(57)【要約】【課題】従来よりも厳しい条件でインバータの検査を行なうことが可能な、インバータ検査装置を提供する。【解決手段】変倍器１５は、ｕ相電流検出値Ｉｕｄ’に定数ｋを乗じてｕ相電流検出値Ｉｕｄとし、また、変倍器１６は、ｖ相検出電流値Ｉｖｄ’に定数ｋを乗じてｖ相電流検出値Ｉｖｄとする。このようにすることで、インバータ９の仕様範囲以上の電流を流すことが可能となる。また、異常検出の検出レベル、検出範囲、異常検出の検出フィルタ定数を変更することで、異常検出の条件を変更する。【選択図】図１
2015008609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｕ相電流指令値とｖ相電流指令値からなる二相の指令値を出力する電流指令演算部と、
モータのｕ相電流検出値とｖ相電流検出値を検出する電流検出器と、
前記ｕ相電流指令値とｕ相電流検出値よりｕ相電圧指令値を出力するｕ相電圧演算部と、
前記ｖ相電流指令値とｖ相電流検出値よりｖ相電圧指令値を出力するｖ相電圧演算部と、
前記ｕ相電圧指令値と前記ｖ相電圧指令値に基づき、直流電流を三相交流電流に変換するインバータと、
前記インバータの動作異常を検出する異常検出器と、
前記電流検出器により検出された、前記ｕ相電流検出値および前記ｖ相電流検出値を定数倍する変倍器と、
前記変倍器の倍率を設定する上位制御装置と、
を備えることを特徴とする、インバータ検査装置。
【請求項２】
請求項１のインバータ検査装置であって、
前記異常検出器は、前記上位制御装置からの入力により、予め設定された異常検出の検出レベルが変更可能であることを特徴とする、インバータ検査装置。
【請求項３】
請求項１のインバータ検査装置であって、
前記異常検出器は、前記上位制御装置からの入力により、予め設定された異常検出の検出範囲が変更可能であることを特徴とする、インバータ検査装置。
【請求項４】
請求項１のインバータ検査装置であって、
前記異常検出器は、前記上位制御装置からの入力により、予め設定された異常検出の検出フィルタ定数が変更可能であることを特徴としたインバータ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等に使用されるインバータ用の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の主軸や送り軸等で使用される誘導電動機やブラシレスＤＣモータ等を制御するインバータは、長期間の使用に対し品質を維持する必要があり、その検査方法に関しては各種試みがなされている。
【０００３】
図５に、一般的なインバータ検査装置を備えたモータ制御装置のブロック図を示す。過電流異常検出器２１は、モータ１２のｕ相電流検出値Ｉｕｄ及びｖ相電流検出値Ｉｖｄをもとにして、インバータ９の異常を検出する。ｕ相電流検出値Ｉｕｄの大きさが予め設定された閾値を超えた場合、または、ｖ相電流検出値Ｉｖｄの大きさが予め設定された閾値を超えた場合、のいずれかの場合に、過電流異常検出器２１は、インバータ９の状態が異常であると判定し、異常信号Ｗ１を出力する。
【０００４】
制御電圧異常検出器２２は、インバータ９の制御回路の制御電源電圧Ｖｓをもとにして、インバータ９の異常を検出する。制御電源の電圧信号Ｖｓの大きさが予め設定された閾値を超えた場合、または、前記電圧信号Ｖｓの大きさが予め設定された閾値を下回った場合に、制御電圧異常検出器２２は、インバータ９の状態が異常であると判定し、異常信号Ｗ２を出力する。
【０００５】
速度検出値異常検出器２３は、モータ１２の速度検出値をもとにして、インバータ９の異常を検出する。速度検出値異常検出器２３は、速度検出値の大きさが予め設定された閾値を超えた回数をカウントし、該カウント値が予め設定された閾値に達した場合に、インバータ９の状態が異常であると判定し、異常信号Ｗ３を出力する。
【０００６】
上位制御装置１は、上記異常信号Ｗ１、異常信号Ｗ２、異常信号Ｗ３のいずれかを受信すると、インバータ９の状態が異常であると判定し、その状態を表示する。
【０００７】
また、従来のインバータ検出装置には、検査モードが設定されている。上位制御装置１より検査モード指令Ｃｔが入力された場合、速度指令演算器２は、モータ出力トルクをτｍ、モータイナーシャをＪｍ、トルク定数をＫｔ、インバータ出力電流をＩとした場合、下記（式１）で与えられる電流Ｉとなるように速度指令Ｖｃを出力する。
【０００８】
ｄＶｃ／ｄｔ＝τｍ／Ｊｍ＝Ｋｔ・Ｉ／Ｊｍ    ・・・（式１）
【０００９】
モータおよびイナーシャを適切に選定した場合、インバータ９は当該インバータ９の仕様の最大電流を流すことができる。このような状態で、インバータ９を連続運転させ、そのときに異常信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の出力の有無を検査することで、インバータ９の製品検査を行うことができる。例えば、内部部品である半導体の初期不良や筺体組付不良等による耐ノイズ性が劣化したインバータ９を特定して、これのはじき出しを行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、従来のインバータ検査装置においては、インバータの仕様範囲内でしか電流を流せないため、半導体の初期不良に対する検査を厳しい条件で実施することが困難となる。また、インバータの仕様範囲内でしか電流を流せないため、フィールド（実際の使用環境）で起こり得る過度のノイズに対する、インバータの耐ノイズ性の検査を実施することが困難となる。
【００１１】
さらに、一部の部品の特性が、部品の仕様範囲外であるにもかかわらず、回路やシステム全体ではインバータの仕様をぎりぎり満たしてしまうようなインバータにおいては、長時間の使用ではインバータ異常と検出されるが、検査の段階ではインバータ異常と検出されない場合もあり、精度よくはじき出しを行なうことが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、インバータ検査装置に関するものであり、上記課題に対してなされたものである。当該検査装置は、ｕ相電流指令値とｖ相電流指令値からなる二相の指令値を出力する電流指令演算部と、モータのｕ相電流検出値とｖ相電流検出値を検出する電流検出器と、前記ｕ相電流指令値とｕ相電流検出値よりｕ相電圧指令値を出力するｕ相電圧演算部と、前記ｖ相電流指令値とｖ相電流検出値よりｖ相電圧指令値を出力するｖ相電圧演算部と、前記ｕ相電圧指令値と前記ｖ相電圧指令値に基づき、直流電流を三相交流電流に変換するインバータと、前記インバータの動作異常を検出する異常検出器と、前記電流検出器により検出された、前記ｕ相電流検出値および前記ｖ相電流検出値を定数倍する変倍器と、前記変倍器の倍率を設定する上位制御装置と、を備える。
【００１３】
また、上記発明において、前記異常検出器は、前記上位制御装置からの入力により、予め設定された異常検出の検出レベルが変更可能であることが好適である。
【００１４】
また、上記発明において、前記異常検出器は、前記上位制御装置からの入力により、予め設定された異常検出の検出範囲が変更可能であることが好適である。
【００１５】
また、上記発明において、前記異常検出器は、前記上位制御装置からの入力により、予め設定された異常検出の検出フィルタ定数が変更可能であることが好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるインバータ検査装置によれば、インバータの検査時に、インバータの仕様を超えた電流を流すことができる。これにより、インバータのはじき出しを厳しい条件で行なうことが可能となり、品質の高いインバータの検査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係るインバータ検査装置を例示するブロック図である。
【図２】本実施形態に係る異常検出器を例示するブロック図である。
【図３】本実施形態に係る異常検出器を例示するブロック図である。
【図４】本実施形態に係る異常検出器を例示するブロック図である。
【図５】従来のインバータ検査装置を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に、本実施形態に係るインバータ検査装置１００を例示する。インバータ検査装置１００は、上位制御装置１、速度指令演算器２、減算器３，５，７、電流指令演算部４、ｕ相電圧誤差演算部６、ｖ相電圧誤差演算部８、インバータ９、ｕ相電流検出器１０、ｖ相電流検出器１１、位置検出器１３、微分器１４、変倍器１５，１６、過電流異常検出器１７、制御電圧異常検出器１８、速度検出値異常検出器１９、及び制御電源検出回路２０を備える。
【００１９】
位置検出器１３は、モータ１２の位置検出値Ｐｄを検出する。微分器１４は、位置検出値Ｐｄを微分してモータ１２の速度検出値Ｖｄを出力する。速度指令演算器２は、速度指令値Ｖｃを出力する。
【００２０】
減算器３は、速度指令値Ｖｃと前記速度検出値Ｖｄの偏差を求め、速度偏差Ｖｄｉｆとして出力する。電流指令演算部４は、速度偏差Ｖｄｉｆよりｕ相電流指令値Ｉｕｃとｖ相電流指令値Ｉｖｃを出力する。
【００２１】
ｕ相電流検出器１０は、モータ１２のｕ相電流検出値Ｉｕｄ’を検出する。ｕ相電流検出値Ｉｕｄ’は、後述する変倍器１５を経由してｕ相電流検出値Ｉｕｄとなる。減算器５は、ｕ相電流指令値Ｉｕｃとｕ相電流検出値Ｉｕｄの偏差を求め、ｕ相電流偏差として出力する。ｕ相電圧誤差演算部６は、ｕ相電流偏差と比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉに基づき、ｕ相電圧指令値Ｖｕｃを出力する。すなわち、減算器５とｕ相電圧誤差演算部６は、ｕ相電圧演算部として機能する。
【００２２】
また、ｖ相電流検出器１１は、モータ１２のｖ相電流検出値Ｉｖｄ’を検出する。ｖ相電流検出値Ｉｖｄ’は、後述する変倍器１６を経由してｖ相電流検出値Ｉｖｄとなる。減算器７は、ｖ相電流指令値Ｉｖｃとｖ相電流検出値Ｉｖｄの偏差を求め、ｖ相電流偏差として出力する。ｖ相電圧誤差演算部８は、ｖ相電流偏差と比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉに基づき、ｖ相電圧指令値Ｖｖｃを出力する。すなわち、減算器７とｖ相電圧誤差演算部８は、ｖ相電圧演算部として機能する。
【００２３】
インバータ９は、ｕ相電圧指令Ｖｕｃとｖ相電圧指令Ｖｖｃと位置検出値Ｐｄより、図示しない直流電源の直流電流を、三相のｕ，ｖ，ｗ相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに変換してモータ１２に出力する。また、制御電源検出回路２０は、インバータ９の制御回路の制御電源電圧Ｖｓを検出する。
【００２４】
上位制御装置１は、過電流異常検出器１７から異常信号Ｗ１を、制御電圧異常検出器１８から異常信号Ｗ２を、速度検出値異常検出器１９から異常信号Ｗ３を、それぞれ受信する。上位制御装置１は、異常信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３のいずれかを受信すると、インバータ９の状態が異常であると判定し、その状態を表示する。
【００２５】
さらに、上位制御装置１は、ユーザの操作等により、インバータ９の検査モードを実行可能となっている。例えば、検査モードを実行するときには、検査モード指令Ｃｔを、速度指令演算器２、変倍器１５，１６、過電流異常検出器１７、制御電圧異常検出器１８、及び速度検出値異常検出器１９に出力する。
【００２６】
変倍器１５は、ｕ相電流検出器１０により検出されたｕ相電流値Ｉｕｄ’を定数倍して、これにより得られたｕ相電流値Ｉｕｄを出力する。また、変倍器１６は、ｖ相電流検出器１１により検出されたｖ相電流値Ｉｖｄ’を定数倍して、これにより得られたｖ相電流値Ｉｖｄを出力する。例えば、変倍器１５，１６は、それぞれ、ｕ相電流値Ｉｕｄ’及びｖ相電流値Ｉｖｄ’をｋ倍することで、ｕ相電流値Ｉｕｄ及びｖ相電流値Ｉｖｄを求める。定数ｋは、上位制御装置１による検査モード指令Ｃｔの出力有無により可変するものであってよい。具体的には、定数ｋは、下記（式２）のように設定される。
【００２７】
Ｃｔ＝ＯＦＦの場合：ｋ＝１
Ｃｔ＝ＯＮの場合  ：ｋ＝１より小さい値        ・・・（式２）
【００２８】
すなわち、Ｃｔ＝ＯＦＦ（検査モード：オフ）の場合は、インバータ９の仕様通りの電流が検出されるため、仕様範囲内の電流が流れるようになる。また、Ｃｔ＝ＯＮ（検査モード：オン）の場合は、検出電流が実際の電流より小さく検出されてフィードバックされるため、インバータ９の仕様範囲以上の電流を流すことができる。
【００２９】
過電流異常検出器１７は、モータ１２のｕ相電流検出値Ｉｕｄ’及びｖ相電流検出値Ｉｖｄ’をもとにして、インバータ９の異常を検出する。図２に示すように、過電流異常検出器１７は、係数設定部１７１，１７３、比較器１７２，１７４、ＯＲ回路１７５、及び状態表示器１７６を備える。
【００３０】
比較器１７２は、ｕ相電流値Ｉｕｄ’の大きさが、係数設定部１７１に設定された閾値ｒｅｆ１を超えた場合、信号Ｓ１を出力する。また、比較器１７４は、ｖ相電流値Ｉｖｄ’の大きさが、係数設定部１７４に設定された閾値ｒｅｆ２を超えた場合、信号Ｓ２を出力する。ＯＲ回路１７５は、比較器１７２が信号Ｓ１を出力した場合、または、比較器１７４が信号Ｓ２を出力した場合のいずれかの場合に、信号Ｓ３を出力する。状態表示器１７６は信号Ｓ３を受信すると、インバータ９の状態が異常であると判定して、異常信号Ｗ１を出力する。
【００３１】
係数設定部１７１，１７３では、閾値ｒｅｆ１，ｒｅｆ２の設定が行われる。閾値ｒｅｆ１，ｒｅｆ２は、検査モード指令Ｃｔの出力有無により可変する。具体的には、閾値ｒｅｆ１，ｒｅｆ２は、下記（式３）のように設定される。
【００３２】
ｒｅｆ１（Ｃｔ＝ＯＦＦ）＞ｒｅｆ１（Ｃｔ＝ＯＮ）
ｒｅｆ２（Ｃｔ＝ＯＦＦ）＞ｒｅｆ２（Ｃｔ＝ＯＮ）
・・・（式３）
【００３３】
上記（式３）に示されるように、Ｃｔ＝ＯＦＦ時に対し、Ｃｔ＝ＯＮ時は、閾値ｒｅｆ１，ｒｅｆ２が引き下げられ、過電流異常の検出レベルが厳しくなる。
【００３４】
制御電圧異常検出器１８は、インバータ９の制御回路の制御電源電圧Ｖｓをもとにして、インバータの異常を検出する。図３に示されているように、制御電圧異常検出器１８は、係数設定部１８１，１８３、比較器１８２，１８４、ＯＲ回路１８５、及び状態表示器１８６を備える。
【００３５】
比較器１８２は、制御電源検出回路２０から入力された、制御電源の電圧信号Ｖｓの大きさが、係数設定部１８１にて設定された閾値Ｖｐを超えた場合、信号Ｓ４を出力する。比較器１８４は、制御電源の電圧信号Ｖｓの大きさが、係数設定部１８３にて設定された閾値Ｖｎを下回った場合、信号Ｓ５を出力する。ＯＲ回路１８５は、比較器１８２が信号Ｓ４を出力した場合、または、比較器１８４が信号Ｓ５を出力した場合、信号Ｓ６を出力する。状態表示器１８６は、信号Ｓ６を受信すると、インバータ９の状態が異常であると判定し、異常信号Ｗ２を出力する。
【００３６】
係数設定部１８１，１８３では、閾値Ｖｐ，Ｖｎの設定が行われる。閾値Ｖｐ，Ｖｎは、検査モード指令Ｃｔの出力有無により可変する。具体的には、閾値Ｖｐ，Ｖｎは、下記（式４）のように設定される。
【００３７】
Ｖｐ（Ｃｔ＝ＯＦＦ）＞Ｖｐ（Ｃｔ＝ＯＮ）
Ｖｎ（Ｃｔ＝ＯＦＦ）＜Ｖｎ（Ｃｔ＝ＯＮ）      ・・・（式４）
【００３８】
上記（式４）にて示されているように、Ｃｔ＝ＯＦＦ時に対し、Ｃｔ＝ＯＮ時は、制御電圧が正常と判定される検出範囲が狭くなる。
【００３９】
速度検出値異常検出器１９は、モータ１２の速度検出値をもとにして、インバータ９の異常を検出する。図４に示すように、速度検出値異常検出器１９は、係数設定部１９１，１９４、比較器１９２，１９５、カウンタ回路１９３、及び状態表示器１９６を備える。比較器１９２は、モータ１２の速度検出値Ｖｄの大きさが、係数設定部１９１にて設定された閾値ｒｅｆ４（フィルタ定数）を超えた場合、信号Ｓ７を出力する。カウンタ回路１９３は、信号Ｓ７を受信し、その受信回数をカウントする。比較器１９５は、カウント値が、係数設定部１９４にて設定された閾値ｒｅｆ５（フィルタ定数）に達した場合に、信号Ｓ８を出力する。状態表示器１９６は、信号Ｓ８を受信すると、インバータ９の状態が異常であると判定し、異常信号Ｗ３を出力する。
【００４０】
係数設定部１９１，１９４では、閾値ｒｅｆ４，ｒｅｆ５の設定が行われる。閾値ｒｅｆ４，ｒｅｆ５は、検査モード指令Ｃｔの出力有無により可変する。具体的には、閾値ｒｅｆ４，ｒｅｆ５は、下記（式５）のように設定される。
【００４１】
ｒｅｆ４（Ｃｔ＝ＯＦＦ）＞ｒｅｆ４（Ｃｔ＝ＯＮ）
ｒｅｆ５（Ｃｔ＝ＯＦＦ）＞ｒｅｆ５（Ｃｔ＝ＯＮ）
・・・（式５）
【００４２】
上記（式５）に示されているように、Ｃｔ＝ＯＦＦ時に対し、Ｃｔ＝ＯＮ時は、速度閾値ｒｅｆ４及びカウンタ上限閾値ｒｅｆ５が、ともに引き下げられ、速度検出値の検出フィルタ定数が厳しくなる。
【００４３】
以上より、Ｃｔ＝ＯＦＦ時に対し、Ｃｔ＝ＯＮ時は異常検出の検出条件が厳しくなり、さらに、電流もインバータ９の仕様範囲以上に大きく流せるため、これに伴う跳ね上がり電圧も大きくなり、ノイズや素子に与える影響についても、厳しい条件でインバータ９の検査を行うことが可能となる。
【００４４】
このようにして、本実施形態におけるインバータ検査装置では、半導体の初期不良や筺体組付不良等による耐ノイズ性が劣化したインバータのはじき出しを、厳しい条件で行なうことが可能となり、さらに、一部の部品の特性が、部品の仕様範囲外であるにもかかわらず、回路やシステム全体ではインバータの仕様をぎりぎり満たしてしまうインバータのはじき出しが実施可能となる。したがって、品質の高いインバータの検査が可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１  上位制御装置、２  速度指令演算器、３，５，７  減算器、４  電流指令演算部、６  ｕ相電圧誤差演算部、８  ｖ相電圧誤差演算部、９  インバータ、１０  ｕ相電流検出器、１１  ｖ相電流検出器、１２  モータ、１３  位置検出器、１４  微分器、１５，１６  変倍器、１７１，１７３，１８１，１８３，１９１，１９４  係数設定部、１７，２１  過電流異常検出器、１８，２２  制御電圧異常検出器、１９，２３  速度検出値異常検出器、２０  制御電源検出回路、１７２，１７４，１８２，１８４，１９２，１９５  比較器、１７５，１８５  ＯＲ回路、１７６，１８６，１９６  状態表示器、１９３  カウンタ回路。
【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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