[發明專利]具有絕緣電阻檢測功能的電動機驅動裝置

有效

• 申請號: 201710854592.7
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107872173B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 佐藤博裕;立田昌也;大井陽一郎;平井朗;稻葉樹一
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: H02P5/74
• 分類號: H02P5/74;G01R27/08
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;范勝杰

技術領域

本發明涉及驅動多個電動機的電動機驅動裝置，特別是涉及具有不受測量對象以外的電動機絕緣電阻和經由逆變器部的半導體開關元件流過的漏電流影響的準確的電動機的絕緣電阻測量以及絕緣劣化檢測功能的電動機驅動裝置。

背景技術

目前為止，已知具有如下功能的電動機驅動裝置(例如，日本專利第5065192號公報(以下，稱為“專利文獻1”)以及日本特開2015-169479號公報(以下，稱為“專利文獻2”))：在電動機繞組(線圈)與大地之間施加對DC鏈路部的平滑用電容器充電的電壓來檢測電動機繞組的絕緣電阻。在專利文獻1中記載有如下方法：作為具有絕緣電阻檢測功能的電動機驅動裝置，在通過開關切斷交流電源之后，將與逆變器部相連的直流電源(DC鏈路部)的平滑用電容器的一端與大地相連，將與平滑電容器的另一端相連的多個半導體開關元件以預先決定的順序逐個設為接通狀態，由此，生成由平滑用電容器、大地、電動機線圈、接通狀態的半導體開關元件構成的閉合電路，通過電流檢測電路來檢測流過該閉合電路的電流來檢測電動機的絕緣電阻。

并且，在專利文獻1中還記載有如下方法：在具有驅動多個電動機的多個逆變器部的電動機驅動裝置的情況下，從多個電動機中選擇作為檢測對象的任意電動機，只將選擇為檢測對象的電動機連接的逆變器部的半導體開關元件設為接通狀態，將測量對象以外的電動機連接的逆變器部的半導體開關元件全部設為斷開狀態，由此，從多個電動機中生成經由檢測對象電動機的絕緣電阻的閉合電路，從而對檢測對象電動機的絕緣電阻進行檢測。

專利文獻1所記載的現有技術，在具有驅動多個電動機的多個逆變器部的電動機驅動裝置的情況下，將原本設置于逆變器部的半導體開關元件用作從多個電動機中選擇檢測對象電動機的切換開關。因此，不需要另外設置電動機數量的用于切換檢測對象的開關。并且，針對多臺電動機可以通過一個檢測電路來實現電動機絕緣電阻的測量，因此，在能夠以簡單的結構且低廉的成本實現這一方面是優秀的方式。

但是，在專利文獻1所記載的現有技術中存在如下問題：在具有驅動多個電動機的多個逆變器部的電動機驅動裝置中，在從多個電動機中選擇檢測對象的特定電動機來測量絕緣電阻時，若在檢測對象以外的電動機中即使存在1個絕緣電阻降低的電動機，則在半導體開關元件的漏電流增大的高溫時測量精度降低。

另一方面，在專利文獻2中記載了如下電動機的絕緣劣化檢測方法：在從多個電動機中選擇作為檢測對象的任意電動機進行測量時，在通過開關切斷交流電源之后，與逆變器相連的直流電源(DC鏈路)的平滑用電容器的一個端子與大地相連，不僅將選擇為檢測對象的電動機的線圈連接的逆變器的半導體開關元件中的、在電容器的另一端子與電動機線圈之間連接的半導體開關元件設為接通狀態，針對測量對象以外的電動機也將在電容器的一個端子與電動機線圈之間連接的半導體開關元件設為接通狀態，由此，從經由測量對象電動機的絕緣電阻的閉合電路排除斷開狀態的半導體開關元件，從而不受斷開狀態的半導體開關元件的漏電流的影響。

專利文獻2在解決斷開狀態的半導體開關元件的漏電流增大的高溫時測量精度降低這樣的、專利文獻1具有的現有技術的問題點方面是優秀的方式。但是，在專利文獻2所記載的現有技術中也存在如下問題：當在測量對象以外的電動機中包含絕緣電阻值低的電動機時，測量精度降低。

圖1表示使用了專利文獻2所公開的現有技術的、具有驅動兩臺電動機的兩個逆變器部的電動機驅動裝置的結構。以下，通過圖1的示例對從兩臺電動機中選擇第一電動機1061作為測量對象來測量第一電動機1061的絕緣電阻時的示例進行說明。

利用了現有的電動機驅動裝置的電動機的絕緣電阻的測量過程如下。首先，在圖1中，在所有逆變器部1051、1052的半導體開關元件(IGBT)10511～10561、10512～10562全部設為斷開狀態下，斷開第一開關1001切斷交流電源1002。接下來，接通第二開關1009將DC鏈路部1004的負側端子1043與大地相連。圖2是通過等價電路來表示到此狀態下的IGBT與電動機和大地之間的絕緣電阻連接的圖。