专利名称：变换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变换装置，一个该变换装置对多个交流电动机供电。
背景技术：
对于未被要求使送风风扇等急剧地加减速运转的用途的多个交流电动机、或勻速 运转用途的多个交流电动机，由一个能够输出可变频率·可变电压的交流电压的变换装置 进行供电。已知在此类变换(inverter)装置中，在被供电的多个交流电动机是永久磁铁式 同步电动机(DC无刷电动机)的情况下，使用记载在下述专利文献1中的并行驱动方法等， 对该电动机进行驱动。被供给上述用途的多个交流电动机中，当任一个交流电动机或由该电动机进行驱 动的设备中产生例如锁止(lock)状态等缺陷，流向该电动机的电流成为过电流状态时，执 行如下动作检测出此时的变换装置的输出电流为过电流，使变换装置的变换动作停止后， 停止所有的交流电动机的运转。专利文献日本特开2004-350385号公报然而，上述现有的变换装置中并不具备判定哪一个交流电动机为异常的功能。另 外，也存在能够连接到变换装置上的多个交流电动机没有被全部连接而进行运转的用途， 但是并不具备对与变换装置连接的交流电动机的运转个数进行把握的功能。进而，当交流 电动机的运转个数不明确时，设定变换装置的输出电流的适当的过电流检测电平比较困 难，可能无法判定处于过电流状态的电动机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题的变换装置，该一个变换装置经由 开闭器连接有多个交流电动机，基于对开闭器进行开闭操作时的变换装置的输出电流，能 够确定存在异常的交流电动机，并对连接的交流电动机的运转个数进行判定。本发明的第一方面的变换装置，该一个变换装置对多个交流电动机供电，上述变 换装置的特征在于，包括插设在从上述变换装置到上述交流电动机的各个交流电动机的 连接路径中的上述多个开闭器；和对上述变换装置的输出电流进行检测的电流检测器，在 上述交流电动机各自的通常运转期间，检测到交流电动机的异常时，停止上述变换装置的 变换动作，此后，将上述开闭器中的至少一个开闭器断开，基于上述变换装置开始变换动作 时的上述电流检测器的检测值，确定存在异常的交流电动机。此外，本发明的第二方面的变换装置，该一个变换装置对多个交流电动机供电，上 述变换装置的特征在于，包括插设在从上述变换装置到上述交流电动机的各个交流电动 机的连接路径中的上述多个开闭器；和对上述变换装置的输出电流进行检测的电流检测 器，将上述开闭器中的至少一个开闭器断开，基于上述变换装置开始变换动作时的上述电 流检测器的检测值，判定与该变换装置连接的交流电动机的运转个数。
进一步，本发明的第三方面的变换装置，在第二方面的变换装置中，其特征在于在上述交流电动机各自的通常运转期间，检测到交流电动机的异常时，停止上述变换装置 的变换动作，此后，将上述开闭器中的至少一个开闭器断开，基于上述变换装置开始变换动 作时的上述电流检测器的检测值，确定存在异常的交流电动机。进一步，本发明的第四方面的变换装置，在第一或第三方面的变换装置中，其特征 在于将连接到上述被确定的交流电动机的开闭器设定为开路状态后，使剩余的交流电动 机开始通常运转。根据本发明，在利用一个变换装置运转多个交流电动机的用途中，在交流电动机 各自的通常运转中，使用对变换装置的输出电流进行检测的电流检测器，能够检测并排除 上述交流电动机的异常，从而，能够实现该交流电动机整体的运转率的改善。另外，也能够 把握上述交流电动机的运转个数，因此，不需要使用者将交流电动机的运转个数的相关信 息输入的作业，也能够避免遗漏到交流电动机的连接等。
图1是表示本发明的第一实施例的变换装置的电路结构图。图2是说明图1的动作的流程图。图3是表示本发明的第二实施例的变换装置的电路结构图。图4是说明图3的动作的流程图。图5是说明图3的动作的流程图。附图标记说明10变换装置11直流电源12电容器13变换电路14变换控制装置15电流检测器16操作指令运算器17开闭器接通·断开(ON · OFF)指令发生器18、19 开闭器20变换装置21运转个数判定运算器22操作指令运算器23开闭器接通·断开指令发生器31、32交流电动机
具体实施例方式图1是表示本发明的第一实施例的变换装置的电路结构图，在该变换装置10中， 11是由二极管整流电路等构成的直流电源；12是平滑直流电源11的输出电压的电容器； 13是如图示将晶体管等半导体开闭元件与二极管的反并联电路三相桥接，将电容器12的两端电压变换为所期望的频率·振幅的交流电压并输出的变换电路；14是为了从变换电路 13输出基于所指令的电压指令值的频率·振幅的交流电压而将已进行PWM(脉宽调制)控 制的接通·断开信号发送到上述各个晶体管的变换控制装置；15是检测变换电路13的输出 电流的电流检测器；16是基于电流检测器15的检测值进行运算，根据该运算的结果向变换 控制装置14发送变换器起动信号或变换器停止信号，并且向开闭器接通 断开指令发生器 17发送开闭器操作信号的操作指令运算器；17是基于开闭器操作信号发送使开闭器18、19 成为接通状态或断开状态的指令信号，并且对操作指令运算器16发送开闭器接通 断开完 成信号的开闭器接通 断开指令发生器；18是设置在交流电动机31 (下面，也称为电动机 (motor)Ml)和变换电路13之间的开闭器；以及，19是设置在交流电动机32 (下面，也称为 电动机M2)和变换电路13之间的开闭器。另外，在如图1所示的电路结构中，为了简化下面的说明，设定有两个交流电动机 (电动机M1、M2)来作为多个交流电动机。下面，说明如图1所示的变换装置10的动作。首先，当通过未图示的时序电路(sequence circuit)向变换控制装置14发出起 动指令时，从变换控制装置14向变换电路13的上述各个晶体管发送接通 断开信号，该接 通·断开信号用于将预先设定的、能够起动各个电动机Ml、M2的最低频率·振幅的交流电 压输出，该最低频率·振幅的交流电压确立后，根据上述时序电路，作为预先设定的运转状 态，例如使得通过闭合开闭器18、19，将上述交流电压施加到电动机M1、M2，电动机M1、M2 开始动作。然后，为了从变换电路13输出基于所指令的电压指令值的频率·振幅的交流电 压，利用变换控制装置14，使变换电路13输出的交流电压的频率 振幅逐渐增大，达到上述 电压指令值时，电动机Ml、M2成为通常运转状态。进入该通常运转状态后，按照图2所示的流程图，首先由操作指令运算器16读入 电流检测器15的检测值，执行对该读入的值是否超过预先设定的上限值例如变换电路13 的额定输出电流值的150%的值进行监视的动作(步骤Sll)。此时，如果超出上述上限值，则从操作指令运算器16发出变换器停止信号(步骤 Sll 分支“是”)，基于该变换器停止信号，经变换控制装置14使变换电路13停止变换动作 (步骤S12)。然后，从操作指令运算器16发出开闭器操作信号，基于该开闭器操作信号，通过 开闭器接通·断开指令发生器17，使开闭器18为接通状态，开闭器19为断开状态，并向操 作指令运算器16发送开闭器接通·断开完成信号(步骤S13)。接着，接收到来自开闭器接通·断开指令发生器17的开闭器接通·断开完成信 号，操作指令运算器16发出变换器起动信号，基于该变换器起动信号，经变换控制装置14， 从变换电路13输出上述最低频率·振幅的交流电压(步骤S14)。于是，由操作指令运算器16读入电流检测器15的检测值，执行对该读入的值是否 超过上述上限值进行监视的动作(步骤S15)。此时，如果超出上述上限值，则从操作指令运算器16发送变换器停止信号(步骤 S15 分支“是”)，基于该变换器停止信号，经变换控制装置14使变换电路13停止变换动作 (步骤S16)，存储电动机Ml为异常的结果，并向外部报告(步骤S17)。
当步骤15中没有超出上述上限值时，从操作指令运算器16发送变换器停止信号(步骤S15 分支“否”)，基于该变换器停止信号，经变换控制装置14使变换电路13停止变 换动作(步骤S18)。然后，从操作指令运算器16发出开闭器操作信号，基于该开闭器操作信号，通过开闭器接通·断开指令发生器17，使开闭器18为断开状态，开闭器19为接通状态，并向操 作指令运算器16发送开闭器接通·断开完成信号(步骤S19)。接着，接收到来自开闭器接通·断开指令发生器17的开闭器接通·断开完成信号，操作指令运算器16发出变换器起动信号，基于该变换器起动信号，经变换控制装置14， 从变换电路13输出上述最低频率·振幅的交流电压(步骤S20)。于是，由操作指令运算器16读入电流检测器15的检测值，执行对该读入的值是否 超过上述上限值进行监视的动作(步骤S21)。此时，如果超出上述上限值，则从操作指令运算器16发送变换器停止信号(步骤 S21 分支“是”)，基于该变换器停止信号，经变换控制装置14使变换电路13停止变换动作 (步骤S22)，存储电动机M2为异常的结果，并向外部报告(步骤S23)。当步骤21中没有超过上述上限值时，从操作指令运算器16发送变换器停止信号 (步骤S21 分支“否”)，基于该变换器停止信号，经变换控制装置14使变换电路13停止变 换动作(步骤S24)。此时，存储电动机Ml、M2均为正常的结果，并向外部报告(步骤S25)。因此，根据图2所示的流程图，能够容易地将异常的交流电动机排除在外，使剩余 的交流电动机进行通常运转。图2所示的流程图是指交流电动机为2个的情况，当交流电动机为3个以上时， 从步骤S21的分支“否”起，进一步执行新的相当于步骤S18 S25的处理，在该新的步骤 S18 S25中的步骤S21的分支“否”处，再次、再再次...重复进行相当于步骤S18 S25 的处理即可。本实施例中，在步骤S11、S16、S21中基于输出电流的检测值是否超过预先设定的 上限值来判定交流电动机为异常与否，但例如也可以通过观测在三相输出的各相中流动的 电流不均衡(unbalance)与否来判定交流电动机是否异常。或者，也可以另外设置对交流 电动机的温度进行检测的温度检测单元，在步骤Sll中通过检测出该温度检测单元的检测 值超过预先设定的上限值来得到通常运转中的交流电动机为异常的结果。图3是表示本发明的第二实施例的变换装置的电路结构图，在该图中，对具有与 图1所示的电路结构相同的功能的结构标注相同的符号。即，该变换装置20中，除了直流电源11、电容器12、变换电路13、变换控制装置 14、电流检测器15、开闭器18、19、交流电动机31、32之外，还包括运转个数判定运算器21、 操作指令运算器22和开闭器接通·断开指令发生器23。在图3所示的电路结构中，为了简化下面的说明，也设定有2个交流电动机(电动机M1、M2)作为多个交流电动机。该变换装置20在进入通常运转的状态之前，为了把握预先连接的交流电动机的 个数，基于图4所示的流程图执行动作。首先，当从运转个数判定运算器21发出判定开始指令后，接收到该指令的开闭器接通·断开指令发生器23，针对均处于断开状态的开闭器18、19，仅使开闭器18成为接通 状态，并向操作指令运算器22发送开闭器接通·断开完成信号(步骤S31)。接着，接收到来自运转个数判定运算器21的上述判定开始指令和来自开闭器接 通·断开指令发生器23的开闭器接通·断开完成信号，操作指令运算器22发出变换器起 动信号，基于该变换器起动信号，经变换控制装置14，从变换电路13将用于使能够起动各 电动机M1、M2的最低频率 振幅的交流电压输出的接通·断开信号，发送到变换电路13的 上述各个晶体管(步骤S32)。该最低频率 振幅的交流电压确立后，由运转个数判定运算器21读入电流检测器 15的检测值，执行对该读入的值是否为零进行监视的动作(步骤S33)。此时，如果上述检测值不为零，则从运转个数判定运算器21发送变换器停止信号 (步骤S33 分支“是”)，基于该变换器停止信号，经操作指令运算器22和变换控制装置14， 使变换电路13停止变换动作(步骤S34)。接着，再次从运转个数判定运算器21发出判定开始指令，接收到该指令的开闭器 接通·断开指令发生器23，针对均处于断开状态的开闭器18、19，仅使开闭器19成为接通 状态，并向操作指令运算器22发送开闭器接通·断开完成信号(步骤S35)。接着，接收到来自运转个数判定运算器21的上述判定开始指令和来自开闭器接 通·断开指令发生器23的开闭器接通·断开完成信号，操作指令运算器22发出变换器起 动信号，基于该变换器起动信号，经变换控制装置14，从变换电路13将用于使能够起动各 电动机M1、M2的最低频率 振幅的交流电压输出的接通·断开信号，发送到变换电路13的 上述各个晶体管(步骤S36)。该最低频率 振幅的交流电压确立后，由运转个数判定运算器21读入电流检测器 15的检测值，执行对该读入的值是否为零进行监视的动作(步骤S37)。此时，如果上述检测值不为零(步骤S37 分支“是”)，则在运转个数判定运算器 21中存储连接有电动机Ml、M2的结果(步骤S38)后，移动到步骤S40。当步骤S37中的上述检测值为零时(步骤S37 分支“否”)，在运转个数判定运算 器21中存储连接有电动机Ml的结果，并发送变换器停止信号(步骤S39)，基于该变换器 停止信号，经操作指令运算器22和变换控制装置14，使变换电路13停止变换动作(步骤 S40)。另外，当步骤S33中的上述检测值为零时，从运转个数判定运算器21发送变换器 停止信号(步骤S33 分支“否”)，基于该变换器停止信号，经操作指令运算器22和变换控 制装置14，使变换电路13停止变换动作(步骤S41)。接着，再次从运转个数判定运算器21发出判定开始指令后，接收到该指令的开闭 器接通·断开指令发生器23，针对均处于断开状态的开闭器18、19，仅使开闭器19成为接 通状态，并向操作指令运算器22发送开闭器接通·断开完成信号(步骤S42)。接着，接收到来自运转个数判定运算器21的上述判定开始指令和来自开闭器接 通·断开指令发生器23的开闭器接通·断开完成信号，操作指令运算器22发出变换器起 动信号，基于该变换器起动信号，经变换控制装置14，从变换电路13将用于使能够起动各 电动机M1、M2的最低频率 振幅的交流电压输出的接通·断开信号，发送到变换电路13的 上述各个晶体管(步骤S43)。
该最低频率 振幅的交流电压确立后，由运转个数判定运算器21读入电流检测器 15的检测值，执行对该读入的值是否为零进行监视的动作(步骤S44)。此时，如果上述检测值不为零(步骤S44 分支“是”)，则在运转个数判定运算器21 中存储连接有电动机M2的结果，并发送变换器停止信号(步骤S45)后，移动到步骤S40。当步骤S44中的上述检测值为零时(步骤S44 分支“否”)，由运转个数判定运算 器21存储没有连接电动机Ml、M2的结果，并向外部报告，发送变换器停止信号(步骤S46) 后，移动到步骤S40。基于上述图4所示的流程图来执行处理，在预先确定了交流电动机的运转个数 后，该变换装置20与图1所示的变换装置10同样地，按照下面记载的次序开始执行进入通 常运转状态的动作。首先，通过未图示的时序电路，向变换控制装置14发出起动指令后，从变换控制 装置14将预先设定的、能够起动各电动机Ml、M2的最低频率·振幅的交流电压确立时，根 据上述时序电路，作为预先设定的运转状态，例如使得运转个数为2个，即由运转个数判 定运算器21得到的个数K为“2”时，通过接通开闭器18、19将上述交流电压施加到电动机 M1、M2，电动机M1、M2开始运转。然后，为了从变换电路13输出频率·振幅基于被指令的电压指令值的交流电压， 变换控制装置14使变换电路13输出的交流电压的频率·振幅逐渐增大，当达到上述电压 指令值时，电动机M1、M2进入通常运转状态。进入该通常运转状态后，按照图5所示的流程图，首先，由操作指令运算器22读入 电流检测器15的检测值，并执行如下监视动作该读入的值是否超过基于由运转个数判定 运算器21得到的个数的第一上限值，即图3所示的结构例中将作为由运转个数判定运算器 21得到的运转个数K的“2”、与预先设定的上述交流电动机的额定电流值相乘而得的值的 150%的值(步骤S51)。此时，如果超过上述第一上限值，则从操作指令运算器22发送变换器停止信号 (步骤S51 分支“是”)，基于该变换器停止信号，经变换控制装置14使变换电路13停止变 换动作(步骤S52)。然后，从操作指令运算器22发出开闭器操作信号，基于该开闭器操作信号，通过 开闭器接通·断开指令发生器23，使开闭器18为接通状态，开闭器19为断开状态，并向操 作指令运算器22发送开闭器接通·断开完成信号(步骤S53)。接着，接收到来自开闭器接通 断开指令发生器23的开闭器接通 断开完成信号， 操作指令运算器22发出变换器起动信号，基于该变换器起动信号，经变换控制装置14而从 变换电路13输出上述最低频率·振幅的交流电压(步骤S54)。于是，由操作指令运算器22读入电流检测器15的检测值，并执行如下监视动作 该读入的值是否超过基于由运转个数判定运算器21得到的个数的第二上限值、即将从运 转个数判定运算器21所得到的运转个数K( = 2)中减去“1”后的值“否”(=1)、与上述 交流电动机的额定电流值相乘而得的值的150%的值(步骤S55)。此时，如果超过上述第二上限值，则从操作指令运算器22发送变换器停止信号 (步骤S55 分支“是”)，基于该变换器停止信号，经变换控制装置14使变换电路13停止变 换动作(步骤S56)，存储电动机Ml为异常的结果，并向外部报告(步骤S57)。
当在步骤S55中没有超过上述第二上限值时，从操作指令运算器22发送变换器停 止信号(步骤S55 分支“否”)，基于该变换器停止信号，经变换控制装置14使变换电路13 停止变换动作(步骤S58)。然后，从操作指令运算器22发出开闭器操作信号，基于该开闭器操作信号，通过 开闭器接通·断开指令发生器23，使开闭器18成为断开状态，开闭器19成为接通状态，向 操作指令运算器22发送开闭器接通·断开完成信号(步骤S59)。接着，接收到来自开闭器接通·断开指令发生器23的开闭器接通·断开完成信 号，操作指令运算器22发出变换器起动信号，基于该变换器起动信号，经变换控制装置14， 从变换电路13输出上述最低频率·振幅的交流电压(步骤S60)。于是，由操作指令运算器22读入电流检测器15的检测值，执行对该读入的值是否 超过上述第二上限值进行监视的动作(步骤S61)。此时，如果超出上述第二上限值，则从操作指令运算器22发送变换器停止信号 (步骤S61 分支“是”)，基于该变换器停止信号，经变换控制装置14使变换电路13停止变 换动作(步骤S62)，存储电动机M2为异常的结果，并向外部报告(步骤S63)。当在步骤21中没有超过上述第二上限值时，从操作指令运算器22发送变换器停 止信号(步骤S61 分支“否”)，基于该变换器停止信号，经变换控制装置14使变换电路13 停止变换动作(步骤S64)。此时，存储电动机Ml、M2均为正常的结果，并向外部报告(步骤S65)。进而，根据如图5所示的流程图，能够容易地将异常的交流电动机排除在外，使剩 余的交流电动机进行通常运转。另外，图5所示的流程图是指交流电动机为2个的情况，但当交流电动机为3个 以上时，从步骤S61的分支“否”起，重新进行相当于步骤S58 S65的处理，在该新的步骤 S58 S65中的步骤S61的分支“否”处，再次、再再次...重复进行相当于步骤S58 S65 的处理即可。S卩，当该变换装置20成为通常运转状态时，根据图5所示的流程图执行监视动作， 不过，基于执行图4所示的流程图的处理而得到的运转个数，能够将相对于此时的电流检 测值的第一上限值和第二上限值设定为更适当的值，因此能够提高检测的可靠性。此外，本实施例中，在步骤S51、S56、S61中，基于输出电流的检测值是否超过与运 转个数相对应地设定的第一上限值或第二上限值，来判定交流电动机异常与否，但例如也 可以观测在三相输出的各相中流动的电流的不均衡与否来判定是否为异常电流。或者，也 可以另外设置检测交流电动机的温度的温度检测单元，在步骤S51中通过检测出该温度检 测单元的检测值超过预先设定的上限值，来得到通常运转中的交流电动机为异常的结果。
权利要求
一种变换装置，一个该变换装置对多个交流电动机供电，所述变换装置的特征在于，包括插设在从所述变换装置到所述交流电动机的各个交流电动机的连接路径中的所述多个开闭器；和对所述变换装置的输出电流进行检测的电流检测器，在所述交流电动机各自的通常运转期间，检测到交流电动机的异常时，停止所述变换装置的变换动作，此后，将所述开闭器中的至少一个开闭器断开，基于所述变换装置开始变换动作时的所述电流检测器的检测值，确定存在异常的交流电动机。
2.一种变换装置，一个该变换装置对多个交流电动机供电，所述变换装置的特征在于， 包括插设在从所述变换装置到所述交流电动机的各个交流电动机的连接路径中的所述多 个开闭器；和对所述变换装置的输出电流进行检测的电流检测器，将所述开闭器中的至少一个开闭器断开，基于所述变换装置开始变换动作时的所述电 流检测器的检测值，判定与该变换装置连接的交流电动机的运转个数。
3.如权利要求2所述的变换装置，其特征在于在所述交流电动机各自的通常运转期间，检测到交流电动机的异常时，停止所述变换 装置的变换动作，此后，将所述开闭器中的至少一个开闭器断开，基于所述变换装置开始变换动作时的 所述电流检测器的检测值，确定存在异常的交流电动机。
4.如权利要求1或3所述的变换装置，其特征在于将连接到所述被确定的交流电动机的开闭器设定为断开状态后，使剩余的交流电动机 开始通常运转。
全文摘要
本发明提供一种变换装置，一个该变换装置对多个交流电动机供电，能够对在上述交流电动机的某一个中发生的异常进行检测。该变换装置(10)中，(11)是直流电源；(12)是电容器；(13)是如图所示将晶体管与二极管的反并联电路三相桥接，将电容器(12)的两端电压变换为所期望的频率·振幅的交流电压并输出的变换电路；(14)是为了从变换电路(13)输出基于所指令的电压指令值的频率·振幅的交流电压而将已进行PWM(脉宽调制)控制的接通·断开信号发送到上述各个晶体管的变换控制装置；(16)是基于电流检测器(15)的检测值进行运算的操作指令运算器，该变换装置(10)进入通常运转状态时，由操作指令运算器(16)按照图2所示的流程图执行监视动作，能够检测出由各交流电动机(31)、(32)的异常引起的过电流。
文档编号H02P5/74GK101997461SQ20101028889
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者松本吉弘 申请人:富士电机系统株式会社