(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動するインバータと、前記モータの部分放電を検出し前記モータの健全性を判定する部分放電検出部と、前記インバータの制御を行う制御回路とを備え、前記制御回路は、前記インバータ各相の電圧パルスにおける前記インバータのスイッチングをオンからオフにする間隔、または前記インバータのスイッチングをオフからオンにする間隔を前記インバータと前記モータ間のパルス往復伝播時間に等しいかそれより小さい時間に調整することで、前記モータと対地間に駆動電圧の３倍以下かつ２倍以上のサージ電圧を発生させる構成のモータの絶縁検査装置。
【請求項２】
モータを駆動するインバータと、前記モータの部分放電を検出し前記モータの健全性を判定する部分放電検出部と、前記インバータの制御を行う制御回路とを備え、前記制御回路は前記インバータ各相の電圧パルスにおけるスイッチングのオフとオンとのタイミングをずらす調整を行うことで、前記モータの相間に駆動電圧の３倍未満かつ２倍以上のサージ電圧を発生させる構成のモータの絶縁検査装置。
【請求項３】
モータを駆動するインバータと、前記モータの部分放電を検出し前記モータの健全性を判定する部分放電検出部と、前記インバータの制御を行う制御回路とを備え、前記制御回路は、前記インバータ各相の電圧パルスにおける前記インバータのスイッチングをオンからオフにする間隔、または前記インバータのスイッチングをオフからオンにする間隔を前記インバータと前記モータ間のパルス往復伝播時間に等しいかそれより小さい時間に調整し、相間で前記電圧パルスの正負を逆転させることで、前記モータの相間に駆動電圧の５倍以下かつ２倍以上のサージ電圧を発生させる構成のモータの絶縁検査装置。
【請求項４】
前記制御回路にインバータ出力の前記電圧パルスの立上り時間を調整する回路を設けて、前記電圧パルスの立上り時間を調整することで、前記モータの駆動電圧を越えるサージ電圧を発生させる構成とした請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータの絶縁検査装置。
【請求項５】
さらに前記モータの駆動電圧、前記インバータと前記モータ間のパルス往復伝播時間および検査手順のデータを保存して、絶縁検査時に保存した前記データを読み出して、指定された試験電圧での絶縁検査を行う絶縁検査設定部を設ける構成の請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータの絶縁検査装置。
【請求項６】
前記部分放電検出部は、前記モータから放射される電磁波から部分放電信号を検出するアンテナを備えた構成の請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータの絶縁検査装置。
【請求項７】
前記部分放電検出部は、前記モータの部分放電電流から部分放電信号を検出する電流センサを備えた構成の請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータの絶縁検査装置。
【請求項８】
前記インバータは、モータ絶縁検査専用のインバータである構成の請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータの絶縁検査装置。
【請求項９】
モータを駆動するインバータと、前記モータの健全性を判定する部分放電検出部と、前記インバータの制御を行う制御回路とを備えたモータの絶縁検査装置を用い、
前記モータに印加する試験電圧の値を設定する第１ステップと、
前記制御回路は、駆動電圧の３倍以下かつ２倍以上のサージ電圧を前記試験電圧に設定するために、前記インバータ各相の電圧パルスにおける前記インバータのスイッチングをオンからオフにする間隔、または前記インバータのスイッチングをオフからオンにする間隔を前記インバータと前記モータ間のパルス往復伝播時間に等しいかそれより小さい時間に調整する第２ステップと、
前記インバータは各相の対地間に前記試験電圧を印加する第３ステップと、
前記部分放電検出部は部分放電信号を検出し、前記モータの対地間の健全性を判定する第４ステップと、
を備えたモータの絶縁検査方法。
【請求項１０】
モータを駆動するインバータと、前記モータの健全性を判定する部分放電検出部と、前記インバータの制御を行う制御回路とを備えたモータの絶縁検査装置を用い、
前記モータに印加する試験電圧の値を設定する第１ステップと、
前記制御回路は、駆動電圧の３倍未満かつ２倍以上のサージ電圧を前記試験電圧に設定するために、前記インバータ各相の電圧パルスにおけるスイッチングのオフとオンとのタイミングをずらす調整を行う第５ステップと、
前記インバータは各相間に前記試験電圧を印加する第６ステップと、
前記部分放電検出部は部分放電信号を検出し、前記モータの対相間の健全性を判定する第７ステップと、
を備えたモータの絶縁検査方法。
【請求項１１】
前記インバータはモータ絶縁検査専用のインバータであるモータの絶縁検査装置を用いる請求項９または請求項１０に記載のモータの絶縁検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インバータ駆動モータの絶縁検査装置および絶縁検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータにおいて絶縁材料の経年劣化等により絶縁特性が低下すると部分放電が発生し、絶縁材料の劣化が促進され、最終的には絶縁破壊に至る。モータの駆動電圧に対して、部分放電開始電圧が高いことが必要である。このため、絶縁性能の低下を早期に検出するには、駆動電圧以上の過電圧を印加して絶縁検査を行う必要がある。専用の検査装置を使用せず、モータ駆動用のインバータを使用して、モータの部分放電試験を行う方法および装置が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３７１２７号公報（段落［００１４］〜［００１７］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の開示発明では、モータの駆動電圧で部分放電発生を測定するため、絶縁材料の劣化が進行し、部分放電開始電圧がモータの駆動電圧まで低下したとき（低圧モータ）、あるいは部分放電電荷量が規定値以上に達したとき（高圧モータ）に、絶縁材料の劣化を検知する。このため、劣化検知後モータの故障までの時間が短く、モータの修理、交換ができず、モータを停止せざるをえないという問題がある。【０００５】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、専用の検査装置を必要とせず、モータの駆動電圧以上の電圧を印加しモータの絶縁劣化を早期に簡易的に検出することができるモータの絶縁検査装置および絶縁検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る第１のモータの絶縁検査装置は、モータを駆動するインバータと、モータの部分放電を検出しモータの健全性を判定する部分放電検出部と、インバータの制御を行う制御回路とを備え、制御回路は、インバータ各相の電圧パルスにおけるインバータのスイッチングをオンからオフにする間隔、またはインバータのスイッチングをオフからオンにする間隔をインバータとモータ間のパルス往復伝播時間に等しいかそれより小さい時間に調整することで、モータと対地間に駆動電圧の３倍以下かつ２倍以上のサージ電圧を発生させる構成としたものである。
この発明に係る第２のモータの絶縁検査装置は、モータを駆動するインバータと、モータの部分放電を検出しモータの健全性を判定する部分放電検出部と、インバータの制御を行う制御回路とを備え、制御回路はインバータ各相の電圧パルスにおけるスイッチングのオフとオンとのタイミングをずらす調整を行うことで、モータの相間に駆動電圧の３倍未満かつ２倍以上のサージ電圧を発生させる構成としたものである。
この発明に係る第３のモータの絶縁検査装置は、モータを駆動するインバータと、モータの部分放電を検出しモータの健全性を判定する部分放電検出部と、インバータの制御を行う制御回路とを備え、制御回路は、インバータ各相の電圧パルスにおける前記インバータのスイッチングをオンからオフにする間隔、または前記インバータのスイッチングをオフからオンにする間隔をインバータとモータ間のパルス往復伝播時間に等しいかそれより小さい時間に調整し、相間で電圧パルスの正負を逆転させることで、モータの相間に駆動電圧の５倍以下かつ２倍以上のサージ電圧を発生させる構成としたものである。
【０００７】
この発明に係る第１のモータの絶縁検査方法は、モータを駆動するインバータとモータの健全性を判定する部分放電検出部とインバータの制御を行う制御回路とを備えたモータの絶縁検査装置を用い、モータに印加する試験電圧の値を設定する第１ステップと、制御回路は、駆動電圧の３倍以下かつ２倍以上のサージ電圧を試験電圧に設定するために、インバータ各相の電圧パルスにおけるインバータのスイッチングをオンからオフにする間隔、またはインバータのスイッチングをオフからオンにする間隔をインバータとモータ間のパルス往復伝播時間に等しいかそれより小さい時間に調整する第２ステップと、インバータは各相の対地間に試験電圧を印加する第３ステップと、部分放電検出部は部分放電信号を検出し、モータの対地間の健全性を判定する第４ステップとから成るものである。
この発明に係る第２のモータの絶縁検査方法は、モータを駆動するインバータと、モータの健全性を判定する部分放電検出部と、インバータの制御を行う制御回路とを備えたモータの絶縁検査装置を用い、モータに印加する試験電圧の値を設定する第１ステップと、制御回路は、駆動電圧の３倍未満かつ２倍以上のサージ電圧を試験電圧に設定するために、インバータ各相の電圧パルスにおけるスイッチングのオフとオンとのタイミングをずらす調整を行う第５ステップと、インバータは各相間に試験電圧を印加する第６ステップと、部分放電検出部は部分放電信号を検出し、モータの対相間の健全性を判定する第７ステップとから成るものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る第１のモータの絶縁検査装置は、上記のように構成されているため、専用の検査装置を必要とせず、モータの駆動電圧以上の電圧を印加しモータの絶縁劣化を早期に簡易的に検出することができるモータの絶縁検査装置を提供することができる。
この発明に係る第２のモータの絶縁検査装置は、上記のように構成されているため、専用の検査装置を必要とせず、モータの駆動電圧以上の電圧を印加しモータの絶縁劣化を早期に簡易的に検出することができるモータの絶縁検査装置を提供することができる。
この発明に係る第３のモータの絶縁検査装置は、上記のように構成されているため、専用の検査装置を必要とせず、モータの駆動電圧以上の電圧を印加しモータの絶縁劣化を早期に簡易的に検出することができるモータの絶縁検査装置を提供することができる。
【０００９】
この発明に係る第１のモータの絶縁検査方法は、上記の各ステップから成るため、専用の検査装置を必要とせず、モータの駆動電圧以上の電圧を印加しモータの絶縁劣化を早期に簡易的に検出することができるモータの絶縁検査方法を提供することができる。
この発明に係る第２のモータの絶縁検査方法は、上記の各ステップから成るため、専用の検査装置を必要とせず、モータの駆動電圧以上の電圧を印加しモータの絶縁劣化を早期に簡易的に検出することができるモータの絶縁検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１のモータの絶縁検査装置に係る構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１のモータの絶縁検査装置に係るサージ電圧の図である。
【図３】この発明の実施の形態１のモータの絶縁検査装置に係る相間のサージ電圧の図である。
【図４】この発明の実施の形態１のモータの絶縁検査装置に係る相間のサージ電圧の図である。
【図５】この発明の実施の形態１のモータの絶縁検査装置に係る対地間のサージ電圧図である。
【図６】この発明の実施の形態１のモータの絶縁検査装置に係るサージ電圧発生の原理図である。
【図７】この発明の実施の形態１のモータの絶縁検査装置に係るサージ電圧発生の説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１のモータの絶縁検査装置に係る構成図である。
【図９】この発明の実施の形態１のモータの絶縁検査装置に係る部分放電検出の説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態２のモータの絶縁検査装置に係る主要部構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態２のモータの絶縁検査装置に係るサージ電圧の図である。
【図１２】この発明の実施の形態２のモータの絶縁検査装置に係るサージ電圧の説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態３のモータの絶縁検査装置に係る構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態４のモータの絶縁検査方法のフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態５のモータの絶縁検査装置に係る構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
実施の形態１は、モータを駆動するインバータとモータの健全性を判定する部分放電検出部とインバータの制御を行う制御回路とを備え、制御回路はインバータのスイッチング間隔をインバータとモータ間のパルス往復伝播時間に合わせるように調整して駆動時のサージ電圧を超える対地間電圧を発生させて絶縁検査を行うモータの絶縁検査装置に関するものである。また、このモータの絶縁検査装置は、制御回路はインバータ各相のスイッチング時間を調整してモータの駆動時のサージ電圧を超える相間電圧を発生させて絶縁検査を行う。
【００１２】
以下、本願発明の実施の形態１に係るモータの絶縁検査装置１の構成、動作について、モータの絶縁検査装置の構成図である図１および８、サージ電圧の図である図２、相間のサージ電圧の図である図３および４、対地間のサージ電圧の図である図５、サージ電圧発生の原理図である図６、サージ電圧発生の説明図である図７、部分放電検出の説明図である図９に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態１のインバータを用いたモータの絶縁検査装置１に関する構成を示す。
図１において、モータの絶縁検査システムは、モータの絶縁検査装置１および絶縁検査対象であるモータ２から構成されている。モータの絶縁検査装置１は、モータ２を駆動するすると共に後で詳細を説明する絶縁検査用の試験電圧（サージ電圧）を発生する３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）駆動のインバータ３と、インバータ３のスイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路３ａと、直流電源４と、モータ２とインバータ３間に敷設されているモータ２駆動用のケーブル５と、絶縁検査において部分放電を検出してモータ２の健全性を判定する部分放電検出部６から構成されている。
図１において、インバータ３の駆動電源として直流電源４を使用しているが、交流電源を整流器回路で直流電圧に変換する構成とすることができる。
【００１４】
まず、制御回路３ａはインバータ３の制御を行い、インバータ３でモータ２を駆動した場合のインバータ３端の電圧パルスとモータ２端の電圧パルスについて、図２に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、通常運転中にインバータ３がモータ２を駆動する電圧をＶとしている。
図２は、Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、およびＵＶ相間の電圧パルス波形を表したものである。図２において、点線（Ａ）はインバータ３端の電圧パルス波形（インバータ端電圧パルス）を示し、実線（Ｂ）はモータ２端の電圧パルス波形（モータ端電圧パルス）を示している。
一般に、ケーブルインピーダンスはモータのインピーダンスに比べて小さく、インバータ出力の電圧パルスの立上り時間がケーブル中のパルス往復伝播時間以下となると、図２のようにモータ２端にインバータ３端の電圧パルスの２倍のサージ電圧が発生する。
【００１５】
次に、相間にサージ電圧を発生させる場合について、Ｕ相、Ｖ相を例に図３および図４に基づいて説明する。図３、図４において、Ａはインバータ端電圧パルスを表し、Ｂはモータ端電圧パルスを表している。
図３において、制御回路３ａはインバータ３のＵ相とＶ相を同時にスイッチングしている。具体的には、Ｕ相をオンからオフにするタイミングで、Ｖ相をオフからオンにしている。
このように、Ｕ相とＶ相を同時にスイッチングすることで、Ｕ相のサージ電圧とＶ相のサージ電圧が重畳し、ＵＶ相間に３Ｖの電圧を発生させることができる。図３では負側に３Ｖのサージ電圧を発生させる例を示したが、Ｕ相とＶ相のスイッチングのオン、オフを入れ替えれば、正側に３Ｖのサージ電圧を発生させることができる。
【００１６】
次に、図４で、インバータ３のＵ相とＶ相のスイッチングを同時ではなく、ずらした場合を説明する。
図４のようにＵ相とＶ相のスイッチング時間をずらすことで、３Ｖ未満のサージ電圧を相間に発生させることができる。図４の例では、ＵＶ相間に２．７Ｖのサージ電圧を発生している。
このようにスイッチングの時間をずらすことで、駆動時のサージ電圧越える２Ｖ〜３Ｖのサージ電圧を任意に発生させることができる。
【００１７】
次に、対地間にサージ電圧を発生させる場合について、Ｕ相を例に図５から図６に基づいて説明する。
図５は、後で説明する発生原理により、Ｕ相と対地間に３Ｖのサージ電圧を発生させたときの電圧波形を示す。図５において、Ａはインバータ端電圧パルスを表し、Ｂはモータ端電圧パルスを表している。また、Ｃはスイッチング間隔の第１の調整を表し、Ｄはスイッチング間隔の第２の調整を表している。
スイッチング間隔の第１の調整では、インバータ端において、Ｕ相をスイッチングオフからオンし、パルス往復伝播時間経過後、スイッチングオフにしている。また、スイッチング間隔の第２の調整では、インバータ端において、Ｕ相をスイッチングオンからオフし、パルス往復伝播時間経過後、スイッチングオンしている。
インバータのスイッチング素子のスイッチング間隔をケーブル内のパルス往復伝播時間とすることで、スイッチング間隔の第１の調整においては負側に２Ｖのサージ電圧（通常は１Ｖ）、スイッチング間隔の第２の調整においては、正側に３Ｖのサージ電圧を発生させることができる。
【００１８】
図６に、上記対地間のサージ電圧（３Ｖ）の発生原理の説明を示す。なお、図６はスイッチング間隔の第２の調整に対応した説明図である。図６において、Ｅはモータ側へ伝搬を表し、Ｆはサージ電圧を表し、Ｇはモータ端からの反射波を表している。
時刻Ｔ１でスイッチング（オンからオフ）すると電圧パルスがモータ端へ伝播する。電圧パルスがモータ端に達したとき、モータのインピーダンスはケーブルのインピーダンスより大きいため、サージが発生し、電圧パルスがインバータ端へ向かって反射する。インバータ端に電圧パルスが達するとケーブルのインピーダンスはインバータ端のインピーダンスより大きいため、電圧パルスの極性が反転しモータ端へ向かって反射する。このとき（時刻Ｔ２）にインバータ素子をスイッチング（オフからオン）すると、反射波とインバータ出力の電圧パルスが同時にモータ端へと伝播する。
反射波と電圧パルスがモータ端に達すると、反射波と電圧パルスの２Ｖの電圧に対してサージが発生するため４Ｖの電圧変化が発生する。このとき０Ｖを基準にすると３Ｖの電圧が発生する。
３Ｖのサージ電圧を発生させるためには、スイッチング間隔（時刻Ｔ１と時刻Ｔ２の時間差）をパルス往復伝播時間に合わせることで実現できる。また、スイッチング間隔をパルス往復伝播時間以下にすることで、任意の２Ｖから３Ｖのサージ電圧をモータ端に発生させることができる。
【００１９】
図７に、スイッチング間隔とサージ電圧の関係を示す。図７において、スイッチング間隔（時刻Ｔ１と時刻Ｔ２の時間差）の数値１あたりパルス往復伝播時間を示している。スイッチング間隔１はパルス往復伝播時間１回分に相当し、スイッチング間隔２はパルス往復伝播時間２回分に相当する。このようにスイッチング間隔を調整することで任意のサージ電圧を発生させることができる。なお、電圧パルスの反射波は減衰するため、実際には−２Ｖ未満のサージ電圧となる。
なお、図７は、図５におけるスイッチング間隔の第１の調整に対応した図である。スイッチング間隔の第２の調整の場合は、サージ電圧のピーク値は＋３Ｖとなる。
【００２０】
図５から図７は、各相の対地間に対するサージ電圧の説明であったが、２相、例えばＵ相とＶ相にスイッチング素子のスイッチングを同時に行い、スイッチング間隔をケーブル内のパルス往復伝播時間とすることで、ＵＶ相間により高いサージ電圧を発生させることができる。
例えば、Ｕ相にスイッチング間隔の第１の調整の電圧パルスを発生させると同時に、Ｖ相にスイッチング間隔の第２の調整の電圧パルスを発生させると、ＵＶ相間に５Ｖのサージ電圧を発生させることができる。
すなわち、インバータの２相について、電圧パルスのスイッチング間隔をパルス往復伝播時間に合わせるように調整し、２相間で電圧パルスの正負を逆転することで、相間にモータの駆動時のサージ電圧を越える最大５倍のサージ電圧を発生させることができる。
【００２１】
次に、上記に説明した相間、対地間のサージ電圧をモータ２に印加した場合のモータ２の絶縁検査方法を図８、９に基づいて説明する。図９において、Ｈは試験物に流れる電流を表し、Ｉは部分放電電流を表している。
本実施の形態では、モータ２の絶縁検査方法の例として、サージ電圧印加時の部分放電を検出して、モータ２の健全性を判定している。
【００２２】
図８は、図１の構成図にモータ２の部分放電の信号を検出するための検出器として、電流センサ７とアンテナ８を追加したものである。
電流センサ７およびアンテナ８から信号が、部分放電検出部６に入力されて、信号処理が行われて、部分放電が検出される。
【００２３】
対地間では２Ｖから３Ｖのサージ電圧、また相間では２Ｖから５Ｖのサージ電圧を印加時に、モータ２の部分放電の有無を調べることで、モータ２内の絶縁の健全性を検査することができる。電流センサ７などによる電流測定や、アンテナ８による部分放電発生時に放射される電磁波の測定で部分放電発生の有無を調べることができる。
【００２４】
絶縁検査のサージ電圧は立上り時間が早く、モータ２に充電電流が流れ電流センサ７で測定する部分放電信号と充電電流が重畳する。また、アンテナ８に対しても充電電流によって放射される電磁波が、部分放電信号に重畳する。このため、部分放電検出部６では、ハイパスフィルタ処理を行い、高周波の部分放電信号のみを検出する。
【００２５】
具体的には、図９に示すように、サージ電圧下での部分放電信号の検出の場合、サージが試験物に印加されたとき電流が流れ、その電流により電磁波が放射される。立ち上がりが早いので、比較的大きな電流が流れる。
電流センサ７で検出する微弱な部分放電電流は、立ち上がりで流れる電流と重畳する。また、アンテナ８で検出する電磁波は、立ち上がりで流れる電流によって放射される電磁波と重畳する。このために、ハイパスフィルタで高周波の部分放電成分のみを取り出す。
実施の形態１のモータの絶縁検査装置１では、部分放電の検出に電流センサ７とアンテナ８の両方を使用しているが、いずれか一方のみを使用してもよい。
【００２６】
以上説明したように、実施の形態１のモータの絶縁検査装置１は、モータを駆動するインバータとモータの健全性を判定する部分放電検出部とインバータの制御を行う制御回路とを備え、制御回路はインバータのスイッチング間隔をインバータとモータ間のパルス往復伝播時間に合わせるように調整して駆動時のサージ電圧を越える最大３倍の対地間電圧を発生させ、またインバータ各相のスイッチング時間を調整してモータの駆動時のサージ電圧を越える最大３倍の相間電圧を発生させて絶縁検査を行う構成とした。このため、モータの絶縁検査装置１は、専用の検査装置を必要とせず、モータの駆動電圧以上の電圧を印加しモータの絶縁劣化を早期に簡易的に検出することができる。
【００２７】
また、実施の形態１のモータの絶縁検査装置１は、インバータの２相について、電圧パルスのスイッチング間隔をパルス往復伝播時間に合わせるように調整し、２相間で電圧パルスの正負を逆転することで、２相間にモータの駆動時のサージ電圧を越える最大５倍のサージ電圧を発生させることができる。
【００２８】
実施の形態２．
実施の形態２のモータの絶縁検査装置は、インバータの電圧パルスの立上り時間が遅い場合、立上り時間を早くするための回路を追加したものである。
以下、実施の形態２のモータの絶縁検査装置の構成、動作について、モータの絶縁検査装置２０の主要構成図である図１０、サージ電圧の図である図１１、サージ電圧の説明図である図１２に基づいて差異を中心に説明する。
【００２９】
まず、実施の形態２のモータの絶縁検査装置２０の構成について、図１０に基づいて説明する。なお、図１０は説明に必要な構成機器のみを記載しており、図１０において、図１および図８と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。図１１において、Ａはインバータ端電圧パルスを表し、Ｂはモータ端電圧パルスを表している。
【００３０】
実施の形態１のモータの絶縁検査装置１との違いは、ゲート抵抗調整回路２１を追加したことである。
実施の形態１では、インバータの電圧パルスの立上り時間が早い、すなわち、インバータ３とモータ２間のパルス往復伝搬時間より早い場合を前提に説明した。
インバータの電圧パルスの立上り時間が遅い場合に発生するサージ電圧について、図１１および図１２を用いて説明する。
【００３１】
図１１は、Ｕ相を例として、インバータ３の電圧パルスの立上り時間が遅いときのモータ２端でのサージ電圧を示す。電圧パルスの立上り時間が、電圧パルスのケーブル伝播往復時間よりも長い場合、図６のサージ発生の原理から、モータ２端でサージが２倍に達する前に、インバータ３から反射された極性の反転した電圧パルスがモータ２端へ到達するためにサージ電圧は２Ｖ未満となる。図１１は、１．２Ｖのサージ電圧となっている。
【００３２】
図１２は、発生するサージ電圧と、パルス往復伝播時間／パルスの立上り時間の関係を示す。サージ電圧はパルス往復伝播時間とパルスの立上り時間の比率で決まり、１Ｖから２Ｖまで変化する。
【００３３】
したがって、モータの絶縁検査装置のインバータのパルスの立ち上がりが遅い場合は、絶縁検査に必要なサージ電圧を発生できない。このため、実施の形態２のモータの絶縁検査装置２０では、ゲート抵抗調整回路２１を設けて、インバータのパルスの立ち上がりを早めている。
具体的には、インバータ３のスイッチング素子のゲート抵抗に並列に抵抗を接続する端子を設けて、絶縁検査のときに、電圧パルスの立上り時間をパルス往復伝播時間以下に調整することで、モータ２端に２Ｖのサージ電圧を発生させることができる。
【００３４】
電圧パルスの立ち上がりが遅いインバータの場合は、実施の形態２のゲート抵抗調整回路２１を追加することで、電圧パルスの立上り時間をパルス往復伝播時間以下とすることができる。このため、実施の形態１で説明した絶縁検査を行うことができる。
なお、インバータ３の電圧パルスの立上り時間をパルス往復伝播時間以下とすることができない場合は、インバータ３とモータ２間のケーブル５の長さを長くしてパルス往復伝播時間を電圧パルスの立上り時間より長くすることもできる。
【００３５】
以上説明したように、実施の形態２のモータの絶縁検査装置２０は、電圧パルスの立ち上がりが遅いインバータの場合は、ゲート抵抗調整回路２１を追加することで、電圧パルスの立上り時間をパルス往復伝播時間以下することができる。このため、モータの絶縁検査装置２０は、実施の形態１で説明した絶縁検査を行うことができる。
したがって、専用の検査装置を必要とせず、モータの駆動電圧以上の電圧を印加しモータの絶縁劣化を早期に簡易的に検出することができる。
【００３６】
実施の形態３．
実施の形態３のモータの絶縁検査装置は、実施の形態１のモータの絶縁検査装置１に絶縁検査データを保存し、絶縁検査を実行する絶縁検査設定部を新たに設けたものである。
以下、実施の形態３のモータの絶縁検査装置３０の構成、動作について、モータの絶縁検査装置３０の構成図である図１３に基づいて差異を中心に説明する。
図１３において、図１および図８と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。
【００３７】
実施の形態３のモータの絶縁検査装置３０と実施の形態１のモータの絶縁検査装置１との違いは、絶縁検査設定部３１を新たに設けたことである。
絶縁検査設定部３１を設けたことで、モータの絶縁検査装置３０は、モータの駆動電圧、インバータとモータ間のパルス往復伝播時間および検査手順のデータを保存できる。モータの絶縁検査装置３０は、絶縁検査時に保存したデータを読み出して、指定された試験電圧（サージ電圧）での絶縁検査を自動的に行うことができる。
【００３８】
また、モータの絶縁検査装置３０は、モータ２の運転状況、実績に合わせて、印加するサージ電圧の値、印加するモード（相間、対地間）および試験手順を外部から設定することで、保守員の負担を軽減し、より適切な絶縁検査を行うことができる。
さらに、絶縁検査の検査データを絶縁検査設定部３１に保存することができる。この検査データを適宜、外部に取り出し、分析することで、モータの日常・定期検査や寿命予測に有効活用することができる。
【００３９】
以上説明したように、実施の形態３のモータの絶縁検査装置は、実施の形態のモータの絶縁検査装置に絶縁検査設定部を新たに設けた。このため、実施の形態３のモータの絶縁検査装置は、実施の形態１の効果に加えて、絶縁検査を自動化でき、より適切な絶縁検査を容易に行うことができる。さらに、モータの長寿命化が図られ、省エネルギー、検査作業の省力化の効果がある。
【００４０】
実施の形態４．
実施の形態４は、モータを駆動するインバータとモータの健全性を判定する部分放電検出部とインバータの制御を行う制御回路とを備えたモータの絶縁検査装置を用い、制御回路は駆動時のサージ電圧を超える最大３倍の対地間電圧を発生させるためインバータのスイッチング間隔をインバータとモータ間のパルス往復伝播時間に合わせるように調整して絶縁検査を行うモータの絶縁検査方法に関するものである。また、このモータの絶縁検査方法は、モータの駆動時のサージ電圧を超える最大３倍の相間電圧を発生させるためインバータ各相のスイッチング時間を調整して絶縁検査を行う。
【００４１】
以下、本願発明の実施の形態４について、モータの絶縁検査方法に係るフローチャートである図１４に基づいて説明する。
なお、実施の形態１のモータの絶縁検査装置１の構成図である図８を参照して説明する。
【００４２】
処理が開始されると、ステップ１（Ｓ１）において、絶縁検査で相間、対地間に印加する試験電圧値を定める（試験電圧設定ステップ）。相間、対地間に印加する試験電圧は、試験対象モータの仕様、運転実績により定められる。
次にステップ２（Ｓ２）において、制御回路３ａはモータ２と対地間に発生しうるモータ２の駆動時のサージ電圧を超えるサージ電圧をステップ１で定めた試験電圧に設定するために、インバータ３の電圧パルスのスイッチング間隔をインバータ３とモータ２間のパルス往復伝播時間に合わせるように調整する（対地間試験電圧調整ステップ）。
次にステップ３（Ｓ３）において、インバータ３はＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に対して、対地間にステップ１で定めた試験電圧（サージ電圧）を印加する（対地間試験電圧印加ステップ）。
次にステップ４（Ｓ４）において、部分放電検出部６は電流センサ７または／およびアンテナ８からの信号を取り込み、部分放電信号を検出し、モータの対地間の健全性を判定する（対地間健全性判定ステップ）。
【００４３】
次にステップ５（Ｓ５）において、制御回路３ａはモータ２の相間に発生しうるモータ２の駆動時のサージ電圧を超えるサージ電圧をステップ１で定めた試験電圧に設定するために、インバータ３の各相のスイッチング時間を調整する（相間試験電圧調整ステップ）。
次にステップ６（Ｓ６）において、インバータ３はＵ−Ｖ、Ｕ−Ｗ、Ｖ−Ｗの各相間にステップ１で定めた試験電圧（サージ電圧）を印加する（相間試験電圧印加ステップ）。
次にステップ７（Ｓ７）において、部分放電検出部６は電流センサ７または／およびアンテナ８からの信号を取り込み、部分放電信号を検出し、モータの各相間の健全性を判定する（相間健全性判定ステップ）。
次にステップ８（Ｓ８）において、試験条件および検査結果のデータを保存して（データ保存ステップ）、処理を終了する。
【００４４】
以上説明したように、実施の形態４に係るモータの絶縁検査方法は、試験電圧設定ステップ、対地間試験電圧調整ステップ、対地間試験電圧印加ステップ、対地間健全性判定ステップ、相間試験電圧調整ステップ、相間試験電圧印加ステップ、相間健全性判定ステップおよびデータ保存ステップを備える。このモータの絶縁検査方法は、制御回路はインバータのスイッチング間隔をインバータとモータ間のパルス往復伝播時間に合わせるように調整して駆動時のサージ電圧を超える対地間電圧を発生させ、またインバータ各相のスイッチング時間を調整してモータの駆動時のサージ電圧を超える相間電圧を発生させて絶縁検査を行うことができる。このため、専用の検査装置を必要とせず、モータの駆動電圧以上の電圧を印加しモータの絶縁劣化を早期に簡易的に検出することができる。
【００４５】
実施の形態５．
実施の形態５は、インバータにモータ絶縁検査専用のインバータを用いる構成としたものである。以下、実施の形態５のモータの絶縁検査装置４０の構成、動作について、モータの絶縁検査装置４０の構成図である図１５に基づいて、実施の形態３のモータの絶縁検査装置３０との差異を中心に説明する。
図１５において、図１３と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。
【００４６】
実施の形態５のモータの絶縁検査装置４０と、実施の形態３のモータの絶縁検査装置３０との違いは、実施の形態３では、モータを駆動するためのインバータを用いて絶縁検査を実施するが、実施の形態５ではモータ絶縁検査専用のインバータを用いることである。
【００４７】
図１５において、モータの絶縁検査システムは、モータの絶縁検査装置４０および絶縁検査対象であるモータ２から構成されている。モータの絶縁検査装置４０は、モータ絶縁検査専用のインバータ４１と、インバータ４１の制御を行う制御回路４１ａと、モータ絶縁検査専用のインバータ４１とモータ２間を接続する検査用ケーブル４２と、モータ２の健全性を判定する部分放電検出部６と、絶縁検査を自動的に行うための絶縁検査設定部３１から構成されている。
ここで、制御回路４１ａはモータ絶縁検査専用のインバータ４１によりモータ２を駆動すると共に絶縁検査用の試験電圧（サージ電圧）を発生する。また、検査用ケーブル４２のモータ２側の端部には、絶縁検査時にモータ２に接続するための接続端子４３が設けられている。
【００４８】
実施の形態５のモータの絶縁検査装置４０では、１台のモータ絶縁検査専用のインバータ４１を用いて、絶縁検査対象の複数台のモータを１台ずつ試験していく。
例えば、検査用ケーブル４２の接続端子４３を可動とすることで、モータの絶縁検査装置４０と検査対象のモータを自動で接続し、絶縁検査を効率的に行うことができる。
【００４９】
モータの試験電圧の調整は、実施の形態１、２、および３で説明した方法を用いる。すなわち、制御回路４１ａはモータ絶縁検査専用のインバータ４１のスイッチング間隔をインバータとモータ間のパルス往復伝播時間に合わせるように調整して駆動時のサージ電圧を超える最大３倍の対地間電圧を発生させて絶縁検査を行うことができる。また、制御回路４１ａはインバータ各相のスイッチング時間を調整してモータの駆動時のサージ電圧を超える最大３倍の相間電圧を発生させて絶縁検査を行うことができる。
【００５０】
モータの絶縁検査装置４０は、絶縁検査設定部３１を備えているため、実施の形態３で説明したように、絶縁検査を自動的に行うことができる。すなわち、モータの絶縁検査装置４０は、モータの駆動電圧、インバータとモータ間のパルス往復伝播時間および検査手順のデータを保存でき、絶縁検査時に保存したデータを読み出して、指定された試験電圧（サージ電圧）での絶縁検査を自動的に行うことができる。特に、絶縁検査の実績があり、検査データが保存されている仕様のモータの絶縁検査を効率良く実施できる。
【００５１】
なお、モータ絶縁検査専用のインバータ４１の仕様は、試験対象モータを駆動するインバータの仕様と同一にする必要はない。また、サージの大きさを変えるために、モータ設置時と異なるケーブル長で試験することも可能である。
【００５２】
実施の形態５では、実施の形態３のモータの絶縁検査装置のインバータにモータ絶縁検査専用のインバータを使用する構成を説明したが、実施の形態１、２のモータの絶縁検査装置のインバータにモータ絶縁検査専用のインバータを使用することもできる。
【００５３】
また、実施の形態４で説明したモータの絶縁検査方法にもこのモータ絶縁検査専用のインバータを使用することができる。
この場合、モータの絶縁検査方法は、制御回路４１ａは駆動時のサージ電圧を超える対地間電圧を発生させるためにインバータのスイッチング間隔をインバータとモータ間のパルス往復伝播時間に合わせるように調整して絶縁検査を行うことができる。また、制御回路４１ａはモータの駆動時のサージ電圧を超える相間電圧を発生させるためにインバータ各相のスイッチング時間を調整して絶縁検査を行うことができる。
【００５４】
以上説明したように、実施の形態５のモータの絶縁検査装置は、インバータにモータ絶縁検査専用のインバータを用いる構成としたものである。このため、実施の形態５のモータの絶縁検査装置は、１台のモータ絶縁検査専用のインバータを用いて、絶縁検査対象の複数台のモータを１台ずつ効率良く試験していくことができる。絶縁検査を自動化することで、さらに効率の良い絶縁検査を実施できる。
【００５５】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
この発明は、専用の検査装置をせずモータの駆動電圧以上の電圧を印加しモータの絶縁劣化を早期に簡易的に検出することができるため、インバータ駆動モータに広く適用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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