电动机的诊断装置制造方法及图纸

本发明专利技术的技术问题是：在电动机的定子绕组的短路诊断装置中，由于负载转矩变化、电源不平衡、接触不良故障，会影响计算参数，其结果难以高精度地正确检测绕组短路故障。本发明专利技术的电动机的诊断装置包括：检测电动机(6)的电流的电流检测电路(9)；输入来自检测电动机(6)的电压的电压检测电路(8)的输出并对电动机的绕组短路异常进行判定的逻辑运算部(10)；在逻辑运算部(10)检测出电动机异常时显示异常情况的显示部(13)；以及将异常情况通知给外部的外部输出部(15)，逻辑运算部(10)通过电动机的电压和电流分析，根据反相电流、反相电压、正相电流、反相导纳，即使在电动机运行中负载转矩发生变化时也对电源不平衡进行区分，从而判定并检测绕组短路。

Diagnostic device for an electric motor

The technical problem is: in the short circuit diagnosis device of motor stator windings in due to the variation of the load torque, power imbalance, poor contact failure will affect the calculation parameters, the results are difficult to accurately detect winding short-circuit fault. The diagnosis of motor device of the invention includes: (6) detecting the motor current detection circuit (9); the current input from the detection of motor (6) voltage detection circuit (8) of the output voltage of the motor winding short circuit and abnormal decision logic operation part (10); (Department in logic operation 10) display part for displaying abnormality detected abnormal motor (13); and the abnormal situation of notice to the external output (15), the external logic calculation section (10) through the voltage and current of the motor is analyzed, according to the reverse current, reverse voltage, phase current, phase admittance, even in the motor operation the load torque is changed to power imbalance to distinguish, and to determine the detection winding short circuit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机的诊断装置
本专利技术涉及监视电动机的状态、并针对异常状态保护电动机的电动机的诊断装置。
技术介绍
在工厂中存在多个电动机，该设备的诊断是由维护部门通过五感诊断来进行判定的。特别是涉及重要度较高的电动机，由于需要定期诊断，成本较高。并且，在电动机中，若开始劣化则会引起劣化加速地发展。在交流电机的情况下，由机械应力和热劣化所产生的绝缘物的空隙、损伤部会因放电等引起层间短路(layershort)(层间短路)，有时会突然造成绝缘破坏，因此一旦电动机发生劣化则只会推进劣化进展的状态。因此，对于电动机的始终监视技术的关注正在提高。然而，电动机的始终监视大多以对每台电动机安装各种传感器等测量设备为前提。作为测量设备例如有转矩计、编码器、加速度传感器等。但是，对于集中管理数百～数千台电动机的电动机控制中心适用上述前提会导致布线的数量较多，因此该适用是不现实的。因此，需要一种装置，其不使用特殊传感器，而是根据通过电动机控制中心测量到的电流和电压的信息来简单地诊断电动机的状态，并且能提高可靠性、生产性、安全性。例如，存在如下技术：即使电动机的容量、负载变化，也利用恒定电流设定电路调整出稳定运转时的电流，以此为基准，相对于该基准设定允许变动范围的上限值、下限值以及脉动信号值来始终监视电动机的负载电流，从而对电动机的异常运转状态进行监视(参照专利文献1)。已知有一种电动机的良否诊断系统，包括：特征量检测单元，其根据流过作为诊断对象的电动机的电流检测特征量；运算存储单元，其预先导出并存储当电动机处于正常状态时通过特征量检测单元获得的特征量的平均和标准偏差；以及诊断单元，其基于由特征量检测单元获得的特征量和存储于运算存储单元的特征量的平均和标准偏差来计算随机分布，从而诊断电动机是正常还是异常(参照专利文献2)。而且，已知有一种电动机定子绕组的短路诊断系统，包括：检测部，其检测由电源提供给作为诊断对象的电动机的电压和流过电动机的定子绕组的电流；判定部，其在将利用该检测部检测到的电压为零的时刻作为开始时刻的规定时间后的电流值超过阈值的情况下，判定为定子绕组短路，该阈值是通过考虑定子绕组是正常、或是由于电感分量减少导致电流的相位提前的短路状态而预先设定的(参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开昭62-218883号公报专利文献2：日本专利特开2012-220485号公报专利文献3：日本专利第4367784号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在上述的电动机的定子绕组的短路诊断装置中，由于负载转矩变化、电源不平衡、接触不良故障，会影响到计算参数。其结果，存在难以高精度地正确检测绕组短路故障的问题。并且，在它们同时发生时，难以仅检测出绕组短路故障，有可能会误检测。本专利技术是为了解决上述技术问题而完成的，其提供一种电动机的诊断装置，目的是根据在电动机运行中在线获得的电压和电流信息，在不受负载转矩变化、电源不平衡、接触不良故障的影响的情况下仅检测电动机的定子绕组的短路故障。解决技术问题的技术方案本专利技术的电动机的诊断装置，包括：电流检测电路，其根据流过连接至电动机的电源的主电路的电流来检测电动机的电流；电压检测电路，其根据电源的主电路的电压来检测电动机的电压；逻辑运算部，其输入电流检测电路和电压检测电路的输出并对电动机的绕组短路异常进行判定；显示部，其在逻辑运算部检测出电动机的异常时显示异常情况；以及外部输出部，其在逻辑运算部检测出电动机的异常时将异常情况通知给外部，逻辑运算部根据通过分析电动机的电压和电流得到的反相电流、反相电压、正相电流、反相导纳，即使在电动机运行中负载转矩发生变化时也对电源不平衡进行区分，从而判定并检测绕组短路。本专利技术的电动机的诊断装置，包括：电流检测电路，其根据流过连接至电动机的电源的主电路的电流来检测电动机的电流；逻辑运算部，其输入电流检测电路的输出并对电动机的绕组短路异常进行判定；显示部，其在逻辑运算部检测出电动机的异常时显示异常情况；以及外部输出部，其在逻辑运算部检测出电动机的异常时将异常情况通知给外部，逻辑运算部根据通过分析电动机的电压和电流得到的反相电流、正相电流，即使在电动机运行中负载转矩发生变化时也对电源不平衡进行区分，从而判定并检测绕组短路。专利技术效果根据本专利技术，通过计算反相导纳特性、反相电流-正相电流特性、电压不平衡率，即使在运行中伴随发生负载转矩变化的电动机中，绕组短路和电压不平衡同时发生时，也能仅检测绕组短路而不会误检测。能起到如下这样的以往没有的显著效果：无论是导致电压不平衡的电源不平衡还是电源线的接触不良故障，都不会发生误检测。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的电动机的诊断装置的电路结构图。图2是表示本专利技术的诊断对象即绕组短路故障的示意图。图3是表示本专利技术的实施方式1所涉及的电动机的诊断装置的逻辑运算部的内部结构的图。图4是表示本专利技术的实施方式1所涉及的正相电流和反相导纳的关系的图。图5是表示本专利技术的实施方式1所涉及的反相电流和正相电流的关系的图。图6是表示本专利技术的实施方式1所涉及的每种故障情况的评价值的图。图7是用于对本专利技术的实施方式1所涉及的绕组短路故障检测算法进行说明的流程图。图8是用于对本专利技术的实施方式2所涉及的绕组短路故障检测算法进行说明的流程图。图9是表示本专利技术的实施方式4所涉及的电动机的诊断装置的电路结构图。图10是表示本专利技术的实施方式4所涉及的电动机的诊断装置的逻辑运算部的内部结构的图。图11是用于对本专利技术的实施方式4所涉及的绕组短路故障检测算法进行说明的流程图。具体实施方式实施方式1.下面，基于图1～图7来说明本专利技术的实施方式1所涉及的电动机的诊断装置。图1是表示本专利技术的实施方式1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。在图1中，在从电力系统引入的电源的主电路1中，设置有布线用断路器2、电磁接触器3、检测主电路1的负载电流的仪表用变换器4、以及检测主电路1的电压的仪表用变压器5，并且连接有作为负载的电动机6，通过电动机6运转并驱动机械设备7。电动机的诊断装置100包括：连接于仪表用变压器5的电压检测电路8、连接于仪表用变换器4的电流检测电路9、逻辑运算电路(逻辑运算部)10、存储电路11、以及设定电路12。电压检测电路8检测连接于电动机的电源的主电路1的线间电压，并转换成电动机的相电压、大小等规定的信号，检测电动机的电压，并输出至逻辑运算电路10和存储电路11。电流检测电路9检测连接于电动机的电源的主电路1的负载电流，并转换成电动机的相电流、大小等规定的信号，检测电动机的电流，并输出至逻辑运算电路10和存储电路11。逻辑运算电路10输入电压检测电路8和电流检测电路9的输出，通过分析电动机的电压和电流来计算反相电流、反相电压、正相电流、反相导纳等，即使在电动机运行中负载转矩发生变化时也对电源不平衡、接触不良进行区分，从而判定并检测绕组短路。设定电路12连接至存储电路11，具有设置键，通过按下该设置键(例如长按)，将初始的正常状态的数据存储保持于存储电路11。能够存储在解除设置键之前的期间的数据。显示电路(显示部)13连接至逻辑运算电路10，在逻辑运算电路10检测到负载电流的异常、电动机6的异常时显示异本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机的诊断装置，其特征在于，包括：电流检测电路，其根据流过连接至电动机的电源的主电路的电流来检测所述电动机的电流；电压检测电路，其根据所述电源的主电路的电压来检测所述电动机的电压；逻辑运算部，其输入所述电流检测电路和所述电压检测电路的输出并对所述电动机的绕组短路异常进行判定；显示部，其在所述逻辑运算部检测出电动机的异常时显示异常情况；以及外部输出部，其在所述逻辑运算部检测出电动机的异常时将异常情况通知给外部，所述逻辑运算部根据通过分析所述电动机的电压和电流得到的反相电流、反相电压、正相电流、反相导纳，即使在电动机运行中负载转矩发生变化时也对电源不平衡进行区分，从而判定并检测绕组短路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.10 JP 2014-2496211.一种电动机的诊断装置，其特征在于，包括：电流检测电路，其根据流过连接至电动机的电源的主电路的电流来检测所述电动机的电流；电压检测电路，其根据所述电源的主电路的电压来检测所述电动机的电压；逻辑运算部，其输入所述电流检测电路和所述电压检测电路的输出并对所述电动机的绕组短路异常进行判定；显示部，其在所述逻辑运算部检测出电动机的异常时显示异常情况；以及外部输出部，其在所述逻辑运算部检测出电动机的异常时将异常情况通知给外部，所述逻辑运算部根据通过分析所述电动机的电压和电流得到的反相电流、反相电压、正相电流、反相导纳，即使在电动机运行中负载转矩发生变化时也对电源不平衡进行区分，从而判定并检测绕组短路。2.如权利要求1所述的电动机的诊断装置，其特征在于，所述逻辑运算部具备：根据反相电流和反相电压以及反相导纳求出的评价值的评价值分析部、反相电流与正相电流的增加量的分析部、以及电源的电压不平衡率的分析部，对于所述电动机的绕组短路、所述电源的电压不平衡以及接触不良进行区分并判定。3.如权利要求2所述的电动机的诊断装置，其特征在于，所述逻辑运算部在实施绕组短路的判定前，对正常时的反相导纳的正相电流特性进行存储，在利用所述评价值分析部进行评价值分析时，代入各正相电流下的反相导纳值。4.如权利要求2或3所述的电动机的诊断装置，其特征在于，所述逻辑运算部的评价值分析部计算评价值A＝|反相电流-反相导纳×反相电压|，在该评价值A超过规定的阈值δ1时判定为所述电动机的绕组短路。5.如权利要求2至4中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫内俊彦，金丸诚，森贡，月间满，
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