(57)【要約】【課題】真空ポンプ装置のモータ駆動用制御装置に使用されている半導体パワースイッチング素子や電解コンデンサ等の電子部品の寿命状態や交換時期を適切に予測できる機能を有する真空ポンプ装置を提供すること。【解決手段】真空ポンプ装置において、モータ駆動用制御装置４に使用している所定の電子部品の表面温度を常時或いは定期的に計測する温度センサ２３〜２６と、モータ駆動用制御装置４の運転時間を計測する積算時間計測手段と、温度センサ２３〜２６及び積算時間計測手段で計測した結果を記憶する記憶手段とを設け、温度計測対象となっている電子部品について、所定の温度レベル状態が維持されていた時間を各温度レベル毎に記憶手段に記録する機能を具備すると共に、該記憶手段に記録された各温度レベル毎の運転時間から当該電子部品の寿命度合い予測する機能を具備する。【選択図】図２
2009197602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置外装箱にポンプ本体、ポンプ駆動用モータ、及びモータ駆動用制御装置が収容される真空ポンプ装置の前記モータ駆動用制御装置に使用されている電子部品の寿命度合いを予測する真空ポンプ装置の電子部品の寿命度合い予測方法であって、
前記モータ駆動用制御装置に使用している所定の電子部品の表面温度を常時或いは定期的に計測すると共に、前記モータ駆動用制御装置の積算運転時間を計測し、
前記温度計測対象となっている電子部品について、所定の温度レベル状態が維持されていた時間を各温度レベル毎に記憶手段に記録し、該記録された各温度レベル毎の時間から当該電子部品の寿命度合いを予測することを特徴とする真空ポンプ装置の電子部品の寿命度合い予測方法。
【請求項２】
装置外装箱にポンプ本体、ポンプ駆動用モータ、及びモータ駆動用制御装置が収容される真空ポンプ装置において、
前記モータ駆動用制御装置に使用している所定の電子部品の表面温度を常時或いは定期的に計測する温度計測手段と、前記モータ駆動用制御装置の運転時間を計測する積算時間計測手段と、前記温度計測手段及び前記積算時間計測手段で計測した結果を記憶する記憶手段とを設け、
前記モータ駆動用制御装置は、前記温度計測手段により温度計測対象となっている電子部品について、所定の温度レベル状態が維持されていた時間を各温度レベル毎に前記記憶手段に記録する機能を具備すると共に、該記憶手段に記録された各温度レベル毎の運転時間から当該電子部品の寿命度合いを予測する機能を具備することを特徴とする真空ポンプ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の真空ポンプ装置において、
前記モータ駆動用制御装置は、前記温度計測対象の電子部品について、該当電子部品毎に最高温度レベルでの上限使用時間を設定し、温度レベル条件と全体の前記積算運転時間が前記上限使用時間を超えた場合に、当該部品交換を促す故障予知信号を外部に出力する機能を具備することを特徴とする真空ポンプ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の真空ポンプ装置において、
前記モータ駆動用制御装置は、前記温度計測対象の電子部品毎の最高レベルでの上限使用時間を元に、最高温度に到達するまでの温度範囲を複数の温度レベルに分割し、各温度レベルでの上限使用時間算出結果から、各温度レベルでの使用時間に対する係数を設定すると共に、各温度レベルでの使用時間にその係数を演算して換算使用時間を算出し、複数の温度レベルでの使用時間を総合する場合に、各温度レベルでの換算使用時間を合計演算する事で、最高温度レベルでの使用時間を算出する機能を具備することを特徴とする真空ポンプ装置。
【請求項５】
装置外装箱にポンプ本体、ポンプ駆動用モータ、及びモータ駆動用制御装置が収容される真空ポンプ装置の前記モータ駆動用制御装置に使用されている電子部品の寿命度合いを予測する真空ポンプ装置の電子部品の寿命度合い予測方法であって、
前記モータ駆動用制御装置のポンプ駆動用モータに電力を供給するパワースイッチング素子の出力或いは入力電流を検出し、該検出した出力或いは入力電流値から最大連続負荷条件を越える過渡的な過電流状態の発生とその継続時間を閾値として負荷状態発生を判定し、該過負荷状態発生回数を積算し、予め設定した積算回数を超える過負荷状態が発生した場合に、当該パワースイッチング素子の交換を促すことを特徴とする真空ポンプの電子部品の寿命度合い予測方法。
【請求項６】
装置外装箱にポンプ本体、ポンプ駆動用モータ、及びモータ駆動用制御装置が収容される真空ポンプ装置において、
前記ポンプ駆動用モータに電力を供給するパワースイッチング素子の出力或いは入力電流を検出する電流検出手段を設け、
前記モータ駆動用制御装置は、前記電流検出手段で検出されたパワースイッチング素子の出力或いは入力電流値から該パワースイッチング素子の最大連続負荷条件を越える過渡的な過電流の発生とその継続時間を閾値として過負荷状態を判定し、この過負荷状態発生回数を積算し、予め設定した積算回数を超える過負荷状態が発生した場合に、当該パワースイッチング素子の交換を促す情報を発する機能を備えたことを特徴とする真空ポンプ装置。
【請求項７】
請求項６に記載の真空ポンプ装置において、
前記モータ駆動用制御装置は、前記過負荷状態に至った回数の積算値と前記パワースイッチング素子の過負荷サイクル寿命回数データから予め設定した寿命回数上限値とを比較し、該寿命回数上限値に対する割合で、パワースイッチング素子の寿命度合と交換時期を算出する機能を具備することを特徴とする真空ポンプ装置。
【請求項８】
請求項７に記載の真空ポンプ装置において、
前記過負荷状態に至った回数の積算値と予め設定した前記寿命上限回数をもとにパワースイッチング素子の交換の予防処置作業を促す表示手段を設けたことを特徴とする真空ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置外装箱にポンプ本体、ポンプ駆動用モータ、及びモータ駆動用制御装置が収容される真空ポンプ装置に関し、特にモータ駆動用制御装置のパワースイッチング素子や電解コンデンサ等の電子部品の交換時期を予測するために電子部品の寿命度合いを予測する予測方法、及び該予測機能を備えた真空ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライ真空ポンプを備えた真空ポンプ装置は、メンテナンス時期が取扱説明書上に記載され、ユーザーに対して定期的にメンテナンスが実施される啓蒙を行なっているが、実態としては真空ポンプ装置が故障に至った事でメンテナンスが実行される場合が多い。
【０００３】
上記真空ポンプ装置は、筐体（装置外装箱）内に真空ポンプ本体、ポンプ駆動用モータ、及びモータ駆動用制御装置が収容され、全体として一体構造として組み立てられている。そのため、電子部品を含むモータ駆動用制御装置部分だけのメンテナンスを行う場合であっても真空ポンプ本体を筐体内から一旦取り外さなければメンテナンス作業が実施できないため、なかなか想定した通りのメンテナンス時期にメンテナンスが実施される場合が少ない。
【０００４】
更に、定期的な交換が必要な機械部品の代表例である転がり軸受などでは、回転体の異音により損傷状態を装置外部から推測する事も可能である。また、摺動摩擦力の増加によるポンプ性能低下等で、劣化度合いを間接的に判断可能であるため、比較的適切な時期にメンテナンスを実効しやすい。これに対して、ポンプ制御装置に使用されている電子部品は、部品の性能劣化が進んでいても真空ポンプとしての基本機能は維持される場合が多く、部品の設計寿命に対する装置の使用期間を管理する以外に、性能劣化を想定する方法は少ない。
【０００５】
上記真空ポンプ装置の真空ポンプを制御するポンプ制御装置を構成する電子部品の中で、特に寿命が明確に規定されている平滑用コンデンサとして使用される電解コンデンサやインバータ回路やＤＣ−ＤＣコンバータ等に使われる半導体パワースイッチング素子（例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ））が挙げられる。
【０００６】
上記電解コンデンサは、装置の使用環境温度を設定し、この温度情報と部品メーカの軽減率計算データをもとに部品寿命を算定し、メンテナンスサイクルを設定していた。ＩＧＢＴ等の半導体パワースイッチング素子は部品メーカの繰り返し寿命耐量データと、装置が想定される使用状況をもとに、メンテナンスサイクルを設定していた。
【０００７】
また、特許文献１に記載の磁気浮上回転装置では、コントローラのディジタル処理手段が、実時間のクロック出力に基づいて、装置の運転の履歴及び異常発生の履歴を時刻と共に不揮発メモリに記憶させる履歴記憶手段を備え、履歴記憶手段に記憶されている履歴情報からメンテナンス時期を予測している。また、特許文献２に記載の磁気軸受制御装置では、磁気軸受を制御するディジタル処理手段がカウンターでカウントされた被管理部品の累積実働時間を予め設定されたメンテナンス時間と比較し、累積実働時間がメンテナンス時間に達したらメンテナンス作業の開始を指示するようにしている。
【特許文献１】特開平１１−２１０６７３号公報
【特許文献２】特開２００２−１３５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記いずれのメンテナンスサイクル設定方法も、装置の使用状態を設計段階で想定し、メンテナンスサイクルを設定するのであり、装置の使用環境変化や使用実態に適したメンテナンスサイクルの設定といえない場合があった。その結果、劣化等が全く見られない状態であっても、部品を交換するという場合や、既に重大故障発生が想定される状態であるにもかかわらず、メンテナンスを行う計画すら立たない状態で使用される場合があった。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、真空ポンプ装置のモータ駆動用制御装置に使用されている半導体パワースイッチング素子や電解コンデンサ等の電子部品の寿命状態や交換時期を適切に予測できる真空ポンプ装置の電子部品の寿命度合い予測方法、及び真空ポンプ装置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】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明は、装置外装箱にポンプ本体、ポンプ駆動用モータ、及びモータ駆動用制御装置が収容される真空ポンプ装置の前記モータ駆動用制御装置に使用されている電子部品の寿命度合いを予測する真空ポンプ装置の電子部品の寿命度合い予測方法であって、モータ駆動用制御装置に使用している所定の電子部品の表面温度を常時或いは定期的に計測すると共に、前記モータ駆動用制御装置の積算運転時間を計測し、前記温度計測対象となっている電子部品について、所定の温度レベル状態が維持されていた時間を各温度レベル毎に記憶手段に記録し、該記録された各温度レベル毎の時間から当該電子部品の寿命度合いを予測することを特徴とする。
【００１１】
上記のように温度計測対象となっている電子部品について、記憶手段に記録された各温度レベル毎の時間から当該電子部品の寿命度合いを予測することにより、電子部品の寿命度合いを精度良く予測することができる。
【００１２】
また、本発明は、装置外装箱にポンプ本体、ポンプ駆動用モータ、及びモータ駆動用制御装置が収容される真空ポンプ装置において、モータ駆動用制御装置に使用している所定の電子部品の表面温度を常時或いは定期的に計測する温度計測手段と、モータ駆動用制御装置の運転時間を計測する積算時間計測手段と、温度計測手段及び積算時間計測手段で計測した結果を記憶する記憶手段とを設け、モータ駆動用制御装置は、温度計測手段により温度計測対象となっている電子部品について、所定の温度レベル状態が維持されていた時間を各温度レベル毎に記憶手段に記録する機能を具備すると共に、該記憶手段に記録された各温度レベル毎の運転時間から当該電子部品の寿命度合いを予測する機能を具備することを特徴とする。
【００１３】
上記のように温度計測対象となっている電子部品について、所定の温度レベル状態が維持されていた運転時間を各温度レベル毎に記憶手段に記録し、記録された各温度レベル毎の運転時間から電子部品の寿命度合いを予測することにより、電子部品の寿命度合いを精度良く予測することができる。
【００１４】
また、本発明は、上記真空ポンプ装置において、モータ駆動用制御装置は、温度計測対象の電子部品について、該当電子部品毎に最高温度レベルでの上限使用時間を設定し、温度レベル条件と全体の積算運転時間が上限使用時間を超えた場合に、当該部品交換を促す故障予知信号を外部に出力する機能を具備することを特徴とする。
【００１５】
上記のように温度計測対象の電子部品について、該当電子部品毎に最高温度レベルでの上限使用時間を設定し、温度レベル条件と全体の積算運転時間が上限使用時間を超えた場合に、当該部品交換を促す故障予知信号を外部に出力することにより、真空ポンプ装置が故障する前に、電子部品の温度による性能劣化の進行による部品交換時期を高精度で知ることができる。
【００１６】
また、本発明は、上記真空ポンプ装置において、モータ駆動用制御装置は、温度計測対象の電子部品毎の最高レベルでの上限使用時間を元に、最高温度に到達するまでの温度範囲を複数の温度レベルに分割し、各温度レベルでの上限使用時間算出結果から、各温度レベルでの使用時間に対する係数を設定すると共に、各温度レベルでの使用時間にその係数を演算して換算使用時間を算出し、複数の温度レベルでの使用時間を総合する場合に、各温度レベルでの換算使用時間を合計演算する事で、最高温度レベルでの使用時間を算出する機能を具備することを特徴とする。
【００１７】
上記のように各温度レベルでの使用時間にその係数を演算して換算使用時間を算出し、複数の温度レベルでの使用時間を総合する場合に、各温度レベルでの換算使用時間を合計演算する事で、最高温度レベルでの使用時間を算出することにより、該当電子部品の最高温度レベルでの使用時間が解かり、当該電子部品の寿命度合いを精度良く予測することができる。
【００１８】
また、本発明は、装置外装箱にポンプ本体、ポンプ駆動用モータ、及びモータ駆動用制御装置が収容される真空ポンプ装置の前記モータ駆動用制御装置に使用されている電子部品の寿命度合いを予測する真空ポンプ装置の電子部品の寿命度合い予測方法であって、モータ駆動用制御装置のポンプ駆動用モータに電力を供給するパワースイッチング素子の出力或いは入力電流を検出し、該検出した出力或いは入力電流値から最大連続負荷条件を越える過渡的な過電流状態の発生とその継続時間を閾値として負荷状態発生を判定し、該過負荷状態発生回数を積算し、予め設定した積算回数を超える過負荷状態が発生した場合に、当該パワースイッチング素子の交換を促すことを特徴とする。
【００１９】
上記のように検出した出力或いは入力電流値から最大連続負荷条件を越える過渡的な過電流状態の発生とその継続時間を閾値として負荷状態発生を判定し、該過負荷状態発生回数を積算し、予め設定した積算回数を超える過負荷状態が発生した場合に、当該パワースイッチング素子の交換を促すので、当該パワースイッチング素子の寿命による交換時期を高精度で知ることができる。
【００２０】
また、本発明は、装置外装箱にポンプ本体、ポンプ駆動用モータ、及びモータ駆動用制御装置が収容される真空ポンプ装置において、ポンプ駆動用モータに電力を供給するパワースイッチング素子の出力或いは入力電流を検出する電流検出手段を設け、モータ駆動用制御装置は、前記電流検出手段で検出されたパワースイッチング素子の出力或いは入力電流値から該パワースイッチング素子の最大連続負荷条件を越える過渡的な過電流の発生とその継続時間を閾値として過負荷状態を判定し、この過負荷状態発生回数を積算し、予め設定して積算回数を超える過負荷状態が発生した場合に、当該パワースイッチング素子の交換を促す情報を発する機能を備えたことを特徴とする。
【００２１】
上記のように電流検出手段で検出されたパワースイッチング素子の出力或いは入力電流値から該パワースイッチング素子の最大連続負荷条件を越える過渡的な過電流の発生とその継続時間を閾値として過負荷状態を判定し、この過負荷状態発生回数を積算し、予め設定した積算回数を超える過負荷状態が発生した場合に、当該パワースイッチング素子の交換を促す情報を発するので、当該パワースイッチング素子の寿命による交換時期を高精度で知ることができる。
【００２２】
また、本発明は、上記真空ポンプ装置において、モータ駆動用制御装置は、過負荷状態に至った回数の積算値とパワースイッチング素子の過負荷サイクル寿命回数データから予め設定した寿命回数上限値とを比較し、該寿命回数上限値に対する割合で、パワースイッチング素子の寿命度合と交換時期を算出する機能を具備することを特徴とする。
【００２３】
上記のように過負荷状態に至った回数の積算値とパワースイッチング素子の過負荷サイクル寿命回数データから予め設定した寿命回数上限値とを比較し、該寿命回数上限値に対する割合で、パワースイッチング素子の寿命度合と交換時期を算出するので、パワースイッチング素子の精度の良い寿命度合と交換時期を算出することができる。
【００２４】
また、本発明は、上記真空ポンプ装置において、過負荷状態に至った回数の積算値と予め設定した寿命上限回数をもとにパワースイッチング素子の交換の予防処置作業を促す表示手段を設けたことを特徴とする。
【００２５】
上記のように過負荷状態に至った回数の積算値と予め設定した寿命上限回数をもとにパワースイッチング素子の交換の予防処置作業を促す表示手段を設けたことにより、適切な時期に予防処置作業を促すことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、従来経験則或いは故障発生を基点として行われてきた真空ポンプ装置の電子部品の寿命による交換時期を精度良く知ることができるから、モータ駆動用制御装置の保守点検作業について、確実性の高い保守作業を構築することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る真空ポンプ装置の内部の概略構成例を示す図である。図示するように、真空ポンプ装置は、ポンプ装置の外装箱（筐体）１内に真空ポンプ本体（図示せず）が収容されたポンプケーシング２と、該ポンプケーシング２に隣接してポンプ駆動用モータ３が配置され、更にポンプ駆動用モータ３の上部にモータ駆動用制御装置４が配置され、更に外装箱１の側部には吸気口５、外装箱１の上部には排気口６が配置され、外装箱１の吸気口５の反対側の側部にはＡＣ電源接続部７が配置されている。ＡＣ電源接続部７とモータ駆動用制御装置４は電力配線Ｌ１で接続され、モータ駆動用制御装置４とポンプ駆動用モータ３は電力配線Ｌ２で接続されている。
【００２８】
なお、８は状態表示及び操作パネルであり、リモート配線Ｌ３でモータ駆動用制御装置４に接続されている。また、９はポンプ駆動用モータ３及びモータ駆動用制御装置４を冷却するための冷却部（熱交換器）である。
【００２９】
図２はモータ駆動用制御装置４の回路構成例を示すブロック図、図３はモータ駆動用制御装置４の内部構成例を示す図である。モータ駆動用制御装置４は、ポンプ駆動用モータ３に駆動電力を供給するための整流回路１１と平滑回路１２とインバータ１３を備えた駆動部１７と、インバータ１３を制御するためのゲート制御回路１４と運転制御回路１５とＩ／Ｆ回路１６を備えた制御部１８とから構成されている。そしてケーシング２０内には電子回路基板２１が配置されている。整流素子が実装された整流回路１１や半導体パワースイッチング素子であるＩＧＢＴが実装されたインバータ１３はケーシング２０の底部に配置され、平滑回路１２を構成する電解コンデンサ１２ａ、１２ｂやゲート制御回路１４、運転制御回路１５、及びＩ／Ｆ回路１６を構成する各種電子部品は電子回路基板２１上に実装されている。
【００３０】
上記モータ駆動用制御装置４において、入力端子（図１のＡＣ電源接続部７）１７から入力された交流電力は、整流回路１１で直流に変換され、平滑回路１２で平滑された直流電力はインバータ１３に入力される。該インバータ１３に入力された直流電力はゲート制御回路１４の制御により所望の周波数の交流電力に変換され、ポンプ駆動用モータ３に供給さる。これによりポンプ駆動用モータ３は起動し、ポンプケーシング２内の真空ポンプ本体を駆動運転する。これにより吸気口５から吸い込まれた気体は排気口６から排出される。
【００３１】
上記真空ポンプ装置の運転により、整流回路１１を構成する整流素子、平滑回路１２を構成する電解コンデンサ１２ａ、１２ｂ、インバータ１３を構成する半導体パワースイッチング素子であるＩＧＢＴ、電子回路基板２１に実装された各電子部品は発熱する。この各電子部品から発生した熱は、ケーシング２０内に設けられた熱交換器９で冷却されるようになっている。この発熱による温度上昇が各部品の寿命に影響を与える。例えば平滑回路１２の電解コンデンサやＩＧＢＴは後に詳述するように、使用する温度により使用許容時間、即ち寿命が左右される。
【００３２】
そこでここでは、駆動部１７の整流回路１１を構成する整流素子の温度を検出する温度センサ２３、平滑回路１２を構成する電解コンデンサ１２ａ、１２ｂの温度を検出する温度センサ２４、インバータ１３のＩＧＢＴの温度を検出する温度センサ２５、運転制御回路１５の部分の温度を検出する温度センサ２６を設け、これら電子部品の温度を運転制御回路１５で監視するようにしている。そして電解コンデンサ１２ａ、１２ｂについては下記する手順でその寿命度合いを予測する。
【００３３】
運転制御回路１５は図４に示すように、ＣＰＵ３０、ＲＡＭ３１、ＲＯＭ３２、不揮発性メモリ３３を備えている。上記温度センサ２３、２４、２５、２６の出力、及び後述する電流センサ４１、４２、４３、４４の出力はＩ／Ｆ回路３４を通して、ＣＰＵ３０に入力するようになっている。
【００３４】
図５に示すように、電解コンデンサは、その使用温度によって許容時間が決められている。ここでは使用温度１０５℃で許容時間２０００（Ｈ）の電解コンデンサを示している。モータ駆動用制御装置４を起動すると同時にＣＰＵ３０にて、該モータ駆動用制御装置４の運転時間（通電時間）の積算を開始し、該時間積算値を不揮発性メモリ３３に記憶する。上記ＣＰＵ３０で運転時間を積算するとき、温度センサ２４で検出された平滑回路１２の電解コンデンサ１２ａ、１２ｂの使用温度レベルに応じて、その運転時間に対して図６に示すように所定の温度係数を乗じて算出した換算運転時間値を不揮発性メモリ３３に記憶する。なお、図６に示す電解コンデンサの使用温度レベルと温度係数のデータは予め不揮発性メモリ３３に記憶しておく。
【００３５】
この温度係数を乗じて算出した換算運転時間の積算値と総許容時間を比較することにより、電解コンデンサ１２ａ、１２ｂの寿命度合を予測することができる。上記係数は、電解コンデンサ製造メーカにおいて公表されている温度軽減率と当該電解コンデンサの仕様に基づき、任意の温度範囲毎に温度軽減率換算時間と仕様時間の比率を算出し、決定する。
【００３６】
上記温度範囲の分割数は多くすれば多くする程、比率分解能は細密化し、より高精度の換算率が可能となるが、実用上は図６に示すように１０℃程度の分割範囲で設定すれば、当初の目的は充分に達せられる。この温度レベルの温度係数を乗じて換算を行った運転積算時間により、平滑回路１２の電解コンデンサ１２ａ、１２ｂの寿命を想定することが可能であり、当該温度レベルの換算を行った運転積算時間で該電解コンデンサ１２ａ、１２ｂの交換時期を想定することが可能となる。
【００３７】
図７は上記温度による運転時間（通電時間）から電解コンデンサの寿命度合いを予測する手順を示す図である。温度センサ２４で検出した電解コンデンサ１２ａ、１２ｂの検出温度（１１１）で不揮発性メモリ３３に記憶されている電解コンデンサの温度レベルと温度係数（図６参照）のテーブルから、当該検出温度レベルの温度係数（１１３）を検索（初期設定）し、該温度係数（１１３）をＣＰＵ３０で計測した通電時間（１１２）に乗じて温度係数換算後の運転時間（１１４）を算出（総通電時間＝Σ（温度レベルでの温度係数×通電時間））する。
【００３８】
電解コンデンサの運転積算時間上限値（１１５）を設定（初期設定）し、上記温度係数換算後の運転時間（演算後の運転時間）と運転積算時間上限値を比較（１１６）し、ＣＰＵ３０の内部処理により、外部表示出力と場合によっては保護動作の実行を行う。即ち、保守時期の表示、運転積算時間上限値超えでのエラー表示、カウントダウン表示（１１７）等を行い、場合によっては真空ポンプ装置の機器の保護動作（１１８）を行う。なお、上記処理手順はＣＰＵ３０によりＲＯＭ３２に格納されているプログラムを実行して行う。
【００３９】
上記モータ駆動用制御装置４の駆動部のインバータ１３を構成するＩＧＢＴについて出力電流（ＡＣ）、入力電流（ＤＣ）を計測するために、図８に示すように電流センサ４１（Ｕ相電流検出用）、電流センサ４２（Ｖ相電流検出用）、電流センサ４３（Ｗ相電流検出用）、電流センサ４４（ＤＣ入力電流用）を設置し、モータ駆動用制御装置４を起動すると同時にＣＰＵ３０にて、駆動部の出力電流及び入力電流の監視を開始し、下記する手順でＩＧＢＴに流れる電流値と、ＩＧＢＴパワーサイクル判別・回数積算を行う。
【００４０】
ＣＰＵ３０では、電流センサ４１、４２、４３、４４で検出した電流に対して、ＩＧＢＴの内部温度が所定の温度範囲に到達することが予想されるパワーサイクル閾値電流を予め設定し、閾値電流を越えた場合、パワーサイクル回数をカウントアップする。
【００４１】
上記パワーサイクル閾値は、モータ駆動用制御装置４の設計時に算出されるポンプ駆動用モータ３の過電流保護設定値ではなく、モータ駆動用制御装置４の設計時の電流値と実測の電流値から決定されるＩＧＢＴ内部温度上昇と、デバイスメーカから公表しているＩＧＢＴパワーサイクル寿命カーブから求められる。パワーサイクル上限回数は、モータ駆動用制御装置４の目標寿命によって決定される。即ち、真空ポンプ装置の基本的な要求仕様として、パワーサイクル上限値（真空ポンプ装置を大気開放状態から起動する場合の起動回数の上限値）を１０6と設定した場合、ＩＧＢＴ内部温度上昇値ΔＴｊは、図９に示すように、デバイスメーカが公表する寿命カーブからΔ６０℃と決定されるため、ＩＧＢＴの出力電流或いは入力電流及び継続時間に換算できるように、ΔＴｊ＞６０℃となる条件の電流値とその継続時間を予め測定して閾値とする。
【００４２】
上記閾値を越えたパワーサイクルカウントは、ＣＰＵ３０で常時積算された回数を不揮発性メモリ３３に格納するが、パワーサイクルの上限値はモータ駆動用制御装置４の設計時に決定されているパワーサイクル上限回数となり、当該パワーサイクルの上限値とカウントされたパワーサイクルの回数でＩＧＢＴ交換時期を想定することが可能となる。
【００４３】
図１０は電流センサ４４で検出されるＩＧＢＴの入力電流の変化を示す図である。ＣＰＵ３０は、電流センサ４４で検出されたＩＧＢＴの入力電流値が最大電流設定値Ｉ1を越える過渡的の過電流の発生とその持続時間を計測しそれを閾値として過負荷状態を判定し（最大電流設定値Ｉ1＞ＩＧＢＴ入力電流且つ持続時間設定Δｔ１＞ＩＧＢＴ入力電流最大値＝パワーサイクル１回）、この過負荷状態発生回数を積算し、不揮発性メモリ３３に記憶する。過負荷状態発生回数の積算値を予め設定した積算回数と比較することにより、ＩＧＢＴの寿命度合いを予測できる。またこの過負荷状態発生回数の積算値が予め設定した積算回数を超えた場合に、ＩＧＢＴの交換時期として交換を促す情報を発する。
【００４４】
図１１は、ＩＧＢＴに流れる電流値とＩＧＢＴパワーサイクル判別・回数積算の手順を示す図である。過電流設定データ（図１０の最大電流設定値Ｉ1）（１２３）を設定（初期設定）し、電流センサ４１、４２、４３、４４で検出したＩＧＢＴの出力電流及び入力電流の電流検出（１２１）及び通電時間（１２２）から、ＩＧＢＴパワーサイクル寿命のカウント閾値（１２４）を判別し（パワーサイクルのカウント＝（過電流設定値＞検出電流）×持続時間）、パワーサイクルに基づく寿命回数閾値（１２５）設定（初期設定）し、パワーサイクルの積算回数とパワーサイクルの積算上限値との比較（１２６）を行い、ＣＰＵ３０の内部処理により、外部表示出力と場合によっては保護動作を実行する。即ち、保守時期の表示、運転積算時間上限値超えでのエラー表示、カウントダウン表示（１２７）等を行い、場合によっては真空ポンプ装置の機器の保護動作（１２８）を行う。なお、上記処理手順はＣＰＵ３０によりＲＯＭ３２に格納されているプログラムを実行することにより行う。
【００４５】
上記例では平滑回路１２の電解コンデンサ、インバータ１３のＩＧＢＴの寿命度合いを予測する例を説明したが、これに限定されるものではなく、他にも電子部品メーカにて部品の使用温度によって使用許容時間の上限が設定されている電子部品に関して、或いは繰り返し動作回数が決定されている電子部品に関して、同様の方法で交換時期の想定及び外部表示を行うことが可能である。
【００４６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る真空ポンプ装置の内部の概略構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る真空ポンプ装置のモータ駆動用制御装置の回路構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る真空ポンプ装置のモータ駆動用制御装置の内部構成例を示す図である。
【図４】モータ駆動用制御装置の運転制御回路の構成を示す図である。
【図５】電解コンデンサの使用温度と許容時間の関係を示す図である。
【図６】電解コンデンサの温度レベルと温度係数の関係を示す図である。
【図７】本発明に係る電解コンデンサの寿命度合いを予測する手順の流れを示す図である。
【図８】本発明に係る真空ポンプ装置のモータ駆動用制御装置の回路構成例を示す図である。
【図９】ＩＧＢＴのパワーサイクル寿命を示す図である。
【図１０】ＩＧＢＴの入力電流の変化を示す図である。
【図１１】本発明に係るＩＧＢＴに流れる電流値とＩＧＢＴパワーサイクル判別・回数積算の手順の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    外装箱
２    ポンプケーシング
３    ポンプ駆動用モータ
４    モータ駆動用制御装置
５    吸気口
６    排気口
７    ＡＣ電源接続部
８    状態表示及び操作パネル
９    冷却部（熱交換器）
１１  整流回路
１２  平滑回路
１３  インバータ
１４  ゲート制御回路
１５  運転制御回路
１６  Ｉ／Ｆ回路
１７  駆動部
１８  制御部
２０  ケーシング
２１  電子回路基板
２３  温度センサ
２４  温度センサ
２５  温度センサ
２６  温度センサ
３０  ＣＰＵ
３１  ＲＡＭ
３２  ＲＯＭ
３３  不揮発性メモリ
３４  Ｉ／Ｆ回路
４１  電流センサ
４２  電流センサ
４３  電流センサ
４４  電流センサ
【図１】
2009197602.tif 000003
【図２】
2009197602.tif 000004
【図３】
2009197602.tif 000005
【図４】
2009197602.tif 000006
【図５】
2009197602.tif 000007
【図６】
2009197602.tif 000008
【図７】
2009197602.tif 000009
【図８】
2009197602.tif 000010
【図９】
2009197602.tif 000011
【図１０】
2009197602.tif 000012
【図１１】
2009197602.tif 000013