパラメータ記憶手段13に書き込むステッ
プA11は、コンデンサリセット入力手段14からリセ
ット信号が出力されたときに1回だけ行われるものであ
り、この後には、t=Tとなるまでの間はtをインクリ
メントするステップA8が繰り返し実行され、これに応
じてt=Tとなったときには、前記ステップA9が実行
される。
レベルV2cをパラメータ記憶手段13に書き込むステッ
プA11は、コンデンサリセット入力手段14からリセ
ット信号が出力されたときに1回だけ行われるものであ
り、この後には、t=Tとなるまでの間はtをインクリ
メントするステップA8が繰り返し実行され、これに応
じてt=Tとなったときには、前記ステップA9が実行
される。
【0042】この場合には、寿命検出電圧レベルV2cは
「0」ではないから、ステップA12において電解コン
デンサ5の端子電圧Vc と上記寿命検出電圧レベルV2c
とを比較して当該コンデンサ5の寿命判定を行う。この
とき、Vc >Vc2であった場合にはそのままリターンす
るが、Vc ≦V2cであった場合には寿命検出信号を出力
するステップA13を実行した後にリターンする。そし
て、上記寿命検出信号が出力されたときには、警報表示
手段15が、電解コンデンサ5が寿命切れ状態になった
旨を表示するするようになる。
「0」ではないから、ステップA12において電解コン
デンサ5の端子電圧Vc と上記寿命検出電圧レベルV2c
とを比較して当該コンデンサ5の寿命判定を行う。この
とき、Vc >Vc2であった場合にはそのままリターンす
るが、Vc ≦V2cであった場合には寿命検出信号を出力
するステップA13を実行した後にリターンする。そし
て、上記寿命検出信号が出力されたときには、警報表示
手段15が、電解コンデンサ5が寿命切れ状態になった
旨を表示するするようになる。
【0043】尚、上記寿命検出信号の出力状態は、コン
デンサリセット入力手段14を通じてリセット信号が入
力されるまで(つまり、ステップA3において寿命検出
電圧レベルV2cに「0」が代入されるのに応じてステッ
プA9で「YES」と判断されるまで)ラッチされるも
のである。また、t=Tになる前に、電磁接触器2の閉
成或いは復電に応じてインバータ主回路9の電源遮断状
態が解除されたときには、Vc >V1 の関係となるか
ら、ステップA6においてtが初期化されるようにな
る。 (B)放電時間で比較する方法…… 図5には、本方法を説明するための電解コンデンサ5の
放電特性が示されている。この図5において、電解コン
デンサ5の初期状態の静電容量をCo 、所定タイミング
(t=0)での電解コンデンサ5の端子電圧をV1 、こ
の端子電圧V1より所定レベルだけ下がった電解コンデ
ンサ5の端子電圧をV2 とした場合、前記(2)式か
ら、端子電圧Vc が第1の電圧V1 から第2の電圧V2
まで下がるのに要する放電時間To は次式(6)で得ら
れる。
デンサリセット入力手段14を通じてリセット信号が入
力されるまで(つまり、ステップA3において寿命検出
電圧レベルV2cに「0」が代入されるのに応じてステッ
プA9で「YES」と判断されるまで)ラッチされるも
のである。また、t=Tになる前に、電磁接触器2の閉
成或いは復電に応じてインバータ主回路9の電源遮断状
態が解除されたときには、Vc >V1 の関係となるか
ら、ステップA6においてtが初期化されるようにな
る。 (B)放電時間で比較する方法…… 図5には、本方法を説明するための電解コンデンサ5の
放電特性が示されている。この図5において、電解コン
デンサ5の初期状態の静電容量をCo 、所定タイミング
(t=0)での電解コンデンサ5の端子電圧をV1 、こ
の端子電圧V1より所定レベルだけ下がった電解コンデ
ンサ5の端子電圧をV2 とした場合、前記(2)式か
ら、端子電圧Vc が第1の電圧V1 から第2の電圧V2
まで下がるのに要する放電時間To は次式(6)で得ら
れる。
【0044】 To =Co ・R・ln(V1/V2 ) ……(6) また、経時変化に応じて電解コンデンサ5の静電容量C
がk・Co (0≦k≦1)に減少した状態において、端
子電圧Vc が第1の電圧V1 から第2の電圧V2 まで下
がるのに要する放電時間Tc は次式(7)で得られる。
がk・Co (0≦k≦1)に減少した状態において、端
子電圧Vc が第1の電圧V1 から第2の電圧V2 まで下
がるのに要する放電時間Tc は次式(7)で得られる。
【0045】 Tc =k・Co ・R・ln(V1 /V2 ) =k・To ……(7) 従って、電解コンデンサ5に寿命が切れたと判断する静
電容量変化率k=Kcを予め記憶しておき、電解コンデ
ンサ5の放電が継続されている状態において、その端子
電圧がV1 からV2 まで変化するのに要する放電時間が
寿命検出放電時間であるTc (=Kc ・To )以下にな
ったときに、これを電解コンデンサ5が寿命切れになっ
た旨を判断することができる。
電容量変化率k=Kcを予め記憶しておき、電解コンデ
ンサ5の放電が継続されている状態において、その端子
電圧がV1 からV2 まで変化するのに要する放電時間が
寿命検出放電時間であるTc (=Kc ・To )以下にな
ったときに、これを電解コンデンサ5が寿命切れになっ
た旨を判断することができる。
【0046】上記のような寿命判断方法は、コンデンサ
寿命検出手段12に予め組み込まれた図4に示すような
制御ルーチン(CPUの制御周期ごとに実行される)と
して実現できるものであり、以下においては、その制御
ルーチンの内容について説明する。
寿命検出手段12に予め組み込まれた図4に示すような
制御ルーチン(CPUの制御周期ごとに実行される)と
して実現できるものであり、以下においては、その制御
ルーチンの内容について説明する。
【0047】即ち、この制御ルーチンでは、まず、コン
デンサリセット入力手段14からの出力を読み込んでリ
セット入力の有無を判断する(ステップB1、B2)。
リセット入力があった場合には、寿命検出放電時間であ
るTc に「0」を代入する(ステップB3)。
デンサリセット入力手段14からの出力を読み込んでリ
セット入力の有無を判断する(ステップB1、B2)。
リセット入力があった場合には、寿命検出放電時間であ
るTc に「0」を代入する(ステップB3)。
【0048】このステップB3の実行後、並びに前記リ
セット入力がなかった場合には、電圧検出手段11が検
出する電解コンデンサ5の端子電圧Vc を読み込み(ス
テップB4)、その端子電圧Vc が第1の電圧V1 以下
になったか否かを判断する(ステップB5)。端子電圧
Vc がV1 以下に下がっていない状態では、経過時間を
示すパラメータであるtを「0」に初期化し(ステップ
B6)、この後にリターンする。
セット入力がなかった場合には、電圧検出手段11が検
出する電解コンデンサ5の端子電圧Vc を読み込み(ス
テップB4)、その端子電圧Vc が第1の電圧V1 以下
になったか否かを判断する(ステップB5)。端子電圧
Vc がV1 以下に下がっていない状態では、経過時間を
示すパラメータであるtを「0」に初期化し(ステップ
B6)、この後にリターンする。
【0049】これに対して、電磁接触器2の開放或いは
停電の発生などに応じたインバータ主回路9の電源遮断
に応じて、電解コンデンサ5の端子電圧Vc が低下する
ようになって、その端子電圧Vc がV1 以下に下がった
場合には、端子電圧Vc が第2の電圧V2 以下に下がっ
たか否かを判断し(ステップB7)、下がっていない状
態ではtを設定量だけインクリメントし(ステップB
8)、この後にリターンする。
停電の発生などに応じたインバータ主回路9の電源遮断
に応じて、電解コンデンサ5の端子電圧Vc が低下する
ようになって、その端子電圧Vc がV1 以下に下がった
場合には、端子電圧Vc が第2の電圧V2 以下に下がっ
たか否かを判断し(ステップB7)、下がっていない状
態ではtを設定量だけインクリメントし(ステップB
8)、この後にリターンする。
【0050】電解コンデンサ5の端子電圧Vc が低下す
る状態(前述したインバータ主回路9の電源遮断状態)
が継続されて、ステップB7においてVc ≦V2 となっ
た旨の判断が行われた場合、換言すれば、上記端子電圧
Vc が第1の電圧V1 から第2の電圧V2 まで低下した
ことを検出した場合には、寿命検出放電時間Tc が
「0」か否かを判断する(ステップB9)。
る状態(前述したインバータ主回路9の電源遮断状態)
が継続されて、ステップB7においてVc ≦V2 となっ
た旨の判断が行われた場合、換言すれば、上記端子電圧
Vc が第1の電圧V1 から第2の電圧V2 まで低下した
ことを検出した場合には、寿命検出放電時間Tc が
「0」か否かを判断する(ステップB9)。
【0051】ここで、Tc =0と判断した場合、つま
り、電解コンデンサ5の交換後或いは工場出荷時などに
おいてコンデンサリセット入力手段14からリセット信
号が出力されるのに応じて前記ステップB3が実行され
ていた場合には、ステップB10において、前記
(6)、(7)式に基づいた寿命検出放電時間Tc (=
Kc ・To )の演算を行う、次いで、上記演算により得
た寿命検出放電時間Tc をパラメータ記憶手段13に書
き込むステップB11を実行した後にリターンする。
り、電解コンデンサ5の交換後或いは工場出荷時などに
おいてコンデンサリセット入力手段14からリセット信
号が出力されるのに応じて前記ステップB3が実行され
ていた場合には、ステップB10において、前記
(6)、(7)式に基づいた寿命検出放電時間Tc (=
Kc ・To )の演算を行う、次いで、上記演算により得
た寿命検出放電時間Tc をパラメータ記憶手段13に書
き込むステップB11を実行した後にリターンする。
【0052】以上のような制御が行われる結果、コンデ
ンサリセット入力手段14からリセット信号が出力され
た場合(つまり電解コンデンサ5が新品であった場合)
には、電源遮断に応じて電解コンデンサ5の端子電圧V
c がV1 からV2 まで低下したときに、寿命検出放電時
間Tc が自動的に設定されるようになる。
ンサリセット入力手段14からリセット信号が出力され
た場合(つまり電解コンデンサ5が新品であった場合)
には、電源遮断に応じて電解コンデンサ5の端子電圧V
c がV1 からV2 まで低下したときに、寿命検出放電時
間Tc が自動的に設定されるようになる。
【0053】以上のように自動設定された寿命検出放電
時間Tc をパラメータ記憶手段13に書き込むステップ
B11は、コンデンサリセット入力手段14からリセッ
ト信号が出力されたときに1回だけ行われるものであ
り、この後には、Vc =V2 となるまでの間はtをイン
クリメントするステップB8が繰り返し実行され、これ
に応じてVc =V2 となったときには、前記ステップB
9が実行される。
時間Tc をパラメータ記憶手段13に書き込むステップ
B11は、コンデンサリセット入力手段14からリセッ
ト信号が出力されたときに1回だけ行われるものであ
り、この後には、Vc =V2 となるまでの間はtをイン
クリメントするステップB8が繰り返し実行され、これ
に応じてVc =V2 となったときには、前記ステップB
9が実行される。
【0054】この場合には、寿命検出放電時間Tc は
「0」ではないから、ステップB12において、端子電
圧が第1の電圧V1 から第2の電圧V2 まで下がるのに
要する放電時間To と上記寿命検出放電時間Tc とを比
較して当該コンデンサ5の寿命判定を行う。このとき、
To >Tc であった場合にはそのままリターンするが、
To ≦Tc であった場合には寿命検出信号を出力するス
テップB13を実行した後にリターンするものであり、
これに応じて、警報表示手段15が電解コンデンサ5が
寿命切れ状態になった旨を表示するようになる。
「0」ではないから、ステップB12において、端子電
圧が第1の電圧V1 から第2の電圧V2 まで下がるのに
要する放電時間To と上記寿命検出放電時間Tc とを比
較して当該コンデンサ5の寿命判定を行う。このとき、
To >Tc であった場合にはそのままリターンするが、
To ≦Tc であった場合には寿命検出信号を出力するス
テップB13を実行した後にリターンするものであり、
これに応じて、警報表示手段15が電解コンデンサ5が
寿命切れ状態になった旨を表示するようになる。
【0055】尚、この場合においても、上記寿命検出信
号の出力状態は、コンデンサリセット入力手段14を通
じてリセット信号が入力されるまで(つまり、ステップ
B3において寿命検出放電時間Tc に「0」が代入され
るのに応じてステップB9で「YES」と判断されるま
で)ラッチされるものである。また、Vc ≦V2 になる
前に、電磁接触器2の閉成或いは復電に応じてインバー
タ主回路9の電源遮断状態が解除されたときには、Vc
>V1 の関係となるから、ステップB6においてtが初
期化されるようになる。
号の出力状態は、コンデンサリセット入力手段14を通
じてリセット信号が入力されるまで(つまり、ステップ
B3において寿命検出放電時間Tc に「0」が代入され
るのに応じてステップB9で「YES」と判断されるま
で)ラッチされるものである。また、Vc ≦V2 になる
前に、電磁接触器2の閉成或いは復電に応じてインバー
タ主回路9の電源遮断状態が解除されたときには、Vc
>V1 の関係となるから、ステップB6においてtが初
期化されるようになる。
【0056】要するに上記した本実施例の構成によれ
ば、電解コンデンサ5の寿命検出動作を、コンデンサ寿
命検出手段12を構成するCPU、つまりインバータ主
回路9の制御のために元々存するCPUのプログラムに
て実現できて、従来のように整流器出力電流を検出する
ための新たなハードウエア構成を追加する必要がないか
ら、構成を簡単化できるようになる。また、電解コンデ
ンサ5の寿命検出動作は、電磁接触器2の開放ごと、或
いは停電ごとに行われるものであって頻繁に行われるよ
うになるから、寿命をオーバーした電解コンデンサの発
見を早期に行い得るようになる。
ば、電解コンデンサ5の寿命検出動作を、コンデンサ寿
命検出手段12を構成するCPU、つまりインバータ主
回路9の制御のために元々存するCPUのプログラムに
て実現できて、従来のように整流器出力電流を検出する
ための新たなハードウエア構成を追加する必要がないか
ら、構成を簡単化できるようになる。また、電解コンデ
ンサ5の寿命検出動作は、電磁接触器2の開放ごと、或
いは停電ごとに行われるものであって頻繁に行われるよ
うになるから、寿命をオーバーした電解コンデンサの発
見を早期に行い得るようになる。
【0057】また、一般的に電解コンデンサの静電容量
許容差は±20%程度と非常に大きいものであるが、本
実施例では、電解コンデンサ5の寿命判定を当該電解コ
ンデンサ5の静電容量の変化度合で判定する構成とし、
尚且つ寿命判定の基準となる寿命検出電圧レベルV2c或
いは寿命検出放電時間Tc を新品の状態の電解コンデン
サ5の放電状態に基づいて決定する構成としているか
ら、上記のような静電容量許容差による悪影響を排除で
きて、電解コンデンサ5の寿命判定動作を正確に行い得
るようになる。しかも、上記寿命判定動作は、インバー
タ主回路9の電源遮断時に行われるものであって、直流
電源部1に対する入力電圧や負荷である交流電動機10
の状態といった入力側及び出力側の条件に対して無関係
になるから、この面からも電解コンデンサ5の寿命判定
動作を正確に行い得るようになる。
許容差は±20%程度と非常に大きいものであるが、本
実施例では、電解コンデンサ5の寿命判定を当該電解コ
ンデンサ5の静電容量の変化度合で判定する構成とし、
尚且つ寿命判定の基準となる寿命検出電圧レベルV2c或
いは寿命検出放電時間Tc を新品の状態の電解コンデン
サ5の放電状態に基づいて決定する構成としているか
ら、上記のような静電容量許容差による悪影響を排除で
きて、電解コンデンサ5の寿命判定動作を正確に行い得
るようになる。しかも、上記寿命判定動作は、インバー
タ主回路9の電源遮断時に行われるものであって、直流
電源部1に対する入力電圧や負荷である交流電動機10
の状態といった入力側及び出力側の条件に対して無関係
になるから、この面からも電解コンデンサ5の寿命判定
動作を正確に行い得るようになる。
【0058】尚、本発明は上記した実施例のみに限定さ
れるものではなく、次のように変形または拡張すること
が可能である。本発明の第2の実施例を示す図6のよう
に、放電手段としての放電抵抗6a、6bの直列回路を
電解コンデンサ5と並列に接続し、それらの放電抵抗6
a、6bの共通接続点からの出力を、電解コンデンサ5
の端子電圧として検出する構成としても良い。コンデン
サ寿命検出手段12の機能は、ディスクリート回路を組
み合わせたハードウエア構成によって実現することもで
きる。
れるものではなく、次のように変形または拡張すること
が可能である。本発明の第2の実施例を示す図6のよう
に、放電手段としての放電抵抗6a、6bの直列回路を
電解コンデンサ5と並列に接続し、それらの放電抵抗6
a、6bの共通接続点からの出力を、電解コンデンサ5
の端子電圧として検出する構成としても良い。コンデン
サ寿命検出手段12の機能は、ディスクリート回路を組
み合わせたハードウエア構成によって実現することもで
きる。
【0059】コンデンサ寿命検出手段12から寿命検出
信号のみを出力する構成としたが、電解コンデンサ5の
静電容量や静電容量変化率を示すデータを出力する構成
として、その出力データをインバータ装置に設けたモニ
タ手段でモニタできるようにしても良い。この場合に必
要となる静電容量変化率kは、前述した(A)の「電解
コンデンサ5の端子電圧Vc を所定時間Tをおいて測定
した結果で比較する方法」では、前記(5)式を変形す
ることによって、 k=ln(V2o/V1 )/ln(V2c/V1 ) で求められる。また、前述した(B)の「放電時間で比
較する方法」では、前記(7)式を変形することによっ
て、 k=t/To で求められる。
信号のみを出力する構成としたが、電解コンデンサ5の
静電容量や静電容量変化率を示すデータを出力する構成
として、その出力データをインバータ装置に設けたモニ
タ手段でモニタできるようにしても良い。この場合に必
要となる静電容量変化率kは、前述した(A)の「電解
コンデンサ5の端子電圧Vc を所定時間Tをおいて測定
した結果で比較する方法」では、前記(5)式を変形す
ることによって、 k=ln(V2o/V1 )/ln(V2c/V1 ) で求められる。また、前述した(B)の「放電時間で比
較する方法」では、前記(7)式を変形することによっ
て、 k=t/To で求められる。
【0060】放電手段としては、放電抵抗6(或いは6
a、6b)に限らず、インバータ装置用制御電源として
設けられるDC/DCコンバータを利用することができ
る。但し、このDC/DCコンバータは、停電状態では
電解コンデンサ5の充電電荷により動作されてコンデン
サ寿命検出手段12などの電源として機能することにな
るから、停電状態に伴う電解コンデンサ5の電圧低下に
伴って当該DC/DCコンバータの出力電圧が不足した
状態となる前に電解コンデンサ5の寿命検出が終了する
ように、第1の電圧、第2の電圧及び寿命電圧検出レベ
ルを設定する必要がある。
a、6b)に限らず、インバータ装置用制御電源として
設けられるDC/DCコンバータを利用することができ
る。但し、このDC/DCコンバータは、停電状態では
電解コンデンサ5の充電電荷により動作されてコンデン
サ寿命検出手段12などの電源として機能することにな
るから、停電状態に伴う電解コンデンサ5の電圧低下に
伴って当該DC/DCコンバータの出力電圧が不足した
状態となる前に電解コンデンサ5の寿命検出が終了する
ように、第1の電圧、第2の電圧及び寿命電圧検出レベ
ルを設定する必要がある。
【0061】電解コンデンサ5の寿命判定動作を補助す
るために、インバータ装置の稼働時間やインバータ主回
路9の出力電流の時間積分値による寿命判定機能を加味
することもできる。即ち、インバータ装置の稼働時間累
積値或いは出力電流の時間積分値が所定の時間を越えた
ときに寿命検出信号を出力する構成としておけば、イン
バータ主回路9の電源遮断がほとんど行われない場合、
つまり静電容量に基づいた寿命判定動作が長時間行われ
ない場合に、寿命判定動作を補助できるようになる。
るために、インバータ装置の稼働時間やインバータ主回
路9の出力電流の時間積分値による寿命判定機能を加味
することもできる。即ち、インバータ装置の稼働時間累
積値或いは出力電流の時間積分値が所定の時間を越えた
ときに寿命検出信号を出力する構成としておけば、イン
バータ主回路9の電源遮断がほとんど行われない場合、
つまり静電容量に基づいた寿命判定動作が長時間行われ
ない場合に、寿命判定動作を補助できるようになる。
【0062】
【発明の効果】本発明によれば以上の説明によって明ら
かなように、インバータ主回路の電源遮断後に、電圧検
出手段が検出する電解コンデンサの端子電圧が予め設定
した第1の電圧まで低下した後に予め設定された基準時
間が経過した時点で当該検出電圧が記憶手段に記憶され
た寿命検出電圧レベル以下であった場合に寿命検出信号
を出力する寿命検出手段を設ける構成、或いは、インバ
ータ主回路の電源遮断後に、電圧検出手段が検出する電
解コンデンサの端子電圧が予め設定した第1の電圧から
これより低いレベルに設定された第2の電圧まで低下す
るのに要した放電時間が記憶手段に記憶された寿命検出
放電時間以下であった場合に寿命検出信号を出力する寿
命検出手段を設ける構成としたので、直流電源部の出力
段に設けられる電解コンデンサの寿命判定を、簡単な構
成にて自動的に行い得るようになると共に、上記寿命判
定に際して入力側及び出力側の条件や電解コンデンサの
静電容量許容差の影響を受けることがなくなって、その
寿命判定動作を正確に行い得るようになるという有益な
効果を奏するものである。
かなように、インバータ主回路の電源遮断後に、電圧検
出手段が検出する電解コンデンサの端子電圧が予め設定
した第1の電圧まで低下した後に予め設定された基準時
間が経過した時点で当該検出電圧が記憶手段に記憶され
た寿命検出電圧レベル以下であった場合に寿命検出信号
を出力する寿命検出手段を設ける構成、或いは、インバ
ータ主回路の電源遮断後に、電圧検出手段が検出する電
解コンデンサの端子電圧が予め設定した第1の電圧から
これより低いレベルに設定された第2の電圧まで低下す
るのに要した放電時間が記憶手段に記憶された寿命検出
放電時間以下であった場合に寿命検出信号を出力する寿
命検出手段を設ける構成としたので、直流電源部の出力
段に設けられる電解コンデンサの寿命判定を、簡単な構
成にて自動的に行い得るようになると共に、上記寿命判
定に際して入力側及び出力側の条件や電解コンデンサの
静電容量許容差の影響を受けることがなくなって、その
寿命判定動作を正確に行い得るようになるという有益な
効果を奏するものである。
【図1】本発明の第1実施例を示す電気的構成図
【図2】コンデンサ寿命検出手段による第1の制御例を
示すフローチャート
示すフローチャート
【図3】上記第1の制御例を説明するための電解コンデ
ンサの放電特性図
ンサの放電特性図
【図4】コンデンサ寿命検出手段による第2の制御例を
示すフローチャート
示すフローチャート
【図5】上記第2の制御例を説明するための電解コンデ
ンサの放電特性図
ンサの放電特性図
【図6】本発明の第2実施例を示す電気的構成図
図面中、1は直流電源部、2は電磁接触器、3は交流電
源、4は整流器、5は電解コンデンサ、6、6a、6b
は放電抵抗(放電手段)、9はインバータ主回路、10
は交流電動機、11は電圧検出手段、12はコンデンサ
寿命検出手段、13はパラメータ記憶手段、14はコン
デンサリセット入力手段(リセット信号発生手段)を示
す。
源、4は整流器、5は電解コンデンサ、6、6a、6b
は放電抵抗(放電手段)、9はインバータ主回路、10
は交流電動機、11は電圧検出手段、12はコンデンサ
寿命検出手段、13はパラメータ記憶手段、14はコン
デンサリセット入力手段(リセット信号発生手段)を示
す。
Claims (4)
- 【請求項1】 交流電源の出力を整流する整流器及びそ
の整流出力を平滑する電解コンデンサを含んで成る直流
電源部と、この直流電源部の出力をスイッチングして交
流出力に変換するインバータ主回路とを備えて成るイン
バータ装置において、 前記インバータ主回路の電源遮断時に前記電解コンデン
サの電荷を放電する放電手段と、 前記電解コンデンサの端子電圧を検出するための電圧検
出手段と、 予め設定された寿命検出電圧レベルを記憶するための記
憶手段と、 前記インバータ主回路の電源遮断後に、前記電圧検出手
段による検出電圧が予め設定した第1の電圧まで低下し
た後に予め設定された基準時間が経過した時点で当該検
出電圧が前記寿命検出電圧レベル以下であった場合に寿
命検出信号を出力する寿命検出手段とを備えたことを特
徴とするインバータ装置。 - 【請求項2】 新たな電解コンデンサが装着された状態
でリセット信号を出力して寿命検出手段に与えるリセッ
ト信号発生手段を備え、 前記寿命検出手段は、前記リセット信号を受けたときに
は、インバータ主回路の電源遮断後に、電圧検出手段に
よる検出電圧が第1の電圧まで低下した時点から基準時
間が経過した時点での当該電圧検出手段による検出電圧
と、予め設定された静電容量変化率とに基づいて寿命検
出電圧レベルを決定する構成となっていることを特徴と
する請求項1記載のインバータ装置。 - 【請求項3】 交流電源の出力を整流する整流器及びそ
の整流出力を平滑する電解コンデンサを含んで成る直流
電源部と、この直流電源部の出力をスイッチングして交
流出力に変換するインバータ主回路とを備えて成るイン
バータ装置において、 前記インバータ主回路の電源遮断時に前記電解コンデン
サの電荷を放電する放電手段と、 前記電解コンデンサの端子電圧を検出するための電圧検
出手段と、 予め設定された寿命検出放電時間を記憶するための記憶
手段と、 前記インバータ主回路の電源遮断後に、前記電圧検出手
段による検出電圧が予め設定した第1の電圧からこれよ
り低いレベルに設定された第2の電圧まで低下するのに
要した放電時間が前記寿命検出放電時間以下であった場
合に寿命検出信号を出力する寿命検出手段とを備えたこ
とを特徴とするインバータ装置。 - 【請求項4】 新たな電解コンデンサが装着された状態
でリセット信号を出力して寿命検出手段に与えるリセッ
ト信号発生手段を備え、 前記寿命検出手段は、前記リセット信号を受けたときに
は、インバータ主回路の電源遮断後に、電圧検出手段に
よる検出電圧が第1の電圧から第2の電圧まで低下する
のに要した放電時間と、予め設定された静電容量変化率
とに基づいて寿命検出放電時間を決定する構成となって
いることを特徴とする請求項3記載のインバータ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6206262A JPH0880055A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6206262A JPH0880055A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | インバータ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0880055A true JPH0880055A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16520422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6206262A Pending JPH0880055A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | インバータ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0880055A (ja) |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-08-31 JP JP6206262A patent/JPH0880055A/ja active Pending
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