专利名称：变频器的自动出厂检测装置及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种变频器的自动出厂检测装置，涉及一种可以自动控制的变频器出厂检测装置。
背景技术：
目前，对于将交流电转变为直流再转变为交流的变频器，在出厂时对其是否能正常工作进行检测的方法有以下几种(1)在被检测变频器上连接实际使用的诱导电动机，或者(2)连接缩小型号的诱导电动机，进行检测。
此外还有，(3)在被检测变频器的交流输出端经由绝缘变压器连接PWM变频器进行检测(例参考专利文献1)。
图4表示的是上述现有出厂检测装置(1)的构成图。
在图4中，40为出厂检测控制装置，43为被检测的变频器，44为检测电机，45为耦合器，46为负荷电机，47为负荷变频器。
与被检测变频器43相连的检测电机44通过耦合器45连接到负荷电机46，在该检测电机44上连接负荷变频器47，变频器43与变频器47通过出厂检测控制装置40手动控制，进行出厂检测。
检测过程中，通过从负荷电机46对检测电机44施加逆向扭矩，使被检测变频器43产生高电压以及高电流，向被检测变频器43内部的功率半导体元件施加电气负荷从而检出初期不良品。
但是该装置由于采用手动操作，除需要大量检测时间之外，控制装置及负荷设备等方面的设备投资巨大，并需要占用较大的空间。
另外，上述以往的出厂检测装置(2)中存在一个麻烦的问题由于是连接缩小模式的诱导电动机进行检测，故必须每次另行制作与实际诱导电动机及周边旋转体装置等价的缩小模式，有时还必须制作缩小模式的变频器。
图5表示的是专利文献1记载的检测装置(3)的系统图。
在该图中，100是变频器检测装置，110是相电压检测器，120是绝缘变压器，130是扼流圈，140是DCCT，150是PWM变频器，160是直流电容器，201是交流电源，202是整流器，203是变频器。PWM变频器150由与开关元件逆并联的二极管构成的开关151～156桥接构成。
图中，变频器203通过内置的直流电容和PWM转换器的开关控制，将来自交流电源201并经过整流器202输入的直流电转换为3相交流电后输出。
此时，变频器203的控制电路在输入从变频器检测装置100的控制电路内的预设旋转数发生电路输出的，诱导电动机的预设电气角速度ωr和变频器203输出的3相电流时，发出与变频器203驱动诱导电动机时等效的PWM转换器的开关控制指令。
变频器检测装置100由相电压检测器110、绝缘变压器120、扼流圈130、DCCT140、PWM变频器150、直流电容器160构成。直流电容器160的正极与负极分别与变频器203的直流输入正极和负极并联连接。
这样，被检测装置的变频器203的交流输出端经由绝缘变压器120与PWM变频器150连接，预设一个电气角速度，降低诱导电动机的微分方程式次数控制PWM变频器150，使得根据变频器所驱动诱导电动机的电气定数、预设电气角速度、变频器的交流输出电压三者所计算出的变频器的相电流指令和变频器的相电流相等。
由此，绝缘变压器和PWM变频器相当于一个没有旋转体、无需结构设置的等效的诱导电动机进行工作。
专利文献1日本特开2000-224865号公报发明内容然而，如前所述，上述现有装置(1)由于采用手动操作，需要大量的检测时间而且控制装置、负荷设备等方面的设备投资巨大，并需要占用较大的空间。
上述现有装置(2)存在一个麻烦的问题，即，由于是连接缩小模式的诱导电动机进行检测，每次必需制作与实际诱导电动机及周边旋转装置等效的缩小模式，根据情况有时需要制作缩小模式的变频器。
上述现有装置(3)进行了对实际诱导电动机的模拟，但是其难以检出功率半导体元件的初期不良品。另外，对负荷器扭矩的控制需在监测负荷电流的同时进行手动控制，作业繁杂，要求检测人员具有一定的知识和经验。
本发明要解决上述这些问题，提供一种高速、廉价、无需占用广阔空间、并可检出功率半导体元件初期不良品的变频器出厂检测装置。
本发明为解决上述问题而研制。权利要求1中所述的变频器自动出厂检测装置发明的特征为驱动被检测变频器的自动出厂检测装置中具有的检测程序可对前述变频器产生所需电压、电流，通过设定前述检测程序以自动可变地控制前述变频器的加速时间及减速时间，可自动检测变频器的保护功能。
权利要求2中所述发明的特征为在权利要求1所述的自动出厂检测装置中，前述检测程序中具有程序可对前述变频器产生使其不良功率半导体损坏之程度的高电压或者高电流。
权利要求3所述的变频器自动出厂检测方法发明的特征为将权利要求2所述的自动出厂检测装置与被检测变频器的输入端连接，在前述变频器的输出端连接无负荷的检测电机，通过设定前述出厂检测装置的前述检测程序，可以对前述变频器反复进行前述检测电机的急加速以及急减速，向前述变频器中的不良功率半导体施加高电压或者高电流使其损坏，从而检出初期不良品。
根据本发明的检测装置及方法，因为其使用计算机自动进行出厂检测，出厂检测条件可以通过编程任意设定加速时间、减速时间以及急加速和急减速的重复次数等，所以即使是依靠单个电机的运转也可以通过急加速产生高电流、通过急减速产生高电压。因而，不需要手动出厂检测时所必需的对负荷电机的扭矩调整以及对电机输出电流的监控等作业，可大幅缩短出厂检测时间。此外，不需要出厂检测控制装置和负荷电机，可实现设备投资的削减和节省空间。
图1本发明涉及的变频器出厂时的自动检测装置的构成图。
图2表示图1中计测器、计算机及多路转换器的一种连接关系的方块图(a)，以及表示计算机内部构成概况的方块图(b)。
图3表示输出电流和母线电压状态的线型图。
图4以往的变频器出厂检测装置构成图。
图5以往的出厂检测装置的构成图。
符号说明10出厂检测控制装置11控制部11a计测器控制器11b电压电流发生器11c计测器11d多路转换器12动力部13被检测的变频器14检测电机16计算机16a CPU16b ROM16c RAM16d总线接口16e HDD
具体实施例方式
以下通过图1对本发明进行详细说明。
图1是本发明涉及的变频器出厂时的自动检测装置的构成图。
在图1中，10为出厂检测控制装置，11为控制部，12为动力部，13为被检测变频器，14为检测电机。
被检测变频器13的输入端连接本发明涉及的自动检测装置10，变频器13的输出端连接检测电机14。
自动检测装置10由控制部11和控制部11所控制的动力部12构成。
图2为表示控制部11中的计测器11c、计算机16及多路转换器11d等设备的一种连接关系的方块图(a)，以及表示计算机16内部构成概况的方块图(b)。在图2(a)中，11为控制部，由计测器控制器11a、电压电流发生器11b、计测器11c、多路转换器11d、计算机16组成。控制部11连接着动力部12(图中未表示)。计算机16读入并执行检测程序。计测器控制器11a将计算机16发出的指令转换成对计测器11c的控制命令，从而对计测器11c及多路转换器11d等进行控制。电压电流发生器11b及计测器11c根据控制命令，输出模拟信号和侦测被检测物13发出的信号。多路转换器11d以1通道/1步骤进行检查，并依据控制命令选择通道。
图2(b)为表示图1中计算机内部构成概况的方块图。图中，16为计算机，该计算机16由保存基本操作程序等内容的ROM16b、根据ROM16b所存程序执行整体控制操作的CPU16a、保存检测时各种程序及数据的RAM16c、保存出厂检测所需检测程序的HDD16e、以及总线接口16d等构成。
在进行出厂检测之前预先编写出厂检测程序并保存在ROM16b中。出厂检测条件由前述程序决定，并每次根据被检测物确定条件。以检出功率半导体元件的初期不良品为目的按照规定次数进行急加速以及急减速测试，设定条件如下。在进行出厂检测时读入并执行前述程序。
加速时间按照急加速旋转时在变频器保护功能启动水平以下实现最大输出电流而进行设定。加速时间越短输出电流越大。
减速时间按照急减速时在变频器保护功能启动水平以下实现母线电压最大回生而进行设定。减速时间越短母线电压越高。
图3为表示检测电机的4种状态的输出电流和母线电压状态的线型图。
图中，(A)表示检测电机14的4种状态。即(1)停止、(2)急加速、(3)稳定旋转、(4)急减速。
(B)是与(A)的4种状态对应的变频器13的输出电流，也即流过功率半导体元件的输出电流。(C)是与(A)的4种状态对应的母线电压，也即施加到功率半导体元件上的电压。
图中，检测电机14稳定旋转时的输出电流(B)以及母线电压(C)分别呈(α)的波形。
但是由于检测电机14的急加速，输出电流(B)呈现出(β)的大振幅波形。该振幅的大小选择为在通过电流时正常功率半导体元件不会损坏而接触不良等异常功率半导体元件会被烧毁的值。
此外，检测电机14的急减速产生回生电压，母线电压(C)呈现(γ)的过电压波形。该过电压的大小选择正常功率半导体元件不会损坏而异常功率半导体元件因耐绝缘性差会损坏的值。
由此，预先编写出厂检测程序使其能形成如图2中输出电流(B)的(β)以及母线电压(C)的(γ)的波形，在进行出厂检测时读入并执行该程序，从而可以通过以规定的重复次数执行急加速以及急减速测试而自动检出功率半导体元件的初期不良品。
如上所述，根据本发明，由于变频器出厂自动检测装置具有可使变频器产生所需电压、电流的检测程序，通过设定该检测程序自动可变地控制变频器的加速时间以及减速时间，可自动检测变频器的保护功能，特别是检测程序可以对变频器产生使前述变频器中不良功率半导体元件损坏程度的高电压或者高电流，因而可以实现出厂检测的自动化，并且可以用单个检测电机进行出厂检测以检出功率半导体元件的初期不良品，还可以缩短检测时间，降低设备成本，节省占用空间。
本发明是关于变频器的出厂检测装置，特别对于可自动控制的变频器出厂检测装置具有实用价值。
权利要求
1.一种变频器自动出厂检测装置，其特征在于被检测变频器由该检测装置驱动，该检测装置具有检测程序对前述变频器产生所需的电压、电流，通过设定前述检测程序以自动可变地控制前述变频器的加速时间及减速时间，可自动检测前述变频器的保护功能。
2.根据权利要求1所述的一种自动出厂检测装置，其特征在于前述检测程序具有对前述变频器产生可使其不良功率半导体损坏程度的高电压或者高电流的程序。
3.一种变频器自动出厂检测方法，其特征在于将权利要求2所述的自动出厂检测装置与被检测变频器的输入端连接，在前述变频器的输出端连接无负荷的检测电机，可以通过设定前述出厂检测装置的前述检测程序，对前述变频器反复进行前述检测电机的急加速以及急减速，对前述变频器中不良功率半导体施加高电压或者高电流使其损坏，从而检出初期不良品。
全文摘要
本发明提供了一种变频器出厂自动检测装置。该装置可以实现出厂检测的自动化，可检出功率半导体元件的初期不良，并可缩短检测时间、降低设备成本、节省占用空间。其特征在于用于驱动被检测变频器的出厂自动检测装置具有检测程序，用以向变频器产生所需的电压、电流，通过设定该检测程序自动可变地控制变频器的加速时间及减速时间，可以自动检测变频器的保护功能，特别是检测程序使变频器产生可将变频器中不良功率半导体破坏之程度的高电压或者高电流。
文档编号H02P27/04GK1809955SQ20048001747
公开日2006年7月26日 申请日期2004年6月11日 优先权日2003年7月2日
发明者田中稔久 申请人:株式会社安川电机