本發明專利技術涉及診斷連接于逆變器裝置與被逆變器驅動的負載設備之間的電線路的絕緣劣化的裝置，包括：零相變流器，具有環狀的磁性體芯、卷繞在該磁性體芯的勵磁線圈、以及卷繞在該磁性體芯的檢測線圈，用于檢測電線路的零相電流；勵磁控制電路，用于對勵磁線圈供給具有負載設備的驅動頻率（fd）的2倍以上的頻率的交流電流，對磁性體芯進行勵磁；以及同步檢波電路，用于從檢測線圈的輸出信號中，抽出與驅動頻率（fd）相同的頻率分量。通過這樣的結構，能夠在寬的頻率范圍內高精度地測量從被逆變器驅動的負載設備泄漏的電流。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及絕緣劣化診斷裝置，該絕緣劣化診斷裝置檢測從連接于逆變器裝置與被逆變器驅動的負載設備之間的電線路(electric path)泄漏的電流,并實施絕緣劣化診斷。
技術介紹
在被逆變器驅動的負載設備中，可以舉出電動機、不停電電源裝置(UPS:Uninterruptible Power Supply)、電磁烹調器、以及照明等，但無論哪個設備都由于經年劣化而產生絕緣劣化。例如，在用于搬送機等中的電動機中，伴隨與電動機連結的作業臺的頻繁移動，與用于供電的導體電纜摩擦、產生扭曲和伸縮，從而存在導體皮膜損傷的情況，另外，在用于切削加工機等中的電動機中，切削液、油等飛濺到電動機，并有時順著軸等侵蝕至內部的絕緣材料。 這樣，被逆變器驅動的負載設備的絕緣劣化雖然由于使用環境、部件的耐久性而劣化程度不同，但經由產生了該絕緣劣化的部位而流過泄漏電流，成為向人體觸電的危險、漏電斷路器工作的主要原因。漏電斷路器是為了未然地防止向人體的觸電而設置的。人命第一是當然，但如果漏電斷路器一旦工作，則包括相應的電動機的裝置、設備停止，所以為了確定漏電的原因以及部位、以及恢復而花費時間，導致生產設備的運轉效率降低。作為測量這樣的泄漏電流的手段，例如，如專利文獻I的圖2、專利文獻2的圖I、專利文獻3的圖I所示，在向被逆變器驅動的負載設備的供電電線路的途中，配置測量去路和歸路的差分電流分量、三相交流的零相電流的零相變流器(ZCT Zero 一 phase CurrentTransformer),或者在各相中配置變流器(CT Current Transformer)、霍爾CT、分流電阻等電流檢測器，對全相的輸出信號進行總和運算，從而計算泄漏電流。近年來，例如，提出了絕緣劣化診斷裝置，該絕緣劣化診斷裝置如專利文獻4的圖I所示，通過開關將向電動機的供電電路切換為包括絕緣電阻以及接地線的閉合電路，通過整流電路對施加到電動機的控制電路的交流電壓進行整流，利用所得到的直流電壓，對流向所述閉合電路的電流進行測量，從而檢測絕緣劣化。在該情況下，泄漏電流是直流分量，所以無法使用以交流分量的檢測為對象的零相變流器、變流器，而使用能夠檢測直流分量的元件，例如霍爾CT、分流電阻。專利文獻I :日本特開2003 — 284235號公報(圖2)專利文獻2 :日本特開平4 - 132969 (圖I)專利文獻3 :日本特開2001 - 124814 (圖I)專利文獻4 :日本特開2007 - 159289號公報(圖I)專利文獻5 :日本特開平7 - 239359號公報(圖3)專利文獻6 :日本特開昭63 — 85380號公報(圖I)
技術實現思路
絕緣劣化的開端、進展程度根據使用環境而不同，所以需要定期地實施絕緣劣化的診斷。但是，如專利文獻4那樣，通過開關等切換為絕緣劣化診斷用的供電電路來實施絕緣劣化診斷的絕緣劣化診斷裝置雖然能夠高精度地實施絕緣劣化診斷，但需要完全停止向被逆變器驅動的負載設備的供電。因此，在需要長期進行連續運轉的負載設備中，在完全停止供電之前，無法實施絕緣劣化診斷，存在無法未然地檢測絕緣劣化的課題。從這樣的觀點來看，在漏電斷路器、漏電保護繼電器等中也使用的零相變流器適合于平常測量。但是，能夠用零相變流器測量的泄漏電流在高精度品種中是ImA以上、在通用品種中是幾mA以上，存在只在負載設備的絕緣劣化充分進展了的狀態下能夠檢測這樣的課題。同樣地，在使用了霍爾元件、磁阻元件等薄膜磁檢測元件的CT、分流電阻中，也能夠測量交流電流，所以對負載設備驅動中的電流測量是有效的。但是，由于I)薄膜磁檢測元件的輸出相對于周邊溫度變化而變動；2)分流電阻由于電阻值小，所以針對微小電流的輸出電壓小，電阻值的偏差、周邊溫度對測定精度造成的影響大，等理由，不適合于微小電 流測量。在適合于平常測量的零相變流器中，為了高靈敏度地對從零相電流產生的零相磁場進行集磁，作為構成部件，使用高磁導率的磁性材料，一般使用PC坡莫合金。但是，PC坡莫合金具有根據施加磁場的頻率而磁特性不同這樣的頻率特性，并具有隨著頻率的增加而磁導率降低的特性。被逆變器驅動的負載設備一般情況下能夠通過控制供電的電壓、電流的頻率來高效地控制負載設備的驅動。例如，被逆變器驅動的電動機一般情況下能夠通過控制驅動電壓頻率來控制驅動轉速，所以驅動轉速和驅動電壓頻率處于比例關系。另外，在驅動電壓頻率的調制中，使用逆變器，并采用V/f恒定控制，在該V/f恒定控制中，將施加到電動機的各相的驅動電壓與驅動電壓頻率之比控制為恒定。如果驅動電壓頻率變低，則對電動機的各相施加的驅動電壓變低，如果驅動電壓頻率變高，則對電動機的各相施加的驅動電壓變高。即，在電動機低速旋轉的情況下想要測量從電線路泄漏的電流時，由于對電動機的各相施加的驅動電壓低，所以從絕緣劣化了的部位泄漏的電流成為微小電流。這樣，在通過零相變流器測量從被逆變器驅動的負載設備泄漏的電流的情況下，根據對負載設備供電的驅動電壓值、驅動電壓頻率，作為測量對象的零相電流成為微小電流，進而還受到PC坡莫合金的頻率特性的影響，存在無法高精度地測量這樣的課題。本專利技術的目的在于提供一種能夠在寬的頻率范圍中高精度地測量從被逆變器驅動的負載設備泄漏的電流的絕緣劣化診斷裝置。為了達成上述目的，本專利技術的第I方式提供一種絕緣劣化診斷裝置，對連接于逆變器裝置與被逆變器驅動的負載設備之間的電線路的絕緣劣化進行診斷，具備零相變流器，具有環狀的磁性體芯、卷繞在該磁性體芯的勵磁線圈、以及卷繞在該磁性體芯的檢測線圈，該零相變流器用于檢測電線路的零相電流；勵磁控制電路，用于對勵磁線圈供給具有負載設備的驅動頻率的2倍以上的頻率的交流電流，對磁性體芯進行勵磁；以及頻率抽出電路，用于從檢測線圈的輸出信號中，抽出規定的頻率分量。在本專利技術的第I方式中，優選地，還具備用于檢測對負載設備供電的電流波形或者電壓波形的檢測器，根據該檢測器的輸出信號，控制對勵磁線圈供給的電流。在本專利技術的第I方式中，優選地，還具備用于根據所述檢測器的輸出信號計算驅動頻率的頻率運算電路，頻率抽出電路從檢測線圈的輸出信號中,抽出與驅動頻率相同的頻率分量。在本專利技術的第I方式中，優選地，頻率抽出電路抽出磁性體芯的勵磁頻率的2倍波分量。在本專利技術的第I方式中，優選地，還具備用于根據頻率運算電路的運算結果判定勵磁控制電路可否工作的工作判定電路。在本專利技術的第I方式中，優選地，還具備用于根據頻率運算電路的運算結果判定·可否進行絕緣劣化診斷工作的診斷判定電路。另外，本專利技術的第2方式提供一種絕緣劣化診斷裝置，對連接于逆變器裝置與被逆變器驅動的負載設備之間的電線路的絕緣劣化進行診斷，具備多個零相變流器，具有相互不同的磁飽和電平，用于檢測電線路的零相電流；檢測器，用于檢測對負載設備供電的電流波形或者電壓波形；頻率運算電路，用于根據該檢測器的輸出信號，計算負載設備的驅動頻率；以及變換判定電路，根據頻率運算電路的運算結果，判定使用來自多個零相變流器中的哪一個零相變流器的輸出信號來進行絕緣劣化診斷。另外，本專利技術的第3方式提供一種絕緣劣化診斷裝置，對連接于逆變器裝置與被逆變器驅動的負載設備之間的電線路的絕緣劣化進行診斷，具備零相變流器，用于檢測電線路的零相電流；檢測器，用于檢測對本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：渡邊佳正，兼田吉治，西澤博志，岡徹，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：發明
國別省市：
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