(57)【要約】【課題】故障が発生した回路の特定が可能なコンバータ装置、モータ駆動装置、コンバータ装置の制御方法およびコンバータ装置の制御プログラムを提供することを目的とする。【解決手段】交流電源４と圧縮機モータ２０の間に設置され、交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ装置２において、交流電力を直流電力に変換する整流回路５と、整流回路５に並列に接続される平滑コンデンサ１２と、整流回路５と平滑コンデンサ１２との間に互いに並列に設けられ導通タイミングが互いに異なる２つのスイッチング回路１０と、スイッチング回路１０を制御するコンバータ制御部１５と、整流回路５に入力される入力電流を検出する入力電流検出部２７と、を備え、コンバータ制御部１５は、入力電流検出部２７で検出した入力電流から入力波形を得て、標準波形と入力波形とを比較し、スイッチング回路１０の故障の有無を判定することを特徴とするコンバータ装置２。【選択図】図１
2015128352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と負荷の間に設置され、前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ装置において、
前記交流電源より入力された交流電力を直流電力に変換する整流手段と、
前記整流手段の直流出力側に該整流手段に並列に接続され電圧を平滑にする平滑手段と、
前記整流手段と前記平滑手段との間に互いに並列に設けられ導通タイミングが互いに異なる２つのスイッチング回路と、
前記スイッチング回路を制御する制御手段と、
前記交流電源と前記整流手段との間に設けられ前記整流手段に入力される入力電流を検出する電流検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電流検出手段で検出した前記入力電流から入力波形を得て、予め得ておいた同一電流値における標準波形と該入力波形とを比較し、前記スイッチング回路の故障の有無を判定することを特徴とするコンバータ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、内部に前記コンバータ装置を備えたモータ駆動装置の起動時に前記スイッチング回路のいずれか、または両方の故障の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載のコンバータ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、内部に前記コンバータ装置を備えたモータ駆動装置の運転中に前記スイッチング回路のいずれかの故障の有無を判断することを特徴とする請求項１に記載のコンバータ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記スイッチング回路のいずれか一方のみに故障が有ることを判定した場合、前記スイッチング回路の他方のみを用いて運転を継続することを特徴とする請求項１または２に記載のコンバータ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のコンバータ装置を備えたモータ駆動装置。
【請求項６】
交流電源と負荷の間に設置され、前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ装置の制御方法において、
前記交流電源より入力された交流電力を直流電力に変換する整流手段と、
前記整流手段の直流出力側に該整流手段に並列に接続され電圧を平滑にする平滑手段と、
前記整流手段と前記平滑手段との間に互いに並列に設けられ導通タイミングが互いに異なる２つのスイッチング回路と、
前記スイッチング回路を制御する制御手段と、
前記交流電源と前記整流手段との間に設けられ前記整流手段に入力される入力電流を検出する電流検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電流検出手段で検出した入力電流から入力波形を得るステップと、予め得ておいた同一電流値における標準波形と該入力波形とを比較するステップと、前記スイッチング回路の故障の有無を判定するステップと、
を有することを特徴とするコンバータ装置の制御方法。
【請求項７】
交流電源と負荷の間に設置され、前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ装置の制御プログラムにおいて、
前記交流電源より入力された交流電力を直流電力に変換する整流手段と、
前記整流手段の直流出力側に該整流手段に並列に接続され電圧を平滑にする平滑手段と、
前記整流手段と前記平滑手段との間に互いに並列に設けられ導通タイミングが互いに異なる２つのスイッチング回路と、
前記スイッチング回路を制御する制御手段と、
前記交流電源と前記整流手段との間に設けられ前記整流手段に入力される入力電流を検出する電流検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電流検出手段で検出した入力電流から入力波形を得る処理と、予め得ておいた同一電流値における標準波形と該入力波形とを比較する処理と、前記スイッチング回路の故障の有無を判定する処理と、
をコンピュータに実行させるためのコンバータ装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバータ装置、モータ駆動装置、コンバータ装置の制御方法およびコンバータ装置の制御プログラムに関し、より具体的には回路の故障判断を行うコンバータ装置、モータ駆動装置、コンバータ装置の制御方法およびコンバータ装置の制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンバータ装置の入力側の力率を改善する力率改善回路として、また高調波成分の低減を目的として、スイッチング素子を備えた昇圧回路に加え、この昇圧回路を複数設けてこれらに属するスイッチング素子の導通タイミングを互いに異ならせる、いわゆるインターリーブ型の力率改善回路が知られている。
このインターリーブ型の力率改善回路は、従来省電力の電源回路に設けられていたが、大電力の電源回路にも用いられている。例えば、特許文献１には、電流が大きい領域でも効率を向上できるインターリーブ型の力率改善回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０５８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された発明では、インターリーブ型の力率改善回路の故障に対する検討がなされていない。
インターリーブ型回路は、前述したように昇圧回路を複数設ける。この昇圧回路のいずれかに故障が発生した場合、どの昇圧回路に故障が発生したかを特定しなければならないが、特定する方法は確立されていない。
【０００５】
ここで、どの回路に故障が発生したかを特定するために、各回路に対して電流検出部を設けることが考えられる。しかし、各々の回路に対し一対一で電流検出部を設置するにはコストがかかり、また各々設置面積が必要となるなどの問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、故障が発生した回路の特定が可能なコンバータ装置、モータ駆動装置、コンバータ装置の制御方法およびコンバータ装置の制御プログラム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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のコンバータ装置、モータ駆動装置、コンバータ装置の制御方法およびコンバータ装置の制御プログラムは以下の手段を採用する。
交流電源と負荷の間に設置され、前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ装置において、前記交流電源より入力された交流電力を直流電力に変換する整流手段と、前記整流手段の直流出力側に該整流手段に並列に接続され電圧を平滑にする平滑手段と、前記整流手段と前記平滑手段との間に互いに並列に設けられ導通タイミングが互いに異なる２つのスイッチング回路と、前記スイッチング回路を制御する制御手段と、前記交流電源と前記整流手段との間に設けられ前記整流手段に入力される入力電流を検出する電流検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記電流検出手段で検出した前記入力電流から入力波形を得て、予め得ておいた同一電流値における標準波形と該入力波形とを比較し、前記スイッチング回路の故障の有無を判定することを特徴とするコンバータ装置を採用する。
【０００８】
本発明によれば、電流検出手段で検出した入力電流から入力波形を得て、予め得ておいた同一電流値における標準波形と入力波形とを比較し、スイッチング回路の故障の有無を判定することから、新たに機器の設置を必要とせず、簡便な方法でスイッチング回路の故障の有無を判定することができる。
【０００９】
上記発明において、前記制御手段は、内部に前記コンバータ装置を備えたモータ駆動装置の起動時に前記スイッチング回路のいずれか、または両方の故障の有無を判定することとしてもよい。
【００１０】
本発明によれば、制御手段は、モータ駆動装置の起動時にスイッチング回路の故障の有無を判定することから、モータ駆動装置のスイッチング回路を停止して行う詳細な判定により故障が発生したスイッチング回路を特定することが可能である。また、スイッチング回路の故障は停止中、特に長期間停止中に発生することが多いことがわかっている。よって、起動時に故障判定を行うことは極めて効率的である。
【００１１】
上記発明において、前記制御手段は、内部に前記コンバータ装置を備えたモータ駆動装置の運転中に前記スイッチング回路のいずれかの故障の有無を判断することとしてもよい。
【００１２】
本発明によれば、制御手段は、モータ駆動装置の稼働中にスイッチング回路の故障の有無を判定することから、運転中において逐次故障が発生しているか否かを確認することができる。稼働中の故障判定は、いずれかのスイッチング回路に故障が発生しているか否かを判定するにとどまるため、モータ駆動装置のスイッチング回路を停止する必要が無い。
【００１３】
上記発明において、前記制御手段は、前記スイッチング回路のいずれか一方のみに故障が有ることを判定した場合、前記スイッチング回路の他方のみを用いて運転を継続することとしてもよい。
【００１４】
本発明によれば、制御手段は、スイッチング回路のいずれか一方に故障が有ることを判定した場合、他方のスイッチング回路のみを用いて能力制限を行い運転を継続することから、スイッチング回路のいずれか一方に故障が発生しても運転を停止する必要が無い。
【００１５】
本発明は、前述のいずれかのコンバータ装置を備えたモータ駆動装置を採用する。
【００１６】
本発明によれば、モータ駆動装置は、スイッチング回路の故障の有無を判定可能なコンバータ装置を備えることから、新たに機器の設置を必要とせず、簡便な方法でコンバータ装置のスイッチング回路の故障の有無を判定することができる。
【００１７】
本発明は、交流電源と負荷の間に設置され、前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ装置の制御方法において、前記交流電源より入力された交流電力を直流電力に変換する整流手段と、前記整流手段の直流出力側に該整流手段に並列に接続され電圧を平滑にする平滑手段と、前記整流手段と前記平滑手段との間に互いに並列に設けられ導通タイミングが互いに異なる２つのスイッチング回路と、前記スイッチング回路を制御する制御手段と、前記交流電源と前記整流手段との間に設けられ前記整流手段に入力される入力電流を検出する電流検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記電流検出手段で検出した入力電流から入力波形を得るステップと、予め得ておいた同一電流値における標準波形と該入力波形とを比較するステップと、前記スイッチング回路の故障の有無を判定するステップと、を有することを特徴とするコンバータ装置の制御方法を採用する。
【００１８】
本発明によれば、電流検出手段で検出した入力電流から入力波形を得て、予め得ておいた同一電流値における標準波形と入力波形とを比較し、スイッチング回路の故障の有無を判定することから、新たに機器の設置を必要とせず、簡便な方法でスイッチング回路の故障の有無を判定することができる。
【００１９】
本発明は、交流電源と負荷の間に設置され、前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ装置の制御プログラムにおいて、前記交流電源より入力された交流電力を直流電力に変換する整流手段と、前記整流手段の直流出力側に該整流手段に並列に接続され電圧を平滑にする平滑手段と、前記整流手段と前記平滑手段との間に互いに並列に設けられ導通タイミングが互いに異なる２つのスイッチング回路と、前記スイッチング回路を制御する制御手段と、前記交流電源と前記整流手段との間に設けられ前記整流手段に入力される入力電流を検出する電流検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記電流検出手段で検出した入力電流から入力波形を得る処理と、予め得ておいた同一電流値における標準波形と該入力波形とを比較する処理と、前記スイッチング回路の故障の有無を判定する処理と、をコンピュータに実行させるためのコンバータ装置の制御プログラムを採用する。
【００２０】
本発明によれば、電流検出手段で検出した入力電流から入力波形を得て、予め得ておいた同一電流値における標準波形と入力波形とを比較し、スイッチング回路の故障の有無を判定することから、新たに機器の設置を必要とせず、簡便な方法でスイッチング回路の故障の有無を判定することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、入力電流を元に得た入力波形と標準波形とを比較することで故障を判定することから、新たに機器の設置を必要とせず簡便な方法で回路の故障を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるモータ駆動装置を示した概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる故障の発生していないスイッチング回路の波形の一例を示したグラフである。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる故障の発生したスイッチング回路の波形の一例を示したグラフである。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる各スイッチング回路毎の波形を合成した合成波の波形の例を示したグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる故障判定の第一処理を示したフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる故障判定の第二処理を示したフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる故障判定の第三処理を示したフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる故障判定の処理を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係るコンバータ装置、モータ駆動装置、コンバータ装置の制御方法およびコンバータ装置の制御プログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１には、本実施形態に係るモータ駆動装置の概略構成が示されている。
図１に示されるように、モータ駆動装置１は、交流電源４からの交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ装置２と、コンバータ装置２から出力された直流電力を三相交流電力に変換して圧縮機モータ（負荷）２０に出力するインバータ装置３とを主な構成として備えている。
【００２４】
コンバータ装置２は、交流電源４より入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路（整流手段）５と、整流回路５の直流出力側に、整流回路５に並列に接続され電圧を平滑にする平滑コンデンサ（平滑手段）１２と、整流回路５と平滑コンデンサ１２との間に互いに並列に設けられた２つのスイッチング回路１０ａ、１０ｂと、スイッチング回路１０ａ、１０ｂを制御するコンバータ制御部（制御手段）１５とを主な構成として備えている。
【００２５】
スイッチング回路１０ａは、整流回路５と平滑コンデンサ１２とを接続する正極母線Ｌｐに、直列的に設けられたインダクタ（誘導性素子）６ａと、インダクタ６ａの電流出力側に直列に接続されるダイオード７ａと、インダクタ６ａとダイオード７ａとの間に一端が接続され、かつ、整流回路５と並列に接続されたスイッチング素子８ａとを有する。
同様に、スイッチング回路１０ｂは、整流回路５と平滑コンデンサ１２とを接続する正極母線Ｌｐに、直列的に設けられたインダクタ６ｂと、インダクタ６ｂの電流出力側に直列に接続されるダイオード７ｂと、インダクタ６ｂとダイオード７ｂとの間に一端が接続され、かつ、整流回路５と並列に接続されたスイッチング素子８ｂとを有する。
スイッチング素子８ａ、８ｂの一例としては、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ：Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field  Effect  Transistor）等が挙げられる。スイッチング素子８ａ、８ｂは、コンバータ制御部１５によってスイッチングが制御される。
本実施形態のスイッチング回路１０ａ及び１０ｂは、並列ＰＡＭ方式（Pulse  Amplitude  Modulation：パルス振幅波形変調）を採用し、インターリーブ回路として互いの導通タイミングが異なっている。
以下の説明において、各スイッチング回路１０を区別する場合は、末尾にａまたはｂのいずれかを付し、各スイッチング回路１０を区別しない場合は、ａまたはｂを省略する。
【００２６】
交流電源４には、ゼロクロス点を検出するためのゼロクロス検出部１７が設けられている。ゼロクロス検出部１７からのゼロクロス信号はコンバータ制御部１５に出力される。
交流電源４と整流回路５との間には、入力電流を検出する入力電流検出部（電流検出手段）２７が設けられている。入力電流検出部２７からの入力電流信号はコンバータ制御部１５に出力され、これにより入力波形Ｓが得られる。
インバータ装置３は、６個のスイッチング素子を備えるブリッジ回路１８と、ブリッジ回路１８におけるスイッチング素子の開閉を制御するインバータ制御部１９とを備える。インバータ制御部１９は、例えば、上位装置（図示略）から入力される要求回転数指令に基づいて、各スイッチング素子のゲート駆動信号Ｓｐｗｍを生成し、ブリッジ回路１８に与える。インバータ制御の具体的な手法の一例としては、ベクトル制御、センサレスベクトル制御、Ｖ／Ｆ制御、過変調制御、１パルス制御などが挙げられる。
上記のような制御を実現するために、ブリッジ回路１８の入力直流電圧Ｖｄｃを検出する直流電圧検出部２８、圧縮機モータ２０に流れる各相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出するモータ電流検出部２９が設けられ、これらの検出値Ｖｄｃ、ｉｕ、ｉｖ、ｉｗがインバータ制御部１９に入力されるようになっている。ここで、モータ電流検出部２９は、ブリッジ回路１８と平滑コンデンサ１２の間の負極側電力線に流れる電流を検出し、この検出信号から各相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを取得することとしてもよい。
【００２７】
コンバータ制御部１５及びインバータ制御部１９は、例えばＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）であり、各処理を実行するためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を有しており、ＣＰＵがこの記録媒体に記録されたプログラムをＲＡＭ等の主記憶装置に読み出して実行することにより、各処理が実現される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどが挙げられる。
コンバータ制御部１５及びインバータ制御部１９は、一つのＭＰＵによって具現化されてもよいし、個別のＭＰＵによって具現化されてもよい。
【００２８】
前述したように、入力電流検出部２７からの入力電流信号はコンバータ制御部１５に出力され、これにより入力波形Ｓが得られる。
図２は、故障の発生していないスイッチング回路の波形の一例を示したグラフである。図２の縦軸は波形の振幅、横軸は時間を示す。図２に示すように、スイッチング回路１０に故障が発生していない場合、入力電流検出部２７が検出する入力電流の信号のコンバータ制御部１５により得られる入力波形は、正弦波を示す。このように、故障が発生していないスイッチング回路１０の波形を標準波形とする。
波形は、電流の値によりその形が異なる。入力波形の電流の値と同一の電流の値における標準波形を用いて入力波形と標準波形の比較を行うため、予め様々な電流の値における標準波形を計測し、テーブルに格納しておく必要がある。
【００２９】
図３は、故障の発生しているスイッチング回路の波形の一例を示したグラフである。図３の縦軸は波形の振幅、横軸は時間を示す。図３に示すように、スイッチング回路１０に故障が発生している場合、入力電流検出部２７が検出する入力電流の信号のコンバータ制御部１５により得られる入力波形は、平滑コンデンサ１２に蓄電された電気エネルギーの分だけが振幅としてグラフに表される。
【００３０】
図４は、各スイッチング回路毎の波形を合成した合成波の波形の例を示したグラフである。図４の縦軸は波形の振幅、横軸は時間を示す。点線（破線）はスイッチング回路１０においていずれも故障が発生していない場合の各波形を合成した波形Ｘ、実線はスイッチング回路１０において故障が発生していない場合と故障が発生している場合の各波形を合成した波形Ｙ、一点鎖線は双方のスイッチング回路１０において故障が発生している場合の各波形を合成した波形Ｚである。
このように、入力電流検出部２７で検出した入力電流をコンバータ制御部１５に出力して得られる入力波形は、各スイッチング回路１０毎の入力波形が合成された合成波の波形として得られる。
これら各入力波形が同一の電流の値に対する波形であるとすると、いずれのスイッチング回路１０も故障していない場合の波形Ｘを標準波形であるとできる。例えばこの波形Ｘと、波形ＹまたはＺを比較する方法の一例としては、パターンマッチングなどが挙げられる。本実施形態では、パターンマッチングを用いて標準波形と入力波形との比較を行うものとする。
【００３１】
次に、コンバータ装置における各スイッチング回路の故障判定の詳細な処理について、図５〜図７に示すフローチャートを用いて説明する。図５、図６及び図７は、モータ駆動装置１の起動時のコンバータ装置２における、各スイッチング回路１０の故障判定の詳細な処理を表す１つのフローチャートを第一処理、第二処理、第三処理の各処理に分割したものである。
図５には、第１段階として、第一処理が示されている。
図５に示すように、モータ駆動装置１の起動時に各スイッチング回路１０の故障判定が開始されると、設定されたサンプリング時間の間、入力電流検出部２７によって入力電流が計測される（Ｓ５０１）。本実施形態では、サンプリング時間は例えば１７ｍｓ程度であり、これは、６０Ｈｚで１周期をサンプリングするのに必要な時間である。
サンプリング時間が終了したか否かを判定し（Ｓ５０２）、終了していなければステップＳ５０１へ遷移する。一方、上記ステップＳ５０２においてサンプリング時間が終了していればステップＳ５０３へ遷移する。
【００３２】
ステップＳ５０３では、入力電流検出部２７によって計測された入力電流がコンバータ制御部１５に入力され、入力波形Ｓ０を得る。コンバータ制御部１５は、予め入力電流の値と同一の電流の値におけるいずれのスイッチング回路１０も故障していない場合の波形Ｘを標準波形として得たものをテーブルに格納しており、パターンマッチングを用いて入力波形Ｓ０とテーブルから取り出した標準波形Ｘとの比較を行う（Ｓ５０４）。
次に、上記ステップＳ５０４にて行われた比較により、入力波形Ｓ０に異常があるか否かの判定が行われ（Ｓ５０５）、入力波形Ｓ０に異常がない場合は、ステップＳ５０１へ遷移する。一方、上記ステップＳ５０５にて例えば図４の波形ＹまたはＺのように入力波形Ｓ０に異常がある場合は、Ａへ遷移する。
【００３３】
図６には、第２段階として、第二処理が示されている。
ステップＳ５０５にて入力波形Ｓ０に異常があると判定された場合には、図６に示すように、スイッチング回路１０ａに故障が発生しているか否かを判定するため、モータ駆動装置１はスイッチング回路１０ａのみで運転される（Ｓ６０１）。すなわち、スイッチング回路１０ｂは停止される。
次に、ステップＳ６０２にて、入力電流検出部２７によって計測されたスイッチング回路１０ａのみで運転した場合の入力電流がコンバータ制御部１５に入力され、入力波形Ｓ１を得る。コンバータ制御部１５は、予め入力電流の値と同一の電流の値におけるスイッチング回路１０ａが故障していない場合の波形Ｘａを標準波形として得たものをテーブルに格納しており、パターンマッチングを用いて入力波形Ｓ１とテーブルから取り出した標準波形Ｘａとの比較を行う（Ｓ６０３）。
【００３４】
次に、上記ステップＳ６０３にて行われた比較により、入力波形Ｓ１に異常があるか否かの判定が行われ（Ｓ６０４）、図２のように入力波形Ｓ１に異常がない場合は、ステップＳ６０５へ遷移する。ステップＳ６０５では、スイッチング回路１０ａ及び１０ｂでの運転時に異常があり、スイッチング回路１０ａのみでの運転時に異常がないことから、スイッチング回路１０ｂに異常があるとされる。
一方、上記ステップＳ６０４にて例えば図３のように入力波形Ｓ１に異常がある場合は、Ｂへ遷移する。
【００３５】
図７には、第３段階として、第三処理が示されている。
ステップＳ６０４にて入力波形Ｓ１に異常があると判定された場合には、図７に示すように、スイッチング回路１０ｂに故障が発生しているか否かを判定するため、モータ駆動装置１はスイッチング回路１０ｂのみで運転される（Ｓ７０１）。すなわち、スイッチング回路１０ａは停止される。
次に、ステップＳ７０２にて、入力電流検出部２７によって計測されたスイッチング回路１０ｂのみで運転した場合の入力電流がコンバータ制御部１５に入力され、入力波形Ｓ２を得る。コンバータ制御部１５は、予め入力電流の値と同一の電流の値におけるスイッチング回路１０ｂが故障していない場合の波形Ｘｂを標準波形として得たものをテーブルに格納しており、パターンマッチングを用いて入力波形Ｓ２とテーブルから取り出した標準波形Ｘｂとの比較を行う（Ｓ７０３）。
【００３６】
次に、上記ステップＳ７０３にて行われた比較により、入力波形Ｓ２に異常があるか否かの判定が行われ（Ｓ７０４）、図２のように入力波形Ｓ２に異常がない場合は、ステップＳ７０５へ遷移する。ステップＳ７０５では、スイッチング回路１０ａ及び１０ｂでの運転時およびスイッチング回路１０ａのみでの運転時に異常があり、スイッチング回路１０ｂのみでの運転時に異常がないことから、スイッチング回路１０ａに異常があるとされる。
一方、上記ステップＳ７０４にて例えば図３のように入力波形Ｓ２に異常がある場合は、ステップＳ７０６へ遷移する。ステップＳ７０６では、スイッチング回路１０ａ及び１０ｂに異常があるとされ、いずれのスイッチング回路１０も故障していることからモータ駆動装置１が停止される。
【００３７】
以上、図５〜図７を用いて説明した処理により、スイッチング回路１０の故障の有無、さらにはいずれのスイッチング回路１０に故障が発生しているのかを判定することができる。ここで、一方のスイッチング回路１０に異常があるとされた場合は、他方のスイッチング回路１０のみを用いて運転を継続するとしてもよい。また、スイッチング回路１０に異常があるとされた場合は、アラームの鳴動などを用いて運転員に報知してもよい。
【００３８】
以上、説明してきたように、本実施形態に係るコンバータ装置、モータ駆動装置、コンバータ装置の制御方法およびコンバータ装置の制御プログラムによれば、入力電流検出部２７で検出した入力電流から入力波形を得て、予め得ておいた同一電流値における標準波形と入力波形とを比較し、コンバータ制御部１５においてスイッチング回路１０の故障の有無を判定することから、新たに機器の設置を必要とせず、簡便な方法でスイッチング回路１０の故障の有無を判定することができる。
【００３９】
また、コンバータ制御部１５は、モータ駆動装置１の起動時にスイッチング回路１０の故障の有無を判定することから、モータ駆動装置１のスイッチング回路１０を停止して行う詳細な判定により、故障が発生したスイッチング回路１０を特定することが可能である。また、スイッチング回路１０の故障は停止中、特に長期間停止中に発生することが多いことがわかっている。よって、起動時に故障判定を行うことは極めて効率的である。
また、スイッチング回路１０の故障は主にスイッチング素子８ａ、８ｂの故障であり、スイッチング素子８ａ、８ｂの故障は主に断線であることが多い。
【００４０】
また、コンバータ制御部１５は、スイッチング回路１０のいずれか一方に故障が有ることを判定した場合、他方のスイッチング回路１０のみを用いて能力制限を行い運転を継続することから、スイッチング回路１０のいずれか一方に故障が発生しても運転を停止する必要が無い。
また、異常を認識した運転員は、モータ駆動装置１の停止、故障したスイッチング回路１０の交換など迅速にメンテナンスを行うことができる。
【００４１】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について、図８を用いて説明する。
上記した第１実施形態では、スイッチング回路１０の故障判定はモータ駆動装置１の起動時に行うとしたが、本実施形態では、モータ駆動装置１の運転時に行うとするものである。その他の点については第１実施形態と同様であるので、同様の構成については同一符号を付しその説明は省略する。
【００４２】
図８には、モータ駆動装置１の運転時のコンバータ装置２における、各スイッチング回路１０の故障判定の処理を表すフローチャートが示されている。
図８に示すように、各スイッチング回路１０の故障判定が開始されると、設定されたサンプリング時間の間、入力電流検出部２７によって入力電流が計測される（Ｓ８０１）。本実施形態では、サンプリング時間は例えば１７ｍｓ程度である。これは、６０Ｈｚで１周期をサンプリングするのに必要な時間である。
サンプリング時間が終了したか否かを判定し（Ｓ８０２）、終了していなければステップＳ８０１へ遷移する。一方、上記ステップＳ８０２においてサンプリング時間が終了していればステップＳ８０３へ遷移する。
【００４３】
ステップＳ８０３では、入力電流検出部２７によって計測された入力電流がコンバータ制御部１５に入力され、入力波形Ｓ０を得る。コンバータ制御部１５は、予め入力電流の値と同一の電流の値におけるいずれのスイッチング回路１０も故障していない場合の波形Ｘを標準波形として得たものをテーブルに格納しており、パターンマッチングを用いて入力波形Ｓ０とテーブルから取り出した標準波形Ｘとの比較を行う（Ｓ８０４）。
次に、上記ステップＳ８０４にて行われた比較により、入力波形Ｓ０に異常があるか否かの判定が行われ（Ｓ８０５）、入力波形Ｓ０に異常がない場合は、ステップＳ８０１へ遷移する。一方、上記ステップＳ８０５にて例えば図４の波形ＹまたはＺのように入力波形Ｓ０に異常がある場合は、アラームを報知する（Ｓ８０６）。
【００４４】
以上、図８を用いて説明した処理により、スイッチング回路１０の故障の有無を判定することができる。
【００４５】
以上、説明してきたように、本実施形態に係るコンバータ装置、モータ駆動装置、コンバータ装置の制御方法およびコンバータ装置の制御プログラムによれば、コンバータ制御部１５は、モータ駆動装置１の稼働中にスイッチング回路１０の故障の有無を判定することから、運転中において逐次故障が発生しているか否かを確認することができる。稼働中の故障判定は、いずれかのスイッチング回路１０に故障が発生しているか否かを判定するにとどまるため、モータ駆動装置１のスイッチング回路１０を停止する必要が無い。
また、異常を認識した運転員は、必要ならばモータ駆動装置１の停止、故障したスイッチング回路１０の交換など迅速にメンテナンスを行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  モータ駆動装置
２  コンバータ装置
３  インバータ装置
４  交流電源
５  整流回路（整流手段）
１０  スイッチング回路
１２  平滑コンデンサ（平滑手段）
１５  コンバータ制御部（制御手段）
２０  圧縮機モータ（負荷）
２７  入力電流検出部（電流検出手段）
【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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