JP2006262679A - Device diagnosing apparatus, device diagnosing system, and device diagnosing method - Google Patents

Device diagnosing apparatus, device diagnosing system, and device diagnosing method Download PDF

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JP2006262679A JP2005080318A JP2005080318A JP2006262679A JP 2006262679 A JP2006262679 A JP 2006262679A JP 2005080318 A JP2005080318 A JP 2005080318A JP 2005080318 A JP2005080318 A JP 2005080318A JP 2006262679 A JP2006262679 A JP 2006262679A
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Kenjiro Tomooka
健治郎 友岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device diagnosing apparatus for diagnosing a device in detail without attaching a sensor to the device, a device diagnosing system with the device diagnosing apparatus and a device diagnosing method. <P>SOLUTION: If a power supply interrupting signal is acquired through an input section 13, a timing section 14 begins to count a remaining time of a remaining voltage. A voltage detecting section 11 detects the remaining voltage. A voltage comparing section 12 compares the detected remaining voltage with a threshold voltage VH1. If the remaining voltage is smaller than the threshold voltage VH1, a calculating section 15 acquires the remaining time from the timing section 14. If the counted remaining time is within a range between the thresholds TH1, TH2 (TH1<TH2), a diagnosis signal for indicating a normality of the device 5 is outputted. If the remaining time is out of the range between the thresholds TH1, TH2, the diagnosis signal for indicating an abnormality of the device 5 is outputted. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、交流電動機により駆動される回転体を有する機器を診断する機器診断装置、該機器診断装置を備える機器診断システム、及び機器診断方法に関する。   The present invention relates to a device diagnosis apparatus that diagnoses a device having a rotating body driven by an AC motor, a device diagnosis system including the device diagnosis device, and a device diagnosis method.

送風機、空調機、ポンプ、空気圧縮機などの交流電動機で駆動される回転体を備える産業用の機器の異常診断又は予防保全には、目的に応じたセンサを、これらの機器に取り付け、センサで検出した信号に基づいて、機器の診断が行われている。   For abnormality diagnosis or preventive maintenance of industrial equipment with rotating bodies driven by AC motors such as blowers, air conditioners, pumps, air compressors, etc., sensors according to the purpose are attached to these equipments. The device is diagnosed based on the detected signal.

例えば、潤滑油ポンプ、圧縮機などの運転状態を監視しているセンサ類の信号を用いて、圧縮機などの運転・停止中の過渡状態を論理的に判断し、本来ありえない状態になった場合に、それを異常として検出し、表示部に異常理由を表示することにより、事前保守を可能とし、圧縮機などの突発停止を予防する予防保全方法が提案されている(特許文献1参照)。   For example, when a transient state during operation / stop of a compressor, etc. is logically determined using signals from sensors that monitor the operation state of a lubricant pump, compressor, etc. In addition, a preventive maintenance method has been proposed in which pre-maintenance is possible by detecting this as an abnormality and displaying the reason for the abnormality on the display unit, thereby preventing sudden stoppage of a compressor or the like (see Patent Document 1).

また、流量計、圧力計などのセンサを取付けることなく、ポンプの故障を診断する方法として、ポンプを一定回転数で運転しているときの交流電動機の電流値を監視し、この電流値が予め設定されている下限値を超えた場合に、故障警報を出力する診断方法が提案されている(特許文献2参照)。
特開2000−205140号公報 特開平8−75617号公報
Also, as a method of diagnosing a pump failure without attaching a sensor such as a flow meter or pressure gauge, the current value of the AC motor when the pump is operating at a constant rotational speed is monitored, and this current value is A diagnostic method for outputting a failure alarm when a set lower limit is exceeded has been proposed (see Patent Document 2).
JP 2000-205140 A JP-A-8-75617

しかしながら、特許文献1の例にあっては、ポンプからの潤滑油の圧力を検出する圧力センサ、圧縮機を駆動する交流電動機の駆動電流を検出する電流計、圧縮機の吐出圧力を検出する圧力計、圧縮機の消費電力を検出する電力計など、多くのセンサを必要とする。このため、センサの取り付け作業が必要となるとともに、センサに要する設備費用、センサの保守に要する人件費などが増大するという問題があった。   However, in the example of Patent Document 1, a pressure sensor that detects the pressure of lubricating oil from the pump, an ammeter that detects the drive current of an AC motor that drives the compressor, and a pressure that detects the discharge pressure of the compressor Many sensors are required, such as a meter and a wattmeter that detects the power consumption of the compressor. For this reason, there has been a problem that the mounting work of the sensor is required, and the equipment cost required for the sensor and the labor cost required for sensor maintenance are increased.

また、特許文献2の例にあっては、交流電動機の電流値が予め設定されている下限値を超えたか否かを判断することにより、ポンプ吐出量の低下をポンプの故障として診断するものであり、ポンプ吐出量の低下が、交流電動機の効率も含めたポンプの運転効率の低下に起因するのか、又はポンプ内部の回転体部分の損失に起因するのか診断することができず、機器の異常を詳細に診断することができなかった。   Moreover, in the example of patent document 2, the fall of pump discharge amount is diagnosed as a pump failure by determining whether or not the current value of the AC motor exceeds a preset lower limit value. Yes, it is impossible to diagnose whether the decrease in pump discharge amount is due to the decrease in pump operation efficiency including the efficiency of AC motor or the loss of the rotating body inside the pump. Could not be diagnosed in detail.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、交流電動機で駆動される回転体の慣性エネルギーにより生ずる残留電圧を検出し、検出した残留電圧の残存時間の長短に応じて、機器を診断する診断信号を出力することにより、機器にセンサを取付けることなく、従来に比較して、詳細に機器を診断することができる機器診断装置、該機器診断装置を備える機器診断システム及び機器診断方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and detects a residual voltage generated by inertial energy of a rotating body driven by an AC motor, and diagnoses the device according to the length of the remaining time of the detected residual voltage. A device diagnostic apparatus capable of diagnosing a device in more detail than before by attaching a sensor to the device without outputting a sensor to the device, a device diagnostic system and a device diagnostic method including the device diagnostic device The purpose is to provide.

また、本発明の他の目的は、検出した残存時間が所定の範囲内にあるか否かにより、機器の異常を示す診断信号を出力するようにしてあることにより、機器にセンサを取付けることなく、機器に応じた診断をすることができる機器診断装置、該機器診断装置を備えた機器診断システムを提供することにある。   Another object of the present invention is to output a diagnostic signal indicating an abnormality of a device depending on whether or not the detected remaining time is within a predetermined range, so that a sensor is not attached to the device. Another object of the present invention is to provide a device diagnostic apparatus capable of making a diagnosis according to a device, and a device diagnostic system including the device diagnostic apparatus.

また、本発明の他の目的は、残留電圧が前記閾値電圧より高い場合に、機器の起動を禁止する禁止信号を出力するようにしてあることにより、交流電動機が静止状態でない場合に、機器を起動させることにより、機器の破損が生ずることを防止することができる機器診断装置、該機器診断装置を備えた機器診断システムを提供することにある。   Another object of the present invention is to output a prohibition signal for prohibiting activation of the device when the residual voltage is higher than the threshold voltage, so that the device can be operated when the AC motor is not stationary. An object of the present invention is to provide a device diagnostic apparatus capable of preventing the device from being damaged by being activated, and a device diagnostic system including the device diagnostic apparatus.

また、本発明の他の目的は、機器の無負荷運転時及び負荷運転時に計時された残存時間に基づいて、機器の異常を示す診断信号を出力するようにしてあることにより、機器の運転効率を診断することができる機器診断装置、該機器診断装置を備えた機器診断システムを提供することにある。   Another object of the present invention is to output a diagnostic signal indicating an abnormality of the device based on the remaining time measured during the no-load operation and the load operation of the device. It is an object of the present invention to provide a device diagnosis apparatus capable of diagnosing a device and a device diagnosis system including the device diagnosis apparatus.

また、本発明の他の目的は、残留電圧の瞬時値が略零電圧と交差する間隔に基づいて、機器の異常を示す診断信号を出力するようにしてあることにより、機器が負荷又は無負荷で運転しているかを示す負荷情報を取得することなく、機器の運転効率を診断することができる機器診断装置、該機器診断装置を備えた機器診断システムを提供することにある。   Another object of the present invention is to output a diagnostic signal indicating an abnormality of the device based on the interval at which the instantaneous value of the residual voltage intersects with a substantially zero voltage, so that the device is loaded or unloaded. It is an object of the present invention to provide a device diagnosis apparatus capable of diagnosing the operation efficiency of a device without acquiring load information indicating whether or not the device is operating, and a device diagnosis system including the device diagnosis device.

また、本発明の他の目的は、残留電圧に関する電圧情報を記憶し、記憶した電圧情報を出力するようにしてあることにより、機器の残留電圧(例えば、電圧波形など)に基づいて、機器の診断を容易にすることができる機器診断装置、該機器診断装置を備えた機器診断システムを提供することにある。   Another object of the present invention is to store voltage information related to the residual voltage and output the stored voltage information, so that the voltage of the device can be determined based on the residual voltage of the device (for example, a voltage waveform). An object of the present invention is to provide an apparatus diagnosis apparatus capable of facilitating diagnosis and an apparatus diagnosis system provided with the apparatus diagnosis apparatus.

また、本発明の他の目的は、所定時間内に検出した残留電圧の検出頻度に応じて、診断信号を出力するようにしてあることにより、機器の保守を促すことができる機器診断装置、該機器診断装置を備えた機器診断システムを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a device diagnostic apparatus capable of prompting maintenance of a device by outputting a diagnostic signal according to the detection frequency of the residual voltage detected within a predetermined time, An object of the present invention is to provide an apparatus diagnosis system including an apparatus diagnosis apparatus.

第1発明に係る機器診断装置は、交流電動機により駆動される回転体を有する機器を診断する機器診断装置において、前記交流電動機に供給される電力を遮断した場合に、前記回転体の回転により前記交流電動機で発生する残留電圧を検出する電圧検出手段と、検出された残留電圧と閾値電圧とを比較する電圧比較手段と、前記残留電圧の発生時点から前記残留電圧が前記閾値電圧より小さくなる時点までの残存時間を計時する残存時間計時手段と、計時された残存時間の長短に応じて、前記機器の診断信号を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。   An apparatus diagnosis apparatus according to a first aspect of the present invention is an apparatus diagnosis apparatus for diagnosing an apparatus having a rotating body driven by an AC motor. When the power supplied to the AC motor is cut off, the rotation of the rotating body causes the rotation of the rotating body. Voltage detection means for detecting a residual voltage generated in the AC motor, voltage comparison means for comparing the detected residual voltage with a threshold voltage, and a time at which the residual voltage becomes smaller than the threshold voltage from the time of occurrence of the residual voltage A remaining time measuring means for measuring the remaining time until and a outputting means for outputting a diagnostic signal of the device according to the length of the remaining time.

第2発明に係る機器診断装置は、第1発明において、第1閾値及び該第1閾値より大きい第2閾値を記憶する記憶手段を備え、前記残存時間が前記第1閾値より短い場合、又は前記第2閾値より長い場合に、前記機器の異常を示す診断信号を出力するようにしてあることを特徴とする。   The device diagnosis apparatus according to a second aspect of the present invention includes, in the first aspect, a storage unit that stores a first threshold value and a second threshold value greater than the first threshold value, and the remaining time is shorter than the first threshold value, or When longer than a 2nd threshold value, the diagnostic signal which shows the abnormality of the said apparatus is output, It is characterized by the above-mentioned.

第3発明に係る機器診断装置は、第1発明又は第2発明において、前記残留電圧が前記閾値電圧より高い場合に、前記出力手段は、前記機器の起動を禁止する禁止信号を出力するようにしてあることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, when the residual voltage is higher than the threshold voltage, the output means outputs a prohibition signal for prohibiting activation of the device. It is characterized by being.

第4発明に係る機器診断装置は、第3発明において、前記交流電動機に供給される電力を遮断する遮断信号を取得する遮断信号取得手段を備え、前記遮断信号を取得した場合に、前記出力手段は、前記機器の起動を禁止する禁止信号を出力するようにしてあることを特徴とする。   A device diagnosis apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the device diagnosis apparatus according to the third aspect, further comprising: a cut-off signal acquisition unit that acquires a cut-off signal that cuts off the electric power supplied to the AC motor. Is characterized in that a prohibition signal for prohibiting activation of the device is output.

第5発明に係る機器診断装置は、第2発明乃至第4発明のいずれかにおいて、前記機器の負荷又は無負荷を示す負荷情報を取得する負荷情報取得手段を備え、前記機器の無負荷運転時及び負荷運転時に計時された残存時間、並びに第3閾値をさらに記憶してあり、前記出力手段は、無負荷運転時に計時された直近の残存時間から負荷運転時に計時された直近の残存時間を減じた時間が前記第3閾値より長い場合に、前記機器の異常を示す診断信号を出力するようにしてあることを特徴とする。   A device diagnosis apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the device diagnosis device according to any one of the second to fourth aspects of the present invention, further comprising load information acquisition means for acquiring load information indicating the load or no load of the device, And the remaining time measured during load operation and a third threshold value are further stored, and the output means subtracts the latest remaining time measured during load operation from the latest remaining time measured during no-load operation. When the measured time is longer than the third threshold value, a diagnostic signal indicating abnormality of the device is output.

第6発明に係る機器診断装置は、第2発明乃至第5発明のいずれかにおいて、前記残留電圧の瞬時値が略零電圧と交差する間隔を計時する零交差計時手段を備え、第4閾値及び第5閾値をさらに記憶してあり、前記出力手段は、前記残留電圧の発生時点から前記間隔が前記第4閾値を超える時点までの時間が前記第5閾値より長い場合に、前記機器の異常を示す診断信号を出力するようにしてあることを特徴とする。   The device diagnosis apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the device diagnosis apparatus according to any one of the second to fifth aspects, further comprising zero-crossing timing means for timing an interval at which the instantaneous value of the residual voltage intersects with a substantially zero voltage. A fifth threshold value is further stored, and the output means detects the abnormality of the device when the time from the generation time of the residual voltage to the time point when the interval exceeds the fourth threshold value is longer than the fifth threshold value. The diagnostic signal shown is output.

第7発明に係る機器診断装置は、第2発明乃至第6発明のいずれかにおいて、前記残留電圧に関する電圧情報をさらに記憶するようにしてあり、前記出力手段は、記憶された電圧情報を出力するようにしてあることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the second to sixth aspects, the device diagnostic apparatus further stores voltage information related to the residual voltage, and the output means outputs the stored voltage information. It is characterized by the above.

第8発明に係る機器診断装置は、第2発明乃至第7発明のいずれかにおいて、前記残留電圧の検出時刻及び検出回数をさらに記憶するようにしてあり、前記出力手段は、所定時間内の残留電圧の検出頻度に応じて、前記機器の診断信号を出力するようにしてあることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the device diagnosis apparatus according to any one of the second to seventh aspects, wherein the residual voltage detection time and the number of detection times are further stored, and the output means is a residual within a predetermined time. A diagnostic signal of the device is output according to the voltage detection frequency.

第9発明に係る機器診断システムは、交流電動機により駆動される回転体を有する機器と、第1発明乃至第8発明のいずれかの機器診断装置とを備えることを特徴とする。   A device diagnosis system according to a ninth aspect includes a device having a rotating body driven by an AC motor and the device diagnosis apparatus according to any one of the first to eighth aspects.

第10発明に係る機器診断方法は、交流電動機により駆動される回転体を有する機器を診断する機器診断方法において、前記交流電動機に供給される電力を遮断した場合に、前記回転体の回転により前記交流電動機で発生する残留電圧を検出し、検出された残留電圧と閾値電圧とを比較し、前記残留電圧の発生時点から前記残留電圧が閾値電圧より小さくなる時点までの残存時間を計時し、計時された残存時間の長短に応じて、前記機器の診断信号を出力することを特徴とする。   A device diagnosis method according to a tenth aspect of the present invention is the device diagnosis method for diagnosing a device having a rotating body driven by an AC motor, wherein when the power supplied to the AC motor is cut off, the rotation body rotates to rotate the rotating body. The residual voltage generated in the AC motor is detected, the detected residual voltage is compared with the threshold voltage, and the remaining time from the time when the residual voltage is generated to the time when the residual voltage becomes smaller than the threshold voltage is counted. A diagnostic signal of the device is output according to the length of the remaining time.

第1発明及び第10発明にあっては、交流電動機に供給される電力を遮断して、前記交流電動機を停止させた場合、該交流電動機で駆動される回転体が有する慣性エネルギーにより、前記交流電動機の回転軸は回転体とともに回転を続け、前記交流電動機が発電機として作用して前記交流電動機の入力側には、交番的に変化する残留電圧が発生する。前記慣性エネルギーは、機器(例えば、送風機、空調機、ポンプ、空気圧縮機など)の負荷損である流体(空気、水など)に働く仕事エネルギー(機器の運転効率に相当)及び機器の無負荷損(例えば、軸受け摩擦損、軸シール摩擦損など)で消費される。電圧検出手段で残留電圧を検出し、検出された残留電圧と閾値電圧とを電圧比較手段で比較する。残存時間計時手段は、前記電源を遮断した時点(残留電圧が発生した時点)から前記残留電圧が閾値電圧より小さくなる時点までの残存時間を計時する。機器の負荷損又は無負荷損に応じて、慣性エネルギーの消費量が変化し、残存時間も変化する。すなわち、機器の経年変化(機器の効率低下)、異常(軸受け、軸シール不良、軸扁心による羽根車の接触、異物噛み込みなどによる摩擦損の増加)の有無に応じて、残存時間が変化する。出力手段は、計時された残存時間の長短に応じて、機器の診断信号を出力する。   In the first invention and the tenth invention, when the AC motor is stopped by cutting off the electric power supplied to the AC motor, the AC is driven by the inertial energy of the rotating body driven by the AC motor. The rotating shaft of the motor continues to rotate together with the rotating body, and the AC motor acts as a generator, and a residual voltage that changes alternately is generated on the input side of the AC motor. The inertial energy includes work energy (equivalent to the operation efficiency of the device) that acts on fluid (air, water, etc.) that is a load loss of the device (for example, a blower, an air conditioner, a pump, and an air compressor) and no load on the device. It is consumed by loss (for example, bearing friction loss, shaft seal friction loss, etc.). The residual voltage is detected by the voltage detection means, and the detected residual voltage and the threshold voltage are compared by the voltage comparison means. The remaining time measuring means measures the remaining time from the time when the power supply is shut off (when the residual voltage is generated) to the time when the residual voltage is smaller than the threshold voltage. Depending on the load loss or no-load loss of the equipment, the consumption of inertial energy changes and the remaining time also changes. In other words, the remaining time changes depending on the presence or absence of equipment aging (decrease in equipment efficiency) and abnormalities (bearing, shaft seal failure, impeller contact due to shaft flatness, increased friction loss due to foreign object biting, etc.) To do. The output means outputs a diagnostic signal of the device according to the length of the time remaining.

第2発明にあっては、前記残存時間が第1閾値より短い場合、又は前記第1閾値より大きい第2閾値より長い場合に、機器の異常を示す診断信号を出力する。残存時間が、第1閾値以上であり、かつ第2閾値以下である場合は、機器は正常であると診断する。残存時間が第1閾値より短い場合は、例えば、空調機、空気圧縮機などの軸受け摩耗により摩擦損が増加したと判定し、機器の異常を示す診断信号を出力する。また、残存時間が第2閾値より長い場合は、例えば、送風機、ポンプなどの羽根車に異物が付着して、慣性モーメントが増加したと判定し、機器の異常を示す診断信号を出力する。   In the second invention, when the remaining time is shorter than the first threshold or longer than the second threshold larger than the first threshold, a diagnostic signal indicating an abnormality of the device is output. If the remaining time is not less than the first threshold and not more than the second threshold, the device is diagnosed as normal. When the remaining time is shorter than the first threshold value, for example, it is determined that the friction loss has increased due to wear of a bearing such as an air conditioner or an air compressor, and a diagnostic signal indicating an abnormality of the device is output. If the remaining time is longer than the second threshold value, for example, it is determined that a foreign matter has adhered to an impeller such as a blower or a pump and the moment of inertia has increased, and a diagnostic signal indicating an abnormality of the device is output.

第3発明にあっては、閾値電圧より高い残留電圧が存在する場合は、機器の起動を禁止する禁止信号を出力する。交流電動機の電源を遮断した後、交流電動機の回転が停止した場合には、残留電圧はゼロになる。しかし、例えば、機器の故障でポンプ又は送風機などの機器の吐出口から空気又は水が逆流した場合、空調機の吸気ファンを単独運転することにより排気ファンが供回りした場合、交流電動機の電源を商用電源からインバータ装置に切替えた場合などに残留電圧が存在し、機器を駆動することにより、機器に突入電流が流れ、機器を破損する場合がある。禁止信号を出力することにより、残留電圧が存在する間の機器の起動を防止する。   In the third invention, when there is a residual voltage higher than the threshold voltage, a prohibition signal for prohibiting the activation of the device is output. If the rotation of the AC motor stops after the AC motor is turned off, the residual voltage becomes zero. However, for example, when air or water flows backward from a discharge port of a device such as a pump or a blower due to a failure of the device, or when an exhaust fan is provided by operating the intake fan of the air conditioner alone, the AC motor power is turned off. When switching from a commercial power supply to an inverter device, there is a residual voltage, and driving the equipment may cause an inrush current to flow through the equipment and damage the equipment. By outputting a prohibition signal, the device is prevented from starting while there is a residual voltage.

第4発明にあっては、交流電動機に供給される電力を遮断する遮断信号を取得した場合に、閾値電圧より高い残留電圧が存在するときは、機器の起動を禁止するための禁止信号を出力する。禁止信号を出力することにより、残留電圧が存在する間の機器の起動を防止する。   In the fourth aspect of the invention, when a shut-off signal for shutting off the power supplied to the AC motor is obtained, if a residual voltage higher than the threshold voltage exists, a prohibit signal for prohibiting the start of the device is output. To do. By outputting a prohibition signal, the device is prevented from starting while there is a residual voltage.

第5発明にあっては、負荷情報取得手段は、機器の無負荷状態又は負荷状態を示す負荷情報を取得する。残存時間計時手段は、取得した負荷情報に応じて、機器が無負荷運転中に遮断された場合、及び負荷運転中に遮断された場合に、残存時間を計時し、計時された残存時間を記憶する。例えば、送風機、ポンプなどには、吐出仕切弁又はダンパなどが取り付けてあり、これらを開いた場合(負荷運転時)は、慣性エネルギーは、送風機、ポンプなどの機器の負荷損である流体(空気、水など)に働く仕事エネルギー及び機器の無負荷損(例えば、軸受け摩擦損、軸シール摩擦損など)の合計である全負荷損で消費される。一方、吐出仕切弁又はダンパなどを閉じた場合(無負荷運転時)は、空気、水などが流れないため、慣性エネルギーは、機器の無負荷損(例えば、軸受け摩擦損、軸シール摩擦損など)のみで消費される。無負荷運転時に計時された直近の残存時間から負荷運転時に計時された直近の残存時間を減じた時間と第3閾値とを比較した結果、前記時間が第3閾値より長い場合は、機器の回転体が有する慣性エネルギーの消費度合いが小さく、流体で消費される仕事エネルギーが減少しているため、機器の運転効率が低下していると判定する。   In the fifth invention, the load information acquisition means acquires the load information indicating the no-load state or the load state of the device. The remaining time counting means measures the remaining time when the device is shut off during no-load operation and when it is shut off during load operation according to the acquired load information, and stores the measured remaining time. To do. For example, a discharge gate valve or a damper is attached to a blower, a pump, etc., and when these are opened (during load operation), inertial energy is a fluid (air) that is a load loss of equipment such as a blower, a pump, etc. , Water, etc.) and the total load loss that is the sum of the no-load loss (eg, bearing friction loss, shaft seal friction loss, etc.) of the equipment. On the other hand, when the discharge gate valve or damper is closed (during no-load operation), air, water, etc. do not flow, so inertial energy is no-load loss of equipment (for example, bearing friction loss, shaft seal friction loss, etc. ) Only consumed. As a result of comparing the time obtained by subtracting the latest remaining time measured during load operation from the latest remaining time measured during no-load operation with the third threshold, if the time is longer than the third threshold, the rotation of the device It is determined that the operating efficiency of the device is reduced because the consumption of inertial energy of the body is small and the work energy consumed by the fluid is reduced.

第6発明にあっては、交番的に変化する残留電圧の瞬時値が略零電圧と交差する間隔を計時し、計時した間隔と第4閾値とを比較する。残留電圧の発生時点から前記間隔が第4閾値を超える時点までの時間が第5閾値より長い場合、機器の異常を示す診断信号を出力する。空気圧縮機は、圧縮空気から油分を分離するために圧縮空気をオイルセパレータタンクに送り、油分を分離した圧縮空気をオイルセパレータタンクの吐出口に備えた逆止弁を経由して圧縮空気室へ送る。空気圧縮機を停止させた場合(残留電圧が発生する時点に相当)、空気圧が減少するため逆止弁が閉じる。空気圧縮機の停止後、逆止弁が閉じるまでの間は、慣性エネルギーは、空気に働く仕事エネルギー及び空気圧縮機の機器内部に起因する無負荷損失により消費される。逆止弁が閉じることにより、オイルセパレータタンク内で逆圧力が過渡的に加わり、空気圧縮機の回転体に逆圧力が働き、慣性エネルギーが大きく消費される。このため、残留電圧の瞬時値が略零電圧と交差する間隔が大きくなる。逆圧力が慣性エネルギーで消費されると逆圧力は消滅し、慣性エネルギーは、空気圧縮機の無負荷損失のみにより消費される。すなわち、残留電圧の残存時間に変化がなく、残留電圧の発生時点から前記間隔が第4閾値を超える時点までの時間が長い場合、機器の回転体が有する慣性エネルギーの消費度合いが小さく、空気に働く仕事エネルギーで消費されにくい、すなわち、空気圧縮機の空気吸込口のフィルタの目詰まりなど、機器の運転効率の低下と判定する。   In the sixth aspect of the invention, the interval at which the instantaneous value of the alternating voltage that changes alternately intersects the substantially zero voltage is measured, and the measured interval is compared with the fourth threshold value. When the time from when the residual voltage occurs to the time when the interval exceeds the fourth threshold is longer than the fifth threshold, a diagnostic signal indicating an abnormality of the device is output. The air compressor sends compressed air to the oil separator tank to separate the oil from the compressed air, and the compressed air separated from the oil is sent to the compressed air chamber via a check valve provided at the discharge port of the oil separator tank. send. When the air compressor is stopped (corresponding to the time when the residual voltage is generated), the check valve is closed because the air pressure decreases. After the air compressor is stopped, until the check valve is closed, inertial energy is consumed due to work energy acting on the air and no-load loss due to the inside of the air compressor device. When the check valve is closed, a reverse pressure is transiently applied in the oil separator tank, the reverse pressure acts on the rotating body of the air compressor, and a large amount of inertia energy is consumed. For this reason, the interval at which the instantaneous value of the residual voltage intersects with a substantially zero voltage increases. When the reverse pressure is consumed by inertial energy, the reverse pressure disappears and the inertial energy is consumed only by the no-load loss of the air compressor. That is, when there is no change in the remaining time of the residual voltage and the time from when the residual voltage is generated to when the interval exceeds the fourth threshold value, the degree of consumption of inertial energy of the rotating body of the device is small, and the air It is determined that the operating efficiency of the device is reduced, such as being hard to be consumed by the working energy, that is, clogging of the filter of the air intake port of the air compressor.

第7発明にあっては、残留電圧に関する電圧情報を記憶し、記憶した電圧情報を、例えば、電圧波形として出力する。   In the seventh invention, voltage information relating to the residual voltage is stored, and the stored voltage information is output as, for example, a voltage waveform.

第8発明にあっては、残留電圧の検出回数を記憶し、所定時間内の残留電圧の検出頻度に応じて、機器の診断信号を出力する。   In the eighth invention, the number of times of detection of the residual voltage is stored, and a diagnostic signal for the device is output according to the frequency of detection of the residual voltage within a predetermined time.

第9発明にあっては、交流電動機により駆動される回転体を有する機器と、第1発明乃至第8発明のいずれかの機器診断装置とを備える。   In the ninth invention, the apparatus includes a device having a rotating body driven by an AC motor, and the device diagnostic apparatus according to any one of the first to eighth inventions.

第1発明、第9発明及び第10発明にあっては、交流電動機の入力側に供給される電源を遮断して交流電動機を停止させた場合に、交流電動機で駆動される回転体の慣性エネルギーにより生ずる残留電圧を検出し、検出した残留電圧が閾値電圧より低くなるまでの残存時間の長短に応じて、機器の診断信号を出力することにより、機器にセンサを取付けることなく、従来に比較して、詳細に機器を診断することができる。   In the first invention, the ninth invention, and the tenth invention, the inertial energy of the rotating body driven by the AC motor when the power supplied to the input side of the AC motor is shut off and the AC motor is stopped. By detecting the residual voltage generated by, and outputting the diagnostic signal of the device according to the length of the remaining time until the detected residual voltage becomes lower than the threshold voltage, the sensor is not attached to the device and compared with the conventional one. The device can be diagnosed in detail.

第2発明及び第9発明にあっては、検出された残存時間と閾値とを比較して、比較結果に応じて、機器の異常を示す診断信号を出力することにより、機器にセンサを取付けることなく、機器に応じた診断をすることができる。   In the second and ninth inventions, the sensor is attached to the device by comparing the detected remaining time with a threshold value and outputting a diagnostic signal indicating the device abnormality according to the comparison result. In addition, diagnosis according to the device can be performed.

第3発明、第4発明及び第9発明にあっては、残留電圧が閾値電圧より高い場合に、機器の起動を禁止する禁止信号を出力することにより、交流電動機が静止状態でない場合に、機器を起動させることにより、突入電流が流れて機器が破損することを防止できる。   In the third invention, the fourth invention, and the ninth invention, when the residual voltage is higher than the threshold voltage, by outputting a prohibition signal for prohibiting the activation of the device, when the AC motor is not stationary, the device By starting up, it is possible to prevent an inrush current from flowing and damaging the device.

第5発明及び第9発明にあっては、機器の無負荷運転時に計時された残存時間と、負荷運転時に計時された残存時間との差に基づいて、機器の異常を示す診断信号を出力するようにしてあることにより、機器の運転効率を診断することができる。   In the fifth and ninth inventions, a diagnostic signal indicating an abnormality of the device is output based on a difference between the remaining time measured during the no-load operation of the device and the remaining time measured during the load operation. By doing so, the operation efficiency of the device can be diagnosed.

第6発明及び第9発明にあっては、残留電圧の瞬時値が略零電圧と交差する間隔を計時し、残留電圧の発生時点から前記間隔が第4閾値を超える時点までの時間が、第5閾値より長い場合に、機器の異常を示す診断信号を出力することにより、機器が負荷又は無負荷で運転しているかを示す負荷情報を取得することなく、機器の運転効率を診断することができる。   In the sixth and ninth aspects of the invention, the interval at which the instantaneous value of the residual voltage crosses the substantially zero voltage is measured, and the time from the occurrence of the residual voltage to the time when the interval exceeds the fourth threshold is When it is longer than 5 thresholds, it is possible to diagnose the operation efficiency of the device without acquiring load information indicating whether the device is operating with a load or no load by outputting a diagnosis signal indicating the abnormality of the device. it can.

第7発明及び第9発明にあっては、残留電圧に関する電圧情報を記憶し、記憶した電圧情報を出力することにより、機器の残留電圧(例えば、電圧波形など)に基づいて、機器の診断を容易にすることができる。   In the seventh and ninth aspects of the invention, voltage information relating to the residual voltage is stored, and the stored voltage information is output, so that the diagnosis of the device is performed based on the residual voltage of the device (for example, a voltage waveform). Can be easily.

第8発明及び第9発明にあっては、所定時間内の残留電圧の検出頻度に応じて、診断信号を出力するようにしてあることにより、機器の保守を促すことができる。   In the eighth and ninth inventions, maintenance of the device can be promoted by outputting a diagnostic signal in accordance with the frequency of detection of the residual voltage within a predetermined time.

実施の形態1
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る機器診断装置1の構成を示すブロック図である。図において、2は三相交流の商用電源である。商用電源2には、電源線3を介して機器5(例えば、送風機、空調機、ポンプ、空気圧縮機、クレーンなど)を接続してあり、電源線3の中途部には、電源線3を開閉するための電源遮断器4を設けてある。電源遮断器4を制御することにより、機器5に供給される電力のオン・オフを行う。機器5は、誘導電動機51、ファン又は羽根車などの回転体53を備え、誘導電動機51の回転軸には駆動ベルト52を取付けてあり、誘導電動機51の回転軸の回転を、駆動ベルト52を介して回転体53に伝える。
Embodiment 1
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a device diagnostic apparatus 1 according to the present invention. In the figure, reference numeral 2 denotes a three-phase AC commercial power source. A device 5 (for example, a blower, an air conditioner, a pump, an air compressor, a crane, or the like) is connected to the commercial power source 2 via a power line 3, and the power line 3 is connected to the middle of the power line 3. A power breaker 4 for opening and closing is provided. By controlling the power breaker 4, the power supplied to the device 5 is turned on and off. The device 5 includes an induction motor 51, a rotating body 53 such as a fan or an impeller, and a drive belt 52 is attached to the rotation shaft of the induction motor 51. The rotation of the rotation shaft of the induction motor 51 is changed to the drive belt 52. To the rotating body 53.

電源遮断器4と機器5との間の電源線3には、二相間の電圧を検出するための電圧検出線6を接続してあり、電圧検出線6は、機器診断装置1に接続してある。また、電源遮断器4の開閉状態を示す電源遮断信号を送信するための制御線41を機器診断装置1に接続してある。これにより、機器診断装置1は、電源遮断器4の開閉状態を取得する。   A voltage detection line 6 for detecting a voltage between two phases is connected to the power supply line 3 between the power breaker 4 and the device 5, and the voltage detection line 6 is connected to the device diagnostic apparatus 1. is there. In addition, a control line 41 for transmitting a power cutoff signal indicating the open / close state of the power breaker 4 is connected to the device diagnostic apparatus 1. Thereby, the device diagnostic apparatus 1 acquires the open / close state of the power breaker 4.

運転状態にある機器5に対して、電源遮断器4を開放して商用電源2を機器5から遮断した場合、機器5は運転状態から停止状態に移行するが、誘導電動機51の回転軸の回転に連動して回転する回転体53の慣性エネルギーにより、誘導電動機51の回転子が回転を続け、誘導電動機51は発電機として作用することになり、誘導電動機51に接続された電源線3間に交番的に変化する残留電圧が発生する。回転体53の慣性エネルギーが消費されるにつれて、残留電圧の波高値は次第に減少し、回転体53の回転が止まるまで残留電圧は発生し続ける。   When the power circuit breaker 4 is opened and the commercial power source 2 is disconnected from the device 5 for the device 5 in the operating state, the device 5 shifts from the operating state to the stopped state, but the rotation shaft of the induction motor 51 rotates. The rotor of the induction motor 51 continues to rotate due to the inertial energy of the rotating body 53 that rotates in conjunction with the motor, and the induction motor 51 acts as a generator. Between the power lines 3 connected to the induction motor 51 Residual voltage that changes alternately is generated. As the inertial energy of the rotating body 53 is consumed, the peak value of the residual voltage gradually decreases, and the residual voltage continues to be generated until the rotation of the rotating body 53 stops.

機器診断装置1において、13は入力部である。入力部13は、電源遮断器4が開放した場合、電源遮断信号を取得し、取得した電源遮断信号を演算部15へ出力する。   In the device diagnostic apparatus 1, reference numeral 13 denotes an input unit. When the power breaker 4 is opened, the input unit 13 acquires a power cut-off signal and outputs the acquired power cut-off signal to the calculation unit 15.

電圧検出部11は、電源線3に生じた残留電圧を検出し、検出した残留電圧を電圧比較部12へ出力する。電圧比較部12は、演算増幅器などにより実現され、電圧検出部11から入力された残留電圧と、閾値電圧VH1(例えば、50mV)とを比較し、残留電圧が50mVより低くなった場合に、残留電圧ゼロを示す残留電圧ゼロ信号を演算部15へ出力する。   The voltage detection unit 11 detects a residual voltage generated in the power supply line 3 and outputs the detected residual voltage to the voltage comparison unit 12. The voltage comparison unit 12 is realized by an operational amplifier or the like, compares the residual voltage input from the voltage detection unit 11 with a threshold voltage VH1 (for example, 50 mV), and when the residual voltage becomes lower than 50 mV, the residual voltage A residual voltage zero signal indicating zero voltage is output to the calculation unit 15.

演算部15は、マイクロプロセッサにより実現され、入力部13から電源遮断信号を取得した場合、計時部14に対して、時間の計時を開始する計時開始信号を出力する。演算部15は、電圧比較部12が残留電圧ゼロ信号を出力した場合、計時部14で計時された時刻を取得することにより、残留電圧が発生した時点から残留電圧が50mVより小さくなる時点までの時間である残存時間を取得する。また、演算部15は、取得した残存時間と、記憶部16に予め記憶してある閾値(TH1、TH2)とを比較することにより、機器の異常を示す診断信号を出力部17へ出力するとともに、診断内容を表示部19へ出力する。   The arithmetic unit 15 is realized by a microprocessor, and outputs a time measurement start signal for starting time measurement to the time measurement unit 14 when a power cut-off signal is acquired from the input unit 13. When the voltage comparison unit 12 outputs a residual voltage zero signal, the calculation unit 15 obtains the time measured by the time measurement unit 14, and thereby the time from when the residual voltage is generated to the time when the residual voltage is less than 50 mV. Get the remaining time, which is time. The calculation unit 15 compares the acquired remaining time with the threshold values (TH1, TH2) stored in advance in the storage unit 16 to output a diagnostic signal indicating an abnormality of the device to the output unit 17. The diagnostic contents are output to the display unit 19.

演算部15は、電圧検出部11で検出した残留電圧の電圧情報(例えば、時刻と該時刻における電圧値など)を、電圧比較部12を介して取得し、取得した電圧情報を記憶部16に記憶する。演算部15は、検出した残留電圧の検出回数を検出時刻とともに記憶部16に記憶する。また、演算部15は、記憶した検出頻度と所定の閾値CH1とを比較し、所定時間内の検出頻度が所定の閾値CH1を超える場合に、診断信号を出力する。   The calculation unit 15 acquires voltage information (for example, time and voltage value at the time) of the residual voltage detected by the voltage detection unit 11 via the voltage comparison unit 12, and stores the acquired voltage information in the storage unit 16. Remember. The computing unit 15 stores the detected number of detected residual voltages in the storage unit 16 together with the detection time. In addition, the calculation unit 15 compares the stored detection frequency with a predetermined threshold value CH1, and outputs a diagnostic signal when the detection frequency within a predetermined time exceeds the predetermined threshold value CH1.

記憶部16は、機器の異常を診断するための機器診断データベース161を記憶している。図2は機器診断データベース161のレコードレイアウトを示す説明図である。機器診断データベース161は、機器の種類毎に、残存時間の長短に応じて、機器の診断内容を記憶している。例えば、送風機では、残留電圧の残存時間が27〜33秒の場合、送風機の状態は正常であると診断する。残存時間が閾値TH11である27秒より短い場合は、軸受け摩耗により送風機の状態は異常であると診断し、さらに残存時間が閾値TH12である15秒より短い場合は、駆動ベルト切れにより送風機の状態は異常であると診断する。また、残留電圧の残存時間が閾値TH2である33秒より長い場合は、羽根車に異物付着であるとして送風機の状態は異常であると診断する。他の空調機、ポンプ、圧縮機などについても同様である。また、各機器の容量、定格などに応じて、残存時間は適宜変更した値を用いることは言うまでもない。   The storage unit 16 stores a device diagnosis database 161 for diagnosing device abnormality. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a record layout of the device diagnosis database 161. The device diagnosis database 161 stores device diagnosis contents according to the length of the remaining time for each device type. For example, in the blower, when the remaining time of the residual voltage is 27 to 33 seconds, it is diagnosed that the state of the blower is normal. When the remaining time is shorter than the threshold value TH11 of 27 seconds, it is diagnosed that the state of the blower is abnormal due to bearing wear, and when the remaining time is shorter than the threshold value TH12 of 15 seconds, the state of the blower is due to the drive belt running out. Is diagnosed as abnormal. Further, when the remaining time of the residual voltage is longer than the threshold value TH2, which is 33 seconds, it is diagnosed that the state of the blower is abnormal because foreign matter is attached to the impeller. The same applies to other air conditioners, pumps, compressors and the like. Needless to say, the remaining time is appropriately changed according to the capacity and rating of each device.

出力部17は、演算部15から入力された診断信号に基づいて、機器の診断結果(正常、異常など)、診断内容(機器の異常状態)を外部へ出力する。また、表示部19は、ディスプレイを備え、演算部15から入力された診断信号に基づいて、機器の診断結果、診断内容をディスプレイ上に表示する。   The output unit 17 outputs the diagnosis result (normality, abnormality, etc.) of the device and the diagnosis content (abnormal state of the device) to the outside based on the diagnostic signal input from the calculation unit 15. In addition, the display unit 19 includes a display, and displays the diagnostic result of the device and the diagnostic content on the display based on the diagnostic signal input from the calculation unit 15.

操作部18は、キーボード、マウス、操作スイッチなどを備え、機器の診断を管理する管理者などの操作により、機器診断データベース161に記憶している残存時間の閾値(TH1、TH2)、診断内容などの登録、更新、削除などを行うことができる。また、診断者が操作部18から操作することにより、記憶部16に記憶された残留電圧に関する電圧情報を読み出し、電圧波形として表示部19に表示させることができる。これにより、機器の診断をより詳細に行うことができる。例えば、ファンに異物が付着した場合、ファンの回転バランスが均衡でなくなり、残留電圧波形の対称性がくずれ、波高値の低下曲線が変化する。電圧波形を確認することにより、このような異常を診断することもできる。   The operation unit 18 includes a keyboard, a mouse, an operation switch, and the like, and the remaining time threshold values (TH1, TH2) stored in the device diagnosis database 161, diagnosis contents, and the like by operations of an administrator who manages device diagnosis, etc. Can be registered, updated, or deleted. In addition, when the diagnostician operates from the operation unit 18, voltage information regarding the residual voltage stored in the storage unit 16 can be read and displayed on the display unit 19 as a voltage waveform. Thereby, the diagnosis of an apparatus can be performed in detail. For example, when a foreign object adheres to the fan, the rotational balance of the fan is not balanced, the symmetry of the residual voltage waveform is broken, and the peak value lowering curve changes. Such an abnormality can be diagnosed by checking the voltage waveform.

次に本発明に係る機器診断装置1の動作について説明する。図3は本発明に係る機器診断装置1の処理手順を示すフローチャートである。電源遮断器4を開放して、運転状態にある機器5(例えば、送風機)に供給される商用電源2を遮断した場合、送風機の羽根車は、慣性エネルギーにより回転を続ける。このため、誘導電動機51の回転子が回転を続け、誘導電動機51は発電機として作用し、誘導電動機51に接続された電源線3間に残留電圧が発生する。   Next, the operation of the device diagnostic apparatus 1 according to the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the device diagnostic apparatus 1 according to the present invention. When the power breaker 4 is opened and the commercial power supply 2 supplied to the operating device 5 (for example, a blower) is cut off, the impeller of the blower continues to rotate due to inertial energy. For this reason, the rotor of the induction motor 51 continues to rotate, the induction motor 51 acts as a generator, and a residual voltage is generated between the power lines 3 connected to the induction motor 51.

機器診断装置1は、電源遮断信号を取得し(S10)、残留電圧の残存時間を計時するための計時を開始する(S11)。機器診断装置1は、残留電圧を検出し(S12)、検出した残留電圧と閾値電圧VH1を比較する(S13)。残留電圧が閾値電圧VH1よりも大きい場合(S13でNO)、機器診断装置1は、ステップS12以降の処理を続ける。残留電圧が閾値電圧VH1よりも小さい場合(S13でYES)、機器診断装置1は、残存時間を取得する(S14)。機器診断装置1は、残存時間と所定の閾値(TH1、TH2)とを比較し(S15)、残存時間が閾値TH1と閾値TH2(TH1<TH2)との範囲内にある場合(S15でYES)、機器診断装置1は機器5が正常であることを示す診断信号を出力し(S16)、処理を終了する。一方、残存時間が閾値TH1と閾値TH2(TH1<TH2)との範囲内にない場合(S15でNO)、機器診断装置1は機器5が異常であることを示す診断信号を出力し(S17)、処理を終了する。   The device diagnostic apparatus 1 acquires a power shutdown signal (S10), and starts measuring time for measuring the remaining time of the residual voltage (S11). The device diagnostic apparatus 1 detects the residual voltage (S12), and compares the detected residual voltage with the threshold voltage VH1 (S13). If the residual voltage is greater than the threshold voltage VH1 (NO in S13), the device diagnostic apparatus 1 continues the processing from step S12. When the residual voltage is smaller than the threshold voltage VH1 (YES in S13), the device diagnostic apparatus 1 acquires the remaining time (S14). The device diagnosis apparatus 1 compares the remaining time with a predetermined threshold (TH1, TH2) (S15), and when the remaining time is within the range between the threshold TH1 and the threshold TH2 (TH1 <TH2) (YES in S15). The device diagnostic apparatus 1 outputs a diagnostic signal indicating that the device 5 is normal (S16), and ends the process. On the other hand, when the remaining time is not within the range between the threshold TH1 and the threshold TH2 (TH1 <TH2) (NO in S15), the device diagnostic apparatus 1 outputs a diagnostic signal indicating that the device 5 is abnormal (S17). The process is terminated.

送風機の故障は、駆動ベルト切れ、軸受け摩耗による異常振動又は異音発生、羽根車への異物付着などである。送風機に異常がない場合、羽根車(回転体53)の慣性エネルギーは、送風機の負荷損である空気に働く仕事エネルギー及び送風機の無負荷損(例えば、軸受け摩擦損)で消費され、ほぼ所定の時間内で、発生した残留電圧はなくなる。   The failure of the blower is a drive belt shortage, abnormal vibration or abnormal noise due to bearing wear, foreign matter adhering to the impeller, and the like. When there is no abnormality in the blower, the inertial energy of the impeller (rotating body 53) is consumed by work energy acting on the air, which is a load loss of the blower, and no load loss of the blower (for example, a bearing friction loss). In time, the generated residual voltage disappears.

しかし、送風機に異常がある場合、例えば、軸受け摩耗の度合いが大きく、保守を必要とする状態になっているときは、軸受け摩擦損が大きくなるため、羽根車の慣性エネルギーは、送風機が正常である場合に比較して早く消費され、残留電圧が発生した時点から残留電圧がなくなる時点までの残存時間は短くなる。   However, when there is an abnormality in the blower, for example, when the degree of bearing wear is large and maintenance is required, the frictional loss of the bearing increases, so the inertia energy of the impeller is normal for the blower. It is consumed earlier than in some cases, and the remaining time from the time when the residual voltage occurs until the time when the residual voltage disappears becomes shorter.

また、送風機の羽根車の慣性モーメントは、誘導電動機51の回転軸の慣性モーメントより大きいため、駆動ベルトが切れた場合は、羽根車の慣性エネルギーが誘導電動機51に伝わらず、誘導電動機51の回転軸の回転は、送風機が正常である場合に比較して、短時間に停止する。   Further, since the inertia moment of the impeller of the blower is larger than the inertia moment of the rotating shaft of the induction motor 51, when the drive belt is cut, the inertia energy of the impeller is not transmitted to the induction motor 51, and the rotation of the induction motor 51 is performed. The rotation of the shaft stops in a short time compared to the case where the blower is normal.

また、送風機の羽根車に異物が付着した場合、異物の存在により羽根車の慣性エネルギーが増加し、送風機が正常である場合に比較して、残留電圧の残存時間は長くなる。   Further, when foreign matter adheres to the impeller of the blower, the inertial energy of the impeller increases due to the presence of the foreign matter, and the remaining time of the residual voltage becomes longer than when the blower is normal.

図4は残留電圧の例を示すタイムチャートである。例えば、定格電圧200Vの送風機へ供給する商用電源を時刻t=0で遮断した場合、遮断とほぼ同時に残留電圧が発生し、図4(a)に示すように、送風機に異常がない場合には、時刻t=t1で残留電圧がなくなる。この場合、残存時間はt1である。   FIG. 4 is a time chart showing an example of the residual voltage. For example, when the commercial power supplied to the blower with the rated voltage of 200 V is cut off at time t = 0, a residual voltage is generated almost simultaneously with the cut-off, and as shown in FIG. At time t = t1, the residual voltage disappears. In this case, the remaining time is t1.

図4(b)に示すように、送風機の軸受け摩耗の度合いが大きく、送風機が異常である場合には、残存時間はt2(t2<t1)となる。また、図4(c)に示すように、送風機の羽根車に異物が付着した場合には、残存時間はt3(t3>t1)となる。   As shown in FIG. 4B, when the degree of bearing wear of the blower is large and the blower is abnormal, the remaining time is t2 (t2 <t1). Moreover, as shown in FIG.4 (c), when a foreign material adheres to the impeller of an air blower, remaining time will be t3 (t3> t1).

したがって、残留電圧の残存時間を検出し、予め定められた閾値TH1、TH2と比較することにより、送風機の異常の有無、及び異常内容を詳しく診断することが可能となる。   Therefore, by detecting the remaining time of the residual voltage and comparing it with predetermined thresholds TH1 and TH2, it is possible to make a detailed diagnosis of the presence / absence of the fan and the details of the abnormality.

診断可能な機器は、送風機に限らず、他の機器でも同様に異常の有無、異常内容を診断することができる。例えば、熱交換器とファンとを一体化したコンパクト型空調機の場合、誘導電動機の回転軸にファンが直結されており、駆動ベルトは不要である。また、このような空調機では、比較的クリーンな使用環境で使用されるため、ファンに塵などが堆積することはまれであり、ファンの慣性モーメントは変化しにくく、ファン効率の低下も少ない。空調機の異常は、主として軸受け摩耗による。従って、残留電圧の残存時間の変化を検出することにより、空調機の異常の有無を診断することができる。   The devices that can be diagnosed are not limited to the blower, and other devices can diagnose the presence / absence of abnormality and the details of the abnormality. For example, in the case of a compact air conditioner in which a heat exchanger and a fan are integrated, the fan is directly connected to the rotating shaft of the induction motor, and a drive belt is not necessary. In addition, since such an air conditioner is used in a relatively clean usage environment, dust or the like rarely accumulates on the fan, the moment of inertia of the fan is not easily changed, and the fan efficiency is hardly reduced. Air conditioner abnormalities are mainly due to bearing wear. Therefore, by detecting a change in the remaining time of the residual voltage, it is possible to diagnose whether there is an abnormality in the air conditioner.

水中ポンプの場合、清水用水中ポンプなどの軸受けは、特殊カーボンスラスト軸受けが採用されているが、軸受けの摩耗により羽根車とライナリングとが接触し、羽根車の回転トルクが増加することにより過負荷運転状態に陥る故障が多い。この場合、増加した回転トルクにより慣性エネルギーが消費され、ポンプが正常である場合に比較して、残留電圧の残存時間が短くなる。   In the case of submersible pumps, special carbon thrust bearings are used for bearings such as freshwater submersible pumps. However, the impeller and liner ring come into contact with each other due to wear of the bearings, and the rotational torque of the impeller increases. There are many failures that fall into the load operating state. In this case, inertial energy is consumed by the increased rotational torque, and the remaining time of the residual voltage is shortened as compared with the case where the pump is normal.

また、汚水・汚物用ポンプでは、大きな異物を吸い込んだ場合、羽根車とケーシングとの間に異物が噛み込み、ポンプが拘束状態に陥り、誘導電動機に過電流が流れ、ポンプの運転が停止するときがある。しかし、この場合、ポンプの運転停止が、ポンプ拘束による異常であるのか、負荷増加による過電流であるのか、その判断は困難である。異物の噛み込みによるポンプ拘束の場合には、残留電圧は発生しないため、電源遮断信号を取得した場合に、残留電圧の残存時間が略0秒であるときは、ポンプの異常は、異物噛み込みによるものと診断することができる。   Also, in the sewage / dirt pump, if a large foreign object is sucked in, the foreign object gets caught between the impeller and the casing, the pump enters a restrained state, an overcurrent flows through the induction motor, and the pump operation stops. There is a time. However, in this case, it is difficult to determine whether the stoppage of the pump is abnormal due to pump restraint or an overcurrent due to an increase in load. In the case of pump restraint due to foreign object biting, no residual voltage is generated. Therefore, if the remaining time of the residual voltage is approximately 0 seconds when the power shut-off signal is acquired, the pump abnormality is Can be diagnosed.

また、ポンプの羽根車に布切れなどの異物が付着した場合、付着した異物により慣性エネルギーが増加し、送風機の場合と同様に残存時間が正常時より長くなる。従って、残留電圧の残存時間の変化を検出することにより、ポンプの異常の有無を診断することができる。   Further, when foreign matter such as a piece of cloth adheres to the impeller of the pump, inertial energy increases due to the attached foreign matter, and the remaining time becomes longer than normal as in the case of the blower. Therefore, by detecting a change in the remaining time of the residual voltage, it is possible to diagnose whether there is an abnormality in the pump.

空気圧縮機の場合、軸受け摩耗による異常振動又は異音発生、駆動ベルト切れなどの故障がある。空気圧縮機に異常がある場合、例えば、軸受け摩耗の度合いが大きい場合は、軸受け摩擦損が大きくなるため、ロータの慣性エネルギーは、空気圧縮機が正常である場合に比較して早く消費され、残留電圧が発生した時点から残留電圧がなくなる時点までの残存時間は短くなる。   In the case of an air compressor, there are malfunctions such as abnormal vibration or abnormal noise due to bearing wear, running out of the drive belt, and the like. When there is an abnormality in the air compressor, for example, when the degree of bearing wear is large, the bearing friction loss increases, so the inertia energy of the rotor is consumed earlier than when the air compressor is normal, The remaining time from the time when the residual voltage occurs until the time when the residual voltage disappears becomes shorter.

また、誘導電動機に比べて空気圧縮機のロータの回転トルクが大きいため、駆動ベルト切れが生じた場合は、ロータの回転トルクによる慣性エネルギーの消費が行われず、残留電圧の残存時間は、空気圧縮機が正常であるときに比べて長くなる。従って、残留電圧の残存時間の変化を検出することにより、空気圧縮機の異常の有無を診断することができる。   In addition, since the rotational torque of the rotor of the air compressor is larger than that of the induction motor, the inertia energy is not consumed by the rotational torque of the rotor when the drive belt is broken, and the remaining time of the residual voltage is Longer than when the machine is normal. Therefore, by detecting a change in the remaining time of the residual voltage, it is possible to diagnose the presence or absence of an abnormality in the air compressor.

荷役運搬に用いられるホイストの場合、始動回数が所定の頻度を超えると、ブレーキ、電磁開閉器、ワイヤーロープなどの消耗部品を交換する必要があるため、残留電圧の検出回数を記録し、所定時間内の検出回数の累積値を所定の閾値CH1と比較することにより、消耗品交換の時期を診断することができる。   In the case of a hoist used for cargo handling, if the number of starts exceeds the specified frequency, it is necessary to replace consumable parts such as brakes, electromagnetic switches, and wire ropes. By comparing the cumulative value of the number of times of detection with a predetermined threshold value CH1, it is possible to diagnose the time for replacement of consumables.

また、走行中のホイストを停止させる場合、ブレーキの摩耗により停止時間が長くなる。ホイストが完全に停止するまでの間は、残留電圧が発生するため、残留時間の長短を判断することにより、ホイストのブレーキ異常を診断することができる。   Moreover, when stopping the hoist in driving | running | working, stop time becomes long by abrasion of a brake. Since the residual voltage is generated until the hoist completely stops, it is possible to diagnose the hoist brake abnormality by judging the length of the residual time.

上述の実施の形態においては、残存時間と閾値とを比較して、残存時間の長短に応じて機器の診断信号を出力する構成であったが、出力される診断信号は、特に限定されるものでなく、診断対象となる機器の種類に応じて、変更することができる。例えば、残存時間と比較する閾値を複数段階的に設定しておいて、段階的に設定された閾値との比較結果に応じて、異常の程度を段階的に知らせることもできる。すなわち、異常による突発的な運転停止を回避するために、予防保守を促す予報信号、機器の寿命に近づきつつあることを知らせる警告信号、緊急を要する異常信号などを出力する構成であってもよい。   In the above-described embodiment, the remaining time is compared with the threshold value, and the diagnostic signal of the device is output according to the length of the remaining time. However, the output diagnostic signal is particularly limited. Instead, it can be changed according to the type of device to be diagnosed. For example, a threshold value to be compared with the remaining time can be set in a plurality of stages, and the degree of abnormality can be notified in stages according to the comparison result with the threshold value set in stages. That is, in order to avoid a sudden shutdown due to an abnormality, it may be configured to output a forecast signal that prompts preventive maintenance, a warning signal that informs that the life of the device is approaching, an abnormal signal that requires an emergency, etc. .

上述の実施の形態においては、電源遮断信号を取得した時点を残留電圧の発生時点とする構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、電源遮断信号を取得する代わりに、誘導電動機に供給される電圧を機器診断装置1で検出し、電圧が所定の電圧に降下した時点、例えば、200Vから50Vに降下した時点を、残留電圧の発生時点とすることもできる。   In the above-described embodiment, the time point when the power shut-off signal is acquired is set as the time point when the residual voltage is generated. However, the present invention is not limited to this. For example, instead of acquiring the power shutoff signal, the voltage supplied to the induction motor is detected by the device diagnostic apparatus 1, and when the voltage drops to a predetermined voltage, for example, when the voltage drops from 200V to 50V, the residual voltage It can also be set as the time of occurrence.

上述の実施の形態においては、残留電圧と比較する閾値電圧は50mVであったが、閾値電圧は、これに限定されるものではなく、使用される機器の種類、定格などに応じて適宜変更することができる。例えば、100mV、200mVなどの値を用いてもよい。   In the above-described embodiment, the threshold voltage to be compared with the residual voltage is 50 mV. However, the threshold voltage is not limited to this, and is appropriately changed according to the type and rating of the device used. be able to. For example, values such as 100 mV and 200 mV may be used.

上述の実施の形態においては、電源遮断信号を取得した場合に、残留電圧の残存時間が略0秒である否かを判定して、異物噛み込みによるポンプの異常を診断する構成であったが、これに限定されるものではなく、ホイストロックを診断することもできる。すなわち、ホイストを使用中に、インチング使用によりブレーキロックが発生した場合に、これを診断してモータの焼損を防止できる。   In the above-described embodiment, when the power-off signal is acquired, it is determined whether or not the remaining time of the residual voltage is approximately 0 seconds, and the pump abnormality due to foreign object biting is diagnosed. However, the present invention is not limited to this, and a hoist lock can be diagnosed. That is, when a brake lock is generated by using an inching while using a hoist, this can be diagnosed to prevent motor burnout.

実施の形態2
機器の負荷状態を取得することにより、さらに詳細に機器の診断をすることができる。図5は実施の形態2における機器診断装置1の構成を示すブロック図である。実施の形態1との違いは、機器5(例えば、送風機、ポンプなど)から機器の負荷状態を示す弁開閉信号を取得する点にある。
Embodiment 2
By acquiring the load state of the device, the device can be diagnosed in more detail. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the device diagnosis apparatus 1 according to the second embodiment. A difference from the first embodiment is that a valve opening / closing signal indicating a load state of the device is acquired from the device 5 (for example, a blower, a pump, etc.).

図において、54はダンパ又は仕切弁である。機器5は、ダンパ又は仕切弁の開閉状態を示す弁開閉信号を、信号線55を介して機器診断装置1の入力部13へ出力する。入力部13は、機器5から入力された弁開閉信号を演算部15へ出力する。これにより、演算部15は、機器5の負荷状態を取得することができる。なお、実施の形態1と同様の部分は、同一符号を付し説明は省略する。   In the figure, 54 is a damper or a gate valve. The device 5 outputs a valve opening / closing signal indicating the opening / closing state of the damper or the gate valve to the input unit 13 of the device diagnostic apparatus 1 via the signal line 55. The input unit 13 outputs the valve opening / closing signal input from the device 5 to the calculation unit 15. Thereby, the calculating part 15 can acquire the load state of the apparatus 5. In addition, the same part as Embodiment 1 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.

機器5のダンパ又は仕切弁が開いている場合、空気又は水は機器5の流路を流れることができ、慣性エネルギーは、送風機、ポンプなどの機器5の負荷損である流体(空気、水など)に働く仕事エネルギー及び機器5の無負荷損(例えば、軸受け摩擦損、軸シール摩擦損など)の合計である全負荷損で消費される(負荷運転時)。一方、機器5のダンパ又は仕切弁が閉じている場合は、空気、水が流れないため、慣性エネルギーは、機器5の無負荷損(例えば、軸受け摩擦損、軸シール摩擦損など)のみで消費される(無負荷運転時)。   When the damper or gate valve of the device 5 is open, air or water can flow through the flow path of the device 5, and inertial energy is a fluid (air, water, etc.) that is a load loss of the device 5 such as a blower or a pump. ) And the total load loss that is the sum of the no-load loss (for example, bearing friction loss, shaft seal friction loss, etc.) of the device 5 (during load operation). On the other hand, when the damper or gate valve of the device 5 is closed, air and water do not flow, so inertial energy is consumed only with no-load loss (for example, bearing friction loss, shaft seal friction loss, etc.) of the device 5. (During no-load operation)

機器診断装置1は、弁開閉信号を取得することにより、機器5の負荷状態、すなわち、負荷運転時であるか無負荷運転時であるかを判定し、残留電圧の残存時間を計時した場合の機器5の負荷状態も併せて記憶部16に記憶する。機器診断装置1は、機器5の無負荷運転時と負荷運転時との残存時間の差により、機器5の流体に働く仕事エネルギーの差、すなわち、機器5の負荷運転効率の低下を診断する。   The device diagnostic apparatus 1 obtains a valve opening / closing signal to determine whether the device 5 is in a load state, that is, whether it is in a load operation or a no-load operation, and measures the remaining time of the residual voltage. The load state of the device 5 is also stored in the storage unit 16 together. The device diagnosis apparatus 1 diagnoses a difference in work energy acting on the fluid of the device 5, that is, a decrease in load operation efficiency of the device 5 based on a difference in remaining time between the no-load operation and the load operation of the device 5.

図6は機器5の無負荷運転時及び負荷運転時における残存時間の経時変化を示す説明図である。図6(a)に示すように、機器5が新品時(例えば、機器の設置時、整備完了時など)において、弁全閉時(無負荷運転時)に計時された残存時間と、弁全開時(負荷運転時)に計時された残存時間との時間差をtaとする。機器5を使用するに応じて、機器5の負荷運転効率、機器内部の無負荷損が増加するため、図6(b)に示すように、弁全閉時(無負荷運転時)に計時された残存時間は、新品時の場合に比較して短くなり、弁全開時(負荷運転時)に計時された残存時間も、新品時の場合に比較して短くなる。この場合に、弁全閉時(無負荷運転時)に計時された残存時間と、弁全開時(負荷運転時)に計時された残存時間との時間差をtbとする。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing the change over time in the remaining time during no-load operation and load operation of the device 5. As shown in FIG. 6A, when the device 5 is new (for example, when the device is installed or when maintenance is completed), the remaining time measured when the valve is fully closed (no load operation), and the valve fully opened Let ta be the time difference from the remaining time measured at the time (load operation). As the device 5 is used, the load operation efficiency of the device 5 and the no-load loss inside the device increase. Therefore, as shown in FIG. 6B, the time is measured when the valve is fully closed (during no-load operation). The remaining time is shorter than in the case of a new product, and the remaining time measured when the valve is fully opened (load operation) is also shorter than in the case of a new product. In this case, let tb be the time difference between the remaining time measured when the valve is fully closed (no load operation) and the remaining time measured when the valve is fully opened (load operation).

弁全閉時(無負荷運転時)に計時された残存時間と、弁全開時(負荷運転時)に計時された残存時間との時間差は、機器5の流体に働く仕事エネルギー、すなわち、機器5の負荷運転効率に依存するため、tbとtaとが略等しい場合は、機器5の負荷運転効率の低下はないと診断することができ、一方、直近に計時されたtbとtaとの差が、記憶部16に記憶してある閾値TH3を超える場合は、機器の回転体が有する慣性エネルギーの消費度合いが小さく、流体で消費される仕事エネルギーが減少しているため、機器5の負荷運転効率が低下したと診断することができる。   The time difference between the remaining time measured when the valve is fully closed (during no load operation) and the remaining time measured when the valve is fully opened (during load operation) is the work energy acting on the fluid of the device 5, that is, the device 5 Therefore, if tb and ta are substantially equal, it can be diagnosed that there is no decrease in load operation efficiency of the device 5, while the difference between the most recently measured tb and ta is When the threshold TH3 stored in the storage unit 16 is exceeded, the degree of inertia energy consumption of the rotating body of the device is small, and the work energy consumed by the fluid is reduced. Can be diagnosed as decreased.

実施の形態3
機器の負荷状態を取得することなく、さらに詳細に機器の診断をすることができる。図7は実施の形態3における機器診断装置1の構成を示すブロック図である。実施の形態1、2との違いは、機器診断装置1が残留電圧のゼロクロス(すなわち、残留電圧の瞬時値が略ゼロ電圧と交差する時点)を検出するゼロクロス検出部10を備える点にある。
Embodiment 3
The device can be diagnosed in more detail without acquiring the load state of the device. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the device diagnosis apparatus 1 according to the third embodiment. The difference from the first and second embodiments is that the device diagnostic apparatus 1 includes a zero-cross detection unit 10 that detects a zero-cross of a residual voltage (that is, a point in time when an instantaneous value of the residual voltage crosses a substantially zero voltage).

機器5(例えば、空気圧縮機)において、56は空気吸込口であり、空気吸込口56には、フィルタ57を取付けてある。空気圧縮機の回転体53で圧縮された空気は、オイルセパレータタンク58で油分と空気が分離され、オイルセパレータタンク58の吐出口に取付けられた逆止弁59を経由して圧縮空気タンクへ送り込まれる。   In the device 5 (for example, an air compressor), 56 is an air suction port, and a filter 57 is attached to the air suction port 56. The air compressed by the rotary body 53 of the air compressor is separated into oil and air in the oil separator tank 58 and sent to the compressed air tank via a check valve 59 attached to the discharge port of the oil separator tank 58. It is.

演算部15は、入力部13から電源遮断信号を取得した場合、ゼロクロス検出部10に対して、残留電圧のゼロクロスの検出を開始するゼロクロス検出開始信号を出力する。ゼロクロス検出部10は、演算部15からゼロクロス検出開始信号を入力された場合、電圧検出部11で検出した残留電圧の瞬時値が、略ゼロ電圧と交差する都度、ゼロクロス検出信号を演算部15へ出力する。   When acquiring the power cutoff signal from the input unit 13, the arithmetic unit 15 outputs a zero cross detection start signal for starting detection of the zero cross of the residual voltage to the zero cross detection unit 10. When the zero-cross detection start signal is input from the calculation unit 15, the zero-cross detection unit 10 sends the zero-cross detection signal to the calculation unit 15 every time the instantaneous value of the residual voltage detected by the voltage detection unit 11 crosses substantially zero voltage. Output.

演算部15は、ゼロクロス検出部10からゼロクロス検出信号を受け取る都度、計時部14で計時する時刻を取得し、残留電圧のゼロクロスの間隔を算出する。演算部15は、算出したゼロクロスの間隔と、記憶部16に記憶してある閾値(TH4)とを比較し、残留電圧が発生した時点から、算出したゼロクロスの間隔が閾値(TH4)を超えた時点までの時間を算出する。演算部15は、算出した時間が記憶部16に記憶してある閾値(TH5)より長い場合、機器の異常を示す診断信号を出力する。   Whenever the zero cross detection signal is received from the zero cross detection unit 10, the calculation unit 15 acquires the time measured by the time measurement unit 14 and calculates the zero cross interval of the residual voltage. The calculation unit 15 compares the calculated zero-cross interval with the threshold value (TH4) stored in the storage unit 16, and the calculated zero-cross interval exceeds the threshold value (TH4) from the time when the residual voltage is generated. Calculate time to time. When the calculated time is longer than the threshold (TH5) stored in the storage unit 16, the calculation unit 15 outputs a diagnostic signal indicating an abnormality of the device.

運転中の空気圧縮機の電源を遮断して停止させた場合、回転体53の慣性エネルギーで回転体53は回転を続けるが、圧縮空気タンクへ放出する圧力は消失するため逆止弁59が閉塞する。逆止弁59が閉塞した場合、オイルセパレータタンク58内の圧力により、回転体53に逆圧力が作用し、慣性エネルギーが大きく消費される。その後逆圧力が徐々に低下すると、逆圧力の作用による影響が無くなり、慣性エネルギーは、空気圧縮機の機器無負荷損失により消費され、回転体53が停止する。   When the air compressor in operation is shut off and stopped, the rotating body 53 continues to rotate due to the inertial energy of the rotating body 53, but the pressure released to the compressed air tank disappears and the check valve 59 is blocked. To do. When the check valve 59 is closed, the reverse pressure acts on the rotating body 53 due to the pressure in the oil separator tank 58, and a large amount of inertia energy is consumed. Thereafter, when the reverse pressure gradually decreases, the effect of the reverse pressure is lost, and inertial energy is consumed due to the no-load loss of the air compressor, and the rotating body 53 stops.

図8は空気圧縮機を停止した場合の残留電圧の例を示すタイムチャートである。図8(a)は、正常時の残留電圧を示す。t=0で電源が遮断され、残留電圧が発生する。逆止弁59が閉塞するまでの間は、回転体53の慣性エネルギーは、負荷損である空気に働く仕事エネルギー及び空気圧縮機の無負荷損(例えば、軸受け摩擦損)の合計である全負荷損で消費される(負荷運転時)。   FIG. 8 is a time chart showing an example of the residual voltage when the air compressor is stopped. FIG. 8A shows the residual voltage at the normal time. At t = 0, the power supply is cut off and a residual voltage is generated. Until the check valve 59 is closed, the inertial energy of the rotating body 53 is the total load that is the sum of the work energy acting on the air that is the load loss and the no-load loss (for example, bearing friction loss) of the air compressor. It is consumed by loss (during load operation).

t=tC1 で逆止弁59が閉塞した場合、オイルセパレータタンク58内の圧力で回転体53に逆圧力が加わり、慣性エネルギーは大きく消費されるため、残留電圧の波形が変化する。すなわち、残留電圧の瞬時値が0Vと交差する間隔が大きくなる。また、残留電圧の波高値は低下する。 When the check valve 59 is closed at t = tC 1 , the reverse pressure is applied to the rotating body 53 by the pressure in the oil separator tank 58, and the inertia energy is largely consumed, so the waveform of the residual voltage changes. That is, the interval at which the instantaneous value of the residual voltage crosses 0V is increased. In addition, the peak value of the residual voltage decreases.

t=tC2 で逆圧力が慣性エネルギーにより消費され、逆圧力が消滅した場合、慣性エネルギーは、空気圧縮機の無負荷損(例えば、軸受け摩擦損など)のみで消費され(無負荷運転時)、t=tC3 で慣性エネルギーが消費され、回転体53の回転を停止する。 When t = tC 2 , the reverse pressure is consumed by inertial energy, and when the reverse pressure disappears, the inertial energy is consumed only by no-load loss (for example, bearing friction loss) of the air compressor (during no-load operation) , T = tC 3 , the inertial energy is consumed, and the rotation of the rotating body 53 is stopped.

図8(b)は、異常時の残留電圧を示す。図に示すように、時間tC3 ′は時間tC3 に略等しく、時間tC1 ′がtC1 より長くなる場合は、慣性エネルギーが空気に働く仕事エネルギーで消費されにくい、すなわち、空気圧縮機の負荷運転効率が低下していることを示す。 FIG. 8B shows the residual voltage at the time of abnormality. As shown in the figure, time tC 3 ′ is substantially equal to time tC 3, and when time tC 1 ′ is longer than tC 1 , inertial energy is not easily consumed by work energy acting on air, that is, the air compressor Indicates that the load operating efficiency is decreasing.

従って、機器診断装置1は、残留電圧の残存時間に変化がなく、残留電圧の発生時点からゼロクロスの間隔が閾値(TH4)を超える時点までの時間が閾値(TH5)より長い場合、空気圧縮機の空気吸込口のフィルタの目詰まりなど、機器の運転効率の低下と判定する。   Accordingly, the device diagnostic apparatus 1 is configured such that when there is no change in the remaining time of the residual voltage and the time from when the residual voltage occurs until the time when the zero-crossing interval exceeds the threshold (TH4) is longer than the threshold (TH5), the air compressor It is determined that the operating efficiency of the equipment is reduced, such as clogging of the air inlet filter.

空気圧縮機の場合、空気吸込口にフィルタが取付けてあり、運転効率の低下はフィルタ目詰まりによる吐出空気圧の減少になる。一例として、7.5kWの空気圧縮機で、正常時に対して、フィルタの清掃時期におけるフィルタ吸気抵抗は、200mmHgの増加、吐出空気量は24%減少、軸動力は10%減少の特性を有する。また、正常時に対して、フィルタの交換時期におけるフィルタ吸気抵抗は、500mmHgの増加、吐出空気量は35%減少、軸動力は23%減少の特性を有する。空気に働く仕事エネルギーは、軸動力に対応するため、軸動力が10%減少した場合には、残留電圧の時間tC1 が10%長くなると考えられる。 In the case of an air compressor, a filter is attached to the air suction port, and a decrease in operating efficiency results in a decrease in discharge air pressure due to filter clogging. As an example, in a 7.5 kW air compressor, the filter intake resistance at the time of cleaning the filter is increased by 200 mmHg, the discharge air amount is reduced by 24%, and the shaft power is reduced by 10% with respect to the normal time. Further, the filter intake resistance at the time of filter replacement has an increase of 500 mmHg, the amount of discharge air is reduced by 35%, and the shaft power is reduced by 23% with respect to the normal time. Since the work energy acting on the air corresponds to the shaft power, if the shaft power is reduced by 10%, the time tC 1 of the residual voltage is considered to be increased by 10%.

7.5kWの空気圧縮機の吸込口のフィルタ4個のうち、1個を閉塞した場合(吐出空気量が略25%低下)と閉塞しない場合とで、残留電圧を測定したところ、フィルタを閉塞しない場合の時間tC1 は、2275msであるのに対し、フィルタ1個を閉塞した場合の時間tC1 は、2500msであり、時間tC1 は約10%長くなり、軸動力の10%減少に略一致する。従って、残留電圧の時間tC1 の大小に応じて、フィルタの清掃時期、フィルタの交換時期などを診断することができる。 When one of the four filters at the suction port of a 7.5 kW air compressor is closed (discharged air volume is reduced by approximately 25%) and when it is not closed, the residual voltage is measured. The time tC 1 when the filter is not used is 2275 ms, whereas the time tC 1 when one filter is closed is 2500 ms, and the time tC 1 is increased by about 10%, which is about 10% reduction in shaft power. Match. Therefore, it is possible to diagnose the filter cleaning time, the filter replacement time, and the like according to the magnitude of the residual voltage time tC 1 .

上述の実施の形態においては、残留電圧の残存時間の長短に応じて、機器の診断をする構成であったが、残留電圧を所定の閾値VH1と比較し、残留電圧が所定の閾値VH1より大きい場合に機器の起動を禁止する禁止信号を出力し、機器の起動を防止して機器の保護を図ることもできる。   In the above embodiment, the device is diagnosed according to the remaining time of the residual voltage. However, the residual voltage is compared with the predetermined threshold value VH1, and the residual voltage is larger than the predetermined threshold value VH1. In this case, a prohibition signal for prohibiting the activation of the device can be output to prevent the activation of the device and protect the device.

例えば、誘導電動機及びインバータ装置を備える機器において、省エネ運転を行うために、誘導電動機に供給する電力を商用電源とインバータ装置とで切替える場合がある。この場合、商用電源からインバータ装置に切替えた際に、残留電圧の逆位相により、インバータ装置に突入電流が流れ、インバータ装置を破損する問題があった。本発明に係る機器診断装置1で、残留電圧を検出し、残留電圧が存在している間は、インバータ装置への切替えが行われないように禁止信号を出力することにより、上述の問題を防止できる。   For example, in an apparatus including an induction motor and an inverter device, the power supplied to the induction motor may be switched between a commercial power source and the inverter device in order to perform an energy saving operation. In this case, when switching from the commercial power source to the inverter device, there is a problem that an inrush current flows in the inverter device due to the reverse phase of the residual voltage, and the inverter device is damaged. The device diagnostic apparatus 1 according to the present invention detects the residual voltage, and outputs the prohibition signal so that the switching to the inverter device is not performed while the residual voltage exists, thereby preventing the above-described problem. it can.

また、吸気ファン及び排気ファンを備えた空調機では、設置後又は整備後などの試運転時に吸気ファンのみを単独で運転する場合があり、吸気ファンで送られる空気により排気ファンが供回りするときがある。この状態で排気ファンを始動すると、電動機始動電流が通常よりも多く流れ、電磁開閉器の接点溶着、電源設備の破損、排気ファンの破損などが生じる場合ある。本発明に係る機器診断装置1で、残留電圧を検出し、残留電圧が存在している間は、排気ファンの始動が行われないように禁止信号を出力することにより、上述の問題を防止できる。   In addition, in an air conditioner equipped with an intake fan and an exhaust fan, only the intake fan may be operated independently during a trial operation after installation or after maintenance, and the exhaust fan may be circulated by the air sent by the intake fan. is there. When the exhaust fan is started in this state, the electric motor starting current flows more than usual, which may cause contact welding of the electromagnetic switch, damage to the power supply equipment, damage to the exhaust fan, and the like. The device diagnostic apparatus 1 according to the present invention detects the residual voltage, and outputs the prohibition signal so that the exhaust fan is not started while the residual voltage exists, thereby preventing the above-described problem. .

また、マンホールなどに使用される汚水・汚物ポンプは、2台のポンプを交互運転することにより、マンホール内の水位を調整する。一方のポンプ側の逆止弁が、例えば異物の詰まりなどで故障した場合、ホンプ本体は正常であっても、逆止弁が正常なポンプ側から逆止弁が故障したポンプ側へ汚水が逆流し、汚水槽溢水事故が発生する。このような場合、逆止弁が正常なポンプから送られる水により、逆止弁が故障しているポンプが回転し、これにより発生した残留電圧により、逆止弁故障を診断することもできる。   Moreover, the sewage and filth pumps used for manholes adjust the water level in the manholes by alternately operating two pumps. If one of the check valves on the pump side fails due to, for example, clogging of foreign matter, the sewage flows back from the pump side where the check valve is normal to the pump side where the check valve is faulty, even if the pump body is normal. In addition, a sewage tank overflow accident occurs. In such a case, the check valve failure can be diagnosed by the residual voltage generated by the rotation of the pump in which the check valve is broken due to the water sent from the pump having the normal check valve.

上述の実施の形態においては、機器診断装置1は、機器5と別体であったが、これに限定されるものではなく、本発明の機器診断装置1を各機器5に内蔵する構成であってもよい。機器診断装置を機器と別体で構成するか、機器の内部に設けるかにかかわらず、機器診断システムを構成することができる。また、機器診断装置1で複数の機器の診断を行う構成であってもよい。   In the above-described embodiment, the device diagnosis apparatus 1 is separate from the device 5, but is not limited to this, and the device diagnosis apparatus 1 of the present invention is built in each device 5. May be. Regardless of whether the device diagnosis apparatus is configured separately from the device or provided inside the device, the device diagnosis system can be configured. Moreover, the structure which diagnoses a some apparatus with the apparatus diagnostic apparatus 1 may be sufficient.

本発明に係る機器診断装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the apparatus diagnostic apparatus which concerns on this invention. 機器診断データベースのレコードレイアウトを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the record layout of an apparatus diagnosis database. 本発明に係る機器診断装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the apparatus diagnostic apparatus which concerns on this invention. 残留電圧の例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of a residual voltage. 実施の形態2における機器診断装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the apparatus diagnostic apparatus in Embodiment 2. FIG. 機器の無負荷運転時及び負荷運転時における残存時間の経時変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time-dependent change of the remaining time at the time of a no-load driving | operation of an apparatus, and a load driving | operation. 実施の形態3における機器診断装置の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a device diagnostic apparatus in a third embodiment. 空気圧縮機を停止した場合の残留電圧の例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of the residual voltage at the time of stopping an air compressor.

符号の説明Explanation of symbols

1 機器診断装置
5 機器
51 誘導電動機
53 回転体
10 ゼロクロス検出部
11 電圧検出部
12 電圧比較部
13 入力部
14 計時部
15 演算部
16 記憶部
17 出力部
18 操作部
19 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus diagnostic apparatus 5 Apparatus 51 Induction motor 53 Rotor 10 Zero cross detection part 11 Voltage detection part 12 Voltage comparison part 13 Input part 14 Time measuring part 15 Calculation part 16 Storage part 17 Output part 18 Operation part 19 Display part

Claims (10)

交流電動機により駆動される回転体を有する機器を診断する機器診断装置において、
前記交流電動機に供給される電力を遮断した場合に、前記回転体の回転により前記交流電動機で発生する残留電圧を検出する電圧検出手段と、
検出された残留電圧と閾値電圧とを比較する電圧比較手段と、
前記残留電圧の発生時点から前記残留電圧が前記閾値電圧より小さくなる時点までの残存時間を計時する残存時間計時手段と、
計時された残存時間の長短に応じて、前記機器の診断信号を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする機器診断装置。
In a device diagnostic apparatus for diagnosing a device having a rotating body driven by an AC motor,
Voltage detecting means for detecting a residual voltage generated in the AC motor due to rotation of the rotating body when power supplied to the AC motor is cut off;
Voltage comparison means for comparing the detected residual voltage with a threshold voltage;
A remaining time measuring means for measuring a remaining time from a time when the residual voltage is generated to a time when the residual voltage is smaller than the threshold voltage;
An apparatus diagnosis apparatus comprising: output means for outputting a diagnosis signal of the apparatus according to the length of the time remaining.
第1閾値及び該第1閾値より大きい第2閾値を記憶する記憶手段を備え、
前記残存時間が前記第1閾値より短い場合、又は前記第2閾値より長い場合に、前記機器の異常を示す診断信号を出力するようにしてあることを特徴とする請求項1に記載の機器診断装置。
Storage means for storing a first threshold value and a second threshold value greater than the first threshold value;
2. The device diagnosis according to claim 1, wherein when the remaining time is shorter than the first threshold or longer than the second threshold, a diagnostic signal indicating an abnormality of the device is output. apparatus.
前記残留電圧が前記閾値電圧より高い場合に、
前記出力手段は、
前記機器の起動を禁止する禁止信号を出力するようにしてあることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の機器診断装置。
When the residual voltage is higher than the threshold voltage,
The output means includes
3. The apparatus diagnosis apparatus according to claim 1, wherein a prohibition signal for prohibiting activation of the apparatus is output.
前記交流電動機に供給される電力を遮断する遮断信号を取得する遮断信号取得手段を備え、
前記遮断信号を取得した場合に、
前記出力手段は、
前記機器の起動を禁止する禁止信号を出力するようにしてあることを特徴とする請求項3に記載の機器診断装置。
A cutoff signal acquisition means for acquiring a cutoff signal for cutting off power supplied to the AC motor;
When obtaining the blocking signal,
The output means includes
The apparatus diagnosis apparatus according to claim 3, wherein a prohibition signal for prohibiting activation of the apparatus is output.
前記機器の負荷又は無負荷を示す負荷情報を取得する負荷情報取得手段を備え、
前記機器の無負荷運転時及び負荷運転時に計時された残存時間、並びに第3閾値をさらに記憶してあり、
前記出力手段は、
無負荷運転時に計時された直近の残存時間から負荷運転時に計時された直近の残存時間を減じた時間が前記第3閾値より長い場合に、前記機器の異常を示す診断信号を出力するようにしてあることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の機器診断装置。
Load information acquisition means for acquiring load information indicating the load or no load of the device,
The remaining time measured during no-load operation and load operation of the device, and a third threshold value are further stored,
The output means includes
When a time obtained by subtracting the latest remaining time measured during load operation from the latest remaining time measured during no-load operation is longer than the third threshold, a diagnostic signal indicating an abnormality of the device is output. The apparatus diagnosis apparatus according to claim 2, wherein the apparatus diagnosis apparatus is provided.
前記残留電圧の瞬時値が略零電圧と交差する間隔を計時する零交差計時手段を備え、
第4閾値及び第5閾値をさらに記憶してあり、
前記出力手段は、
前記残留電圧の発生時点から前記間隔が前記第4閾値を超える時点までの時間が前記第5閾値より長い場合に、前記機器の異常を示す診断信号を出力するようにしてあることを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれかに記載の機器診断装置。
Zero cross timing means for timing the interval at which the instantaneous value of the residual voltage crosses the substantially zero voltage,
A fourth threshold and a fifth threshold are further stored;
The output means includes
A diagnostic signal indicating an abnormality of the device is output when the time from the occurrence of the residual voltage to the time when the interval exceeds the fourth threshold is longer than the fifth threshold. The apparatus diagnostic apparatus in any one of Claims 2 thru | or 5.
前記残留電圧に関する電圧情報をさらに記憶するようにしてあり、
前記出力手段は、
記憶された電圧情報を出力するようにしてあることを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれかに記載の機器診断装置。
Voltage information related to the residual voltage is further stored.
The output means includes
7. The apparatus diagnosis apparatus according to claim 2, wherein the stored voltage information is output.
前記残留電圧の検出時刻及び検出回数をさらに記憶するようにしてあり、
前記出力手段は、
所定時間内の残留電圧の検出頻度に応じて、前記機器の診断信号を出力するようにしてあることを特徴とする請求項2乃至請求項7のいずれかに記載の機器診断装置。
The residual voltage detection time and the number of detections are further stored,
The output means includes
8. The apparatus diagnosis apparatus according to claim 2, wherein a diagnosis signal of the apparatus is output in accordance with a detection frequency of a residual voltage within a predetermined time.
交流電動機により駆動される回転体を有する機器と、請求項1乃至請求項8のいずれかの機器診断装置とを備えることを特徴とする機器診断システム。   A device diagnosis system comprising: a device having a rotating body driven by an AC motor; and the device diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 8. 交流電動機により駆動される回転体を有する機器を診断する機器診断方法において、
前記交流電動機に供給される電力を遮断した場合に、前記回転体の回転により前記交流電動機で発生する残留電圧を検出し、
検出された残留電圧と閾値電圧とを比較し、
前記残留電圧の発生時点から前記残留電圧が閾値電圧より小さくなる時点までの残存時間を計時し、
計時された残存時間の長短に応じて、前記機器の診断信号を出力することを特徴とする機器診断方法。
In a device diagnosis method for diagnosing a device having a rotating body driven by an AC motor,
When the electric power supplied to the AC motor is cut off, a residual voltage generated in the AC motor due to the rotation of the rotating body is detected,
Compare the detected residual voltage with the threshold voltage,
The remaining time from the time of occurrence of the residual voltage to the time when the residual voltage becomes smaller than the threshold voltage is counted,
A device diagnosis method, comprising: outputting a diagnosis signal of the device according to the length of the time remaining.
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