电动机的诊断装置制造方法及图纸

技术编号:22174713 阅读:45 留言:0更新日期:2019-09-21 15:21
本发明专利技术提供一种电动机的诊断装置,即使在负载转矩产生变动的电动机中,也能通过检测峰值状地产生于电源频率的附近两侧的边带从而对电动机有无异常进行诊断。由电流检测器(4)对电动机(5)的电流进行检测并从电流输入部(10)进行输入,对由逻辑运算部(11)对电流稳定时的电流波形进行频率分析而得到的多次的功率频谱分析结果进行平均化处理,从经平均化处理后的功率频谱分析结果中检测边带,并对电动机的电源频率的功率频谱峰值与旋转频带的功率频谱峰值的差分值进行运算,判定电动机(5)有无异常,在判定为产生了异常的情况下从警报输出部(12)输出警报。

Diagnostic Device for Motor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机的诊断装置
本专利技术涉及在例如封闭式配电盘等控制中心中所使用的、对感应电动机有无异常进行诊断的电动机的诊断装置。
技术介绍
以往,提出有如下设备的异常诊断方法:对感应电动机的负载电流进行测定并进行频率分析,专注于运行频率两侧所产生的边频带,基于短周期的上下方向的波形的紊乱和长周期的上下方向的波形的振动即起伏的状态,来对感应电动机和由感应电动机来进行驱动的设备的异常进行诊断(例如,专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2010-288352号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在以往的设备的异常诊断方法中,存在如下问题:当感应电动机发生负载转矩变动时,电源频率(运行频率)的附近两侧的频谱强度增加,变得比峰值状地产生于电源频率两侧的边带的振动强度要大,从而难以检测边带。本专利技术是为了解决上述问题而完成的,其目的在于,提供一种电动机的诊断装置,即使在负载转矩发生变动的电动机中,也能通过检测峰值状地产生于电源频率的附近两侧的边带从而对电动机有无异常进行诊断。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术所涉及的电动机的诊断装置包括:电流输入部,该电流输入部对电动机的电流进行检测并进行输入;FFT分析部,该FFT分析部在来自电流输入部的电流处于稳定状态时,对电流的功率频谱进行分析;峰值检测运算部,该峰值检测运算部对FFT分析部所求出的功率频谱的峰值位置进行检测;平均化运算部,该平均化运算部对FFT分析部多次分析出的功率频谱进行平均化;边带提取部,该边带提取部对经平均化运算部平均化后的功率频谱的边带进行提取;旋转频带判定部,该旋转频带判定部基于边带检测部所提取出的边带,对电动机的电源频率的功率频谱峰值与旋转频带的功率频谱峰值的差分值进行运算;以及警报输出部,若旋转频带判定部所获得的功率频谱峰值的差分值是比预先决定的设定值要小的值,则该警报输出部进行警报输出。专利技术效果根据本专利技术,设有对电动机的电源频率的功率频谱峰值与旋转频带的功率频谱峰值的差分值进行运算的旋转频带判定部,基于该差分值来对电动机的异常进行检测,因此,可获得一种电动机的诊断装置,即使在负载转矩发生变动的电动机中,也能通过对峰值状地产生于电源频率的附近两侧的边带进行检测,从而对电动机有无异常进行诊断。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式1中的电动机的诊断装置的设置状况的简要结构图。图2是示出本专利技术的实施方式1中的电动机的诊断装置的逻辑运算部的结构的框图。图3是说明本专利技术的实施方式1中的电动机的诊断装置的频率轴的变换的说明图。图4是说明本专利技术的实施方式1中的电动机的诊断装置的负载劣化时的电流功率频谱峰值的说明图。图5是说明本专利技术的实施方式1中的电动机的诊断装置的动作的流程图。具体实施方式以下,参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。此外,各图中相同标号表示相同或相当部分。实施方式1.图1是示出本专利技术的实施方式1中的电动机的诊断装置的结构电路图,主要用于作为封闭式配电盘的控制中心。图中,从电力系统引入的主电路1上设有布线用断路器2、电磁接触器3、以及对主电路1的负载电流进行检测的电流检测器4。主电路1与作为负载的三相感应电动机等电动机5相连接,利用电动机5对机械设备6进行运行驱动。电动机的诊断装置7中设有预先输入电动机的电源频率、电动机的额定输出、额定电压、额定电流、极数、额定转速等的额定信息输入部8、以及事先保存有从额定信息输入部8输入的额定信息的额定信息存储部9。额定信息为可通过看电动机5的制造公司的产品目录或安装于电动机5的铭牌而容易地获取到的信息。此外,在具有多台作为诊断对像的电动机5的情况下,预先输入作为诊断对象的电动机5的额定信息,但在之后的说明中对一台电动机5进行说明。另外,在电动机的诊断装置7中设置有输入由电流检测器4检测出的电流的电流输入部10、使用从电流输入部10输入的电流来检测电动机5和机械设备6等负载有无异常的逻辑运算部11、以及在逻辑运算部11发现到异常的情况下利用警报或异常灯的点亮来输出警报的警报输出部12。基于图2对逻辑运算部11的结构进行说明。逻辑运算部11由如下部分所构成:求出从电流输入部10输入的电流有无变动的电流变动运算部110;使用由电流变动运算部110所求出的结果来提取电流稳定的区间进而决定功率频谱分析区间的FFT(FastFourierTransform:快速傅里叶变换)分析区间判定部111;使用由FFT分析区间判定部111所决定的区间的电流来实施功率频谱分析的FFT分析部112;检测由FFT分析部112所分析出的功率频谱所包含的峰值位置的峰值检测运算部113;从由峰值检测运算部113所检测出的峰值位置求出电动机的旋转频率所引起的峰值位置的旋转频带判定部114;对多次的功率频谱的旋转频带的频率进行匹配的频率轴变换运算部115;对由频率轴变换运算部115对频率轴进行变换后的多次的功率频谱进行平均化处理的平均化运算部116;以及使用经平均化运算部116进行平均化后的功率频谱,对在电动机的旋转频带以外在电源频率两侧是否存在峰值位置进行提取(下面,将该峰值位置称为边带)的边带提取部117。电流变动运算部110基于来自电流输入部10的电流来对电流值在统计上的偏差进行运算。偏差的运算例如有标准偏差、马氏距离等方法。FFT分析区间判定部111从由电流变动运算部110求出的电流值在统计上的偏差中仅提取在偏差小于等于阈值的电流值处于稳定状态下的电流区间来决定功率频谱分析区间。通常若电动机5的负载转矩发生变动则电流值产生偏差,若实施偏差较大的电流波形的功率频谱分析,则电源频率的附近两侧的信号强度增大,从而不会出现边带等的峰值位置。即,电源频率的附近两侧的信号强度分布内包含边带的峰值位置,无法对边带的峰值位置进行检测。为了防止这种情况而设置了FFT分析区间判定部111的阈值。FFT分析部112通过使用输入至由FFT分析区间判定部111所决定的区间的电流波形来进行频率分析从而计算电流功率频谱强度。由在电流值处于稳定状态下的电流波形来实施功率频谱分析,从而在电源频率的附近两侧功率频谱强度不会增加,若存在峰值位置则会可靠地出现。峰值检测运算部113根据电流功率频谱强度的分析结果来对电源频率的峰值位置、电动机的旋转频率的峰值位置、以及边带的峰值位置和其它峰值位置进行检测。峰值位置的检测可通过提取出根据1次、2次以及3次的微分计算所计算出的结果的急剧的斜率反转的部分来进行检测。通过实施微分计算至3次为止,从而可检测出信号强度更小的峰值位置。由于电源频率的峰值位置产生在保存于额定信息存储部9的电源频率(通常为50Hz或60Hz)的位置,因此,能够简单地进行确认。旋转频带判定部114根据保存于额定信息存储部9的额定转速来求出电动机的旋转频率,对以电源频率为中心在两侧错开相当于旋转频率的位置附近所存在的信号强度相同的峰值位置进行提取。通常电动机5会根据负载转矩的状况而产生滑动(slip)导致转数产生偏移,因此,由电动机5的旋转频率所引起的峰值位置也会相应错开地出现。旋转频带判定部114提取出考虑了该偏移的频带内所存在的峰值位置,将其决定作为旋转频带。此外,该旋转频带判定部114为了特别对伴随电动机5的轴承劣化所导致的机械振动的增加的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机的诊断装置,其特征在于,包括:电流输入部,该电流输入部对电动机的电流进行检测并进行输入;FFT分析部,该FFT分析部在来自所述电流输入部的电流处于稳定状态时,对所述电流的功率频谱进行分析;峰值检测运算部,该峰值检测运算部对所述FFT分析部所求出的功率频谱的峰值位置进行检测;平均化运算部,该平均化运算部对所述FFT分析部多次分析出的功率频谱进行平均化;边带提取部,该边带提取部对经所述平均化运算部平均化后的功率频谱的边带进行提取;旋转频带判定部,该旋转频带判定部基于所述边带提取部所提取出的边带,对所述电动机的电源频率的功率频谱峰值与旋转频带的功率频谱峰值的差分值进行运算;以及警报输出部,若所述旋转频带判定部所获得的所述差分值是比预先决定的设定值要小的值,则该警报输出部输出警报。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机的诊断装置,其特征在于,包括:电流输入部,该电流输入部对电动机的电流进行检测并进行输入;FFT分析部,该FFT分析部在来自所述电流输入部的电流处于稳定状态时,对所述电流的功率频谱进行分析;峰值检测运算部,该峰值检测运算部对所述FFT分析部所求出的功率频谱的峰值位置进行检测;平均化运算部,该平均化运算部对所述FFT分析部多次分析出的功率频谱进行平均化;边带提取部,该边带提取部对经所述平均化运算部平均化后的功率频谱的边带进行提取;旋转频带判定部,该旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员:宫内俊彦
申请(专利权)人:三菱电机株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1