电磁振动分量的去除方法、旋转机械诊断方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于从安装于由逆变器电源驱动的旋转机械的振动传感器的信号中高精度地去除逆变器电源所引起的电磁振动的频率分量。为此，对通过振动传感器而获取到的振动时间波形进行傅里叶变换，计算频谱。将逆变器电源的载波频率的整数倍的周边的最大波峰的频率设为基准频率。计算基准频率周边的频谱的自相关函数。求取基准频率周边的自相关函数的波峰的间隔。将作为在基准频率周边存在的等间隔波峰的每隔波峰间隔存在的波峰提取为对象波峰。降低频谱中对象波峰的频率分量的电平。

【技术实现步骤摘要】
电磁振动分量的去除方法、旋转机械诊断方法及装置
本专利技术涉及电磁振动分量的去除方法、旋转机械诊断方法以及旋转机械诊断装置。
技术介绍
为了防止工厂等中的设备停止，以往进行了测定旋转机械的振动来监视异常的设备诊断(例如，参照非专利文献1)。近年来，由逆变器驱动的电动机越来越多地被使用。逆变器方式驱动的电动机具有如下这样的优点，即，仅通过变更设定值(逆变器电源的调制信号频率)，便能够简单地改变转速进行运转。但是，由逆变器驱动的电动机即使在正常运转时也产生载波频率所引起的电磁振动，这在振动诊断中成为噪声而妨碍振动的异常监视。因此，在旋转机械的振动监视装置中，设计了如下方法，即，从所测定的振动传感器的信号中，去除逆变器所引起的电磁振动的频率分量，来进行振动诊断。在专利文献1中，公开了一种包括以下处理的电磁振动分量的去除方法。·检测以成为由逆变器电源决定的载波频率的整数倍的频率为基准的给定的频率范围中的多个峰值。·以与载波频率的整数倍最接近的峰值为基准峰值，求取该基准峰值与各峰值的全部频率间隔。·根据频率间隔决定基准频率间隔，提取频率间隔为基准频率间隔的整数倍的峰值作为去除对象峰值。专利文献1的方法是将向上凸的点定义为波峰而首先找到波峰，并从该波峰位置求取波峰间隔这样的方法，尽管理想的频谱波形是有效的，但是由于实际的数据是以一定时间的采样率对振动传感器的信号进行A/D变换而得到的，并且频谱也是离散数据，因此由于FFT泄漏(leakage)等问题而在各波峰位置出现误差并加以累计，误差有可能变大。此外，专利文献1的方法还有可能将单纯的噪声、不是逆变器电磁振动所引起的波峰也检测为去除对象波峰。专利文献2公开了一种确定逆变器所引起的电磁振动的频率分量的方法。但是，对于该方法来说，由于根据逆变器电源的载波频率和调制频率，计算逆变器所引起的电磁振动的频率，而设为去除对象波峰，因此如果调制频率即电动机的转速不明，则无法确定去除对象波峰。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特许第5565120号专利文献2：JP特开2016-116251号非专利文献非专利文献1：井上纪明著，“現場の疑問に答える実践振動法による設備診断(回答现场提问的基于实际振动法的设备诊断)”，日本植物保护协会，1998年9月
技术实现思路
(专利技术要解决的课题)本专利技术的课题在于，从安装于由逆变器电源驱动的旋转机械的振动传感器的信号中，高精度地去除逆变器电源所引起的电磁振动的频率分量。此外，本专利技术的课题在于，基于这样的电磁振动分量的去除来高精度地进行旋转机械诊断。(用于解决课题的手段)本专利技术的第一方式提供一种电磁振动分量的去除方法，在该电磁振动分量的去除方法中，通过安装于由逆变器电源驱动的旋转机械的振动传感器来获取所述旋转机械的振动时间波形，对振动时间波形进行傅里叶变换，计算频谱，将所述频谱中的所述逆变器电源的载波频率的整数倍的周边的最大波峰的频率设为基准频率，计算所述基准频率周边的所述频谱的自相关函数，通过求取所述基准频率周边的所述自相关函数的波峰的间隔，从而求取在所述基准频率周边存在的等间隔波峰的波峰间隔，提取在所述基准频率前后每隔所述波峰间隔存在的波峰作为对象波峰，并降低所述频谱中所述对象波峰的频率分量的电平。所述对象波峰的频率分量的电平的降低，例如是将所述对象波峰的电平降低到波峰的峰脚的电平。本专利技术的第二方式提供一种旋转机械诊断方法，在该旋转机械诊断方法中，对通过所述电磁振动分量的去除方法将电磁振动分量去除后的所述频谱进行傅里叶逆变换来计算振动时间波形，基于通过所述傅里叶逆变换而得到的振动时间波形，判定旋转机械的状态。本专利技术的第三方式提供一种旋转机械诊断装置，其具备：振动传感器，其安装于由逆变器电源驱动的旋转机械；傅里叶变换部，其对通过所述振动传感器而获取到的所述旋转机械的振动时间波形进行傅里叶变换来计算频谱；自相关函数计算部，其对基准频率周边的所述频谱的自相关函数进行计算，其中所述基准频率为所述频谱中的所述逆变器电源的载波频率的整数倍的周边的最大波峰的频率；波峰间隔检测部，其通过求取所述基准频率周边的所述自相关函数的波峰的间隔，从而求取在所述基准频率周边存在的等间隔波峰的波峰间隔；对象波峰检测部，其提取在所述基准频率前后每隔所述波峰间隔存在的波峰作为对象波峰；电平降低部，其使所述频谱中所述对象波峰的频率分量的电平降低；傅里叶逆变换部，其对由所述电平降低部使所述对象波峰的频率分量的电平降低后的所述频谱进行傅里叶逆变换；以及判定部，其基于通过所述傅里叶逆变换而得到的振动时间波形，判定旋转机械的状态。所述电平降低部中的所述对象波峰的频率分量的电平的降低例如是将所述对象波峰的电平降低到波峰的峰脚的电平。(专利技术效果)根据本专利技术所涉及的电磁振动分量的去除方法，能够从安装于由逆变器电源驱动的旋转机械的振动传感器的信号中高精度地去除逆变器电源所引起的电磁振动的频率分量。此外，根据本专利技术所涉及的旋转机械诊断方法以及旋转机械诊断装置，通过高精度地去除逆变器电源所引起的电磁振动分量，从而能够实现高精度的旋转机械诊断。附图说明图1是本专利技术的实施方式所涉及的旋转机械诊断装置的结构图。图2是用于说明由旋转机械诊断装置执行的处理的流程图。图3A是示出加速度时间波形的曲线图。图3B是示出通过加速度时间波形的FFT而得到的频谱的曲线图。图3C是示出基准频率附近的频谱的曲线图。图4是示出从基准频率附近的频谱计算出的自相关函数的曲线图。图5是示出用于说明对象波峰的提取的、基准频率附近的频谱的曲线图。图6是示出波峰分量消除后的基准频率附近的频谱的曲线图。图7是示出通过波峰分量消除后的基准频率附近的频谱的逆FFT而得到的加速度时间波形的曲线图。图8是用于说明波峰分量消除的示意图。(符号说明)1旋转机械诊断装置2逆变器电源3电动机4压电加速度传感器5处理部6预处理部7存储部8运算部9输入部10输出部11放大器12带通滤波器13A/D变换器21快速傅里叶变换部(傅里叶变换部)22自相关函数计算部23波峰间隔检测部24对象波峰检测部25波峰分量消除部(电平降低部)26快速傅里叶逆变换部(傅里叶逆变换部)27判定部。具体实施方式以下说明的本专利技术的实施方式包括如下方法，即，去除安装于由逆变器电源驱动的旋转机械的振动传感器的信号中包含的逆变器电源所引起的电磁振动分量。在该方法中，为了确定逆变器电源所引起的电磁振动的频率分量，即使不提取某频率范围的全部波峰并从其位置关系求取波峰间隔并且不以调制频率为输入，也确定了成为电平降低的对象的波峰的间隔。即，关于逆变器电源所引起的波峰搜索，该方法具有以下的特征。·求取作为逆变器所引起的频率分量的特征的载波频率周边的等间隔的多个波峰(线频谱)的间隔。·在该波峰的间隔计算中不使用调制频率。图1示出本专利技术的实施方式所涉及的旋转机械诊断装置1。在本实施方式中成为诊断对象的旋转机械是由逆变器电源2驱动的电动机3。本实施方式中的旋转机械诊断装置1具备：压电加速度传感器(振动传感器)4，其安装于电动机3的轴承部；以及处理部5，其对来自压电加速度传感器4的信号进行处理。处理部5除了具备对来自压电加速度传感器4的输出进行必要的预处理的预处理部6之外，还具备存储部7、运算部8、输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁振动分量的去除方法，其中，通过安装于由逆变器电源驱动的旋转机械的振动传感器来获取所述旋转机械的振动时间波形，对振动时间波形进行傅里叶变换，计算频谱，将所述频谱中的所述逆变器电源的载波频率的整数倍的周边的最大波峰的频率设为基准频率，计算所述基准频率周边的所述频谱的自相关函数，通过求取所述基准频率周边的所述自相关函数的波峰的间隔，从而求取在所述基准频率周边存在的等间隔波峰的波峰间隔，提取在所述基准频率前后每隔所述波峰间隔存在的波峰作为对象波峰，并降低所述频谱中所述对象波峰的频率分量的电平。

【技术特征摘要】
2017.11.29 JP 2017-2292301.一种电磁振动分量的去除方法，其中，通过安装于由逆变器电源驱动的旋转机械的振动传感器来获取所述旋转机械的振动时间波形，对振动时间波形进行傅里叶变换，计算频谱，将所述频谱中的所述逆变器电源的载波频率的整数倍的周边的最大波峰的频率设为基准频率，计算所述基准频率周边的所述频谱的自相关函数，通过求取所述基准频率周边的所述自相关函数的波峰的间隔，从而求取在所述基准频率周边存在的等间隔波峰的波峰间隔，提取在所述基准频率前后每隔所述波峰间隔存在的波峰作为对象波峰，并降低所述频谱中所述对象波峰的频率分量的电平。2.根据权利要求1所述的电磁振动分量的去除方法，其中，所述对象波峰的频率分量的电平的降低是将所述对象波峰的电平降低到波峰的峰脚的电平。3.一种旋转机械诊断方法，其中，对通过权利要求1或2的电磁振动分量的去除方法将电磁振动分量去除后的所述频谱进行傅里叶逆变换来计算振动时间波形，基于通过所述傅里叶逆变换而得到的振动时间波形，判定旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：持田武志，
申请(专利权)人：杰富意先进技术株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP