CN102025231A - 电动机预防保养装置及电动机预防保养方法 - Google Patents

电动机预防保养装置及电动机预防保养方法 Download PDF

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Abstract

本发明能综合地掌握轧制设备的电动机的异常、劣化状况，从而能进行准确的预防保养。轧制设备具有交流电动机(50)、包括整流器(16a)及逆变器(16b)且驱动交流电动机(50)的电动机驱动装置(16)、及控制轧制装置的设备控制装置(17)。轧制设备的电动机预防保养装置(20)具有：数据收集保存部(20a)，该数据收集保存部(20a)对由安装于交流电动机(50)的传感器所得到的电动机信息、由电动机驱动装置(16)所得到的电动机驱动信息、和由设备控制装置(17)所得到的设备控制信息进行收集并保存；及评估部(20b)，该评估部(20b)根据保存于数据收集保存部(20a)的信息，评估交流电动机(50)的性能。

Description

电动机预防保养装置及电动机预防保养方法
技术领域
本发明涉及一种在轧制设备中使用的电动机的预防保养装置及其预防保养方法。
背景技术
在轧制设备、例如热轧设备中，利用轧机对加热后的铁、不锈钢、铝等板坯(slab；金属片)进行轧制，从而加工成厚度为几mm至几十mm的具有所要的板宽的金属板产品。
在轧制设备中使用同步电动机等大型电动机，在多年的运转中，可能会由于热、机械、电方面的应力所导致的绝缘性能的下降而引起绝缘破坏事故，以及由于轴承磨损等而引起机械方面的损伤事故等。在具有多台大型电动机的轧制设备中，若一旦电动机发生故障事故，则需要花费大量的时间和费用对其进行修理和更换。而且，对于监视保养的要求也日益提高，要求在维持设备的可靠性的同时还要降低保养成本，并且还要求能自动掌握设备的性能。因此，除了每隔几年停止轧制设备的运转以进行绝缘诊断等的定期检查之外，还由用户定期地进行运转过程中巡回检查等的预防保养活动。
另一方面，近年来的传感器技术、信息处理、传输技术、诊断技术的进步非常显著，以这些技术为背景，逐渐开发出各种电动机用的异常、劣化、剩余寿命诊断系统，并已实用化(参照专利文献1、专利文献2)。
专利文献1：日本国专利特开2009-116420号公报
专利文献2：日本国专利特开2001-289738号公报
然而，即使进行上述那样的检查、诊断，有时也会突然发生重大的事故。例如，有时还会发生集电环(collector ring)烧毁、主机同步电动机的短路环变形、损坏等不佳的情况。若轧机驱动用电动机发生事故和不佳的情况，则有时也不得不长时间使轧制设备的生产线停产。
即使厂商推荐定期检查，但有时用户也不执行。因此，以轧制设备的电动机作为对象来进行故障查找、预防保养的要求日益提高。
目前，一般来讲，轧制设备的电动机的维护检查多限定于生产线停产日的有限的时间内。然而，由于电动机的结构复杂，为了查明劣化部分和维护检查，需要长时间使生产线停产、以及较多的费用，有时还无法完成充分的维护检查，从而会发生突发性的设备故障和不佳的情况，致使设备停止。因此，要求如下技术：可准确地掌握劣化状况，缩小维护检查点，从而进行高效的维护检查。
迄今为止关于电动机诊断也已开发出多种技术，目前的电动机的诊断系统的检查对象，例如可举出轴承振动值(加速度、速度、位置)、声音、温度、绝缘等。作为判断基准，设定注意值、危险值等阈值，以评估设备状态。然而，实际上，由于电动机的使用条件、用途、环境、运转状况(负载、转速等的变化)、使用年数等因不同情况而异，因此难以进行统一的评估。重要的是，要长时间监视通过定期维护检查等而得到的各种条件，提取表示各台电动机性能劣化的指标，从而准确、综合地掌握性能。
发明内容
本发明是根据上述情况而完成的，其目的在于，可综合地掌握轧制设备的电动机的异常、劣化状况并可进行准确的预防保养。
为了达到上述目的，本发明所涉及的电动机预防保养装置是轧制设备的电动机预防保养装置，该轧制设备具有交流电动机、包括整流器及逆变器且驱动所述交流电动机的电动机驱动装置、及控制轧制装置的设备控制装置，其特征为，所述电动机预防保养装置具有：数据收集保存部，该数据收集保存部对由安装于所述交流电动机的传感器所得到的电动机信息、由所述电动机驱动装置所得到的电动机驱动信息、和由所述设备控制装置所得到的设备控制信息进行收集并保存；及评估部，该评估部根据保存于所述数据收集保存部的信息，评估所述交流电动机的性能。
另外，本发明所涉及的电动机预防保养方法是轧制设备的电动机预防保养方法，该轧制设备具有交流电动机、包括整流器及逆变器且驱动所述交流电动机的电动机驱动装置、及控制轧制装置的设备控制装置，其特征为，所述电动机预防保养方法具有：数据收集保存步骤，该数据收集保存步骤对由安装于所述交流电动机的传感器所得到的电动机信息、由所述电动机驱动装置所得到的电动机驱动信息、和由所述设备控制装置所得到的设备控制信息进行收集并保存；及评估步骤，该评估步骤根据所述数据收集保存步骤中保存的信息，评估所述交流电动机的性能。
根据本发明，能准确地掌握轧制设备的电动机的异常、劣化状况，从而能进行准确的预防保养。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的电动机预防保养系统的一个实施方式的结构的示意正视图。
标号说明
2  转轴
3  轴承
6  冷却单元冷却器
7  进气温度计
8  排气温度计
9  轴承温度计
10 轴承供油流量计
11 推力位移计
12 冷却单元冷却器漏水检测装置
13 定子绕组温度计
14 轴承振动测定装置
15 远程输入输出盘(远程I/O盘)
16 电动机驱动装置
16a 整流器
16b  逆变器
17 设备控制装置
18 控制网络
20 电动机预防保养装置
20a  数据收集保存部
20b  评估部
20c  显示部
50 电动机
具体实施方式
参照图1，说明本发明所涉及的电动机预防保养装置的实施方式。这里，图1是表示本发明所涉及的轧机的电动机预防保养系统的一个实施方式的结构的示意正视图。
电动机50例如为大型的交流同步电动机，利用电动机驱动装置16进行驱动。电动机50中，在未图示的定子中，转子旋转，固定于转子的转轴2被轴承3支承而旋转。由于电动机50发热，因此采用如下结构：安装冷却单元冷却器6，由此对电动机50进行冷却。
电动机驱动装置16具有将交流变换成直流的整流器16a、和将直流变换成交流的逆变器16b，使交流电的频率变化以提供给电动机50，从而可以变速方式来驱动电动机50。
设备控制装置17包含对于电动机驱动装置16的控制，来控制整个轧制设备，并且还控制未图示的轧制装置的轧制载荷的加载和卸载(on、off)的定时等。
设备控制装置17及电动机驱动装置16通过控制网络18与电动机预防保养装置20连接。
对电动机50安装有各种传感器。即，安装有对冷却单元冷却器(unit cooler)6的进气温度进行测定的进气温度计7、对冷却单元冷却器6的排气温度进行测定的排气温度计8、对轴承3的温度进行测定的轴承温度计9、对轴承3的供油流量进行测定的轴承供油流量计10、对转轴2的推力(thrust)位移进行测定的推力位移计11、对冷却单元冷却器6的漏水进行检测的冷却单元冷却器漏水检测装置12、对定子绕组的温度进行测定的定子绕组温度计13、对轴承3的振动(加速度、速度、位置)进行测定的轴承振动测定装置14。
这些传感器的输出信号作为电动机信息，通过远程输入输出盘(远程I/O盘)15发送到控制网络18，进一步发送到电动机预防保养装置20。
电动机预防保养装置20具有数据收集保存部20a、评估部20b、及显示部20c。数据收集保存部20a通过远程输入输出盘15及控制网络18，将来自安装于电动机50的所述各种传感器的输出信号作为电动机信息，进行收集并保存。数据收集保存部20a进一步对从电动机驱动装置16通过控制网络18发送来的电动机驱动信息、和从设备控制装置17通过控制网络18发送来的设备控制信息也进行收集并保存。
电动机驱动信息中，包含电动机50的有效电流值(RMS)、瞬时电流值、瞬时电压值等信息。另外，设备控制信息中，包含轧制装置的作业状态、即轧材咬入定时、轧制载荷等信息。
评估部20b根据保存于数据收集保存部20a的电动机信息、电动机驱动信息及设备控制信息，使用评估模型对电动机进行性能评估。
显示部20c将由评估部20b评估的结果输出到显示装置、声音输出装置、打印装置等。
例如，电动机50的有效电流值对于电动机50的定子绕组的温度上升带来直接影响。因此，不仅利用定子绕组温度计13对定子绕组的温度进行直接测定，而且对有效电流值进行测定并保存，从而能确定电动机50的定子绕组的温度上升的原因，另外，还能确定其它不佳的情况。
同样地，通过使用电动机50的可变运转条件(负载和转速等的变化)中的电动机50的作业数据、控制数据等，从而能准确地进行电动机50在该时刻的性能评估、异常诊断、劣化诊断、故障原因诊断(故障查找)、剩余寿命评估等预防保养。

Claims (5)

1.一种电动机预防保养装置，是轧制设备的电动机预防保养装置，该轧制设备具有交流电动机、包括整流器及逆变器且驱动所述交流电动机的电动机驱动装置、及控制轧制装置的设备控制装置，其特征在于，所述电动机预防保养装置具有：
数据收集保存部，该数据收集保存部对由安装于所述交流电动机的传感器所得到的电动机信息、由所述电动机驱动装置所得到的电动机驱动信息、和由所述设备控制装置所得到的设备控制信息进行收集并保存；及
评估部，该评估部根据保存于所述数据收集保存部的信息，评估所述交流电动机的性能。
2.如权利要求1所述的电动机预防保养装置，其特征在于，
所述电动机信息包含所述交流电动机的绕组温度、轴承温度、推力位移量、轴承振动量中的至少一个信息。
3.如权利要求1或2所述的电动机预防保养装置，其特征在于，
所述电动机驱动信息包含所述电动机驱动装置的有效电流值、瞬时电流值、瞬时电压值中的至少一个信息。
4.如权利要求1或2所述的电动机预防保养装置，其特征在于，
所述设备控制信息包含所述轧制装置的轧制载荷的大小及轧制载荷的加载和卸载的定时中的至少一个信息。
5.一种电动机预防保养方法，是轧制设备的电动机预防保养方法，该轧制设备具有交流电动机、包括整流器及逆变器且驱动所述交流电动机的电动机驱动装置、及控制轧制装置的设备控制装置，其特征在于，所述电动机预防保养方法具有：
数据收集保存步骤，该数据收集保存步骤对由安装于所述交流电动机的传感器所得到的电动机信息、由所述电动机驱动装置所得到的电动机驱动信息、和由所述设备控制装置所得到的设备控制信息进行收集并保存；及
评估步骤，该评估步骤根据所述数据收集保存步骤中保存的信息，评估所述交流电动机的性能。
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