JPH06165480A - インバータの故障診断装置 - Google Patents
インバータの故障診断装置Info
- Publication number
- JPH06165480A JPH06165480A JP4315445A JP31544592A JPH06165480A JP H06165480 A JPH06165480 A JP H06165480A JP 4315445 A JP4315445 A JP 4315445A JP 31544592 A JP31544592 A JP 31544592A JP H06165480 A JPH06165480 A JP H06165480A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inverter
- gate drive
- failure
- drive power
- fault
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】多重化インバータを対象に故障半導体素子の特
定をなし且つその小形化と関連機器間配線数の低減とを
図るインバータの故障診断装置を得る。 【構成】インバータ・ユニット１1 〜１3 の並列多重構
成により成るインバータ装置を対象に、該各ユニットの
半導体素子Ｑ1 〜Ｑ4 にゲート駆動回路３1〜３4 を介
してゲート駆動電力を供給すると共にその供給電力値信
号を出力するゲート駆動電源２1 〜２3 と、前記各ユニ
ットの平滑用コンデンサＣf を直流定電流にて充電し該
各コンデンサの充電電圧がその所定値に達すればその信
号を発する定電流源８と、通常のインバータ動作を指令
し且つ故障診断時に所定の順序に従って前記各ユニット
の素子Ｑ1 〜Ｑ4 をオン・オフ制御する制御回路６と、
前記の如き各ゲート駆動電力値と充電所要時間それぞれ
の適否を判定し故障状態にある各ユニットの半導体素子
の特定をなす故障判定表示回路７とを設ける。
定をなし且つその小形化と関連機器間配線数の低減とを
図るインバータの故障診断装置を得る。 【構成】インバータ・ユニット１1 〜１3 の並列多重構
成により成るインバータ装置を対象に、該各ユニットの
半導体素子Ｑ1 〜Ｑ4 にゲート駆動回路３1〜３4 を介
してゲート駆動電力を供給すると共にその供給電力値信
号を出力するゲート駆動電源２1 〜２3 と、前記各ユニ
ットの平滑用コンデンサＣf を直流定電流にて充電し該
各コンデンサの充電電圧がその所定値に達すればその信
号を発する定電流源８と、通常のインバータ動作を指令
し且つ故障診断時に所定の順序に従って前記各ユニット
の素子Ｑ1 〜Ｑ4 をオン・オフ制御する制御回路６と、
前記の如き各ゲート駆動電力値と充電所要時間それぞれ
の適否を判定し故障状態にある各ユニットの半導体素子
の特定をなす故障判定表示回路７とを設ける。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単一のインバータ或い
は複数の単位インバータの並列接続によってその大容量
化を図った多重構成インバータを対象とし、該各インバ
ータの主回路を構成するＭＯＳＦＥＴ，ＳＩＴ，ＩＧＢ
Ｔ等の電力用半導体素子とそのゲート駆動電力供給系要
素における異常の有無確認と異常部位の特定を行うイン
バータの故障診断装置に関する。
は複数の単位インバータの並列接続によってその大容量
化を図った多重構成インバータを対象とし、該各インバ
ータの主回路を構成するＭＯＳＦＥＴ，ＳＩＴ，ＩＧＢ
Ｔ等の電力用半導体素子とそのゲート駆動電力供給系要
素における異常の有無確認と異常部位の特定を行うイン
バータの故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のインバータの故障診断装
置としては、その基本回路構成を図３と図４の回路図に
例示するものが知られている。なお前記両図は、３台の
単位インバータの並列多重構成によりその大容量化を図
った場合を例示するものであり、該両図に関する以下の
説明は一般的にｎ台の単位インバータの並列接続による
多重化の場合にも同様に拡大適用できる。
置としては、その基本回路構成を図３と図４の回路図に
例示するものが知られている。なお前記両図は、３台の
単位インバータの並列多重構成によりその大容量化を図
った場合を例示するものであり、該両図に関する以下の
説明は一般的にｎ台の単位インバータの並列接続による
多重化の場合にも同様に拡大適用できる。
【０００３】先ず従来技術の第一の実施例を示す図３は
３台の単位インバータをそれぞれの主回路の入出力両側
にて互に並列接続し多重化した場合の例示である。なお
前記の単位インバータを以下の説明においてはインバー
タ・ユニットと称する。図３において１１1 〜１１3 は
それぞれ同一の回路構成をなし、例えば誘導性コイルと
コンデンサとの直列接続をなす負荷回路５を共通の負荷
とし所要の制御された交流を出力するインバータ・ユニ
ットである。
３台の単位インバータをそれぞれの主回路の入出力両側
にて互に並列接続し多重化した場合の例示である。なお
前記の単位インバータを以下の説明においてはインバー
タ・ユニットと称する。図３において１１1 〜１１3 は
それぞれ同一の回路構成をなし、例えば誘導性コイルと
コンデンサとの直列接続をなす負荷回路５を共通の負荷
とし所要の制御された交流を出力するインバータ・ユニ
ットである。
【０００４】以下前記ユニット１１1 を例に説明すれ
ば、１４は三相交流をその入力とする整流器、Ｃf は該
整流器の出力電圧平滑用コンデンサ、Ｑ1 〜Ｑ4 は半導
体素子の例としてのＭＯＳＦＥＴ、２２1 は該各ＦＥＴ
に対するゲート駆動電力を供給するゲート駆動電源であ
る。また３1 〜３4 は前記各素子Ｑ1 〜Ｑ4 にそれぞれ
対応して設けられたゲート駆動回路であり、前記の駆動
電源２２1 からのゲート駆動電力の供給と制御回路１６
によるインバータ動作に必要なスイッチング順序指令信
号とを受け、指定された時点において所定のゲート信号
を対応する前記各素子Ｑ1 〜Ｑ4 に与えるものである。
ば、１４は三相交流をその入力とする整流器、Ｃf は該
整流器の出力電圧平滑用コンデンサ、Ｑ1 〜Ｑ4 は半導
体素子の例としてのＭＯＳＦＥＴ、２２1 は該各ＦＥＴ
に対するゲート駆動電力を供給するゲート駆動電源であ
る。また３1 〜３4 は前記各素子Ｑ1 〜Ｑ4 にそれぞれ
対応して設けられたゲート駆動回路であり、前記の駆動
電源２２1 からのゲート駆動電力の供給と制御回路１６
によるインバータ動作に必要なスイッチング順序指令信
号とを受け、指定された時点において所定のゲート信号
を対応する前記各素子Ｑ1 〜Ｑ4 に与えるものである。
【０００５】更に２０1 〜２０4 はそれぞれ前記ＦＥＴ
各素子Ｑ1 〜Ｑ4 に対応して設けられた故障検出回路で
あり、抵抗とフォトカプラ等により構成され対応するＦ
ＥＴ素子の開閉部をなすドレインとソース間の電圧の有
無を検出し、もし通常のインバータ動作時に該ドレイン
・ソース間電圧が常時零となれば前記ＦＥＴ素子はその
ドレイン・ソース間が短絡故障状態にあるものとして該
電圧の検出結果を前記フォトカプラを介して故障表示回
路１７に与えるものである。
各素子Ｑ1 〜Ｑ4 に対応して設けられた故障検出回路で
あり、抵抗とフォトカプラ等により構成され対応するＦ
ＥＴ素子の開閉部をなすドレインとソース間の電圧の有
無を検出し、もし通常のインバータ動作時に該ドレイン
・ソース間電圧が常時零となれば前記ＦＥＴ素子はその
ドレイン・ソース間が短絡故障状態にあるものとして該
電圧の検出結果を前記フォトカプラを介して故障表示回
路１７に与えるものである。
【０００６】なお故障表示回路１７へは前記の各インバ
ータ・ユニット１１1 〜１１3 における全ての故障検出
回路から前記の電圧有無の検出信号が入力され、故障状
態にある全てのＦＥＴ素子が特定されて表示される。次
に従来技術の第二の実施例を示す図４は、３台のインバ
ータ・ユニットにおける直流中間回路の整流器に関する
接続のみが図３の場合と異なるものである。即ち図３に
示す各インバータ・ユニット１１1 〜１１3 それぞれの
直流中間回路における３組の整流器１４を１組の共通整
流器４に統合すると共に該各直流中間回路における３組
の平滑用コンデンサＣf を互に並列に接続して前記整流
器４により共通に充電するものであり、これに伴い前記
各インバータ・ユニット１１1〜１１3 をそれぞれ２１
1 〜２１3 に符号変更したものである。なお前記ＦＥＴ
各素子の故障診断に関しては前述の図３の場合と同様と
なる。
ータ・ユニット１１1 〜１１3 における全ての故障検出
回路から前記の電圧有無の検出信号が入力され、故障状
態にある全てのＦＥＴ素子が特定されて表示される。次
に従来技術の第二の実施例を示す図４は、３台のインバ
ータ・ユニットにおける直流中間回路の整流器に関する
接続のみが図３の場合と異なるものである。即ち図３に
示す各インバータ・ユニット１１1 〜１１3 それぞれの
直流中間回路における３組の整流器１４を１組の共通整
流器４に統合すると共に該各直流中間回路における３組
の平滑用コンデンサＣf を互に並列に接続して前記整流
器４により共通に充電するものであり、これに伴い前記
各インバータ・ユニット１１1〜１１3 をそれぞれ２１
1 〜２１3 に符号変更したものである。なお前記ＦＥＴ
各素子の故障診断に関しては前述の図３の場合と同様と
なる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の故障診断装
置においては、前記の図３と図４とに示す如く、各イン
バータ・ユニットにおける複数の半導体素子中の故障素
子の特定を行うために該各半導体素子それぞれに専用の
故障検出回路を設けており、故障検出回路の数量増大と
共に関連機器間の配線数の増大を来し、その大形化と所
要配線工数の増大等によるインバータ装置の高価格化を
招いていた。
置においては、前記の図３と図４とに示す如く、各イン
バータ・ユニットにおける複数の半導体素子中の故障素
子の特定を行うために該各半導体素子それぞれに専用の
故障検出回路を設けており、故障検出回路の数量増大と
共に関連機器間の配線数の増大を来し、その大形化と所
要配線工数の増大等によるインバータ装置の高価格化を
招いていた。
【０００８】またその故障診断機能に関し前記従来の故
障診断装置は、前記の各半導体素子自体の短絡状態の判
定は可能であるがそのゲート駆動回路等関連要素の故障
判定は出来ず、更に前記各インバータ・ユニットがそれ
ぞれの整流器入力側で或いはそれぞれの直流中間回路平
滑コンデンサの正負両端子で並列接続され且つそれぞれ
の逆変換部出力側においても並列接続されているため
に、前記各インバータ・ユニットの何れかにおけるブリ
ッジ構成の上下アームが共に短絡状態にあれば全インバ
ータ・ユニットにおける直流中間電圧は失われ前記各半
導体素は全て故障状態にあるものとして誤表示されて故
障診断機能自体が失われ、また上下何れか一方のアーム
短絡が発生した場合は該短絡アームの属するインバータ
・ユニットの特定ができない不具合があった。
障診断装置は、前記の各半導体素子自体の短絡状態の判
定は可能であるがそのゲート駆動回路等関連要素の故障
判定は出来ず、更に前記各インバータ・ユニットがそれ
ぞれの整流器入力側で或いはそれぞれの直流中間回路平
滑コンデンサの正負両端子で並列接続され且つそれぞれ
の逆変換部出力側においても並列接続されているため
に、前記各インバータ・ユニットの何れかにおけるブリ
ッジ構成の上下アームが共に短絡状態にあれば全インバ
ータ・ユニットにおける直流中間電圧は失われ前記各半
導体素は全て故障状態にあるものとして誤表示されて故
障診断機能自体が失われ、また上下何れか一方のアーム
短絡が発生した場合は該短絡アームの属するインバータ
・ユニットの特定ができない不具合があった。
【０００９】なお上記の上下アーム短絡時には当然他の
過電流保護機能等によりインバータ保護がなされてい
る。上記に鑑み本発明は、その小形化と関連機器間配線
数の低減とを図り且つその故障判定機能面においては全
半導体素子に関して該各素子自体とそのゲート制御系関
連要素とを区分して特定することが可能なインバータの
故障診断装置の提供を目的とするものである。
過電流保護機能等によりインバータ保護がなされてい
る。上記に鑑み本発明は、その小形化と関連機器間配線
数の低減とを図り且つその故障判定機能面においては全
半導体素子に関して該各素子自体とそのゲート制御系関
連要素とを区分して特定することが可能なインバータの
故障診断装置の提供を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインバータの故障診断装置においては下記の
如き構成をなすものとする。即ち、１）請求項１に係わ
る発明は、インバータの主回路を構成する複数の半導体
素子とその関連部の故障判別を行うインバータの故障診
断装置であって、前記の各半導体素子に対するゲート駆
動電力のその所定値からの過大又は過少状態を検出し該
各半導体素子及びそのゲート駆動系関連要素に関する故
障判別を行うゲート駆動電力判定手段を備えて成るもの
とする。また、２）請求項２に係わる発明は、請求項１
記載のゲート駆動電力判定手段を前記各半導体素子に対
するゲート駆動信号のオン時とオフ時の両状態において
前記の如き所定の故障判別を行うものとする。また、
３）請求項３に係わる発明は、インバータの主回路を構
成する複数の半導体素子とその関連部の故障判別を行う
インバータの故障診断装置であって、その故障診断時に
おいて、前記インバータの直流中間回路における整流器
出力電圧平滑用のコンデンサを所定の直流定電流で充電
すると共に、該コンデンサの充電電圧がその所定値に達
する迄の所要時間のその所定値からの長短を検出するこ
とにより前記半導体をそのアーム素子となすブリッジ構
成におけるアーム短絡状態を判定する充電状態判定手段
を備えて成り、該アーム短絡状態の判定を介して故障状
態にある半導体素子の特定を行うものとする。また、
４）請求項４に係わる発明は、請求項３記載の充電状態
判定手段を前記ブリッジ構成における各半導体素子に対
するゲート駆動信号を全てオフとなした状態と所定順序
に従う順次オン指令状態との両状態において短絡状態に
あるアームに属する半導体素子の特定を行うものとす
る。また、５）請求項５に係わる発明は、複数の単位イ
ンバータの並列接続より成る多重構成インバータをその
対象とし、該各単位インバータの主回路を構成する複数
の半導体素子とその関連部の故障判別を行うインバータ
の故障診断装置であって、請求項２記載のゲート駆動電
力判定手段と、請求項４記載の充電状態判定手段と、該
両判定手段の動作順序と動作時点の指定及び該両判定手
段からの判定信号を受けて故障部位の特定を行う故障判
定手段とを備えて成り、前記両判定手段による前記のゲ
ート駆動電力判定結果と充電状態判定結果とに従って故
障状態にある半導体素子及びそのゲート駆動系関連要素
の特定を前記単位インバータの全てに対して行う如く機
能構成されたものとする。また、６）請求項６に係わる
発明は、請求項５記載のインバータの故障診断装置にお
いて、前記の如く特定された各故障状態をそれぞれ対応
表示する故障表示手段を備えて成るものとする。
に本発明のインバータの故障診断装置においては下記の
如き構成をなすものとする。即ち、１）請求項１に係わ
る発明は、インバータの主回路を構成する複数の半導体
素子とその関連部の故障判別を行うインバータの故障診
断装置であって、前記の各半導体素子に対するゲート駆
動電力のその所定値からの過大又は過少状態を検出し該
各半導体素子及びそのゲート駆動系関連要素に関する故
障判別を行うゲート駆動電力判定手段を備えて成るもの
とする。また、２）請求項２に係わる発明は、請求項１
記載のゲート駆動電力判定手段を前記各半導体素子に対
するゲート駆動信号のオン時とオフ時の両状態において
前記の如き所定の故障判別を行うものとする。また、
３）請求項３に係わる発明は、インバータの主回路を構
成する複数の半導体素子とその関連部の故障判別を行う
インバータの故障診断装置であって、その故障診断時に
おいて、前記インバータの直流中間回路における整流器
出力電圧平滑用のコンデンサを所定の直流定電流で充電
すると共に、該コンデンサの充電電圧がその所定値に達
する迄の所要時間のその所定値からの長短を検出するこ
とにより前記半導体をそのアーム素子となすブリッジ構
成におけるアーム短絡状態を判定する充電状態判定手段
を備えて成り、該アーム短絡状態の判定を介して故障状
態にある半導体素子の特定を行うものとする。また、
４）請求項４に係わる発明は、請求項３記載の充電状態
判定手段を前記ブリッジ構成における各半導体素子に対
するゲート駆動信号を全てオフとなした状態と所定順序
に従う順次オン指令状態との両状態において短絡状態に
あるアームに属する半導体素子の特定を行うものとす
る。また、５）請求項５に係わる発明は、複数の単位イ
ンバータの並列接続より成る多重構成インバータをその
対象とし、該各単位インバータの主回路を構成する複数
の半導体素子とその関連部の故障判別を行うインバータ
の故障診断装置であって、請求項２記載のゲート駆動電
力判定手段と、請求項４記載の充電状態判定手段と、該
両判定手段の動作順序と動作時点の指定及び該両判定手
段からの判定信号を受けて故障部位の特定を行う故障判
定手段とを備えて成り、前記両判定手段による前記のゲ
ート駆動電力判定結果と充電状態判定結果とに従って故
障状態にある半導体素子及びそのゲート駆動系関連要素
の特定を前記単位インバータの全てに対して行う如く機
能構成されたものとする。また、６）請求項６に係わる
発明は、請求項５記載のインバータの故障診断装置にお
いて、前記の如く特定された各故障状態をそれぞれ対応
表示する故障表示手段を備えて成るものとする。
【００１１】
【作用】例えば電力用半導体素子としてのＭＯＳＦＥＴ
においては、該素子のドレインとソース間が何らかの原
因により破壊されて短絡状態となれば殆どの場合にその
ゲートとソース間も短絡状態となる。従って該短絡状態
において前記ＦＥＴ素子にそのゲート駆動信号を印加す
れば、該素子へ入力されるゲート駆動電力はその正常時
の値に比して大となる。即ち該ゲート駆動電力をその正
常時の値と比較することにより前記ＦＥＴ素子の短絡状
態の検出が可能となる。
においては、該素子のドレインとソース間が何らかの原
因により破壊されて短絡状態となれば殆どの場合にその
ゲートとソース間も短絡状態となる。従って該短絡状態
において前記ＦＥＴ素子にそのゲート駆動信号を印加す
れば、該素子へ入力されるゲート駆動電力はその正常時
の値に比して大となる。即ち該ゲート駆動電力をその正
常時の値と比較することにより前記ＦＥＴ素子の短絡状
態の検出が可能となる。
【００１２】また前記ＦＥＴ素子のゲート駆動系を例え
ばゲート駆動電力を供給するゲート駆動電源と、該駆動
電源からの電力供給と前記素子へのゲート駆動信号とを
受けて動作するゲート駆動回路とで構成している場合
に、前記のＦＥＴ素子に対するゲート駆動信号オフ時に
おける前記ゲート駆動電力がその所定値に比し過大又は
過少であれば前記のゲート駆動電源又はゲート駆動回路
自体における故障の発生か更には該ゲート駆動電源から
前記ＦＥＴ素子に至る配線経路における接触不良又は配
線間短絡等該素子以外の部位における故障発生が考えら
れる。
ばゲート駆動電力を供給するゲート駆動電源と、該駆動
電源からの電力供給と前記素子へのゲート駆動信号とを
受けて動作するゲート駆動回路とで構成している場合
に、前記のＦＥＴ素子に対するゲート駆動信号オフ時に
おける前記ゲート駆動電力がその所定値に比し過大又は
過少であれば前記のゲート駆動電源又はゲート駆動回路
自体における故障の発生か更には該ゲート駆動電源から
前記ＦＥＴ素子に至る配線経路における接触不良又は配
線間短絡等該素子以外の部位における故障発生が考えら
れる。
【００１３】即ち、前記ＭＯＳＦＥＴ或いはＳＩＴ，Ｉ
ＧＢＴ等の電力用半導体素子においては、該半導体素子
に対するゲート駆動信号のオン及びオフ両状態における
前記ゲート駆動電力のその所定値との比較により、故障
発生が前記半導体素子自体にあるものか或いは該半導体
素子以外のゲート駆動電力供給系要素にあるものかの判
定が可能となる。
ＧＢＴ等の電力用半導体素子においては、該半導体素子
に対するゲート駆動信号のオン及びオフ両状態における
前記ゲート駆動電力のその所定値との比較により、故障
発生が前記半導体素子自体にあるものか或いは該半導体
素子以外のゲート駆動電力供給系要素にあるものかの判
定が可能となる。
【００１４】また電圧形のインバータは一般に交流入力
整流回路とその出力電圧平滑用コンデンサとから成る直
流中間回路と、ブリッジを形成する複数の半導体素子よ
り成る逆変換部とを有している。更に前記コンデンサに
対する充電の時定数は、前記逆変換部よりその負荷回路
に至る給電経路と該負荷回路自体における等価抵抗値と
等価インダクタンス及び前記コンデンサの静電容量とに
より規定される。
整流回路とその出力電圧平滑用コンデンサとから成る直
流中間回路と、ブリッジを形成する複数の半導体素子よ
り成る逆変換部とを有している。更に前記コンデンサに
対する充電の時定数は、前記逆変換部よりその負荷回路
に至る給電経路と該負荷回路自体における等価抵抗値と
等価インダクタンス及び前記コンデンサの静電容量とに
より規定される。
【００１５】従って前記充電時定数は、前記逆変換部を
構成する各半導体素子が所定の順序に従うオン・オフ動
作をしている場合と該半導体素子が全てオフ状態にある
場合との両状態に対応してそれぞれ異なる所定値を有す
るものとなり、もし該両状態に対応する充電時定数がそ
れぞれの所定値と異なることがあればこれは前記の時定
数関連諸元の何れかにおける異常に起因するものとな
る。
構成する各半導体素子が所定の順序に従うオン・オフ動
作をしている場合と該半導体素子が全てオフ状態にある
場合との両状態に対応してそれぞれ異なる所定値を有す
るものとなり、もし該両状態に対応する充電時定数がそ
れぞれの所定値と異なることがあればこれは前記の時定
数関連諸元の何れかにおける異常に起因するものとな
る。
【００１６】なお前記の如き充電時定数の変化はその残
留電荷を零となした前記コンデンサを所定の直流定電流
にて充電し、該充電に伴うコンデンサ端子電圧のその所
定値への到達時間に関しその所定時間との差異を判定す
ることにより可能となる。今、もし前記半導体素子が全
てオフ状態にある場合に前記の充電時定数がその所定値
よりも短くなれば、その度合いに応じて前記逆変換部の
ブリッジ構成における同相或いは異相の上下アームにお
ける同時短絡を示すものとなり、また上下アームの同時
短絡でない時には前記のブリッジを構成する各半導体素
子を所定の順序に従い順次オンさせることにより異常ア
ームの特定が可能となる。
留電荷を零となした前記コンデンサを所定の直流定電流
にて充電し、該充電に伴うコンデンサ端子電圧のその所
定値への到達時間に関しその所定時間との差異を判定す
ることにより可能となる。今、もし前記半導体素子が全
てオフ状態にある場合に前記の充電時定数がその所定値
よりも短くなれば、その度合いに応じて前記逆変換部の
ブリッジ構成における同相或いは異相の上下アームにお
ける同時短絡を示すものとなり、また上下アームの同時
短絡でない時には前記のブリッジを構成する各半導体素
子を所定の順序に従い順次オンさせることにより異常ア
ームの特定が可能となる。
【００１７】本発明は、単一のインバータ或いは複数の
インバータ・ユニットの並列接続によりその大容量化を
図った多重構成インバータを対象とし、前記各インバー
タにおけるブリッジを構成する各半導体素子に対するゲ
ート駆動電力の判定によって故障発生部位が該半導体素
子自体にあるものか或いは該半導体素子以外のゲート駆
動電力供給系の要素にあるものかの判定とその所属イン
バータ・ユニットの特定とを行い、更に前記の如き平滑
用コンデンサに対する直流定電流充電における所要充電
時間の判定により前記インバータ・ユニットにおける異
常半導体素子の特定或いは上下アームの同時短絡相の特
定を可能とするものである。
インバータ・ユニットの並列接続によりその大容量化を
図った多重構成インバータを対象とし、前記各インバー
タにおけるブリッジを構成する各半導体素子に対するゲ
ート駆動電力の判定によって故障発生部位が該半導体素
子自体にあるものか或いは該半導体素子以外のゲート駆
動電力供給系の要素にあるものかの判定とその所属イン
バータ・ユニットの特定とを行い、更に前記の如き平滑
用コンデンサに対する直流定電流充電における所要充電
時間の判定により前記インバータ・ユニットにおける異
常半導体素子の特定或いは上下アームの同時短絡相の特
定を可能とするものである。
【００１８】
【実施例】以下本発明の実施例を図１の回路図と図２の
フローチャートとに従って説明する。なお図１において
は図３と図４とに示す従来技術の実施例の場合と同一機
能の構成要素に対しては同一の表示符号を付している。
図１は前記の請求項５に対応する実施例を示すものであ
り図４に示す回路図において、ゲート駆動電源２２1 〜
２２3 と制御回路１６と故障表示回路１７とに関しそれ
ぞれ機能追加を行って変更すると共に該各変更に伴って
各インバータ・ユニットにおける各故障検出回路２０1
〜２０4 を取り去り、更に定電流源８を追加し、上記の
各変更に従って前記各ユニット２１1 〜２１3 をそれぞ
れ１1 〜１3 の如く符号変更したものである。
フローチャートとに従って説明する。なお図１において
は図３と図４とに示す従来技術の実施例の場合と同一機
能の構成要素に対しては同一の表示符号を付している。
図１は前記の請求項５に対応する実施例を示すものであ
り図４に示す回路図において、ゲート駆動電源２２1 〜
２２3 と制御回路１６と故障表示回路１７とに関しそれ
ぞれ機能追加を行って変更すると共に該各変更に伴って
各インバータ・ユニットにおける各故障検出回路２０1
〜２０4 を取り去り、更に定電流源８を追加し、上記の
各変更に従って前記各ユニット２１1 〜２１3 をそれぞ
れ１1 〜１3 の如く符号変更したものである。
【００１９】即ちゲート駆動電源２２1 〜２２3 につい
ては該各駆動電源の出力するゲート駆動電力値を示す信
号を追加発信する如く機能追加し、それぞれ２1 〜２4
の如く符号変更したものである。また制御回路６は、３
組のインバータ・ユニットに対し通常の同期並列運転時
におけるインバータ動作の指令信号を与えると共に、前
記の故障診断動作時には故障判定表示回路７の指令を受
け前記各インバータ・ユニットにおける各半導体素子に
対し所定順序に従うゲート駆動信号を与えるものであ
り、制御回路１６に対して前記の故障診断動作用の機能
追加を行ったものである。
ては該各駆動電源の出力するゲート駆動電力値を示す信
号を追加発信する如く機能追加し、それぞれ２1 〜２4
の如く符号変更したものである。また制御回路６は、３
組のインバータ・ユニットに対し通常の同期並列運転時
におけるインバータ動作の指令信号を与えると共に、前
記の故障診断動作時には故障判定表示回路７の指令を受
け前記各インバータ・ユニットにおける各半導体素子に
対し所定順序に従うゲート駆動信号を与えるものであ
り、制御回路１６に対して前記の故障診断動作用の機能
追加を行ったものである。
【００２０】次に定電流源８は、前記各インバータ・ユ
ニットの平滑用コンデンサＣf それぞれを所定の直流定
電流で充電すると共に、該充電により前記コンデンサの
端子電圧が定電圧ダイオード等により指定された所定の
電圧に達すれば該到達信号をフォトカプラ等を介して前
記の故障判定表示回路７へ与えるものである。また故障
判定表示回路７は、前記各インバータ・ユニット１1 〜
１3 における各ゲート駆動電源２1 〜２4 からそれぞれ
の出力するゲート駆動電力値の信号を受け、該各電力値
のその所定値との大小比較を介して異常半導体素子のあ
るインバータ・ユニットの特定を行うと共に、定電流源
８からのコンデンサＣf に関する前記の充電到達信号を
受けて該信号発生迄に要した時間のその所要値との長短
を判定し前記の異常状態にあるインバータ・ユニットに
おける異常半導体の特定を行うものである。
ニットの平滑用コンデンサＣf それぞれを所定の直流定
電流で充電すると共に、該充電により前記コンデンサの
端子電圧が定電圧ダイオード等により指定された所定の
電圧に達すれば該到達信号をフォトカプラ等を介して前
記の故障判定表示回路７へ与えるものである。また故障
判定表示回路７は、前記各インバータ・ユニット１1 〜
１3 における各ゲート駆動電源２1 〜２4 からそれぞれ
の出力するゲート駆動電力値の信号を受け、該各電力値
のその所定値との大小比較を介して異常半導体素子のあ
るインバータ・ユニットの特定を行うと共に、定電流源
８からのコンデンサＣf に関する前記の充電到達信号を
受けて該信号発生迄に要した時間のその所要値との長短
を判定し前記の異常状態にあるインバータ・ユニットに
おける異常半導体の特定を行うものである。
【００２１】次に、以上の如き諸機能を有する各要素に
よりなされる故障診断動作を図２のフローチャートに従
い以下に説明する。先ず故障判定表示回路７の指示を受
けた制御回路６の指令信号により前記の各インバータ・
ユニット１1 〜１3 における各半導体素子（ＭＯＳＦＥ
Ｔ）Ｑ1 〜Ｑ4 に対するゲート信号を全てオフとなした
状態で各ゲート駆動電源２1 〜２4の出力するゲート駆
動電力値が正常か否かの判定を前記故障判定表示回路に
おいて行い、異常時には前記の各ゲート駆動電源，各ゲ
ート駆動回路，又は信号線の接触不良等が発生したもの
として該異常発生部位の属するインバータ・ユニットの
特定を行う。
よりなされる故障診断動作を図２のフローチャートに従
い以下に説明する。先ず故障判定表示回路７の指示を受
けた制御回路６の指令信号により前記の各インバータ・
ユニット１1 〜１3 における各半導体素子（ＭＯＳＦＥ
Ｔ）Ｑ1 〜Ｑ4 に対するゲート信号を全てオフとなした
状態で各ゲート駆動電源２1 〜２4の出力するゲート駆
動電力値が正常か否かの判定を前記故障判定表示回路に
おいて行い、異常時には前記の各ゲート駆動電源，各ゲ
ート駆動回路，又は信号線の接触不良等が発生したもの
として該異常発生部位の属するインバータ・ユニットの
特定を行う。
【００２２】次に同様にして、前記の各半導体素子Ｑ1
〜Ｑ4 に対しそのゲート駆動信号を全てオンとなした状
態で各ゲート駆動電源２1 〜２4 の出力するゲート駆動
電力値の適否を前記故障判定表示回路において判定し、
短絡状態にある半導体素子を有する前記インバータ・ユ
ニットの特定を行う。続いて前記の故障判定表示回路７
の指示を受けた制御回路６と定電流源８とにより、前記
各半導体素子Ｑ1 〜Ｑ4 に対しそのゲート駆動信号を全
てオフとした状態で、事前にその残留電荷が零となされ
た前記各コンデンサに対し所定の直流定電流による充電
を行い、該充電によるコンデンサ端子電圧がその所定値
に達する迄の所要時間の適否を前記故障判定表示回路に
おいて判定し、充電不能でその所要時間が長い場合は前
記の特定されたインバータ・ユニットにおける故障状態
がそのブリッジ構成における同相上下アームの同時短絡
であると判定し、またもし充電可能な場合には、続いて
前記の各半導体素子Ｑ1 〜Ｑ4 に対し所定順序に従うゲ
ート駆動信号を与えた状態において前記と同様のコンデ
ンサ充電を行いその度毎の充電所要時間の適否を前記故
障判定表示回路において判定し、故障状態にある半導体
素子の特定を行う。
〜Ｑ4 に対しそのゲート駆動信号を全てオンとなした状
態で各ゲート駆動電源２1 〜２4 の出力するゲート駆動
電力値の適否を前記故障判定表示回路において判定し、
短絡状態にある半導体素子を有する前記インバータ・ユ
ニットの特定を行う。続いて前記の故障判定表示回路７
の指示を受けた制御回路６と定電流源８とにより、前記
各半導体素子Ｑ1 〜Ｑ4 に対しそのゲート駆動信号を全
てオフとした状態で、事前にその残留電荷が零となされ
た前記各コンデンサに対し所定の直流定電流による充電
を行い、該充電によるコンデンサ端子電圧がその所定値
に達する迄の所要時間の適否を前記故障判定表示回路に
おいて判定し、充電不能でその所要時間が長い場合は前
記の特定されたインバータ・ユニットにおける故障状態
がそのブリッジ構成における同相上下アームの同時短絡
であると判定し、またもし充電可能な場合には、続いて
前記の各半導体素子Ｑ1 〜Ｑ4 に対し所定順序に従うゲ
ート駆動信号を与えた状態において前記と同様のコンデ
ンサ充電を行いその度毎の充電所要時間の適否を前記故
障判定表示回路において判定し、故障状態にある半導体
素子の特定を行う。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、単一のインバータ或い
は複数のインバータ・ユニットの並列接続によりその大
容量化を図った多重構成インバータを対象とし、該各ユ
ニットにおける半導体素子に対するゲート駆動電力の値
の適否判定により故障発生部位が該半導体素子自体にあ
るものか或いは該半導体素子以外のゲート駆動電力供給
系要素にあるものかの判定と該故障発生部位のあるイン
バータ・ユニットの特定とを行い、更に前記の如き平滑
用コンデンサに対する直流定電流充電による所要充電時
間の判定により前記の異常インバータ・ユニットにおけ
る異常半導体素子の特定或いは上下アームの同時短絡相
の特定等を可能とする如く所要の回路構成をなすことに
より、その故障判定機能面においては回路構成をなす全
半導体素子に関して該各素子自体とそのゲート制御系関
連要素とを区分して故障部位の特定を可能とし、またそ
の小形化と関連機器間線数配線数の低減とによる低廉化
とをとを可能とするインバータの故障診断装置を得るこ
とができる。
は複数のインバータ・ユニットの並列接続によりその大
容量化を図った多重構成インバータを対象とし、該各ユ
ニットにおける半導体素子に対するゲート駆動電力の値
の適否判定により故障発生部位が該半導体素子自体にあ
るものか或いは該半導体素子以外のゲート駆動電力供給
系要素にあるものかの判定と該故障発生部位のあるイン
バータ・ユニットの特定とを行い、更に前記の如き平滑
用コンデンサに対する直流定電流充電による所要充電時
間の判定により前記の異常インバータ・ユニットにおけ
る異常半導体素子の特定或いは上下アームの同時短絡相
の特定等を可能とする如く所要の回路構成をなすことに
より、その故障判定機能面においては回路構成をなす全
半導体素子に関して該各素子自体とそのゲート制御系関
連要素とを区分して故障部位の特定を可能とし、またそ
の小形化と関連機器間線数配線数の低減とによる低廉化
とをとを可能とするインバータの故障診断装置を得るこ
とができる。
【図１】本発明の実施例を示すインバータの故障診断装
置の回路図
置の回路図
【図２】図１に対応するフローチャート
【図３】従来技術の第一の実施例を示すインバータの故
障診断装置の回路図
障診断装置の回路図
【図４】従来技術の第二の実施例を示すインバータの故
障診断装置の回路図
障診断装置の回路図
１n インバータ・ユニット（ｎ＝１，２，３） ２n ゲート駆動電源（ｎ＝１，２，３） ３n ゲート駆動回路（ｎ＝１，２，３，４） ４ 整流器 ５ 負荷回路 ６ 制御回路 ７ 故障判定表示回路 ８ 定電流源 １１n インバータ・ユニット（ｎ＝１，２，３） １６ 制御回路 １７ 故障表示回路 ２０n 故障検出回路（ｎ＝１，２，３，４） ２１n インバータ・ユニット（ｎ＝１，２，３） ２２n ゲート駆動電源（ｎ＝１，２，３） Ｃf 整流電圧平滑用コンデンサ Ｑn ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子（ｎ＝１，２，３）
Claims (6)
- 【請求項１】インバータの主回路を構成する複数の半導
体素子とその関連部の故障判別を行うインバータの故障
診断装置であって、前記各半導体素子に対するゲート駆
動電力のその所定値からの過大又は過少状態を検出し該
各半導体素子及びそのゲート駆動系関連要素に関する故
障判別を行うゲート駆動電力判定手段を備えて成ること
を特徴とするインバータの故障診断装置。 - 【請求項２】請求項１記載のインバータの故障診断装置
において、前記ゲート駆動電力判定手段を前記各半導体
素子に対するゲート駆動信号のオン時とオフ時の両状態
において前記の如き所定の故障判別を行うものとなすこ
とを特徴とするインバータの故障診断装置。 - 【請求項３】インバータの主回路を構成する複数の半導
体素子とその関連部の故障判別を行うインバータの故障
診断装置であって、その故障診断時において、前記イン
バータの直流中間回路における整流器出力電圧平滑用の
コンデンサを所定の直流定電流で充電すると共に、該コ
ンデンサの充電電圧がその所定値に達する迄の所要時間
のその所定値からの長短を検出することによって前記半
導体をそのアーム素子となすブリッジ構成におけるアー
ム短絡状態を判定する充電状態判定手段を備えて成り、
該アーム短絡状態の判定を介して故障状態にある半導体
素子の特定を行うことを特徴とするインバータの故障診
断装置。 - 【請求項４】請求項３記載のインバータの故障診断装置
において、前記充電状態判定手段を前記ブリッジ構成に
おける各半導体素子に対するゲート駆動信号を全てオフ
となした状態と所定順序に従う順次オン指令状態との両
状態において短絡状態にあるアームに属する半導体素子
の特定を行うものとなすことを特徴とするインバータの
故障診断装置。 - 【請求項５】複数の単位インバータの並列接続より成る
多重構成インバータをその対象とし、該各単位インバー
タの主回路を構成する複数の半導体素子とその関連部の
故障判別を行うインバータの故障診断装置であって、請
求項２記載のゲート駆動電力判定手段と、請求項４記載
の充電状態判定手段と、該両判定手段の動作順序と動作
時点の指定及び該両判定手段からの判定信号を受けて故
障部位の特定を行う故障判定手段とを備えて成り、前記
両判定手段による前記のゲート駆動電力判定結果と充電
状態判定結果とに従って故障状態にある半導体素子及び
そのゲート駆動系関連要素の特定を前記単位インバータ
の全てに対して行う如く機能構成のなされたことを特徴
とするインバータの故障診断装置。 - 【請求項６】請求項５記載のインバータの故障診断装置
において、前記の如く特定された各故障状態をそれぞれ
対応表示する故障表示手段を備えて成ることを特徴とす
るインバータの故障診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31544592A JP3167464B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | インバータの故障診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31544592A JP3167464B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | インバータの故障診断装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34703799A Division JP3228281B2 (ja) | 1992-11-26 | 1999-12-07 | インバータの故障診断方法 |
| JP34703899A Division JP3219081B2 (ja) | 1992-11-26 | 1999-12-07 | インバータの故障診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06165480A true JPH06165480A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3167464B2 JP3167464B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=18065458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31544592A Expired - Lifetime JP3167464B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | インバータの故障診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3167464B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004007989A (ja) * | 2003-07-11 | 2004-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体パワーモジュールおよび複合パワーモジュール |
| JP2007174883A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-07-05 | Denso Corp | 制御装置，ショート検出装置，負荷駆動システムおよびプログラム |
| JP2009159671A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用素子の故障検出装置 |
| JP2018153042A (ja) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | ファナック株式会社 | パワー素子の異常検知機能を備えたモータ駆動装置 |
| JP2021065039A (ja) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | 株式会社デンソー | スイッチの駆動装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPN363995A0 (en) | 1995-06-19 | 1995-07-13 | Memtec Limited | Electrochemical cell |
| US6413410B1 (en) | 1996-06-19 | 2002-07-02 | Lifescan, Inc. | Electrochemical cell |
| US6521110B1 (en) | 1995-11-16 | 2003-02-18 | Lifescan, Inc. | Electrochemical cell |
| CN1702456A (zh) | 2001-10-10 | 2005-11-30 | 生命扫描有限公司 | 电化学电池 |
| US8323464B2 (en) | 2005-05-25 | 2012-12-04 | Universal Biosensors Pty Ltd | Method and apparatus for electrochemical analysis |
| US8192599B2 (en) | 2005-05-25 | 2012-06-05 | Universal Biosensors Pty Ltd | Method and apparatus for electrochemical analysis |
| US8016154B2 (en) | 2005-05-25 | 2011-09-13 | Lifescan, Inc. | Sensor dispenser device and method of use |
| US7749371B2 (en) | 2005-09-30 | 2010-07-06 | Lifescan, Inc. | Method and apparatus for rapid electrochemical analysis |
| US8529751B2 (en) | 2006-03-31 | 2013-09-10 | Lifescan, Inc. | Systems and methods for discriminating control solution from a physiological sample |
| US8603768B2 (en) | 2008-01-17 | 2013-12-10 | Lifescan, Inc. | System and method for measuring an analyte in a sample |
| US8551320B2 (en) | 2008-06-09 | 2013-10-08 | Lifescan, Inc. | System and method for measuring an analyte in a sample |
-
1992
- 1992-11-26 JP JP31544592A patent/JP3167464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004007989A (ja) * | 2003-07-11 | 2004-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体パワーモジュールおよび複合パワーモジュール |
| JP2007174883A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-07-05 | Denso Corp | 制御装置，ショート検出装置，負荷駆動システムおよびプログラム |
| JP2009159671A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用素子の故障検出装置 |
| US8027132B2 (en) | 2007-12-25 | 2011-09-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Failure detection device for power circuit including switching element |
| JP2018153042A (ja) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | ファナック株式会社 | パワー素子の異常検知機能を備えたモータ駆動装置 |
| US10326380B2 (en) | 2017-03-14 | 2019-06-18 | Fanuc Corporation | Motor drive apparatus with function to detect abnormality in power device |
| JP2021065039A (ja) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | 株式会社デンソー | スイッチの駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3167464B2 (ja) | 2001-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11631973B2 (en) | Adjustable speed drive with integrated solid-state circuit breaker and method of operation thereof | |
| JPH06165480A (ja) | インバータの故障診断装置 | |
| US10541539B1 (en) | Converter, inverter, AC motor driving apparatus, and air conditioner using the same | |
| EP1811645A1 (en) | Power supply circuit protecting method and apparatus for the same | |
| CN108696155B (zh) | 转换器装置和功率元件的故障检测方法 | |
| EP1661233B1 (en) | Method and apparatus for detecting faults in ac to ac, or dc to ac power conversion equipments when the equipment is in a high impedance mode | |
| JPH05336759A (ja) | インバータ装置 | |
| KR20160049334A (ko) | 양방향 멀티 페이즈 dc-dc 컨버터의 스위치 고장 진단을 위한 장치 및 방법 | |
| US11372047B2 (en) | Method for detecting an insulation fault in a motor arrangement, method for detecting a motor phase interruption in a motor arrangement, and drive circuit for driving an electronically commutated motor | |
| US6422350B1 (en) | Monitoring device for drive equipment for elevators | |
| US20190137558A1 (en) | Inverter open/short failure detection | |
| EP0477367A1 (en) | Device for preventing inrush current from flowing into electric apparatus | |
| JP4059098B2 (ja) | 交流−交流電力変換器のバックアップ装置 | |
| JPH07239359A (ja) | インバータ装置及びその運転方法 | |
| JP3219081B2 (ja) | インバータの故障診断方法 | |
| CN1040472C (zh) | 逆变器装置的接地检测方法 | |
| JP3228281B2 (ja) | インバータの故障診断方法 | |
| JP2002159102A (ja) | 電気車制御装置 | |
| US5604670A (en) | Power converting apparatus and control device for a power converting apparatus | |
| KR0133492Y1 (ko) | 보조 전원장치 보호회로 | |
| JPS62233017A (ja) | 欠相検出装置 | |
| EP4475414A1 (en) | Method and computer program for detecting a short-circuit in a power converter, controller for controlling a power converter, and computer-readable medium | |
| JP3903020B2 (ja) | 電力変換器の診断方法及び装置 | |
| JP3055339B2 (ja) | インバ−タにおけるスイッチング素子または／およびスイッチング素子駆動部の破損チェック方法 | |
| JP3424878B2 (ja) | 素子動作検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080309 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090309 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090309 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100309 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110309 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110309 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120309 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120309 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130309 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130309 Year of fee payment: 12 |