(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に遮断器を介して接続され且つ正極直流出力部と負極直流出力部との間に平滑用コンデンサを備えた整流回路と、
一対の半導体スイッチが直列接続されて構成され且つ前記一対の半導体スイッチの接続点が交流出力部となる複数のアーム回路が、並列接続されて構成されたインバータ回路と、
前記インバータ回路により駆動されるモータの絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出装置とを備えたモータ制御装置であって、
前記絶縁劣化検出装置は、
前記正極直流出力部及び負極直流出力部の一方とグランドとの間に常開スイッチ回路を介して配置された電圧分圧回路と、
前記遮断器が開状態になっているときに、前記常開スイッチ回路を閉状態にし且つ前記複数のアーム回路中の複数の前記半導体スイッチのうち、前記正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された複数の前記半導体スイッチを予め定めた順番で一つずつ導通状態にする検出動作制御部と、
前記電圧分圧回路から出力された分圧電圧と基準電圧とを比較し、前記分圧電圧が前記基準電圧を超えたことを判定すると、前記モータの前記絶縁抵抗の劣化及び／またはそのときに導通状態にある前記半導体スイッチが接続された前記モータの励磁相における絶縁劣化の発生の可能性を示すアラーム信号を出力する電圧比較部とを備えていることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
交流電源に遮断器を介して接続され且つ正極直流出力部と負極直流出力部との間に平滑用コンデンサを備えた整流回路と、
一対の半導体スイッチが直列接続されて構成され且つ前記一対の半導体スイッチの接続点が交流出力部となる複数のアーム回路が、並列接続されて構成されたｍ台（ｍは２以上の正の整数）のインバータ回路と、
ｍ台の前記インバータ回路によりそれぞれ駆動されるｍ台のモータの絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出装置とを備えたモータ制御装置であって、
前記絶縁劣化検出装置は、
前記正極直流出力部及び負極直流出力部の一方とグランドとの間に常開スイッチ回路を介して配置された電圧分圧回路と、
前記遮断器が開状態になっているときに、前記常開スイッチ回路を閉状態にし、前記ｍ台のインバータ回路から順番に検出対象とするｎ台（ｎは１以上ｍ未満の正の整数）の前記インバータ回路を選択し、且つ選択した前記ｎ台のインバータ回路に含まれる前記複数のアーム回路中の複数の前記半導体スイッチのうち、前記正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された複数の前記半導体スイッチを予め定めた順番で導通状態にする検出動作制御部と、
前記電圧分圧回路から出力された分圧電圧と基準電圧とを比較し、前記分圧電圧が前記基準電圧を超えたことを判定すると、選択されたｎ台の前記インバータ回路によって駆動されるｎ台の前記モータのいずれかで前記絶縁抵抗の劣化が発生したこと及び／またはそのときに導通状態にある前記半導体スイッチが接続された前記モータの励磁相において絶縁劣化の発生の可能性があることを示すアラーム信号を出力する電圧比較部とを備えていることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
交流電源に遮断器を介して接続され且つ正極直流出力部と負極直流出力部との間に平滑用コンデンサを備えた整流回路と、
一対の半導体スイッチが直列接続されて構成され且つ前記一対の半導体スイッチの接続点が交流出力部となる複数のアーム回路が、並列接続されて構成されたインバータ回路と、
前記インバータ回路により駆動されるモータの絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出装置とを備えたモータ制御装置であって、
前記絶絶縁劣化検出装置は、
前記正極直流出力部及び負極直流出力部の一方とグランドとの間に常開スイッチ回路を介して配置された電圧分圧回路と、
前記遮断器が開状態になっているときに、前記常開スイッチ回路を閉状態にし且つ前記複数のアーム回路中の複数の前記半導体スイッチのうち、前記正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された少なくとも一つの前記半導体スイッチを導通状態にする検出動作制御部と、
前記電圧分圧回路から出力された分圧電圧と基準電圧とを比較し、前記分圧電圧が前記基準電圧を超えたことを判定すると前記絶縁抵抗の劣化を示すアラーム信号を出力する電圧比較部とを備えていることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
交流電源に遮断器を介して接続され且つ正極直流出力部と負極直流出力部との間に平滑用コンデンサを備えた整流回路と、
一対の半導体スイッチが直列接続されて構成され且つ前記一対の半導体スイッチの接続点が交流出力部となる複数のアーム回路が、並列接続されて構成された複数のインバータ回路と、
前記インバータ回路によりそれぞれ駆動される複数のモータの絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出装置とを備えたモータ制御装置であって、
前記絶縁劣化検出装置は、
前記正極直流出力部及び負極直流出力部の一方とグランドとの間に常開スイッチ回路を介して配置された電圧分圧回路と、
前記遮断器が開状態になっているときに、前記常開スイッチ回路を閉状態にし、前記複数のインバータ回路から順番に検出対象とする１台の前記インバータ回路を選択し、且つ選択した前記インバータ回路中の前記複数のアーム回路中の複数の前記半導体スイッチのうち前記正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された少なくとも一つの前記半導体スイッチを導通状態にする検出動作制御部と、
前記電圧分圧回路から出力された分圧電圧と基準電圧とを比較し、前記分圧電圧が前記基準電圧を超えたことを判定すると前記絶縁抵抗の劣化を示すアラーム信号を出力する電圧比較部とを備えていることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
前記電圧分圧回路は、前記負極直流出力部に一端が電気的に接続された第１の抵抗器の他端と、前記グランドに電気的に一端が接続された第２の抵抗器の他端とが電気的に接続されて構成され、
前記第１の抵抗器の両端電圧が前記分圧電圧として前記電圧比較器に入力され、前記第２の抵抗器は前記モータが地絡状態にあるときに過電流が流れるのを防止する保護抵抗である請求項１，２，３または４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記絶縁劣化検出装置は、前記電圧比較部による比較結果を保存する比較結果保存部を更に備えている請求項１，２，３または４に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
交流電源に遮断器を介して接続され且つ正極直流出力部と負極直流出力部との間に平滑用コンデンサを備えた整流回路と、
一対の半導体スイッチが直列接続されて構成され且つ前記一対の半導体スイッチの接続点が交流出力部となる複数のアーム回路が、並列接続されて構成されたインバータ回路とを具備するモータ制御装置により駆動されるモータの電気絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出方法であって、
前記遮断器を開状態にし、
その後、前記正極直流出力部及び負極直流出力部の一方とグランドとの間に電圧分圧回路を電気的に接続し、
前記複数のアーム回路中の複数の前記半導体スイッチのうち前記正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された複数の前記半導体スイッチを予め定めた順番で導通状態にして、前記平滑用コンデンサの電圧を導通状態にある前記一つの半導体スイッチ、前記モータの励磁巻線、前記電気絶縁抵抗及び前記電圧分圧回路からなる直列回路に印加し、
前記電圧分圧回路から出力された分圧電圧とを基準電圧とを比較し、前記分圧電圧が前記基準電圧を超えたか否かに基づいて、前記モータの前記絶縁抵抗の劣化及び／またはそのときに導通状態にある前記半導体スイッチが接続された前記モータの励磁相において絶縁劣化の発生の可能性があることを検出することを特徴とするモータの絶縁劣化検出方法。
【請求項８】
交流電源に遮断器を介して接続され且つ正極直流出力部と負極直流出力部との間に平滑用コンデンサを備えた整流回路と、一対の半導体スイッチが直列接続されて構成され且つ前記一対の半導体スイッチの接続点が交流出力部となる複数のアーム回路とが、並列接続されて構成されたｍ台（ｍは２以上の正の整数）のインバータ回路とを具備するモータ制御装置により駆動されるｍ台のモータの電気絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出方法であって、
前記遮断器を開状態にし、
その後、前記正極直流出力部及び負極直流出力部の一方とグランドとの間に電圧分圧回路を電気的に接続し、
前記ｍ台のインバータ回路から順番に検出対象とするｎ台（ｎは１以上ｍ未満の正の整数）前記インバータ回路を選択して、選択した前記ｎ台のインバータ回路の前記複数のアーム回路中の複数の前記半導体スイッチのうち前記正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された複数の前記半導体スイッチを予め定めた順番で導通状態にして、前記平滑用コンデンサの電圧を導通状態にある前記半導体スイッチ、前記モータの励磁巻線、前記電気絶縁抵抗及び前記電圧分圧回路からなる直列回路に印加し、
前記電圧分圧回路から出力された分圧電圧が基準電圧を超えるか否かに基づいて、選択されたｎ台の前記インバータ回路によって駆動されるｎ台の前記モータの前記絶縁抵抗の劣化及び／またはそのときに導通状態にある前記半導体スイッチが接続された前記モータの励磁相において絶縁劣化の発生の可能性があることを検出することを特徴とするモータの絶縁劣化検出方法。
【請求項９】
交流電源に遮断器を介して接続され且つ正極直流出力部と負極直流出力部との間に平滑用コンデンサを備えた整流回路と、一対の半導体スイッチが直列接続されて構成され且つ前記一対の半導体スイッチの接続点が交流出力部となる複数のアーム回路とが、並列接続されて構成された複数のインバータ回路とを具備するモータ制御装置により駆動される複数のモータの電気絶縁抵抗の劣化を検出する絶縁劣化検出方法であって、
前記遮断器を開状態にし、
その後、前記正極直流出力部及び負極直流出力部の一方とグランドとの間に電圧分圧回路を電気的に接続し、
前記複数のインバータ回路から順番に一つの前記インバータ回路を選択して、選択した前記インバータ回路の前記複数のアーム回路中の複数の前記半導体スイッチのうち前記正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された少なくとも一つの前記半導体スイッチを導通状態にして、前記平滑用コンデンサの電圧を導通状態にある前記半導体スイッチ、前記モータの励磁巻線、前記電気絶縁抵抗及び前記電圧分圧回路からなる直列回路に印加し、
前記電圧分圧回路から出力された分圧電圧が基準電圧を超えるか否かに基づいて、前記選択されたインバータ回路に接続された前記モータの前記電気絶縁抵抗の劣化を検出することを特徴とするモータの絶縁劣化検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの絶縁劣化（絶縁抵抗の異常な低下）を検出する絶縁劣化検出装置を備えたモータ制御装置及びモータの絶縁劣化を検出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作機械等で用いられるサーボモータ等の各種のモータは、ＰＷＭ制御されるインバータ回路を備えたモータ制御装置により駆動される。工作機械の中でも、切削液を用いて加工を行う工作機械では、切削液がモータに付着することがある。そして切削液の性質によっては、モータ内部に切削液が入り込み、モータの電気的な絶縁を劣化させるという問題がある。モータの電気的な絶縁劣化は徐々に進行し、最終的には地絡に至る。モータが地絡すると、漏電ブレーカをトリップさせたり、モータ制御装置を破損させたりして、モータを利用するシステムをダウンするに至る。システムのダウンは、工場の製造ラインに多大な影響を及ぼす。そのため、予防保全の観点から、モータの絶縁劣化を検出できる装置が必要とされている。
【０００３】
このような、モータの絶縁の劣化を検出する従来の方法としては、
（１）電気絶縁抵抗計を用いる方法
（２）漏洩電流検出器を用いる方法
（３）ＰＷＭ制御されるインバータ回路の一対の直流入力部すなわちプラス極及びマイナス極の両方又はいずれか一方の極と対地（グランド）間に、コンデンサと抵抗の直列回路を挿入し、この直列回路の抵抗の両端の電位差を検出する回路を設けてモータの駆動を停止することなく、モータの絶縁劣化を検出する方法（特許文献１）
（４）ＰＷＭ制御されるインバータ回路の直流入力部をアースし（グランドに接続し）、インバータ回路に含まれる半導体素子を利用してインバータ装置に印加される直流電圧をモータに印加し、その時のインバータ装置の直流電圧及び直流電流を測定してモータの電気絶縁抵抗を求める方法（特許文献２）
などがある。
【０００４】
（５）また特開２００５−１６９５８号公報及び特開２００５−１１０４００号公報（特許文献３及び４）には、インバータ回路を構成する複数の半導体スイッチ素子がすべて非導通状態にあるときに、平滑コンデンサの充電電圧を利用して、絶縁劣化を判定する絶縁劣化判定技術が開示されている。この公知技術では、インバータ回路を構成する半導体スイッチとは別に設けたスイッチを介して平滑コンデンサの充電電圧をモータに印加している。
【特許文献１】特開２００５−２０１６６９号公報
【特許文献２】特開平６−９４７６２号公報
【特許文献３】特開２００５−１６９５８号公報
【特許文献４】２００５−１１０４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記（１）の絶縁抵抗計を用いる方法は、モータとモータ制御装置の間の配線をはずして、モータの巻線と対地（グランド）間に絶縁抵抗計を接続して電気絶縁抵抗を計測し、電気絶縁抵抗の値により絶縁の劣化を検出するものである。しかし、この方法では、モータの配線をはずさなければならず、多くの作業工数を必要とするという問題があった。
【０００６】
上記（２）の漏洩電流検出器を用いる方法は、モータ制御装置の電源入力側に漏洩電流検出器を設け、その検出値でモータの絶縁劣化を検出するものである。しかし、ＰＷＭ制御されるインバータ回路を備えたモータ制御装置では、インバータ回路中の半導体素子のスイッチングに伴う漏れ電流が電源を通して流れる。そのため、モータの絶縁劣化を正しく検出できないという問題があった。
【０００７】
上記（３）の方法では、電源を通して流れる漏れ電流や、モータや配線ケーブルの浮遊容量を通して流れる漏れ電流により、検出回路に流れる電流が影響を受け、絶縁劣化の検出に誤差を生ずるという問題があった。
【０００８】
上記（４）の方法では、インバータ回路の直流側をアースし（グランドに接続し）、インバータ回路中の半導体素子を利用してインバータ装置の直流電圧をモータに印加する。そしてそのときのインバータ回路の直流入力電圧及び直流入力電流を測定してモータの電気絶縁抵抗を求めるものである。しかし、この方法では、モータの電気絶縁が劣化して地絡が発生していた場合、インバータ回路の直流電圧をインバータ回路中の半導体素子の導通によりショートさせることになる。その結果、半導体素子が破損してしまうという問題があった。また、直流電流を測定する検出器には、絶縁劣化検出時には微小電流が流れ、通常のモータ制御時には大きな電流が流れる。このため、大電流を流すことができて、しかも微小電流を精度よく検出できる電流検出器が必要になる。しかしながら一般的な電流検出器では、このような精度を得ることができず、検出精度を高めることに問題があった。
【０００９】
上記（５）の特許文献３及び４に記載の絶縁劣化判定技術では、インバータ回路を構成する半導体スイッチとは別に設けたスイッチを介して平滑コンデンサの充電電圧をモータに印加しているため、部品点数が多くなる問題がある。またこの従来技術では、モータの絶縁劣化の原因までは知ることができなかった。
【００１０】
本発明の目的は、インバータ回路のスイッチングによる漏れ電流の影響を受けることがなく、モータが地絡していても、インバータ回路中の半導体スイッチの破損がなく、しかも精度のよい絶縁劣化検出装置を備えたモータ制御装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、インバータ回路のスイッチングによる漏れ電流の影響を受けることがなく、モータが地絡していても、インバータ回路中の半導体スイッチを破損させずに、精度よくモータの絶縁劣化を検出することができるモータの絶縁劣化検出方法を提供することにある。
【００１２】
上記目的に加えて本発明の他の目的は、モータの絶縁劣化の原因を知ることができる絶縁劣化検出装置を備えたモータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のモータ制御装置は、整流回路と、インバータ回路と、絶縁劣化検出装置とを備えている。整流回路は、交流電源に遮断器を介して接続され且つ正極直流出力部と負極直流出力部との間に平滑用コンデンサを備えている。またインバータ回路は、一対の半導体スイッチが直列接続されて構成され且つ一対の半導体スイッチの接続点が交流出力部となる複数のアーム回路が、並列接続されて構成されている。そして絶縁劣化検出装置は、インバータ回路により駆動されるモータの絶縁抵抗の劣化を検出するものである。
【００１４】
本発明では、電圧分圧回路と、検出動作制御部と、電圧比較部とを備えた絶縁劣化検出装置を用いる。最も基本的な構成を有する絶縁劣化検出装置では、電圧分割回路が、正極直流出力部及び負極直流出力部の一方とグランドとの間に常開スイッチ回路を介して配置されている。そして検出動作制御部は、遮断器が開状態になっているときに、常開スイッチ回路を閉状態にし且つ複数のアーム回路中の複数の半導体スイッチのうち、正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された少なくとも一つの半導体スイッチを導通状態にする。また電圧比較部は、電圧分圧回路から出力された分圧電圧と基準電圧とを比較し、分圧電圧が基準電圧を超えたことを判定すると絶縁抵抗の劣化を示すアラーム信号を出力する。
【００１５】
本発明では、電源と整流回路との間にある遮断器が開状態すなわち遮断状態にあるときに絶縁劣化検出装置が動作をする。したがって絶縁劣化の検出動作時に、電源側に漏れ電流が流れて検出精度が低下するのを防止できる。また電源で発生するノイズの影響を検出動作が影響を受けることがない。また本発明では、常開スイッチ回路により電圧分圧回路はインバータ回路の通常動作時はインバータ回路から切り離されているので、電圧分圧回路がインバータ回路の動作に影響を与えることがない。さらに絶縁劣化検出時において、電圧分圧回路はモータ及び平滑用コンデンサに対して抵抗負荷となるため、モータ側で地絡が発生していたとしても、平滑用コンデンサから短時間のうちに過電流が導通した半導体スイッチを通して流れることがない。そのためモータで地絡が発生した場合でも、インバータ回路中の半導体スイッチが破損するのを防ぐことができる。また平滑用コンデンサを検出時の動作電源として、直流電流を半導体スイッチを含む回路中に流して検出するため、モータや配線ケーブルの浮遊容量の影響を受けることがなく、高精度に絶縁劣化を検出できる。特に本発明においては、絶縁劣化の検出時に、インバータ回路中の半導体スイッチの一部を導通状態にして検出動作にも使用するため、検出のために必要とするスイッチ等の部品点数を減らずことができる。またモータの励磁巻線に電流を流す回路を通して平滑用コンデンサの電荷を放電するため、励磁巻線の絶縁劣化の状態を反映して、モータの絶縁劣化を検出することができる。
【００１６】
なお絶縁劣化検出装置を動作させる際に必要な制御電源は、遮断器が接続される電源とは別に用意してもよいし、遮断器を介さずに前記電源に接続された電源回路を利用してもよい。
【００１７】
上記基本的な構成だけでは、絶縁劣化を検出することはできるが、絶縁劣化の原因を直接知ることはできない。絶縁劣化の原因を一緒に知ることができるようにするためには、検出動作制御部を、複数のアーム回路中の複数の半導体スイッチのうち、正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された複数の半導体スイッチを予め定めた順番で一つずつ導通状態にするように構成する。このようにすると、分圧電圧が基準電圧を超えたことを電圧比較部が判定してアラーム信号が出力されると、アラーム信号は、モータの絶縁抵抗の劣化だけを示すだけでなく、そのときに導通状態にある半導体スイッチが接続されたモータの励磁相における絶縁劣化の発生の可能性も示すことができる。複数の半導体スイッチを順番に導通状態にすると、モータの絶縁抵抗が低下している場合はいずれの半導体スイッチを導通状態にしてもアラーム信号が出力されるのは勿論である。しかし、モータの絶縁抵抗が低下していないときに、絶縁劣化が進んでいない励磁相に電圧を印加したときには、当然にしてアラーム信号は出ない。したがって特定の半導体スイッチが導通状態にあるときにだけ、アラーム信号が出力され、他の半導体スイッチが導通状態にあるときにはアラーム信号が出力されないときには、その導通状態にあった半導体スイッチを特定することにより、絶縁劣化が進んだ励磁相を特定して、モータの絶縁劣化の原因の一つを知ることが可能になる。なお半導体スイッチを導通させる順番は、任意に定めればよい。１回の測定で、１つの半導体スイッチを導通状態にし、次の測定で別の半導体スイッチを導通状態にするようにしてもよい。また１回の測定で、導通させることが必要なすべての半導体スイッチを順番に導通させるようにしてもよい。
【００１８】
電圧分圧回路は、負極直流出力部に一端が電気的に接続された第１の抵抗器の他端と、アース部に電気的に一端が接続された第２の抵抗器の他端とが電気的に接続されて構成されたものを用いることができる。この場合には、第１の抵抗器の両端電圧が分圧電圧として電圧比較部に入力され、第２の抵抗器はモータが地絡状態にあるときに過電流が流れるのを防止する保護抵抗とするのが好ましい。このようにするとモータが地絡状態にあるときに過電流が発生することを確実に防止できる。
【００１９】
また第１の抵抗器の他端と第２の抵抗器の他端との間に常開スイッチ回路を配置するのが好ましい。また常開スイッチ回路を第２の抵抗器とグランドとの間に設けるようにしてもよい。
【００２０】
基本的な、本発明のモータの絶縁劣化検出方法では、まず遮断器を開状態にする。その後、正極直流出力部及び負極直流出力部の一方とグランドとの間に電圧分圧回路を電気的に接続する。そして複数のアーム回路中の複数の半導体スイッチのうち正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された少なくとも一つの半導体スイッチを導通状態にして、平滑用コンデンサの電圧を導通状態にある一つの半導体スイッチ、モータの励磁巻線、モータの電気絶縁抵抗及び電圧分圧回路からなる直列回路に印加する。そして電圧分圧回路から出力された分圧電圧が基準電圧を超えるか否かに基づいて絶縁抵抗の劣化を検出する。絶縁劣化の原因を一緒に知る場合には、複数の半導体スイッチを予め定めた順番で導通状態にして、複数の半導体スイッチを導通状態にしたときの分圧電圧が全て基準電圧を超えたかまたは特定の半導体スイッチを導通状態にしたときに分圧電圧が基準電圧を超えたか否かに基づいて、モータの絶縁抵抗の劣化と、そのときに導通状態にある半導体スイッチが接続されたモータの励磁相において絶縁劣化が発生している可能性があることを検出する。
【００２１】
複数のインバータ回路で複数のモータを駆動する場合には、複数のインバータ回路から順番に一つのインバータ回路を選択して、選択したインバータ回路の複数のアーム回路中の複数の半導体スイッチのうち正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された少なくとも一つの半導体スイッチを導通状態にして、平滑用コンデンサの電圧を導通状態にある一つの半導体スイッチ、モータの励磁巻線、モータの電気絶縁抵抗及び電圧分圧回路からなる直列回路に印加すればよい。
【００２２】
また複数のインバータ回路で複数のモータを駆動する場合にも、絶縁劣化の原因を知ることができる。その場合には、ｍ台のモータをｍ台のインバータ回路でそれぞれ駆動する場合には、次のようにモータ制御装置を構成する。まず遮断器が開状態になっているときに、常開スイッチ回路を閉状態にし、ｍ台のインバータ回路から順番に検出対象とするｎ台（ｎは１以上ｍ未満の正の整数）のインバータ回路を選択し、且つ選択したｎ台のインバータ回路に含まれる複数のアーム回路中の複数の半導体スイッチのうち、正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された複数の半導体スイッチを予め定めた順番で導通状態にするように検出動作制御部を構成する。そして電圧比較部は、電圧分圧回路から出力された分圧電圧と基準電圧とを比較し、分圧電圧が基準電圧を超えたことを電圧比較部が判定すると、アラーム信号を出力する。アラーム信号の発生状況を知ることにより、選択されたｎ台のインバータ回路によって駆動されるｎ台のモータのいずれかで絶縁抵抗の劣化が発生したこと及び／またはそのときに導通状態にある半導体スイッチが接続されたモータの励磁相において絶縁劣化の発生の可能性があること（絶縁劣化の原因があること）を知ることができる。
【００２３】
例えば４台のモータを４台のインバータ回路でそれぞれ駆動する場合には、４台のインバータ回路から２台のインバータ回路を第１及び第２のグループとして選択する。そして選択した２台のインバータ回路（第１のグループ）に含まれる正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された複数の半導体スイッチを予め定めた順番で導通状態にする。このとき選択した２台のインバータ回路で、同時に半導体スイッチ素子の導通を制御すると、各インバータ回路中の半導体スイッチの導通制御が容易になる。但し、２台のインバータ回路中の半導体スイッチをそれぞれ時間をずらして導通制御してもよいのは勿論である。次に残りの２台のインバータ回路（第２のグループ）を選択する。そして残りの２台のインバータ回路に含まれる正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された複数の半導体スイッチを予め定めた順番で導通状態にする。このようにすると選択したｎ台のインバータ回路を１つのグループとして、順次モータの絶縁劣化を検出することができる。１回に選択するインバータ回路の台数を同じ台数にすれば、その後の半導体スイッチの導通制御を同じ制御回路を用いて行うことができる。
【００２４】
またインバータ回路が５台のように、同じ台数のグループに分けることができない場合には、ｎの値を固定のものとせずに、変動するものとすればよい。すなわち最初に、ｎ＝３として３台のインバータ回路からなる第１のグループについて検出動作を行い、次にｎ＝２として２台のインバータ回路からなる第２のグループについて検出動作を行うようにしてもよい。
【００２５】
なおモータが故障する場合を考慮すると、ｎ＝１として、１台ずつインバータ回路を選択し、選択したインバータ回路中の複数の半導体スイッチを順番に導通状態にするのが好ましい。このようにすると故障しているモータの存在を明確に認識することができ、また絶縁劣化が発生しているモータを直ちに特定することができる。
【００２６】
上記のように、１台のインバータ回路に含まれる複数の半導体スイッチを順番に導通状態にして、各励磁相の劣化状態を判定する場合には、絶縁劣化検出装置に、電圧比較部による比較結果を保存する比較結果保存部を更に設けるのが好ましい。比較結果保存部を設けると、モータの絶縁劣化の発生と、特定の励磁巻線における絶縁劣化の発生の可能性とを知ることができるだえけでなく、過去の測定履歴から絶縁劣化の進行状況を知ることが可能になる。なおこの場合には、基準電圧として値の異なる複数種類の基準電圧を用意し、複数種類の基準電圧に達したか否かの結果を、比較結果保存部に保存するようにすればよい。電圧比較部において、複数種類の基準電圧を用意すれば、モータが完全な絶縁劣化の状態に至る前に、事前に絶縁劣化発生の可能性を警告することが可能になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、電源と整流回路との間にある遮断器が開状態すなわち遮断状態にあるときに絶縁劣化検出装置が動作をするので、絶縁劣化の検出動作時に、電源側に漏れ電流が流れて検出精度が低下するのを防止できる。また電源で発生するノイズの影響を検出動作が受けることがない。
【００２８】
また本発明では、常開スイッチ回路により、インバータ回路の通常動作時はインバータ回路から電圧分圧回路が切り離されているので、インバータ回路の動作に影響を与えることがない。
【００２９】
さらに絶縁劣化検出時において、電圧分圧回路はモータ及び平滑用コンデンサに対して抵抗負荷となるため、モータ側で地絡が発生していたとしても、平滑用コンデンサから短時間のうちに導通した半導体スイッチを通して過電流が流れることはない。そのためモータで地絡が発生した場合でも、インバータ回路中の半導体スイッチが破損するのを防ぐことができる。
【００３０】
また平滑用コンデンサを検出時の動作電源として、直流電流を半導体スイッチを含む回路中に流して絶縁劣化を検出するため、モータや配線ケーブルの浮遊容量の影響を受けることがなく、高精度に絶縁劣化を検出できる。
【００３１】
さらに１台の絶縁抵抗検出装置を用いて、複数のインバータ回路によって駆動される複数のモータの絶縁抵抗の状態を検出すると、低いコストで複数台のモータの絶縁劣化を検出することができる。
【００３２】
特に本発明においては、絶縁劣化の検出時に、インバータ回路中の半導体スイッチの一部を導通状態にして検出動作にも使用するため、検出のために必要とするスイッチ等の部品点数を減らすことができる。さらに複数の半導体スイッチを予め定めた順番で導通状態にしてアラーム信号の発生の有無を確認すれば、モータの絶縁抵抗の劣化だけでなく、導通状態にある半導体スイッチが接続されたモータの励磁相において絶縁劣化の発生の可能性があることを知ることができて、絶縁劣化の発生原因を知ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下図面を参照して、本発明のモータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法を実施する実施の形態を詳細に説明する。図１は１つのインバータ回路５により１台の三相交流電動機（モータ）Ｍを駆動するモータ制御装置１の構成の一例を示す図である。モータ制御装置１は、遮断器としての電磁接触器２を通して三相交流電源ＡＣに接続されている。このモータ制御装置１では、三相交流電源ＡＣから出力された三相交流を６個のダイオードＤ１〜Ｄ６がブリッジ接続されて構成された全波整流回路３により全波整流して直流電圧を得ている。そしてこの直流電圧を電解コンデンサからなる平滑用コンデンサＣにより平滑化する。本実施の形態では、全波整流回路３と平滑用コンデンサＣとにより整流回路が構成されている。そして平滑用コンデンサＣの両端が、正極直流出力部４Ａと負極直流出力部４Ｂとを構成している。
【００３４】
またインバータ回路５は、３つのアーム回路５１〜５３が、並列接続されて構成されたブリッジ回路により構成されている。３つのアーム回路５１〜５３は、それぞれトランジスタからなる一対の半導体スイッチ（ＴＲ１及びＴＲ４，ＴＲ２及びＴＲ５及びＴＲ３及びＴＲ６）が直列接続されて構成されている。そして一対の半導体スイッチ（ＴＲ１及びＴＲ４，ＴＲ２及びＴＲ５及びＴＲ３及びＴＲ６）の接続点ＣＰ１〜ＣＰ３が、交流出力部となっている。接続点ＣＰ１〜ＣＰ３には、モータＭのスター結線された三相励磁巻線Ｗ１〜Ｗ２が接続されている。図１には、スター結線された三相励磁巻線Ｗ１〜Ｗ２の中性点と対地（グランド）との間にモータの電気的な絶縁劣化により徐々に小さくなる電気絶縁抵抗ＲＭを図示してある。インバータ回路５で使用する６個のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６には、ダイオードＤがそれぞれ逆並列接続されている。本実施例では、このインバータ回路５は、図示しないインバータ制御回路から出力されるＰＷＭ制御信号に基づいてＰＷＭ制御されて、直流電力を交流電力に変換して出力する。そしてインバータ制御回路は、モータの出力軸に固定さた図示しないエンコーダなどの位置検出器からの出力に基づいてモータの回転子の位置が検出され、その検出情報を基にモータの回転子の位置や速度制御を行う。モータ制御装置１には、インバータ回路５により駆動されるモータＭの電気的な絶縁劣化（絶縁抵抗ＲＭの大幅な低下）を検出する絶縁劣化検出装置６が内蔵されている。
【００３５】
絶縁劣化検出装置６は、電圧分圧回路７と、検出動作制御部８と、電圧比較部９とを備えている。電圧分割回路７は、負極直流出力部４Ｂの一方とグランドとの間にリレー接点からなる常開スイッチ回路ＳＷを介して配置されている。具体的には、電圧分圧回路７は、負極直流出力部４Ｂに一端が電気的に接続された絶縁劣化検出用抵抗としての第１の抵抗器Ｒ１の他端と、グランドに電気的に一端が接続された第２の抵抗器Ｒ２の他端との間に、常時は開状態にあるが指令が入力されると閉状態となる常開スイッチ回路ＳＷが配置された構成を有している。第１の抵抗器Ｒ１の両端電圧が分圧電圧として、電圧比較部９内の電圧比較器ＯＰに入力される。第２の抵抗器Ｒ２は、モータＭが地絡状態にあるときに過電流が流れるのを防止する抵抗値を有する保護抵抗を構成している。このように電圧分圧回路７を構成すると、モータＭが地絡状態にあるときに過電流が発生することを確実に防止できる。
【００３６】
検出動作制御部８は、電磁接触器からなる遮断器２が開状態になっているときに、常開スイッチ回路ＳＷを閉状態にし且つ３つのアーム回路５１〜５３中のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６のうち、正極直流出力部４Ａに電気的に接続されたトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３の少なくとも一つのトランジスタを導通状態にする。
【００３７】
なお本実施の形態では、検出動作をする際に、検出動作制御部８から遮断器２に対して遮断指令を出力して、必ず遮断器２を開状態にしている。遮断器２をモータ制御装置１によるモータＭの制御を中止する場合の電源スイッチとして利用する場合には、停止スイッチからの指令で遮断器２を遮断状態にするようにしてもよいのは勿論である。
【００３８】
電圧比較部９は、電圧分圧回路７から出力された分圧電圧Ｖと基準電圧Vrefとを比較器ＯＰで比較する。分圧電圧Ｖが基準電圧Vrefを超えたことを電圧比較器ＯＰが判定すると、電圧比較部９は電圧比較器ＯＰの出力から絶縁抵抗ＲＭが劣化状態まで小さくなったことを示すアラーム信号を出力する。モータ制御装置１を使用するユーザは、このアラーム信号からの情報を基に、モータＭを交換して、モータが地絡してシステムダウンするのを防止することになる。
【００３９】
なお各励磁巻線Ｗ１〜Ｗ３の絶縁劣化の状態を含めて、モータＭの劣化状態を検出するために、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ３を予め定めた順番で一つずつ導通状態にするように検出動作制御部８を構成してもよい。この場合にも、電圧比較部９は電圧分圧回路７から出力された分圧電圧Ｖと基準電圧Vrefとを比較する。そして分圧電圧Ｖが基準電圧Vrefを超えたことを電圧比較部９が判定すると、アラーム信号を出力する。アラーム信号が発生したときには、モータＭの絶縁抵抗が劣化しているときか、またはそのときに導通状態にある半導体スイッチ（ＴＲ１〜ＴＲ３のいずれか一つ）が接続されたモータMの励磁相において絶縁劣化が発生している可能性がある。具体的には、例えば、複数の表示ランプを備えた表示装置を設ける。そして、アラーム信号に基づいて、モータの絶縁劣化の発生の可能性をランプの点灯で表示するとともに、導通状態にあるトランジスタを特定するランプを点灯させて、このトランジスタに対応する励磁巻線で絶縁劣化が発生している可能性があることを表示することができる。導通状態にあるトランジスタの特定は、検出動作制御部８から出力される導通信号が、どのトランジスタに対して与えられているかを確認することにより簡単に特定することができる。また１回の測定においては、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ３を順番に導通状態にしたときのアラーム信号の発生の有無に基づいて、モータの絶縁劣化の原因が、絶縁抵抗の異常低下にあるのか、それとも特定の励磁巻線の絶縁劣化にあるのかを判定することができる。すなわちトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３を導通状態にしたときに、毎回アラーム信号が出る場合には、絶縁抵抗の異常低下が考えられる。しかしあるトランジスタが導通状態にあるときにだけアラーム信号が出力される場合は、そのトランジスタに対応する励磁巻線において絶縁劣化が発生している可能性が高いことが判る。検出動作制御部８及び電圧比較部９をマイクロコンピュータを用いて実現する場合には、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ３の導通時期と、導通時期におけるアラーム信号の発生の有無のデータとに基づいて、モータの絶縁劣化の発生の可能性があるのか、励磁巻線の絶縁劣化の発生の可能性があるのかをマイクロコンピュータで判断するようにすればよい。なお判断結果の表示の方法は、任意である。
【００４０】
本実施の形態では、更に電圧比較部９に対して電圧比較部９による比較結果を保存する比較結果保存部（MO）１０を更に備えている。比較結果保存部１０には、過去の比較結果の履歴が保存される。前述のように、モータＭの劣化状態を検出するために、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ３を予め定めた順番で一つずつ導通状態にする場合にも、各トランジスタが導通状態になったときの比較結果を順次、比較結果保存部１０に保存する。このようにすれば、比較結果保存部１０に保存されているデータを見ることにより、前述のモータの絶縁劣化が発生しているのか、または励磁巻線の絶縁劣化が発生しているのかの判断を正確に行える。また比較結果保存部１０に保存されているデータを見ることにより、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ３に対応する各励磁巻線Ｗ１〜Ｗ３の絶縁状態を監視することも可能になる。絶縁劣化の進行の監視のためには、基準電圧Vrefとして複数種類または複数段階の基準電圧を用意するのが好ましい。複数種類または複数段階の基準電圧と分圧電圧Vとを比較すると、最終的に絶縁劣化と判断される前に、絶縁劣化が進行する兆候を知ることができる。
【００４１】
ここでモータの絶縁抵抗ＲＭの抵抗値をＲＭとし、第１の抵抗器Ｒ１の抵抗値をＲ１とし、平滑用コンデンサＣの両端電圧をＶＤＣとすると、第１の抵抗器Ｒ１の両端の電圧すなわち分圧電圧Ｖは、Ｖ＝ＶＤＣ／（ＲＭ＋Ｒ１＋Ｒ２）×Ｒ１として検出される。絶縁抵抗ＲＭが高い場合は分圧電圧Ｖは低く、絶縁抵抗ＲＭが低い場合は分圧電圧Ｖは高くなる。したがって基準電圧Ｖrefとして、絶縁抵抗ＲＭがある程度劣化した場合の分圧電圧に相当する電圧を設定することにより、絶縁抵抗ＲＭの劣化を検出することが可能になる。基準電圧Ｖrefの設定は、モータの種類や使用環境に応じて任意に定められる。図１の例では、基準電圧Ｖrefは平滑用コンデンサＣの両端電圧を利用して作られている。
【００４２】
図１の実施の形態で、モータの絶縁劣化を検出する場合は、通常のモータ制御を停止させ、遮断器２を遮断状態すなわち開状態にする。そして、常開スイッチ回路ＳＷを閉状態（ＯＮ状態）にし、インバータ回路５の直流入力の負極すなわち整流回路３の負極直流出力部４Ｂを第１及び第２の抵抗器Ｒ１及びＲ２を通して接地する。そしてインバータ回路５の３つのアーム５１〜５３中のうち、アームの正極側に位置するトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３のいずれから１つ以上を導通状態にする。そうすると平滑用コンデンサＣの電圧がトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３のうち導通しているトランジスタ→モータＭの巻線→絶縁抵抗ＲＭ→第２の抵抗器Ｒ２→第１の抵抗値Ｒ１といった経路の直列回路に印加される。このときの第１の抵抗器Ｒ１の両端の分圧電圧Ｖを電圧比較器ＯＰで基準電圧Ｖrefと比較し、分圧電圧Ｖが基準電圧Ｖrefより大きくなっている（超えている）ときに、絶縁劣化（絶縁抵抗の異常低下、または特定の励磁巻線の絶縁劣化）が発生していることが判る。
【００４３】
なお、絶縁劣化検出装置６の電圧比較器ＯＰの代わりに、ＡＤコンバータを用いてデジタル化した分圧電圧Ｖをマイクロプロセッサに入力し、マイクロプロセッサ内部でソフトウェア処理により絶縁劣化を検出するようにしてもよい。この場合は、絶縁劣化が進行中であることも簡単に検出できるようになる。また、整流回路３は、ＰＷＭコンバータなどのように電源ＡＣに電力を回生できる回路でもよい。その場合は、絶縁劣化を検出する際に、ＰＷＭコンバータを停止させて、絶縁劣化の検出を行う。
【００４４】
なお絶縁劣化検出装置６を動作させる際に必要な制御電源は、遮断器２が接続される三相交流電源ＡＣとは別に用意されている。また制御電源を遮断器２を介さずに三相交流電源ＡＣに接続して構成するようにしてもよい。
【００４５】
整流回路に対して複数のインバータ回路が接続されている場合にも、本発明を適用することができる。その場合には、絶縁劣化検出装置の検出動作制御部を、遮断器が開状態になっているときに、常開スイッチ回路を閉状態にし、複数のインバータ回路から順番に検出対象とする１台のインバータ回路を選択し、且つ選択したインバータ回路中の複数のアーム回路中の複数の半導体スイッチのうち正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された少なくとも一つの半導体スイッチを導通状態にするように構成すればよい。このようにすると１台の絶縁抵抗検出装置を用いて、複数のインバータ回路によって駆動される複数のモータの絶縁抵抗の状態を順番に検出することができる。その結果、コストを下げて、複数台のモータの絶縁劣化を検出することができる。
【００４６】
図２は、本発明のモータ制御装置の第２の実施の形態の回路構成を示している。図２に示した回路構成には、図１に示した回路構成を構成する部材と同様の部材に、図１に示した部材に付した符号の数に１００の数または２００の数を加えた数の符号を付して、詳細な説明を省略する。図２の実施の形態では、整流回路１０３に対して２台のインバータ回路１０５及び２０５が接続されている。そして２台のインバータ回路１０５及び２０５には２台のモータＭ１及びＭ２がそれぞれ接続されている。本実施の形態では、２台のモータをそれぞれ１つの絶縁劣化検出装置１０６を利用してその絶縁劣化を検出することができる。そこでこの実施の形態では、絶縁劣化検出装置１０６の検出動作制御部１０８を、遮断器１０２が開状態になっているときに、常開スイッチ回路ＳＷを閉状態にし、２台のインバータ回路１０５及び２０５から順番に検出対象とする１台のインバータ回路を選択し、且つ選択したインバータ回路中のアーム回路（１５１〜１５３，２５１〜２５３）中の６個のトランジスタ（ＴＲ１〜ＴＲ６）のうち正極直流出力部１０４に電気的に接続された少なくとも一つのトランジスタを導通状態にするように構成してある。
【００４７】
具体的には、最初にインバータ回路１０５のアーム１５１〜１５３に含まれるトランジスタのうち正極側のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３のいずれか１つ以上を導通状態にする。そして電圧分圧回路１０７中の第１の抵抗器Ｒ１の両端の分圧電圧Ｖを、電圧比較部１０９の電圧比較器ＯＰで基準電圧Ｖrefと比較し、分圧電圧Ｖが基準電圧Ｖrefより大きくなっている（超えている）ときに、モータＭ１の絶縁劣化が発生していると検出する。次に検出動作制御部１０８は、インバータ回路１０５中の特定のトランジスタへの導通信号を出力を停止して、インバータ回路２０５の特定のトランジスタへの導通信号の供給を行う。この場合にも、インバータ回路２０５のアーム２５１〜２５３に含まれるトランジスタのうち正極側のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３のいずれか１つ以上を導通状態にする。そして電圧分圧回路１０７中の第１の抵抗器Ｒ１の両端の分圧電圧Ｖを、電圧比較部１０９の電圧比較器ＯＰで基準電圧Ｖrefと比較し、分圧電圧Ｖが基準電圧Ｖrefより大きくなっているときに、モータＭ２の絶縁劣化が発生していると検出する。
【００４８】
このように１台のモータの絶縁劣化の検出が終わった後には、残りの１台のモータに対応するインバータ回路においても同様の動作を実行し、複数台のモータについて順番に絶縁劣化の検出を行えば、コストを下げて、複数台のモータの絶縁劣化を検出することが可能になる。
【００４９】
なお図２の実施の形態においても、各モータＭ１及びＭ２の励磁巻線Ｗ１〜Ｗ３の絶縁劣化の状態を含めて、モータＭ１及びＭ２の絶縁劣化を検出することができるようにするために、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ３を予め定めた順番で一つずつ導通状態にするように検出動作制御部１０８を構成することができる。この場合、分圧電圧Ｖが基準電圧Vrefを超えたことを電圧比較部１０９が判定すると、モータＭ１またはＭ２の絶縁抵抗の劣化及び／またはそのときに導通状態にある半導体スイッチ（ＴＲ１〜ＴＲ３のいずれか一つ）が接続されたモータの励磁巻線において絶縁劣化の発生の可能性があることを示すアラーム信号を出力する。
【００５０】
図３は、本発明のモータ制御装置の第３の実施の形態の回路構成を示している。図３に示した回路構成には、図１に示した回路を構成する部材と同様の部材に、図１に示した部材に付した符号の数に１００の数〜４００の数を加えた数の符号を付して、詳細な説明を省略する。図３の実施の形態では、整流回路２０３に対して４台のインバータ回路１０５，２０５，３０５及び４０５が接続されている。そして４台のインバータ回路１０５〜４０５には４台のモータＭ１〜Ｍ４がそれぞれ接続されている。本実施の形態では、４台のモータを、図２の実施の形態と同様に、それぞれ１つの絶縁劣化検出装置２０６を利用してその絶縁劣化の発生の有無を検出する。モータの絶縁劣化を１台ずつ検出する場合には、絶縁劣化検出装置２０６の検出動作制御部２０８を、遮断器２０２が開状態になっているときに、常開スイッチ回路ＳＷを閉状態にし、４台のインバータ回路１０５〜４０５から順番に検出対象とする１台のインバータ回路を選択し、且つ選択したインバータ回路中のアーム回路（１５１〜１５３，２５１〜２５３，３５１〜３５３，４５１〜４５３）中の６個のトランジスタ（ＴＲ１〜ＴＲ６）のうち正極直流出力部２０４に電気的に接続された少なくとも一つのトランジスタ（ＴＲ１〜ＴＲ３）を導通状態にするように構成する。なお第１及び第２の実施の形態で説明したのと同様に、励磁巻線Ｗ１〜Ｗ３の絶縁劣化の状態を含めて、モータＭ１〜Ｍ４の絶縁劣化を検出するために、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ３を予め定めた順番で一つずつ導通状態にするように、検出動作制御部２０８を構成することができるのは勿論である。
【００５１】
具体的には、最初にインバータ回路１０５のアーム１５１〜１５３に含まれるトランジスタのうち正極側のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３のいずれか１つ以上を導通状態にする。そして電圧分圧回路２０７中の第１の抵抗器Ｒ１の両端の分圧電圧Ｖを、電圧比較部２０９の電圧比較器ＯＰで基準電圧Ｖrefと比較する。分圧電圧Ｖが基準電圧Ｖrefより大きくなっている（超えている）ときに、電圧比較器ＯＰは、モータＭ１の絶縁劣化が発生しているか及び／または導通状態にあるトランジスタに対応する励磁巻線において絶縁劣化が発生していることを示すアラーム信号を出力する。次に検出動作制御部２０８は、インバータ回路１０５中の特定のトランジスタへの導通信号を出力を停止して、インバータ回路２０５の特定のトランジスタへの導通信号の供給を行う。この場合にも、インバータ回路２０５のアーム２５１〜２５３に含まれるトランジスタのうち正極側のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３のいずれか１つ以上を導通状態にして、絶縁劣化の検出を行う。インバータ回路３０５及び４０５についても、同様にして絶縁劣化の検出を行う。
【００５２】
このように１台ずつインバータ回路を選択するのではなく、同時に複数台のインバータ回路を選択して、同時に複数台のモータの絶縁劣化を検出するように、検出動作制御部２０８を構成することも可能である。例えば４台のインバータ回路１０５〜４０５から２台のインバータ回路１０５及び２０５を第１のグループとして選択する。そして選択した２台のインバータ回路１０５及び２０５（第１のグループ）に含まれる、正極直流出力部２０４に電気的に接続された半導体スイッチＴＲ１〜ＴＲ３から選択した１以上の半導体スイッチを導通状態にするか、または半導体スイッチＴＲ１〜ＴＲ３を予め定めた順番で導通状態にする。このとき選択した２台のインバータ回路１０５及び２０５で、同時に半導体スイッチ素子ＴＲ１〜ＴＲ３の導通を制御すると、各インバータ回路中の半導体スイッチの導通制御が容易になる。但し、２台のインバータ回路中の半導体スイッチをそれぞれ時間をずらして導通制御してもよいのは勿論である。次に残りの２台のインバータ回路３０５及び４０５（第２のグループ）を選択する。そして残りの２台のインバータ回路３０５及び４０５（第２のグループ）に含まれる、正極直流出力部２０４に電気的に接続された半導体スイッチＴＲ１〜ＴＲ３から選択した１以上の半導体スイッチを導通状態にするか、または半導体スイッチＴＲ１〜ＴＲ３を予め定めた順番で導通状態にする。このときも選択した２台のインバータ回路３０５及び４０５で、同時に半導体スイッチ素子ＴＲ１〜ＴＲ３の導通を制御する。なおこの場合にも、２台のインバータ回路３０５及び４０５中の半導体スイッチをそれぞれ時間をずらして導通制御してもよいのは勿論である。
【００５３】
本実施の形態によれば、選択した２台のインバータ回路を１つのグループとして、順次モータの絶縁劣化を検出することができる。１回に選択するインバータ回路の台数を同じ台数にすれば、検出動作制御部２０８の構成は簡単になる。なお同時に複数台のインバータ回路を１つのグループとして検出動作を行う場合には、どの１つのグループ内のいずれかのモータで絶縁劣化が発生していることは判る。しかし具体的に、どのモータで絶縁劣化が発生しているのかは直ちには判らない。しかしながらこの場合でも、そのグループ内のモータで絶縁劣化が発生していることが判れば、公知の対処法を用いて、適切な対処が可能である。
【００５４】
なおインバータ回路が５台のように、同じ台数のグループに分けることができない場合には、選択するインバータ回路の台数を固定のものとせずに、変動するものとすればよい。すなわち最初に、３台のインバータ回路からなる第１のグループについて検出動作を行い、次に２台のインバータ回路からなる第２のグループについて検出動作を行うようにしてもよい。
【００５５】
なお複数のインバータ回路で複数のモータを駆動する場合について、一般化して説明すると次のようになる。すなわち、ｍ台のモータをｍ台のインバータ回路でそれぞれ駆動する場合には、まず遮断器が開状態になっているときに、常開スイッチ回路を閉状態にし、ｍ台のインバータ回路から順番に検出対象とするｎ台（ｎは１以上ｍ未満の正の整数）のインバータ回路を選択する。そして選択したｎ台のインバータ回路に含まれる複数のアーム回路中の複数の半導体スイッチのうち、正極直流出力部及び負極直流出力部の他方に電気的に接続された少なくとも１つの半導体スイッチを導通状態にするか、または複数の半導体スイッチを予め定めた順番で導通状態にするように検出動作制御部を構成する。そして電圧比較部は、電圧分圧回路から出力された分圧電圧と基準電圧とを比較し、分圧電圧が基準電圧を超えたことを電圧比較部が判定すると、アラーム信号を出力する。
【００５６】
上記実施の形態によれば、モータの通常運転を停止し、遮断器２，１０２、２０２を開状態にして三相交流電源ＡＣを遮断してモータＭ、Ｍ１〜Ｍ４の絶縁劣化を検出する。このため、電源ラインを通して流れる漏れ電流や電源のノイズの影響を受けることがない。また、絶縁劣化検出時のみ通電する第１の抵抗器Ｒ１を用いて絶縁劣化を検出する。そのため、絶縁劣化検出用抵抗としての第１の抵抗器Ｒ１は、専用の抵抗値とすることができる。しかも、インバータ回路５，１０５〜４０５の入力側の直流電圧（コンデンサＣの両端電圧）を用いて、直流電流をインバータ回路中の特定のトランジスタに電流を流して絶縁劣化を検出するため、モータや配線ケーブルの浮遊容量の影響を受けることがなく、高精度に絶縁劣化を検出できる。また、モータが地絡していても、第２の抵抗器Ｒ２が保護抵抗となるため、過大な電流が流れることがない。したがって上記実施の形態によれば、モータの配線をはずす必要はなく、特別な作業工数も必要ない。
【００５７】
上記３つの実施の形態では、絶縁劣化の検出の際に、負極直流出力部４Ｂ、１０４Ｂ，２０４Ｂに分圧抵抗回路７，１０７，２０７を接続しているが、正極直流出力部４Ａ、１０４Ａ，２０４Ａに分圧抵抗回路７，１０７，２０７を接続してもよい。その場合には、絶縁劣化を検出する際に、例えばインバータ回路５の３つのアーム５１〜５３に含まれる６個のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６のうち、負極側に位置するトランジスタＴＲ４〜ＴＲ６のいずれか１つ以上を導通状態にするか、トランジスタＴＲ４〜ＴＲ６を順番に導通状態にすればよい。第２及び第３の実施の形態の場合も同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】１つのインバータ回路により１台のモータを駆動する本発明のモータ制御装置の第１の実施の形態の一例の構成を示す回路図である。
【図２】２台のインバータ回路により２台のモータを駆動する本発明のモータ制御装置の第２の実施の形態の一例の構成を示す回路図である。
【図３】４台のインバータ回路により４台のモータを駆動する本発明のモータ制御装置の第３の実施の形態の一例の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  モータ制御装置
２，１０２，２０２  遮断器
３、１０３，２０３  全波整流回路
４Ａ，１０４Ａ，２０４Ａ  正極直流出力部
４Ｂ，１０４Ｂ，２０４Ｂ  負極直流出力部
５，１０５，２０５，３０５，４０５  インバータ回路
６，１０６，２０６  絶縁劣化検出装置
７，１０７，２０７  電圧分圧回路
８，１０８，２０８  検出動作制御部
９，１０９，２０９  電圧比較部
１０  比較結果保存部
ＴＲ１〜ＴＲ６  トランジスタ（半導体スイッチ）
Ｃ  平滑用コンデンサ
Ｒ１  第１の抵抗器
Ｒ２  第２の抵抗器
ＳＷ  常開スイッチ回路
ＯＰ  電圧比較器
【図１】
0005065192.tif 000002
【図２】
0005065192.tif 000003
【図３】
0005065192.tif 000004