[发明专利]电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法，尤其涉及一种具备去除了流经逆变器的半导体开关元件的泄漏电流的影响的准确的电动机的绝缘电阻测定功能以及绝缘劣化检测功能的电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法。

背景技术

当前，已知具有如下功能的电动机驱动装置：将DC链路部的平滑用电容器中充电的电压施加到电动机线圈(coil)与大地之间来检测电动机线圈的绝缘劣化(例如，日本国专利公报JP-B-4554501)。在现有的电动机驱动装置中，通过开关切断交流电源后，将与逆变器连接的直流电源(DC链路部)的平滑用电容器中充电的电压施加给电动机线圈与大地之间来测定流过电动机线圈与大地之间的泄漏电流，由此检测出电动机的绝缘劣化。

此外，已知一种电动机驱动装置，其是具备驱动多个电动机的多个逆变器部的电动机驱动装置，并且，对每个电动机使用共通的变换器部的一个电压检测部和各逆变器部的多个电流检测部，在相同时刻同时检测电压和电流，对每个电动机算出绝缘电阻(例如，日本国专利公报JP-B-4565036。以下，称为“专利文献2”)。

上述的现有技术都将逆变器中原本具备的平滑用电容器中充电的高电压作为测定用电源来使用。因此，该方式的优点在于，不需要另设用于测定的专用电源从而结构简单，并且，由于得到高的测定电压从而得到精度良好的测定结果。

为了高精度地测定较高的绝缘电阻值，提高施加电压来增大测定电流值是有利的。这一点也可以从被称为绝缘电阻计或兆欧计的用于测定绝缘电阻的测定器多数设定了250[V]、500[V]、1000[V]这样的较高测定电压而明确。

图1表示使用在专利文献2中公开的现有技术的电动机驱动装置的结构的一例。

使用现有的电动机驱动装置1000的电动机的绝缘电阻的测定顺序如以下所示。首先，将包括半导体开关元件1051～1056以及与它们反并联连接的二极管1051d～1056d的逆变器1005的半导体开关元件1051～1056全部设为断开的状态，断开第一开关(1001)来从整流电路1003切断交流电源1002。接着，接通第二开关(1009)和第三开关(1010)将DC链路部1004的平滑用电容器1041的正侧端子1042与大地连接。其结果，将DC链路部1004的电容器1041的充电电压施加到电动机1006的线圈1061～1063与大地之间。此时，通过设置在电动机线圈1062与DC链路部1004的电容器1041的负侧端子1043之间的电流测定电路1007来测定流过由电容器1041、电动机线圈(例如1062)、大地形成的虚线(参照图1)表示的闭合电路的电流。与此同时，此时的DC链路部1004的电容器1041的端子间电压也通过与DC链路部1004并联连接的电压测定电路1008使用检测电阻1081以及分压电阻1082来进行测定。根据通过以上测定所得到的电压值和电流值，求出电动机1006与大地之间的绝缘电阻值。

图2示出了与现有的电动机驱动装置相关的图1的结构中的、表示绝缘电阻测定时的闭合电路与半导体开关元件的连接关系的等效电路。在测定时第一开关(1001)为断开状态，因此交流电源1002被切断。此外，第二开关(1009)和第三开关(1010)为接通状态，因此DC链路部1004的正侧端子1042与大地连接，电流测定电路1007与DC链路部1004的负侧端子1043连接。RU_-IGBT表示断开逆变器上臂的半导体开关元件1051、1053、1055时的等效绝缘电阻值，RD_-IGBT表示断开下臂的半导体开关元件1052、1054、1056时的等效绝缘电阻值，Rm表示测定对象即电动机的线圈与大地之间的绝缘电阻值，RC表示用一个电阻器表示电流测定电路1007的分压电阻1072与电流检测电阻1071的串联连接的电阻值。

在现有技术中，作为测定用电源使用在平滑用电容器1041中充电的高电压，因此产生流经逆变器1005的断开状态的半导体开关元件1051～1056的泄漏电流，其与测定电流重叠，因此具有尤其在半导体开关元件的泄漏电流增加的高温时测定精度下降的问题。

在上述中，“流经断开状态的半导体开关元件的泄漏电流”在IGBT的例子中是指在IGBT断开的状态下，从集电极向发射极流过的泄漏电流。