检测并联驱动的开关的故障的故障检测装置及电动机驱动装置的制作方法

1.本发明涉及检测并联驱动的开关的故障的故障检测装置及电动机驱动装置。


背景技术：

2.作为在电流路径上选择性地切换导通(也称为“闭合”或者“接通”。)和非导通(也称为“开路”或者“断开”。)的开关，使用继电器、半导体开关元件以及电磁接触器等。在想要使用额定电流小的开关来实现流过大电流的电流路径的导通和非导通的切换的情况下，将多个开关并联连接而使这些多个开关并联驱动。在这样的并联驱动中，通过使并联连接的多个开关同时闭合而使大电流分散地流过各开关，通过使并联连接的多个开关同时开路而切断大电流。
3.例如，已知一种输出可变电压可变频率的交流电力的电力变换装置，其特征在于，具有：顺变换器，其对交流电源的交流电压进行整流而变换为直流电压；直流中间电路，其具有对该顺变换器的直流电压进行平滑的平滑电容器；限流电路，其抑制向所述直流中间电路的平滑电容器的充电电流；电压检测电路，其检测所述直流中间电路的电压；逆变换器，其将所述顺变换器的直流电压变换为交流电压；n个温度检测元件，其检测配置于连接与所述限流电路的电阻并联连接的n个继电器的触点部所对应的端子的电路基板的所述n个继电器各自的温度；以及控制部，其根据所述各温度检测元件的检测结果，检测所述n个继电器的哪一个异常(例如，参照专利文献1)。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本专利第5743944号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的课题
8.在通过并联连接的多个开关的并联驱动来切换电流路径上的导通(闭合)和非导通(开路)的电路中，尽管对全部的开关进行了闭合指示，但若产生至少1个开关未闭合而保持开路的故障(以下，称为“开路故障”。)，则电流集中流过按照闭合指令正常闭合的开关，产生异常过热。由于以开路故障为起因的异常过热，本来正常的开关、设置有该开关的基板、以及位于该开关附近的各种电子部件等有时会损坏。因此，期望在并联连接的多个开关设置在电流路径上且这些多个开关并联驱动的电路中，检测开关的故障来防止异常过热。
9.用于解决课题的手段
10.根据本公开的一方式，检测电流路径上的选择性地切换导通和非导通的开关的故障的故障检测装置，具有：至少2个温度传感器，其是端子间的电阻值根据温度变化而变化的温度传感器，设置于相互并联连接的至少2个开关的附近，且相互串联电连接；检测部，其对至少2个温度传感器的合成电阻值进行检测；以及判定部，其根据合成电阻值，判定为至
少2个开关中的至少1个产生了故障。
11.另外，根据本公开的一方式，电动机驱动装置具有：上述的故障检测装置；转换器电路，其将从交流电源输入的交流电力变换为直流电力并输出；dc链路电容器，其设置于作为转换器电路的直流输出侧的dc链路；逆变器电路，其将dc链路中的直流电力变换为电动机驱动用的交流电力并输出；以及预充电电路，其具有开关和与开关并联连接的预充电电阻，用于防止dc链路电容器的预充电时的冲击电流。
12.发明效果
13.根据本公开的一方式，能够实现故障检测装置以及具有该故障检测装置的电动机驱动装置，该故障检测装置检测并联连接的多个开关设置在电流路径上且这些多个开关并联驱动的电路中的开关的故障来防止异常过热。
附图说明
14.图1是表示本公开的一实施方式的故障检测装置的图。
15.图2a是例示在本公开的一实施方式中，并联连接的多个开关设置在电流路径上的电路中的电流的流动的图，表示全部的开关针对闭合指令正常地进行了闭合动作的情况。
16.图2b是例示在本公开的一实施方式中，并联连接的多个开关设置在电流路径上的电路中的电流的流动的图，表示尽管闭合指令但1个开关产生了开路故障的情况。
17.图3是例示ptc热敏电阻的电阻温度特性的图。
18.图4是表示在温度传感器中使用了ptc热敏电阻的第一方式的故障检测装置的动作流程的流程图。
19.图5是例示ntc热敏电阻的电阻温度特性的图。
20.图6是表示在温度传感器中使用了ntc热敏电阻的第二方式的故障检测装置的动作流程的流程图。
21.图7是例示本公开的一实施方式的故障检测装置中的设置有温度传感器的预充电电路的立体图。
22.图8是例示本公开的一实施方式的故障检测装置中的设置有温度传感器的预充电电路的电路图。
23.图9是例示具有本公开的一实施方式的故障检测装置的电动机驱动装置的图。
具体实施方式
24.以下，参照附图，对检测并联驱动的开关的故障的故障检测装置及电动机驱动装置进行说明。为了容易理解，这些附图适当变更了比例尺。附图所示的方式是用于实施的一个例子，并不限定于图示的实施方式。
25.图1是表示本公开的一实施方式的故障检测装置的图。
26.本公开的一实施方式的故障检测装置1在并联连接的多个开关21-1～21-n设置于电流路径50上且这些多个开关21-1～21-n(其中，n为2以上的整数)并联驱动的电路中，针对多个开关21-1～21-n中的至少1个检测产生了故障的情况。
27.作为故障检测装置1的故障检测对象的开关21-1～21-n选择性地切换电流路径50上的导通和非导通。对于开关21-1～21-n的每一个，即使额定电流小，通过将这些开关21-1
～21-n相互并联连接并进行并联驱动，也能够在流过大电流的电流路径50中实现导通(闭合)和非导通(开路)的选择性切换。即，通过将并联连接的多个开关同时闭合，能够使大电流分散地流过各开关，通过将并联连接的多个开关同时开路，能够切断大电流。此外，在图1中，对开关21-1～21-n指示闭合以及接通的控制部省略了图示。
28.作为故障检测装置1的故障检测对象的开关21-1～21-n的例子，有继电器、半导体开关元件以及电磁接触器等。作为半导体开关元件的例子，有fet、igbt、晶闸管、gto、晶体管等。
29.另外，作为具有作为故障检测装置1的故障检测对象的开关21-1～21-n的电路的例子，有设置于电动机驱动装置的预充电电路。详细情况在后面进行叙述，预充电电路防止在对设置于电动机驱动装置中的转换器电路的直流输出侧与逆变器电路的直流输入侧之间的dc链路电容器进行预充电时可能产生的冲击电流。预充电电路具有开关和与该开关并联连接的预充电电阻。在预充电完成后，开关闭合而流过大电流，因此，有时采取将多个开关并联连接并进行并联驱动的应对。本公开的一实施方式的故障检测装置1能够用于具有这样的并联驱动的多个开关的预充电电路内的该多个开关的故障检测。或者，故障检测装置1也可以用于在动力制动电路、转换器电路或逆变器电路中设置的多个开关的故障检测。
30.本公开的一实施方式的故障检测装置1具有：至少2个温度传感器11-1～11-m(其中，m为2以上的整数)、检测部12以及判定部13。
31.温度传感器11-1～11-m是端子间的电阻值根据温度变化而变化的元件。作为温度传感器11-1～11-m的例子，有电阻值随着温度上升而增加的ptc热敏电阻、以及电阻值随着温度上升而减少的ntc热敏电阻等。
32.温度传感器11-1～11-m设置在安装有相互并联连接的至少2个开关21-1～21-n的基板上的、这些开关21-1～21-n的附近。温度传感器11-1～11-m的个数m等于或小于开关21-1～21-n的个数n。温度传感器11-1～11-m相互串联电连接。因此，根据开关21-1～21-n的附近、安装有这些开关21-1～21-n的基板的温度变化，相互串联连接的温度传感器11-1～11-m的合成电阻值也变化。
33.检测部12检测温度传感器11-1～11-m的合成电阻值。例如，在按照第一温度传感器11-1、
…
、第m温度传感器11-m(其中，m为2以上的整数)的顺序将m个温度传感器相互串联电连接的情况下，第一温度传感器11-1的2个端子中的未连接第二温度传感器的一侧的端子与第m温度传感器11-m的2个端子中的未连接第m-1温度传感器11-m+1的一侧的端子之间的电阻值的合计为合成电阻值。
34.在将温度传感器11-1～11-m各自的电阻值设为r1～rm时，检测部12例如按照公式1计算合成电阻值ra。
35.[数学式1]
[0036][0037]
判定部13根据检测部12检测出的合成电阻值，判定为开关中的至少1个产生了故障。对于判定部13的判定处理的详细情况在后面进行叙述
[0038]
检测部12和判定部13可以由模拟电路和运算处理装置的组合构成，或者也可以仅由模拟电路构成，或者也可以仅由运算处理装置构成。运算处理装置例如包含ic、lsi、cpu、mpu、dsp等概念。例如，运算处理装置也可以按照实现检测部12和/或判定部13的功能的软件程序进行动作。另外，例如，也可以由比较器构成检测部12，由lsi构成判定部13。另外，例如，也可以将检测部12和判定部13汇总而由1个lsi构成。
[0039]
图2a是例示在本公开的一实施方式中，并联连接的多个开关设置在电流路径上的电路中的电流的流动的图，表示全部的开关针对闭合指令正常地进行了闭合动作的情况。图2b是例示在本公开的一实施方式中，并联连接的多个开关设置在电流路径上的电路中的电流的流动的图，表示尽管是闭合指令但1个开关产生了开路故障的情况。
[0040]
如图2a所示，在全部的开关21-1～21-n正常的情况下，开关21-1～21-n针对闭合指令全部闭合(导通)。结果，在电流路径50流动的电流分散地流过开关21-1～21-n，因此，开关21-1～21-n的附近、安装有这些开关21-1～21-n的基板的温度变化少。因此，温度传感器11-1～11-m各自的电阻值的变化也少，因此，检测部12检测的合成电阻值的变化也少。
[0041]
如图2b所示，尽管对全部的开关21-1～21-n进行了闭合指示，但例如在产生了开关21-2未闭合而保持开路的开路故障的情况下，开关21-2为未流过电流的非导通状态，因此，电流的流动集中于开关21-2以外的正常的开关(即，处于导通状态的开关)。结果，开关21-2以外的正常的开关的附近、安装有该正常的开关的基板的周围的温度变化变大。因此，温度传感器11-1～11-m中的设置于正常的开关的附近的温度传感器各自的电阻值的变化变大，因此，检测部12检测的合成电阻值的变化也变大。在图2b中，作为一例，设为在1个开关21-2产生开路故障，但若针对多个开关产生开路故障，则电流的流动进一步集中于除此以外的正常的开关，因此，正常的开关的附近的温度变化进一步变大，设置于正常的开关的附近的温度传感器各自的电阻值的变化也变大，与之相伴地，检测部12检测的合成电阻值的变化也进一步变大。
[0042]
这样，当多个开关21-1～21-n中的几个开关产生开路故障时，检测部12检测的合成电阻值从正常时的值大幅变化。因此，判定部13将检测部12检测的合成电阻值与预先规定的阈值进行比较，根据该比较结果，判定多个开关21-1～21-n中的至少1个是否产生了故障。
[0043]
根据温度传感器11-1～11-m是由ptc热敏电阻构成还是由ntc热敏电阻构成，判定部13的判定处理不同。接着，关于判定部13的判定处理的详细情况，分为温度传感器11-1～11-m分别是ptc热敏电阻的第一方式和温度传感器11-1～11-m分别是ntc热敏电阻的第二方式进行说明。
[0044]
首先，对本公开的一实施方式的故障检测装置1中的温度传感器11-1～11-m的每一个使用ptc热敏电阻的第一方式进行说明。
[0045]
图3是例示ptc热敏电阻的电阻温度特性的图。
[0046]
ptc热敏电阻是在比居里温度tq低的温度下电阻值大致恒定，当超过居里温度tq时电阻值急剧增加的元件。在将多个ptc热敏电阻串联电连接的情况下，关于至少1个ptc热敏电阻，仅其附近的温度超过居里温度tq，串联连接的ptc热敏电阻的合成电阻值就急剧增加。因此，图3所示的电阻温度特性表示ptc热敏电阻单体的温度与电阻值的关系，并且能够理解为表示串联连接的多个ptc热敏电阻的温度与合成电阻值的关系。
[0047]
在本公开的一实施方式的故障检测装置1中的温度传感器11-1～11-m的每一个使用ptc热敏电阻的第一方式中，在判定部13的判定处理中与温度传感器11-1～11-m的合成电阻值进行比较的阈值以如下方式设定即可。以下，将第一方式中的判定部13的判定处理所使用的阈值称为“第一阈值”。
[0048]
在第一方式中，关于作为温度传感器11-1～11-m的ptc热敏电阻，选定具有判定为产生故障时的温度(即异常过热时的温度)以下的居里温度tq的ptc热敏电阻。温度传感器11-1～11-m的每一个优选由具有相同的温度电阻值特性的ptc热敏电阻构成。“判定为产生故障时的温度”例如考虑开关21-1～21-n的耐热温度、安装有开关21-1～21-n的基板的耐热温度、配置在开关21-1～21-n的附近的各种部件的耐热温度、以及安装有开关21-1～21-n和各种部件的基板的耐热温度等来选定即可。如上所述，开路故障相关的开关以外的正常的开关的附近、安装有该正常的开关的基板的周围的温度变化变大，因此，配置于正常的开关附近的ptc热敏电阻的电阻值急剧增加。当正常的开关附近的ptc热敏电阻的电阻值急剧增加时，当然串联连接的ptc热敏电阻的合成电阻值也急剧增加。在第一方式中，将考虑安全性而对与1个ptc热敏电阻的居里温度tq对应的电阻值加上些许余量而得的电阻值设定为第一阈值r
th1
。判定部13根据第一阈值r
th1
与检测部12检测出的合成电阻值的比较结果，判别有无开路故障的产生。即，判定部13在串联连接的ptc热敏电阻(温度传感器11-1～11-m)的合成电阻值超过第一阈值r
th1
的情况下，判定为产生了成为ptc热敏电阻(温度传感器11-1～11-m)的合成电阻值急剧增加的原因的开路故障。此外，第一阈值r
th1
也可以存储在能够改写的存储部(未图示)中而能够由外部设备改写，由此，即使在暂时设定了第一阈值r
th1
之后，也能够根据需要变更为适当的值。
[0049]
图4是表示在温度传感器中使用了ptc热敏电阻的第一方式的故障检测装置的动作流程的流程图。
[0050]
在图1所示的并联连接的多个开关21-1～21-n设置在电流路径50上且这些多个开关21-1～21-n并联驱动的电路中，在步骤s101中，检测部12检测分别由ptc热敏电阻构成的温度传感器11-1～11-m的合成电阻值。由检测部12检测出的合成电阻值有关的数据输送到判定部13。
[0051]
在步骤s102中，判定部13将由检测部12检测出的合成电阻值与第一阈值r
th1
进行比较，判定合成电阻值是否超过第一阈值r
th1
。在步骤s102中，在判定为合成电阻值超过第一阈值r
th1
的情况下进入到步骤s103，在未判定为合成电阻值超过第一阈值r
th1
的情况下返回到步骤s101。步骤s101以及s102的处理以预定的周期反复执行。
[0052]
在步骤s102中判定为合成电阻值超过了第一阈值r
th1
的情况下，在步骤s103中，判定部13判定为开关21-1～21-n中的至少1个产生了故障。
[0053]
接着，对本公开的一实施方式的故障检测装置1中的温度传感器11-1～11-m的每一个使用ntc热敏电阻的第二方式进行说明。
[0054]
图5是例示ntc热敏电阻的电阻温度特性的图。
[0055]
ntc热敏电阻是电阻值随着温度上升而降低的元件。在将多个ntc热敏电阻串联电连接的情况下，若至少1个ntc热敏电阻的附近的温度上升，则串联连接的ntc热敏电阻的合成电阻值降低。图5所示的电阻温度特性表示串联连接的多个ntc热敏电阻的温度与合成电阻值的关系。
[0056]
在本公开的一实施方式的故障检测装置1中的温度传感器11-1～11-m的每一个使用ntc热敏电阻的第二方式中，在判定部13的判定处理中与温度传感器11-1～11-m的合成电阻值进行比较的阈值以如下方式设定即可。以下，将第二方式中的判定部13的判定处理所使用的阈值称为“第二阈值”。
[0057]
为了通过由ntc热敏电阻构成的温度传感器11-1～11-m来实现本公开的一实施方式的故障检测装置1，需要选定在多个开关21-1～21-n中的至少1个开关产生了开路故障时的串联连接的多个ntc热敏电阻的合成电阻值小于多个开关21-1～21-n全部正常时的串联连接的多个ntc热敏电阻的合成电阻值那样的ntc热敏电阻。例如，若由具有相同的温度电阻值特性的ntc热敏电阻构成温度传感器11-1～11-m的每一个，则容易实现满足上述开路故障时的合成电阻值与正常时的合成电阻值的关系的故障检测装置1。
[0058]
达到判定为产生故障时的温度(即异常过热时的温度)的ntc热敏电阻的个数越多，串联连接的ntc热敏电阻(温度传感器11-1～11-m)的合成电阻值越小。在第二方式中，例如考虑开关21-1～21-n的耐热温度、安装有开关21-1～21-n的基板的耐热温度、配置在开关21-1～21-n的附近的各种部件的耐热温度、以及安装有开关21-1～21-n以及各种部件的基板的耐热温度等，例如将考虑安全性而对1个ntc热敏电阻达到“判定为产生故障时的温度”时的串联连接的ntc热敏电阻(温度传感器11-1～11-m)的合成电阻值加上些许余量而得的电阻值设定为第二阈值r
th2
。判定部13根据第二阈值r
th2
与检测部12检测出的合成电阻值的比较结果，判别有无开路故障的产生。即，判定部13在串联连接的ntc热敏电阻(温度传感器11-1～11-m)的合成电阻值低于第二阈值r
th2
的情况下，判定为至少产生了成为ntc热敏电阻(温度传感器11-1～11-m)的合成电阻值降低的原因的开路故障。此外，第二阈值r
th2
也可以存储在能够改写的存储部(未图示)中而能够由外部设备改写，由此，即使在暂时设定了第二阈值r
th2
之后，也能够根据需要变更为适当的值。
[0059]
图6是表示在温度传感器中使用了ntc热敏电阻的第二方式的故障检测装置的动作流程的流程图。
[0060]
在图1所示的并联连接的多个开关21-1～21-n设置在电流路径50上且这些多个开关21-1～21-n并联驱动的电路中，在步骤s201中，检测部12检测分别由ntc热敏电阻构成的温度传感器11-1～11-m的合成电阻值。由检测部12检测出的合成电阻值有关的数据输送到判定部13。
[0061]
在步骤s202中，判定部13将由检测部12检测出的合成电阻值与第二阈值r
th2
进行比较，判定合成电阻值是否低于第二阈值r
th2
。在步骤s202中判定为合成电阻值低于第二阈值r
th2
的情况下进入到步骤s203，在未判定为合成电阻值低于第二阈值r
th2
的情况下返回到步骤s201。步骤s201以及s202的处理以预定的周期反复执行。
[0062]
在步骤s202中判定为合成电阻值低于第二阈值r
th2
的情况下，在步骤s203中，判定部13判定为开关21-1～21-n中的至少1个产生了故障。
[0063]
在上述的第一方式和第二方式中的任一个中，例如也可以使显示部显示判定部13的故障判定结果。作为显示部的例子，有单体的显示器装置、以及附属于个人计算机以及便携终端的显示器装置等。或者，也可以使判定部13的故障判定结果由例如语音、扬声器、蜂鸣器、铃等那样的发出声音的音响设备输出。由此，作业者能够掌握开关21-1～21-n中的至少1个产生了故障。因此，作业者能够采取例如开关21-1～21-n整体的更换或修理、或者基
板、各种部件的更换或修理这样的应对。
[0064]
另外，在上述的第一方式以及第二方式的任一个中，也可以根据判定部13的故障判定结果，使具有设置有图1所示的并联连接的多个开关21-1～21-n的电路的机械紧急停止或者进行异常回避动作。另外，也可以将判定部13的判定结果记录在存储装置中，之后能够利用判定结果。
[0065]
此外，在上述的实施方式中，温度传感器11-1～11-m相互串联电连接，检测部12检测这些串联连接的温度传感器11-1～11-m的合成电阻值，判定部13根据该合成电阻值检测开路故障产生。作为该变形例，也可以将温度传感器11-1～11-m经由各个端子相互并联连接，检测部12检测这些并联连接的温度传感器11-1～11-m的合成电阻值。在将并联连接的温度传感器11-1～11-m各自的电阻值设为r1～rm时，检测部12例如按照公式2计算合成电阻值rb。判定部13也可以根据合成电阻值rb来检测开路故障产生。
[0066]
[数学式2]
[0067][0068]
接下来，以预充电电路为例，对本公开的一实施方式的故障检测装置中的温度传感器的设置例进行说明。
[0069]
图7是例示本公开的一实施方式的故障检测装置中的设置有温度传感器的预充电电路的立体图。另外，图8是例示本公开的一实施方式的故障检测装置中的设置有温度传感器的预充电电路的电路图。在图7和图8中，作为一例，对设置于预充电电路5的开关为2个的情况进行说明。
[0070]
设置于电动机驱动装置的预充电电路5防止在对设置于电动机驱动装置中的转换器电路的直流输出侧与逆变器电路的直流输入侧之间的dc链路电容器进行预充电时可能产生的冲击电流。预充电电路设置在转换器电路的直流输出侧或交流输入侧。
[0071]
如图8所示，预充电电路5具有开关21-1和21-2以及与该开关21-1和21-2并联连接的预充电电阻22。作为开关21-1和21-2的例子，有继电器及半导体开关元件等。在预充电完成后，开关21闭合而流过大电流，因此，由并联连接的多个开关21-1和21-2构成开关21。通过将并联连接的多个开关21-1和21-2同时闭合，能够使大电流分散地流过各开关21-1和21-2，通过将并联连接的多个开关21-1和21-2同时开路，能够切断大电流。
[0072]
如图7所示，预充电电路5的开关21-1和21-2以及预充电电阻22安装在基板20上。在基板20还设置有各种部件23。作为各种部件23的例子，例如有不耐热的电容器等。在开关21-1和21-2各自的附近设置有温度传感器11-1和11-2。作为该变形例，也可以将温度传感器11-1和11-2设置在不耐热的电容器的附近。
[0073]
接着，对具有本公开的一实施方式的故障检测装置的电动机驱动装置进行说明。
[0074]
图9是例示具有本公开的一实施方式的故障检测装置的电动机驱动装置的图。
[0075]
作为一例，示出通过与交流电源200连接的电动机驱动装置100来控制电动机300的例子。在本实施方式中，电动机300的种类没有特别限定，例如可以是感应电动机，也可以是同步电动机。另外，交流电源200以及电动机300的相数并不特别限定本实施方式，例如可
以是三相也可以是单相。在图示的例子中，将交流电源200和电动机300分别设为三相。列举交流电源200的一例，有三相交流400v电源、三相交流200v电源、三相交流600v电源、单相交流100v电源等。设置有电动机300的机械例如包含机床、机器人、锻压机械、注射成型机、工业机械等。
[0076]
电动机驱动装置100具有：故障检测装置1、转换器电路2、dc链路电容器3、逆变器电路4以及预充电电路5。另外，在电动机驱动装置100与交流电源200之间设置有电磁接触器6。
[0077]
关于故障检测装置1，如参照图1～图8说明的那样。
[0078]
转换器电路2将从交流电源200输入的交流电力变换为直流电力并向作为直流输出侧的dc链路输出。“dc链路”有时也称为“dc链路部”、“直流链路”、“直流链路部”或“直流中间电路”等。转换器电路2在从交流电源200供给三相交流电力的情况下由三相桥电路构成，在从交流电源200供给单相交流电力的情况下由单相桥电路构成。在图示的例子中，将交流电源200设为三相交流电源，因此，转换器电路2由三相桥电路构成。作为转换器电路2的例子，有二极管整流器、120度通电方式整流器、以及pwm开关控制方式整流器等。例如，在转换器电路2是120度通电方式整流器以及pwm开关控制方式整流器的情况下，由半导体开关元件以及与其反并联连接的二极管的桥电路构成，根据从上位控制装置(未图示)接收到的驱动指令对各开关元件进行接通断开控制而在交流直流双方向进行电力变换。该情况下，作为开关元件的例子，有fet、igbt、晶闸管、gto、晶体管等，但也可以是其他的半导体开关元件。
[0079]
在转换器电路2的交流输入侧设置有电磁接触器6。电磁接触器6对从交流电源200向转换器电路2的交流输入电流的电流路径进行开闭。形成从交流电源200向转换器电路2的交流输入电流的电流路径的闭动作通过电磁接触器6的触点闭合来实现，切断从交流电源200向转换器电路2的交流输入电流的电流路径的开动作通过电磁接触器6的触点分离来实现。此外，在转换器电路2的交流输入侧，除了电磁接触器6以外，有时还设置交流电抗器、ac线路滤波器等，但在此省略图示。
[0080]
在将转换器电路2的直流输出侧与逆变器电路4的直流输入侧连接的dc链路中，设置有dc链路电容器3。dc链路电容器3具有蓄积为了逆变器电路4生成交流电力而使用的直流电力的功能以及抑制转换器电路2的直流输出的脉动量的功能。作为dc链路电容器3的例子，例如有电解电容器、薄膜电容器等。
[0081]
逆变器电路4经由dc链路与转换器电路2连接，将dc链路中的直流电力变换为电动机驱动用的交流电力并输出。作为逆变器电路4的例子，有由整流元件以及与其反并联连接的半导体开关元件的桥电路构成的pwm控制方式逆变器等。作为半导体开关元件的例子，有fet、igbt、晶闸管、gto、晶体管等，但也可以是其他半导体元件。逆变器电路4在电动机300为三相交流电动机的情况下构成为三相的桥电路，在电动机300为单相交流电动机的情况下由单相桥电路构成。在图示的例子中，将电动机300设为三相交流电动机，因此，逆变器电路4由三相桥电路构成。逆变器电路4根据上位控制装置(未图示)的指令对内部的半导体开关元件的接通断开动作进行pwm控制，由此，将dc链路中的直流电力变换为电动机驱动用的交流电力并输出。电动机300根据从逆变器电路4供给的交流电力来控制速度、转矩或转子的位置。此外，逆变器电路4适当地对开关元件的接通断开动作进行pwm控制，由此，也能够
将由电动机300再生的交流电力变换为直流电力而返回到直流侧的dc链路。
[0082]
为了防止在基于电动机驱动装置100的电动机300的驱动开始前进行的dc链路电容器3的预充电(初始充电)时可能产生的冲击电流，而设置预充电电路(初始充电电路)5。预充电电路5设置在转换器电路2的直流输出侧或交流输入侧，但在图9所示的例子中，作为一例，在转换器电路2的直流输出侧设置预充电电路5。
[0083]
预充电电路5具有开关21-1和21-2以及与这些开关21-1和21-2并联连接的预充电电阻22。作为开关21-1及21-2的例子，有继电器及半导体开关元件等。在图示的例子中，作为一例，2个开关21-1和21-2并联连接，但也可以3个以上的开关并联连接。通过将并联连接的多个开关21-1和21-2同时闭合，能够使大电流分散地流过各开关21-1和21-2，通过将并联连接的多个开关21-1和21-2同时开路，能够切断大电流。
[0084]
在从电动机驱动装置100刚启动后(刚接通电源后)到电动机300的驱动开始前为止的预充电期间中，开关21-1和21-2按照从上位控制装置(未图示)接收到的开路指令同时开路(断开)。在预充电期间中，开关21-1及21-2维持断开状态，因此，从转换器电路2输出的电流经由预充电电阻22作为充电电流流入dc链路电容器3，dc链路电容器3被充电(预充电)。这样，在预充电期间中，从转换器电路2输出的电流在预充电电阻22中流动，因此，能够防止冲击电流的产生。当dc链路电容器达到预定的充电电压而完成预充电时，开关21-1和21-2按照从上位控制装置(未图示)接收到的闭合指令同时闭合(接通)。在预充电完成后，开始电动机300的驱动，从转换器电路2输出的电流通过闭合的开关21-1和21-2向逆变器电路4和dc链路电容器3流动。
[0085]
在安装有开关21-1和21-2的基板上的开关21-1和21-2各自的附近设置有温度传感器11-1和11-2。故障检测装置1判定在预充电电路5内的多个开关21-1及21-2中是否存在产生了开路故障的开关。
[0086]
在预充电期间中，开关21-1和21-2开路(断开)，因此，电流不流过开关21-1和21-2。因此，开关21-1～21-n的附近、安装有这些开关21-1～21-n的基板的温度变化少，由故障检测装置1内的检测部12检测的合成电阻值几乎没有变化。检测部12检测温度传感器11-1以及11-2的合成电阻值，判定部13根据由检测部12检测出的合成电阻值来执行故障判定处理。如参照图3以及图4所说明的那样，在温度传感器11-1以及11-2由ptc热敏电阻构成的情况下，第一阈值r
th1
设定为比全部的开关21-1以及21-2正常的情况下的合成电阻值大的值，因此，判定部13不判定为由检测部12检测出的合成电阻值超过第一阈值r
th1
，因此，不判定为开路故障产生。如参照图5以及图6说明的那样，在温度传感器11-1以及11-2由ntc热敏电阻构成的情况下，第二阈值r
th2
设定为比全部的开关21-1以及21-2正常的情况下的合成电阻值小的值，因此，判定部13不判定为由检测部12检测出的合成电阻值低于第二阈值r
th2
，因此，不判定为开路故障产生。
[0087]
在预充电完成后，上位控制装置(未图示)对开关21-1以及21-2输出闭合指令。
[0088]
在开关21-1和21-2均按照闭合指令正常闭合的情况下，从转换器电路2输出的电流分散地流过闭合的开关21-1和21-2。因此，开关21-1～21-n的附近、安装有这些开关21-1～21-n的基板的温度变化少，由故障检测装置1内的检测部12检测的合成电阻值几乎没有变化。如参照图3以及图4所说明的那样，在温度传感器11-1以及11-2由ptc热敏电阻构成的情况下，判定部13不判定为由检测部12检测出的合成电阻值超过第一阈值r
th1
，因此，不判
定为开路故障产生。如参照图5以及图6说明的那样，在温度传感器11-1以及11-2由ntc热敏电阻构成的情况下，判定部13不判定为由检测部12检测出的合成电阻值低于第二阈值r
th2
，因此，不判定为开路故障产生。
[0089]
另一方面，在尽管对开关21-1和21-2的全部进行了闭合指示，但产生了开关21-1和21-2中的至少1个开关不闭合而保持开路的开路故障的情况下，电流集中流过按照闭合指令正常闭合的开关，产生异常过热。由此，设置在异常过热的开关的附近的温度传感器的电阻值大幅变化。如参照图3以及图4所说明的那样，在温度传感器11-1以及11-2由ptc热敏电阻构成的情况下，判定部13判定为由检测部12检测出的合成电阻值超过第一阈值r
th1
，因此，判定为开路故障产生。如参照图5和图6所说明的那样，在温度传感器11-1和11-2由ntc热敏电阻构成的情况下，判定部13判定为由检测部12检测出的合成电阻值低于第二阈值r
th2
，因此，判定为开路故障产生。
[0090]
这样，故障检测装置1在具有并联驱动的多个开关21-1和21-2的预充电电路5中，能够检测至少1个产生开路故障的情况。
[0091]
故障检测装置1内的判定部13的故障判定结果例如可以显示于显示部，或者也可以由例如语音、扬声器、蜂鸣器、铃等发出声音的音响设备输出。另外，也可以根据故障检测装置1内的判定部13的故障判定结果，使电动机驱动装置100紧急停止，或者使设置有电动机驱动装置100的机械进行异常回避动作。
[0092]
此外，故障检测装置1不限于上述那样的预充电电路5，能够检测具有并联驱动的多个开关的电路的开路故障产生。
[0093]
例如，如图9所示，在交流电源200为三相的情况下，与之对应地，电磁接触器6也具有三相的触点电路，这些触点电路并联驱动。在触点电路的三相各自的附近设置温度传感器，将这些温度传感器相互串联电连接，并且构成上述的检测部12及判定部13，由此能够构成故障检测装置1，该故障检测装置1能够检测电磁接触器6内的触点间的开路故障产生。
[0094]
另外，例如有时在图9所示的电动机驱动装置100内设置用于使电动机300停止的动力制动电路(未图示)。动力制动电路由设置在电动机300的输入端子间的继电器和与其串联连接的动力制动电阻构成。在施加动力制动时，在切断向电动机300的驱动电力的供给的基础上，闭合继电器而使电动机300的输入端子间(电动机绕组的相间)短路。电动机300即使从电源电切离也存在励磁磁通，因惯性而旋转的电动机300作为发电机工作，因此，由此产生的电流经由闭合的继电器向动力制动电阻流入，在电动机300产生减速转矩。在动力制动电路内的继电器各自的附近设置温度传感器，将这些温度传感器相互串联电连接，并且构成上述的检测部12以及判定部13，由此能够构成故障检测装置1，该故障检测装置1能够检测动力制动电路内的开关的开路故障产生。
[0095]
另外，例如在图9所示的电动机驱动装置100内的逆变器电路4中设置有多个半导体开关元件。另外，在转换器电路2是120度通电方式整流器以及pwm开关控制方式整流器的情况下，在转换器电路2内也设置多个半导体开关元件。在这些半导体开关元件各自的附近设置温度传感器，将这些温度传感器相互串联电连接，并且构成上述的检测部12以及判定部13，由此能够构成故障检测装置1，该故障检测装置1能够检测逆变器电路4内、转换器电路2内的半导体开关元件的开路故障产生。
[0096]
符号说明
[0097]
1 故障检测装置、
[0098]
2 转换器电路、
[0099]
3 dc链路电容器、
[0100]
4 逆变器电路、
[0101]
5 预充电电路、
[0102]
6 电磁接触器、
[0103]
11、11-1～11-m 温度传感器、
[0104]
12 检测部、
[0105]
13 判定部、
[0106]
20 基板、
[0107]
21、21-1～21-n 开关、
[0108]
22 预充电电阻、
[0109]
23 各种部件、
[0110]
100 电动机驱动装置、
[0111]
200 交流电源、
[0112]
300 电动机。