(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ主回路を構成する複数個の半導体スイッチング素子それぞれをオン，オフさせることにより所望の周波数，電圧の交流電力を負荷に供給するインバータ装置の故障診断方法において、
前記半導体スイッチング素子をオン，オフさせるためのゲート駆動回路および前記半導体スイッチング素子のオン，オフ状態を検出する状態検出回路を前記複数個の半導体スイッチング素子それぞれに設け、
前記半導体スイッチング素子それぞれへの故障診断用の駆動信号を生成し、この駆動信号に対応する前記半導体スイッチング素子のオン，オフ状態を検出し、この検出したオン，オフ状態と前記故障診断用の駆動信号との比較演算を行うことを特徴とするインバータ装置の故障診断方法。
【請求項２】
インバータ主回路を構成する複数個の半導体スイッチング素子それぞれをオン，オフさせることにより所望の周波数，電圧の交流電力を負荷に供給しつつ、前記半導体スイッチング素子への駆動信号それぞれに対応する前記半導体スイッチング素子それぞれのオン，オフ状態に基づいて前記駆動信号それぞれの波形を補正する動作も行うインバータ装置の故障診断方法において、
前記半導体スイッチング素子をオン，オフさせるためのゲート駆動回路および前記半導体スイッチング素子のオン，オフ状態を検出する状態検出回路を前記複数個の半導体スイッチング素子それぞれに設け、
前記半導体スイッチング素子それぞれへの故障診断用の駆動信号を生成し、この駆動信号に対応する前記半導体スイッチング素子のオン，オフ状態を検出し、この検出したオン，オフ状態と前記故障診断用の駆動信号との比較演算を行うことを特徴とするインバータ装置の故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータ主回路を構成する複数個の半導体スイッチング素子それぞれをオン，オフさせることにより所望の周波数，電圧の交流電力を負荷に供給するインバータ装置の故障診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のインバータ装置においては、特にインバータ主回路を構成する複数個の半導体スイッチング素子が正常か否かを判定するための診断機能を該インバータ装置内部に備えているものが見当たらず、従って、前記半導体スイッチング素子が正常か否かはサービスマンによるチェックが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインバータ装置に故障が発生した場合で、インバータ主回路を構成する複数個の半導体スイッチング素子それぞれが正常か否かを判定する必要が生じたときには、このインバータ装置の該当する構成部品を予め分解してチェックを行うことが一般的であり、この分解作業は熟練した技術を要し、故障部品の解明に時間を要するという難点があった。
【０００４】
この発明の目的は、上記難点を解消するインバータ装置の故障診断方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明は、インバータ主回路を構成する複数個の半導体スイッチング素子それぞれをオン，オフさせることにより所望の周波数，電圧の交流電力を負荷に供給するインバータ装置の故障診断方法において、
前記半導体スイッチング素子をオン，オフさせるためのゲート駆動回路および前記半導体スイッチング素子のオン，オフ状態を検出する状態検出回路を前記複数個の半導体スイッチング素子それぞれに設け、
前記半導体スイッチング素子それぞれへの故障診断用の駆動信号を生成し、この駆動信号に対応する前記半導体スイッチング素子のオン，オフ状態を検出し、この検出したオン，オフ状態と前記故障診断用の駆動信号との比較演算を行うことを特徴とする。
【０００６】
また第２の発明は、ンバータ主回路を構成する複数個の半導体スイッチング素子それぞれをオン，オフさせることにより所望の周波数，電圧の交流電力を負荷に供給しつつ、前記半導体スイッチング素子への駆動信号それぞれに対応する前記半導体スイッチング素子それぞれのオン，オフ状態に基づいて前記駆動信号それぞれの波形を補正する動作も行うインバータ装置の故障診断方法において、
前記半導体スイッチング素子をオン，オフさせるためのゲート駆動回路および前記半導体スイッチング素子のオン，オフ状態を検出する状態検出回路を前記複数個の半導体スイッチング素子それぞれに設け、
前記半導体スイッチング素子それぞれへの故障診断用の駆動信号を生成し、この駆動信号に対応する前記半導体スイッチング素子のオン，オフ状態を検出し、この検出したオン，オフ状態と前記故障診断用の駆動信号との比較演算を行うことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、インバータ主回路を構成する複数個の半導体スイッチング素子それぞれが正常か否かを判定する機能をインバータ装置に内蔵させたので、この機能を動作させることにより、故障した半導体スイッチング素子を特定する際の分解作業が不要になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施の形態を示すインバータ装置の回路構成図であり、なお、図１では、以下の説明を簡単にするために、この発明に関係する一部の構成要素を図示しており、他の構成要素の図示は省略をしている。
【０００９】
すなわち図１において、このインバータ装置には、一例として、ＩＧＢＴ１〜ＩＧＢＴ６それぞれを半導体スイッチング素子とした３相ブリッジ接続のインバータ主回路１と、マイクロプロセッサなどから構成され、このインバータ装置の制御，保護，監視動作を司るＣＰＵ回路１１と、ＣＰＵ回路１１からの駆動信号に基づきＩＧＢＴ２をオン，オフさせるためのゲート駆動回路１２と、ＩＧＢＴ２のオン，オフ状態を検出する状態検出回路１３とを備えている。
【００１０】
この状態検出回路１３はＩＧＢＴ２のコレクタ電位をＣＰＵ回路１１の論理レベルに変換するためのレベルシフト回路などで構成され、例えば、ＩＧＢＴ２がオン状態にあるときには状態検出回路１３は論理「Ｈ」レベルを出力し、また、ＩＧＢＴ２がオフ状態にあるときには状態検出回路１３は論理「Ｌ」レベルを出力するものとする。同様に、ＣＰＵ回路１１からＩＧＢＴ２への駆動信号が論理「Ｈ」レベルのときＩＧＢＴ２がオン状態になり、また、ＣＰＵ回路１１からＩＧＢＴ２への駆動信号が論理「Ｌ」レベルのときＩＧＢＴ２がオフ状態になるものとする。
【００１１】
なお、図１ではＩＧＢＴ２のみにゲート駆動回路１２および状態検出回路１３を設け、上記ではＩＧＢＴ２のみについて説明をしているが、残りのＩＧＢＴ１，ＩＧＢＴ３〜ＩＧＢＴ６についてもゲート駆動回路１２および状態検出回路１３と同等回路をそれぞれ備えており、ＩＧＢＴ２と同様の動作が行われる。
【００１２】
従って、図１に示したインバータ装置に何らかの故障が発生し、インバータ主回路１を構成する各ＩＧＢＴ１〜ＩＧＢＴ６が正常か否かを判定する必要が生じたときには、図示しないタッチパネルなどを操作して故障診断機能を動作させることにより、ＣＰＵ回路１１からＩＧＢＴ１〜ＩＧＢＴ６それぞれへの故障診断用の駆動信号を出力し、このときＩＧＢＴ２ではこの駆動信号に対応して状態検出回路１３が出力する論理レベルと前記駆動信号の論理レベルとの比較演算をＣＰＵ回路１１が行い、この故障診断の結果を前記タッチパネルの表示器に表示させる。ここで、通常の運転時では駆動信号のパルスの繰り返し速度が早いため、両論理レベルの比較演算は困難であるから、前記故障診断用の駆動信号は、例えば、通常の運転時の駆動信号のパルス幅よりも広いパルス幅とすると共に、全てのＩＧＢＴについて、順次故障診断用の駆動信号を与えて両論理レベルの比較演算を行うものとする。すなわち、インバータ主回路１を構成する全てＩＧＢＴについて、順次、上述の動作をＣＰＵ回路１１が行うようにしておけば、例えば、ＩＧＢＴ１〜ＩＧＢＴ６それぞれの接続を取り除くことなくチェックすることができる。
【００１３】
図２は、この発明の第２の実施の形態を示すインバータ装置の回路構成図であり、なお、図２では、以下の説明を簡単にするために、この発明に関係する一部の構成要素を図示しており、他の構成要素の図示は省略をしている。
【００１４】
すなわち図２において、このインバータ装置には図1に示した構成要素と同一機能のイバータ主回路１，ゲート駆動回路１２，状態検出回路１３の他に、マイクロプロセッサなどから構成され、このインバータ装置の制御，保護，監視動作を司るＣＰＵ回路２１と、該インバータ装置の制御性能を高めるためにＣＰＵ回路２１からのＩＧＢＴ２への駆動信号と状態検出回路１３からの検出信号とのパルス幅がほぼ等しくなるように補正した新たな駆動信号を生成し、この新たな駆動信号をゲート駆動回路１２へ出力するパルス幅補正回路２２とを備えている。
【００１５】
また、図２に示したＣＰＵ回路２１からパルス幅補正回路２２への駆動信号が論理「Ｈ」レベルのときＩＧＢＴ２がオン状態になり、また、ＣＰＵ回路２１からパルス幅補正回路２２への駆動信号が論理「Ｌ」レベルのときＩＧＢＴ２がオフ状態になるものとする。
【００１６】
なお、図２ではＩＧＢＴ２のみにパルス幅補正回路２２とゲート駆動回路１２と状態検出回路１３とを設け、上記ではＩＧＢＴ２のみについて説明をしているが、残りのＩＧＢＴ１，ＩＧＢＴ３〜ＩＧＢＴ６についてもパルス幅補正回路２２，ゲート駆動回路１２，状態検出回路１３それぞれと同等回路をそれぞれ備えており、ＩＧＢＴ２と同様の動作が行われる。
【００１７】
従って、図２に示したインバータ装置に何らかの故障が発生し、インバータ主回路１を構成する各ＩＧＢＴ１〜ＩＧＢＴ６が正常か否かを判定する必要が生じたときには、図示しないタッチパネルなどを操作して故障診断機能を動作させることにより、ＣＰＵ回路２１から各ＩＧＢＴ１〜ＩＧＢＴ６への故障診断用の駆動信号を出力し、このときＩＧＢＴ２ではこの駆動信号に対応して状態検出回路１３が出力する論理レベルと前記駆動信号の論理レベルとの比較演算をＣＰＵ回路２１が行い、この故障診断の結果を前記タッチパネルの表示器に表示させる。ここで、通常の運転時では駆動信号のパルスの繰り返し速度が早いため、両論理レベルの比較演算は困難であるから、前記故障診断用の駆動信号は、例えば、通常の運転時の駆動信号のパルス幅よりも広いパルス幅とすると共に、全てのＩＧＢＴについて、順次故障診断用の駆動信号を与えて両論理レベルの比較演算を行うものとする。すなわち、インバータ主回路１を構成する全てＩＧＢＴについて、順次、上述の動作をＣＰＵ回路２１が行うようにしておけば、例えば、ＩＧＢＴ１〜ＩＧＢＴ６それぞれの接続を取り除くことなくチェックすることができ、また、このインバータ装置の場合には新たなハード部品の追加設置は不要である。
【００１８】
なお、上述の第１，第２の実施の形態回路での説明ではインバータ装置に故障が発生したときについて述べたが、このインバータ装置に運転指令が与えられた時毎に通常の起動に先立って、故障診断用の駆動信号を出力するこの発明の診断方法を行わせ、その結果、インバータ装置の故障が発見されれば、その故障を表示することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、インバータ装置に故障が発生し、インバータ主回路を構成する複数個の半導体スイッチング素子それぞれが正常か否かを判定する必要が生じたときには、前記半導体スイッチング素子それぞれへの故障診断用の駆動信号を生成し、この駆動信号に基づいて前記半導体スイッチング素子のチェックを自動的に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示すインバータ装置の回路構成図
【図２】この発明の第２の実施の形態を示すインバータ装置の回路構成図
【符号の説明】
１…インバータ主回路、１１…ＣＰＵ回路、１２…ゲート駆動回路、１３…状態検出回路、２１…ＣＰＵ回路、２２…パルス幅補正回路。
【図１】
0003788591.tif 000002
【図２】
0003788591.tif 000003