(57)【要約】【課題】電流フィードバック制御を行うインバータ装置において、回転機の据え付け不良を検知すること。【解決手段】三相交流電圧を回転機に出力する電力変換部と、電力変換部の出力側で検出した三相電流検出値、回転機の回転数及び電流指令値に基づいて三相電圧指令値を生成し、該三相電圧指令値からＰＷＭ信号を生成して電力変換部に出力する制御部と、三相電圧指令値、出力周波数及び回転数が入力される診断部（１９）とを備え、診断部（１９）は、三相電圧指令値又は三相電圧指令値の少なくともいずれか一相の電圧指令値を高速フーリエ変換して周波数情報を出力するＦＦＴ部（１９１）と、出力周波数及び回転数から特徴周波数を演算して出力する特徴周波数演算部（１９２）と、周波数情報の特徴周波数における電圧レベルが、設定された電圧しきい値を超えているか否かを判定する判定部（１９３）とを備えるインバータ装置（１）とする。【選択図】図３
2019205243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流電圧を回転機に出力する電力変換部と、
前記電力変換部の出力側で検出した三相電流検出値、前記回転機の回転数及び電流指令値に基づいて三相電圧指令値を生成し、該三相電圧指令値からＰＷＭ信号を生成して前記電力変換部に出力する制御部と、
前記三相電圧指令値、出力周波数及び前記回転数が入力される診断部とを備え、
前記診断部は、
前記三相電圧指令値又は前記三相電圧指令値の少なくともいずれか一相の電圧指令値を高速フーリエ変換して周波数情報を出力するＦＦＴ部と、
前記出力周波数及び前記回転数から特徴周波数を演算して出力する特徴周波数演算部と、
前記周波数情報の前記特徴周波数における電圧レベルが、設定された電圧しきい値を超えているか否かを判定する判定部とを備えるインバータ装置。
【請求項２】
前記回転機の回転数を推定して回転数推定値を出力する回転数推定部を備え、
前記回転数が前記回転数推定値である請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記回転機には、前記回転機の回転数を検出して回転数検出値を出力する回転数検出器が設置され、
前記回転数は、前記回転数検出値である請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記周波数情報のいずれか一相において、前記特徴周波数における電圧レベルが、前記設定された電圧しきい値を超えているときに据え付け不良であると判定する請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項５】
三相交流電力を回転機に出力する電力変換部と、
前記電力変換部の出力側で検出した三相電流検出値、前記回転機の回転数及び電流指令値に基づいて三相電圧指令値を生成し、該三相電圧指令値からＰＷＭ信号を生成して前記電力変換部に出力する制御部と、
前記三相電圧指令値又は前記三相電圧指令値の少なくともいずれか一相の電圧指令値、前記電圧指令値と同一の相の電流検出値、出力周波数、前記回転数及び前記回転機の制御方式情報が入力される診断部とを備え、
前記診断部は、
前記回転機の制御方式が電流フィードバック方式である場合には前記三相電圧指令値又は前記電圧指令値を高速フーリエ変換し、又は前記回転機の制御方式がＶ／ｆ制御方式である場合には前記電流検出値を高速フーリエ変換して周波数情報を出力するＦＦＴ部と、
前記出力周波数及び前記回転数から特徴周波数を演算して出力する特徴周波数演算部と、
前記回転機の制御方式に応じて、前記周波数情報の前記特徴周波数における電圧レベル又は電流レベルが、設定された電圧しきい値又は電流しきい値を超えているか否かを判定する判定部とを備えるインバータ装置。
【請求項６】
前記特徴周波数は、前記出力周波数に前記回転機の回転周波数を加算した値又は前記出力周波数から前記回転機の回転周波数を減算した値である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、三相交流電力を回転機に出力することで、出力に接続した回転機を駆動するインバータ装置が広く知られている。このようなインバータ装置の制御方式としては、Ｖ／ｆ制御及びベクトル制御が広く知られている。Ｖ／ｆ制御は、インバータ装置の出力電圧の周波数である出力周波数に対する出力電圧の比を一定とするオープンループ制御である。ベクトル制御は、回転機の実速度が指令に一致するように補正する制御であり、センサ付ベクトル制御とセンサレスベクトル制御とに分けられる。センサ付ベクトル制御では、回転機のセンサである回転数検出器からの検出値が指令値と一致するように制御を行う。特許文献１には、センサ付ベクトル制御の技術の一例が開示されている。また、センサレスベクトル制御では、指令値等の情報から推定した回転機の回転数が指令値と一致するように制御を行う。また、ベクトル制御では、インバータ電流値を検出し、これに基づいて電流指令値を生成して制御する電流フィードバック制御が行われる。
【０００３】
ところで、このような回転機に据え付け不良が生じると、ミスカップリング又はミスアライメントが生じる。回転機にミスカップリング又はミスアライメントが生じた状態で運転を継続すると、軸受け故障の原因となる。そのため、回転機の据え付け不良を検知する技術が求められている。
【０００４】
例えば、回転機の振動を計測することで振動データを取得し、この振動データの周波数成分から据え付け不良による異常を検知する技術が知られている。しかしながら、振動の計測が困難な位置に設置された回転機には、このような技術を適用することができない。なお、振動の計測が困難な位置としては、水中及び原子力発電所を例示することができる。
【０００５】
また、従来技術の一例である特許文献２には、回転機の各相の入力電圧検出値又は電流検出値の高調波成分を用いて、誘導電動機及びインバ−タの異常診断を行う技術が開示されている。この技術では、回転機の設置位置に関らず、据え付け不良の異常診断が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−７８４８６号公報
【特許文献２】特開２００３−７５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献２に開示された技術には、電流フィードバック制御を行うインバータ装置への適用が困難である、という問題があった。これは、モータ入力電圧、すなわちインバータ出力電圧が正弦波ではなく、高調波成分を含む方形波、すなわちＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）波形であるため、回転機の入力電圧検出値を用いて異常診断を行うと、精度が低いからである。又は、回転機の電流検出値を用いて異常診断を行うと、据え付け不良で生じる電流特徴周波数成分に対しても、電流フィードバック制御を行うことにより据え付け設置が正常な状態の電流値に抑制されてしまうため、正常に診断することは困難である。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電流フィードバック制御を行うインバータ装置において、回転機の据え付け不良を検知する技術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】
【０００９】
上述の課題を解決して目的を達成する本発明は、三相交流電圧を回転機に出力する電力変換部と、前記電力変換部の出力側で検出した三相電流検出値、前記回転機の回転数及び電流指令値に基づいて三相電圧指令値を生成し、該三相電圧指令値からＰＷＭ信号を生成して前記電力変換部に出力する制御部と、前記三相電圧指令値、出力周波数及び前記回転数が入力される診断部とを備え、前記診断部は、前記三相電圧指令値又は前記三相電圧指令値の少なくともいずれか一相の電圧指令値を高速フーリエ変換して周波数情報を出力するＦＦＴ部と、前記出力周波数及び前記回転数から特徴周波数を演算して出力する特徴周波数演算部と、前記周波数情報の前記特徴周波数における電圧レベルが、設定された電圧しきい値を超えているか否かを判定する判定部とを備えるインバータ装置である。
【００１０】
上記構成の本発明のインバータ装置は、前記回転機の回転数を推定して回転数推定値を出力する回転数推定部を備え、前記回転数が前記回転数推定値であればよい。
【００１１】
又は、上記構成の本発明のインバータ装置は、前記回転機には、前記回転機の回転数を検出して回転数検出値を出力する回転数検出器が設置され、前記回転数は、前記回転数検出値であればよい。
【００１２】
上記構成の本発明のインバータ装置において、前記判定部は、前記周波数情報のいずれか一相において、前記特徴周波数における電圧レベルが、前記設定された電圧しきい値を超えているときに据え付け不良であると判定すればよい。
【００１３】
又は、本発明は、三相交流電力を回転機に出力する電力変換部と、前記電力変換部の出力側で検出した三相電流検出値、前記回転機の回転数及び電流指令値に基づいて三相電圧指令値を生成し、該三相電圧指令値からＰＷＭ信号を生成して前記電力変換部に出力する制御部と、前記三相電圧指令値又は前記三相電圧指令値の少なくともいずれか一相の電圧指令値、前記電圧指令値と同一の相の電流検出値、出力周波数、前記回転数及び前記回転機の制御方式情報が入力される診断部とを備え、前記診断部は、前記回転機の制御方式が電流フィードバック方式である場合には前記三相電圧指令値又は前記電圧指令値を高速フーリエ変換し、又は前記回転機の制御方式がＶ／ｆ制御方式である場合には前記電流検出値を高速フーリエ変換して周波数情報を出力するＦＦＴ部と、前記出力周波数及び前記回転数から特徴周波数を演算して出力する特徴周波数演算部と、前記回転機の制御方式に応じて、前記周波数情報の前記特徴周波数における電圧レベル又は電流レベルが、設定された電圧しきい値又は電流しきい値を超えているか否かを判定する判定部とを備えるインバータ装置である。
【００１４】
上記構成の本発明のインバータ装置において、前記特徴周波数は、前記出力周波数に前記回転機の回転周波数を加算した値又は前記出力周波数から前記回転機の回転周波数を減算した値であればよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電流フィードバック制御を行うインバータ装置において、回転機の据え付け不良を検知することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係るインバータ装置と、該インバータ装置に接続される構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す、ベクトル制御を行うインバータ装置の構成を示す図である。
【図３】図２に示す診断部の構成を示す図である。
【図４】Ｖ／ｆ制御を行うインバータ装置の電流検出値のＦＦＴ波形を示す図である。
【図５】電流フィードバック制御を行うインバータ装置の電流検出値のＦＦＴ波形を示す図である。
【図６】電流フィードバック制御を行うインバータ装置の電圧指令値のＦＦＴ波形である。
【図７】実施形態２に係るインバータ装置の構成を示す図である。
【図８】図７に示すインバータ装置が備える診断部の構成を示す図である。
【図９】実施形態３に係るインバータ装置が備える診断部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態の記載によって限定解釈されるものではない。
【００１８】
＜実施形態１＞
図１は、本実施形態に係るインバータ装置１と、インバータ装置１に接続される構成を示すブロック図である。図１には、インバータ装置１と、インバータ装置１の入力側に接続された三相交流電源２と、インバータ装置１の出力側に接続された回転機３とが示されている。インバータ装置１は、その出力電圧、すなわち回転機３への印加電圧の周波数を可変にする機能を備える。
【００１９】
回転機３には、回転機３の回転数を検出して回転数検出値Ｎｄを出力する回転数検出器３１が設置されている。回転数検出器３１は、ロータリーエンコーダであり、このロータリーエンコーダは、インクリメンタル方式であってもよいし、アブソリュート方式であってもよい。また、ロータリーエンコーダの角度検出は、特定の方式に限定されるものではなく、光電方式であってもよいし、磁気方式であってもよい。
【００２０】
図２は、図１に示す、ベクトル制御を行うインバータ装置１の構成を示す図である。図２に示すインバータ装置１は、電力変換部１１と、電流検出器１２と、回転数推定部１３と、回転数切替部１４と、電流座標変換部１５と、ＦＢ（Feedback）制御部１６と、電圧座標変換部１７と、ＰＷＭ信号生成部１８と、診断部１９とを備える。なお、電流座標変換部１５と、ＦＢ制御部１６と、電圧座標変換部１７と、ＰＷＭ信号生成部１８とをまとめて制御部１０と記載する。
【００２１】
電力変換部１１は、三相交流電源２の三相交流電力を周波数の異なる三相交流電力に変換して回転機３に出力する。電力変換部１１は、交流を直流に変換する整流回路と、この直流を交流に変換するインバータ回路とを備える。電力変換部１１の整流回路は、２つの整流素子を直列に接続した直列回路がＵ相、Ｖ相及びＷ相の各相に対して設けられ、６つの整流素子により実現される。また、電力変換部１１のインバータ回路は、２つのスイッチング素子を直列接続した直列回路がＵ相、Ｖ相及びＷ相の各相に対して設けられ、６つのスイッチング素子により実現される。
【００２２】
電流検出器１２は、電力変換部１１の出力からＵ相電流検出値ｉｕ、Ｖ相電流検出値ｉｖ及びＷ相電流検出値ｉｗを検出して出力する。電流検出器１２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相に対応して設けられた３つの電流センサにより実現される。なお、Ｕ相電流検出値ｉｕ、Ｖ相電流検出値ｉｖ及びＷ相電流検出値ｉｗをまとめて三相電流検出値ｉｕｖｗと記載する。
【００２３】
回転数推定部１３は、インバータ装置１の電流・電圧情報に基づいて回転数推定値Ｎｅを出力する。ここで、電流・電圧情報は、電圧指令値、電流指令値、電圧検出値又は電流検出値のいずれかを含む。
【００２４】
回転数切替部１４は、回転数検出値Ｎｄ及び回転数推定値Ｎｅを入力とし、回転数検出値Ｎｄ及び回転数推定値Ｎｅのいずれか一方を出力する。なお、以下の説明において、回転数検出値Ｎｄ及び回転数推定値Ｎｅは、回転数Ｎと呼び、回転数切替部１４が回転数検出値Ｎｄを出力する場合には回転数Ｎは回転数検出値Ｎｄであり、回転数切替部１４が回転数検出値Ｎｅを出力する場合には回転数Ｎは回転数検出値Ｎｅである。
【００２５】
なお、インバータ装置１において、回転数Ｎとして回転数推定値Ｎｅのみが用いられる場合、すなわちインバータ装置１の制御方式がセンサレスベクトル制御である場合には、回転数切替部１４及び回転数検出器３１が設けられていなくてもよい。又は、インバータ装置１において、回転数Ｎとして回転数検出値Ｎｄのみが用いられる場合、すなわちインバータ装置１の制御方式がセンサ付ベクトル制御である場合には、回転数推定部１３及び回転数切替部１４が設けられていなくてもよい。
【００２６】
電流座標変換部１５は、回転数Ｎ及び三相電流検出値ｉｕｖｗを入力とし、ｄｑ軸電流検出値ｉｄｑを出力する。電流座標変換部１５は、回転数Ｎに基づいて、三相電流検出値ｉｕｖｗをｄｑ軸電流検出値ｉｄｑに変換する。ｄｑ軸電流検出値ｉｄｑは、ｄ軸電流検出値ｉｄ及びｑ軸電流検出値ｉｑを含む。
【００２７】
ＦＢ制御部１６は、ｄｑ軸電流検出値ｉｄｑ及びｄｑ軸電流指令値Ｉｄｑを入力とし、ＰＩ（Proportional  Integral）制御によりｄｑ軸電圧指令値Ｖｄｑを出力する。ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｑは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑを含み、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄｑは、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑを含む。ｄ軸電圧指令値Ｖｄは、ｄ軸電流検出値ｉｄとｄ軸電流指令値Ｉｄとの偏差がゼロとなるように決定され、ｑ軸電圧指令値Ｖｑは、ｑ軸電流検出値ｉｑとｑ軸電流指令値Ｉｑとの偏差がゼロとなるように決定される。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、ＦＢ制御部１６は、Ｐ（Proportional）制御を行ってもよいし、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御を行ってもよい。
【００２８】
なお、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｑは、例えば図示しない演算部において、外部からの回転機速度指令値又はトルク指令に基づいて演算された値である。
【００２９】
電圧座標変換部１７は、回転数Ｎ及びｄｑ軸電圧指令値Ｖｄｑを入力とし、三相電圧指令値Ｖｕｖｗを出力する。電圧座標変換部１７は、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄｑを三相電圧指令値Ｖｕｖｗに変換する。三相電圧指令値Ｖｕｖｗは、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ及びＷ相電圧指令値Ｖｗを含む。また、電圧座標変換部１７は、出力周波数ｆｅを出力する。出力周波数ｆｅは、予め設定された、インバータ装置１の出力周波数であり、三相電圧指令値Ｖｕｖｗの周波数である。
【００３０】
ＰＷＭ信号生成部１８は、三相電圧指令値Ｖｕｖｗを入力とし、三相電圧指令値Ｖｕｖｗに基づいてＰＷＭ信号を生成して出力する。このＰＷＭ信号は、電力変換部１１のインバータ回路部に設けられたスイッチング素子のゲート信号であり、当該スイッチング素子のオンオフを制御し、インバータ装置１の出力を制御する。
【００３１】
診断部１９は、三相電圧指令値Ｖｕｖｗと、回転数Ｎと、出力周波数ｆｅとを入力とし、判定結果を出力する。出力周波数ｆｅは、電圧座標変換部１７から出力されるが、電力変換部１１の出力における検出値であってもよい。
【００３２】
図３は、図２に示す診断部１９の構成を示す図である。図３に示す診断部１９は、ＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform：高速フーリエ変換）部１９１と、特徴周波数演算部１９２と、判定部１９３とを備える。
【００３３】
ＦＦＴ部１９１は、三相電圧指令値Ｖｕｖｗを入力とし、周波数情報ｆｕｖｗを出力する。ＦＦＴ部１９１は、三相電圧指令値Ｖｕｖｗの各周波数成分を高速フーリエ変換により演算し、周波数情報ｆｕｖｗを生成する。周波数情報ｆｕｖｗは、Ｕ相周波数情報ｆｕ、Ｖ相周波数情報ｆｖ及びＷ相周波数情報ｆｗを含む。
【００３４】
特徴周波数演算部１９２は、回転数Ｎ及び出力周波数ｆｅを入力とし、特徴周波数ｆｅｒｒを出力する。特徴周波数演算部１９２は、まず、回転数Ｎから回転機回転周波数ｆｒを算出する。回転機３が誘導機である場合には、回転機回転周波数ｆｒ（Ｈｚ）は、回転機３の回転数Ｎ（ｍｉｎ−１）及び回転機３の極対数Ｐを用いて下記の式（１）により算出される。
【００３５】
【数１】
2019205243.tif 000003
【００３６】
そして、特徴周波数演算部１９２は、回転機回転周波数ｆｒ及び出力周波数ｆｅを用いて下記の式（２）により、特徴周波数ｆｅｒｒを算出する。
【００３７】
【数２】
2019205243.tif 000004
【００３８】
判定部１９３は、周波数情報ｆｕｖｗと特徴周波数ｆｅｒｒとを入力とし、判定結果を出力する。判定部１９３は、三相電圧指令値Ｖｕｖｗの特徴周波数におけるレベルとしきい値とを比較し、このレベルが電圧しきい値よりも小さい場合には「正常」と判定し、このレベルがしきい値よりも大きい場合には「異常」と判定する。ここで、電圧しきい値は、予め設定された値である。
【００３９】
なお、判定部１９３は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各々についてこの判定を行い、これら三相のいずれか一つでも異常である場合には判定結果を「異常」とする。このように、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相について判定を行い、いずれかの相が異常である場合には判定結果を「異常」とすることで、高精度な診断が可能となる。
【００４０】
なお、この判定結果は、例えば、インバータ装置１に搭載され、又は接続された出力部に出力されることで使用者又は管理者に報知される。ここで、出力部としては、ディスプレイを例示することができる。又は、この判定結果が、図示しない構成であるインバータ停止部に出力されて、異常時にはインバータ装置１が強制停止する構成であってもよい。
【００４１】
ここで、回転機の据え付け不良がある場合における、上述の周波数情報ｆｕｖｗに含まれる電流ＦＦＴ波形について説明する。図４は、電流フィードバック制御を行わない場合、すなわちＶ／ｆ制御を行うインバータ装置の電流検出値のＦＦＴ波形を示す図である。ここで、動作条件を回転機回転周波数ｆｒ＝２５Ｈｚとし、出力周波数ｆｅ＝５０Ｈｚとすると、特徴周波数ｆｅｒｒ＝２５Ｈｚ，７５Ｈｚである。図４において、据え付け不良がある場合の波形は実線で示し、据え付け不良がない場合の波形は破線で示している。図４に示すように、回転機の据え付け不良がある場合には、特徴周波数ｆｅｒｒ＝２５Ｈｚ，７５Ｈｚにおいて、レベルが上昇しているため、適切なしきい値を設定することで、異常判定が可能である。
【００４２】
しかしながら、電流フィードバック制御を行う場合、すなわちベクトル制御を行う場合には、据え付け不良で生じる電流特徴周波数成分に対しても、設置が正常な状態の電流値に抑制されてしまう。図５は、電流フィードバック制御を行うインバータ装置の電流検出値のＦＦＴ波形を示す図である。図５において、据え付け不良がある場合の波形は実線で示し、据え付け不良がない場合の波形は破線で示している。図５に示すように、電流フィードバック制御を行う際には、特徴周波数ｆｅｒｒにおいても電流が抑制されてしまうため、電流ＦＦＴ波形から回転機の据え付け不良を判別することができない。
【００４３】
そこで、上述のように電圧指令値のＦＦＴ波形を用いる。図６は、電流フィードバック制御を行うインバータ装置の電圧指令値のＦＦＴ波形である。図６において、据え付け不良がある場合の波形は実線で示し、据え付け不良がない場合の波形は破線で示している。図６に示すように、回転機３の据え付け不良がある場合には、特徴周波数ｆｅｒｒ＝２５Ｈｚ，７５Ｈｚにおいて、レベルが上昇し、適切なしきい値を設定することで、異常判定が可能である。このように、電流フィードバック制御を行う場合には、電圧指令値を用いることで、据え付け不良の有無の判別が可能である。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、電流フィードバック制御を行う場合であっても、回転機の設置位置に関わらず、回転機の据え付け不良を検知することが可能である。
【００４５】
＜実施形態２＞
実施形態１では、インバータ装置が電流フィードバック制御方式である場合に回転機の据え付け不良を検知する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、インバータ装置の制御方式に関わらず、回転機の据え付け不良を検知可能なインバータ装置について説明する。
【００４６】
図７は、本実施形態に係るインバータ装置１ａの構成を示す図である。図７に示すインバータ装置１ａは、電圧座標変換部１７に代えて電圧座標変換部１７ａを備え、診断部１９に代えて診断部１９ａを備え、電圧指令切替部２０を追加した点と、電圧指令切替部２０から出力周波数ｆｅを出力する点が図１に示すインバータ装置１とは異なり、その他の構成は図１に示すインバータ装置１と同様であるため、実施形態１の説明を援用する。なお、電流座標変換部１５と、ＦＢ制御部１６と、電圧座標変換部１７ａと、ＰＷＭ信号生成部１８と、電圧指令切替部２０とをまとめて制御部１０ａと記載する。また、図７に示すインバータ装置１ａは、回転機制御方式がベクトル制御である場合には、図１に示すインバータ装置１と同様に動作する。
【００４７】
電圧座標変換部１７ａは、回転数Ｎ及びｄｑ軸電圧指令値Ｖｄｑを入力とし、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄｑを三相電圧指令値Ｖｕｖｗ１に変換し、三相電圧指令値Ｖｕｖｗ１を出力する。三相電圧指令値Ｖｕｖｗ１は、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ１及びＷ相電圧指令値Ｖｗ１を含む。
【００４８】
診断部１９ａは、三相電圧指令値Ｖｕｖｗと、回転数Ｎと、出力周波数ｆｅと、三相電流検出値ｉｕｖｗとを入力とし、判定結果を出力する。なお、出力周波数ｆｅは、電圧座標変換部１７ａから出力されるが、電力変換部１１の出力における検出値であってもよい。
【００４９】
電圧指令切替部２０は、三相電圧指令値Ｖｕｖｗ１，三相電圧指令値Ｖｕｖｗ２を入力とし、三相電圧指令値Ｖｕｖｗを出力する。ここで、電圧指令切替部２０は、インバータ装置１ａが電流フィードバック制御である場合には三相電圧指令値Ｖｕｖｗとして三相電圧指令値Ｖｕｖｗ１を出力し、インバータ装置１ａがＶ／ｆ制御である場合には三相電圧指令値Ｖｕｖｗとして三相電圧指令値Ｖｕｖｗ２を出力する。また、三相電圧指令値Ｖｕｖｗ２は、例えば図示しない演算部において、外部からの回転機速度指令値又はトルク指令に基づいて演算された値である。三相電圧指令値Ｖｕｖｗ２は、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ２、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ２及びＷ相電圧指令値Ｖｗ２を含む。また、電圧指令切替部２０は、設定された出力周波数ｆｅを出力する。なお、出力周波数ｆｅは、実施形態１と同様に、三相電圧指令値Ｖｕｖｗの周波数である。
【００５０】
図８は、図７に示すインバータ装置１ａが備える診断部１９ａの構成を示す図である。図８に示す診断部１９ａは、ＦＦＴ部１９１ａと、特徴周波数演算部１９２と、判定部１９３ａとを備える。
【００５１】
ＦＦＴ部１９１ａは、三相電圧指令値Ｖｕｖｗ、三相電流検出値ｉｕｖｗ及び回転機制御方式情報を入力とし、周波数情報ｆｕｖｗを出力する。回転機制御方式は外部スイッチ等を用いてユーザにより切替可能な構成であり、回転機制御方式情報は外部スイッチ等から出力される。回転機制御方式が電流フィードバック制御である場合には、ＦＦＴ部１９１ａは、三相電圧指令値Ｖｕｖｗの各周波数成分を高速フーリエ変換により演算して周波数情報ｆｕｖｗを生成する。又は、制御方式が電流フィードバック制御方式ではなく、Ｖ／ｆ制御である場合には、ＦＦＴ部１９１ａは、三相電流検出値ｉｕｖｗの各周波数成分を高速フーリエ変換により演算して周波数情報ｆｕｖｗを生成する。
【００５２】
判定部１９３ａは、周波数情報ｆｕｖｗ、特徴周波数ｆｅｒｒ及び回転機制御方式情報を入力とし、判定結果を出力する。判定部１９３ａは、回転機制御方式が電流フィードバック制御である場合には、実施形態１の判定部１９３と同様に動作する。すなわち、三相電圧指令値Ｖｕｖｗの特徴周波数における電圧レベルと電圧しきい値とを比較し、この電圧レベルが電圧しきい値よりも小さい場合には「正常」と判定し、この電圧レベルが電圧しきい値よりも大きい場合には「異常」と判定する。ここで、電圧しきい値は、予め設定された値である。又は、判定部１９３ａは、回転機制御方式が電流フィードバック制御ではなく、Ｖ／ｆ制御である場合には、三相電流検出値ｉｕｖｗの特徴周波数における電流レベルと電流しきい値とを比較し、この電流レベルが電流しきい値よりも小さい場合には「正常」と判定し、この電流レベルが電流しきい値よりも大きい場合には「異常」と判定する。ここで、電流しきい値は、予め設定された値である。
【００５３】
なお、判定部１９３ａは、回転機制御方式に関わらず、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各々についてこの判定を行い、これら三相のいずれか一つでも異常である場合には判定結果を「異常」とする。このように、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相について判定を行い、いずれかの相が異常である場合には判定結果を「異常」とすることで、高精度な診断が可能となる。また、この判定結果は実施形態１と同様に出力されて使用者又は管理者に報知される。又は、この判定結果が、図示しないインバータ停止部に出力されてもよい。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態によれば、回転機の設置位置及び制御方式に関わらず回転機の据え付け不良を検知することができる。
【００５５】
＜実施形態３＞
実施形態１では三相電圧指令値を高速フーリエ変換する形態について説明し、実施形態２では三相電圧指令値又は三相電流検出値を高速フーリエ変換する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、Ｕ相電圧指令値又はＵ相電流検出値を高速フーリエ変換する形態について説明する。なお、本実施形態においても、実施形態２と同様に、インバータ装置の制御方式に関わらず、回転機の据え付け不良を検知可能である。
【００５６】
また、本実施形態に係るインバータ装置では、診断部以外の構成については実施形態２と同様であるため、その他の構成については、実施形態１，２の説明を援用する。
【００５７】
図９は、本実施形態に係るインバータ装置が備える診断部１９ｂの構成を示す図である。図９に示す診断部１９ｂは、ＦＦＴ部１９１ｂと、特徴周波数演算部１９２と、判定部１９３ｂとを備える。
【００５８】
ＦＦＴ部１９１ｂは、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ、Ｕ相電流検出値ｉｕ及び回転機制御方式情報を入力とし、Ｕ相周波数情報ｆｕを出力する。回転機制御方式が電流フィードバック制御である場合には、ＦＦＴ部１９１ｂは、Ｕ相電圧指令値Ｖｕの周波数成分を高速フーリエ変換により演算してＵ相周波数情報ｆｕを生成する。又は、高速フーリエ変換により制御方式が電流フィードバック制御方式ではなく、Ｖ／ｆ制御である場合には、ＦＦＴ部１９１ｂは、Ｕ相電流検出値ｉｕの周波数成分を高速フーリエ変換により演算してＵ相周波数情報ｆｕを生成する。
【００５９】
判定部１９３ｂは、Ｕ相周波数情報ｆｕ、特徴周波数ｆｅｒｒ及び回転機制御方式情報を入力とし、判定結果を出力する。判定部１９３ｂは、回転機制御方式が電流フィードバック制御である場合には、Ｕ相電圧指令値Ｖｕの特徴周波数における電圧レベルと電圧しきい値とを比較し、この電圧レベルが電圧しきい値よりも小さい場合には「正常」と判定し、このレベルが電圧しきい値よりも大きい場合には「異常」と判定する。ここで、電圧しきい値は、予め設定された値である。又は、判定部１９３ｂは、回転機制御方式が電流フィードバック制御ではなく、Ｖ／ｆ制御である場合には、Ｕ相電流検出値ｉｕの特徴周波数における電流レベルと電流しきい値とを比較し、この電流レベルが電流しきい値よりも小さい場合には「正常」と判定し、この電流レベルが電流しきい値よりも大きい場合には「異常」と判定する。ここで、電流しきい値は、予め設定された値である。
【００６０】
なお、判定部１９３ｂの判定結果は実施形態１，２と同様に出力されて使用者又は管理者に報知される。又は、この判定結果が、図示しないインバータ停止部に出力されてもよい。
【００６１】
また、本実施形態と実施形態１とを組み合わせてもよい。すなわち、図２に示すインバータ装置に設けられる診断部が、Ｕ相電圧指令値Ｖｕと、回転数Ｎと、出力周波数ｆｅとを入力とし、判定結果を出力する構成であってもよい。
【００６２】
なお、本実施形態ではＵ相のみを高速フーリエ変換する形態を例示して説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、Ｕ相に代えてＶ相を高速フーリエ変換してもよいし、Ｖ相に代えてＷ相を高速フーリエ変換してもよい。このように、三相のうちいずれか一相についてのみ高速フーリエ変換を行う構成とすると、インバータ装置の構成簡略化及び処理の簡素化が可能となる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態によれば、回転機の設置位置及び制御方式に関わらず、三相のうちいずれか一相について高速フーリエ変換することで回転機の据え付け不良を検知することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１，１ａ  インバータ装置
２  三相交流電源
３  回転機
１０，１０ａ  制御部
１１  電力変換部
１２  電流検出器
１３  回転数推定部
１４  回転数切替部
１５  電流座標変換部
１６  ＦＢ制御部
１７，１７ａ  電圧座標変換部
１８  ＰＷＭ信号生成部
１９，１９ａ，１９ｂ  診断部
１９１，１９１ａ，１９１ｂ  ＦＦＴ部
１９２  特徴周波数演算部
１９３，１９３ａ，１９３ｂ  判定部
２０  電圧指令切替部
３１  回転数検出器
【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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