CN111801885B - 感应电动机的过热监视方法、感应电动机监视装置和感应电动机的控制系统 - Google Patents

感应电动机的过热监视方法、感应电动机监视装置和感应电动机的控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种感应电动机的过热监视方法、装置和控制系统，其无需如现有一般需要多个传感器，能够仅根据电流传感器的检测值进行感应电动机的过热检测。首先，预先存储表示感应电动机的电阻与起动时的特征量的关系的电阻运算关系数据和判断过热用的判断基准值。在频繁地反复电动机的起动和停止的运转期间中，在各次起动时，检测感应电动机的电流，根据检测出的电流求取相位角并运算关于相位角差的信号，根据该关于相位角差的信号运算电动机的特征量。进而，使用该电动机的特征量和预先存储的电阻运算基准数据运算感应电动机的电阻。然后，根据感应电动机的电阻运算感应电动机的温度，对该运算得到的上述感应电动机的温度与上述判断基准值进行比较来判断是否为过热状态。

Description

感应电动机的过热监视方法、感应电动机监视装置和感应电 动机的控制系统
技术领域
本发明涉及感应电动机的过热监视方法、过热监视装置和使用过热监视装置的感应电动机的控制系统。
背景技术
在工业用的曳引机驱动系统等中搭载的、频繁地进行起动、停止的感应电动机中，起动电流是电动机额定电流的数倍。特别是，在与定子相比位于内部的转子尚未被充分冷却的状态下下一个起动动作开始，所以转子过热、电动机的绕组和铁芯绝缘破坏、进而烧毁的可能性提高。
为了事前防止这样的故障，报告了使用电动机的速度传感器、电流传感器、温度传感器信息的过热监视装置(专利文献1)。另外，报告了根据用温度传感器计测的环境温度和定子温度推算转子的温度上升量的推算方法(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-175820号公报
专利文献2：日本特开平1-274685号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1中，对于每个监视对象在电流传感器之外也需要速度传感器。另外，专利文献2的技术中，对于每个监视对象在电流传感器之外也需要温度传感器。因此，包括传感器的相关设备的数量增加，设备整体的成本提高。
另外，也存在对于电动机设置场所存在尺寸制约的情况下、和在严酷的环境条件下难以设置传感器的课题。进而，传感器的数量越增加，越难以确保传感器组的可靠性，监视精度降低。因此，要求尽可能不使用传感器的感应电动机的过热监视装置。传感器的数量减少时，易维护性、可靠性大幅提高。具体而言，传感器的维护检修作业能够削减，另外能够预防传感器的故障导致的系统停机。另外，传感器用系统装备配线能够削减，所以能够削减作业成本，并且无需担心配线故障等。
本发明的目的在于提供一种根据电流传感器的检测值推算电动机的温度、监视过热状态的感应电动机的过热监视方法、感应电动机的过热监视装置和感应电动机的控制系统。
用于解决课题的技术方案
关于本发明，举其一例，是一种感应电动机控制系统中的感应电动机的过热监视方法，其中所述感应电动机控制系统包括至少1台感应电动机、对所述感应电动机提供交流电流的逆变器和控制所述逆变器的控制部，其中，存储表示所述感应电动机的电阻与起动时的特征量的关系的电阻运算关系数据和用于判断过热状态的判断基准值，检测所述感应电动机的电流，在运转期间中的起动时，根据该检测出的电流求取相位角，并根据该相位角与同该相位角相位同步的信号的差来运算关于相位角差的信号，根据该关于相位角差的信号运算电动机的特征量，使用所述电动机的特征量和所述电阻运算关系数据运算所述感应电动机的电阻，接着根据该运算得到的电阻运算所述感应电动机的温度，对该运算得到的所述感应电动机的温度与所述判断基准值进行比较来判断是否为过热状态。
另外，举出本发明的另一例，是一种电动机控制系统中的感应电动机的过热监视装置，其中所述电动机控制系统包括至少1台感应电动机、对所述感应电动机提供交流电流的逆变器和控制所述逆变器的控制部，所述感应电动机的过热监视装置包括：数据存储部，其存储表示所述感应电动机的电阻与起动时的特征量的关系的电阻运算关系数据和用于判断过热的判断基准值；检测所述感应电动机的电流的电流传感器；电动机信息运算部，其在运转期间中的起动时，根据该检测出的电流求取相位角，并根据该相位角与同该相位角相位同步的信号的差来求取关于相位角差的信号；特征量运算部，其运算根据所述关于相位角差的信号获得的电动机的特征量；温度运算部，其使用该电动机的特征量和所述电阻运算关系数据运算所述感应电动机的电阻，接着根据该运算得到的电阻运算所述感应电动机的温度；和过热判断部，其对该运算得到的所述感应电动机的温度与所述判断基准值进行比较来判断是否为过热状态。
发明效果
根据本发明，能够基于交流电流的检测值推算感应电动机的温度，监视过热状态。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的感应电动机控制系统的图。
图2是表示第一实施方式中的电动机信息运算部的详情的框图。
图3是表示对于电动机起动时的电流相位角相位同步时的比例信号波形的图。
图4是表示根据起动电动机时的相位同步电路的2个输出信号波形得到的斜率与定子电阻的关系的图。
图5是表示根据起动电动机时的相位同步电路的2个输出信号波形得到的相位差与转子电阻的关系的图。
图6是表示频繁地进行起动、停止的感应电动机的过热检测例的图。
图7是第一实施方式中执行的异常检测过程的流程图。
图8是表示第二实施方式的感应电动机控制系统的图。
图9是表示第三实施方式的感应电动机控制系统的图。
图10是表示第四实施方式的感应电动机控制系统的图。
图11是表示第五实施方式的感应电动机控制系统的图。
具体实施方式
以下，对于本发明的各种实施方式按照附图进行说明。另外，在各实施方式的附图中，对于同一结构物附加同一附图标记，有时省略其详细说明。
＜第一实施方式＞
图1是表示本发明的第一实施方式的感应电动机控制系统的框图。图1中，感应电动机控制系统111包括感应电动机10、驱动装置20、监视装置40(电动机监视装置)和多个电流传感器41。驱动装置20具有逆变器22和控制部30。而且，感应电动机10的旋转轴14经由齿轮等机械部件(未图示)或者直接地与驱动机构16连接。逆变器22按照控制部30的控制对感应电动机10施加三相交流电压。另外，以下说明中，有时将感应电动机称为电动机。
图1中，驱动装置20控制电动机10的速度和转矩，此处，按控制部30使用公知的矢量控制方式控制逆变器进行记载。
控制部30具有CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等作为一般的计算机的硬件，保存了控制程序和各种数据等。另外，监视装置40也同样地具有作为一般的计算机的硬件。但是，图1中，为了易于理解而将控制部30和监视装置40的功能记载为框图。
(控制部30的动作说明)
控制部30具有指令生成部32、偏差运算部33、矢量控制部34、dq/3Φ变换部36、和3Φ/dq变换部38。控制部30用这些结构对电动机10进行矢量控制，提高电动机10的响应性。逆变器22对电动机10输出U相、V相、W相的三相交流电流。电流传感器41检测其中任意两相的电流。即，图示的例子中，检测U相、W相的电流，将其结果作为电流检测值Ius、Iws输出。另外，电流传感器41的检测值也在后述的监视装置40中使用。此处，设想以频率f旋转的旋转坐标，将在该旋转坐标中正交的轴称为d轴和q轴，将对电动机10提供的电流表达为该旋转坐标中的直流量。q轴中的电流是决定电动机10的转矩的电流成分，以下将其称为转矩电流。
另外，d轴中的电流是成为电动机10的励磁电流的成分，以下将其称为励磁电流。3Φ/dq变换部38基于电流检测值Ius、Iws，输出励磁电流检测值Id和转矩电流检测值Iq。指令生成部32从未图示的上级装置接收转矩指令值τ*，基于转矩指令值τ*生成励磁电流指令值Id*和转矩电流指令值Iq*。偏差运算部33基于电流指令值Id*、Iq*和检测值Id、Iq，输出偏差Id*-Id、Iq*-Iq。矢量控制部34基于偏差Id*-Id、Iq*-Iq等，输出励磁电压指令值Vd*和转矩电压指令值Vq*。dq/3Φ变换部36基于旋转坐标系的电压指令值Vd*、Vq*，输出驱动逆变器22用的PWM信号。逆变器22基于供给来的PWM信号，对供给的直流电压(未图示)进行开关，输出U相、V相、W相的电压而驱动电动机10。
(监视装置40的结构)
监视装置40具有电动机信息运算部42、特征量运算部44、温度运算部45、存储运算所需的数据的数据存储部46、和过热判断部48。另外，对于监视装置40的各结构中的动作的说明和处理内容，在说明电动机温度推算方法之后进行说明。
(电动机温度推算方法)
接着，说明本实施方式中的电动机温度推算方法。
如一般所知，电动机10的电动机电阻值等因工作温度而变动。此处，将某一温度T0设为“基准温度T0”，将基准温度下的电阻值等参数称为“基准值”。电动机10中发生温度上升时，电动机电阻值增大。电动机温度T与电动机电阻值RT的关系如下式(1)所示。
RT＝R0×(δ+T)/(δ+T0)……式(1)
式(1)中，δ是绕组铜线的电阻温度系数的倒数，R0是电动机电阻基准值、即基准温度T0下的电动机电阻值。根据式(1)，例如相对于基准温度发生40℃的温度上升时，电动机电阻值RT成为电动机电阻基准值R0的约1.1倍。另外，相对于基准温度发生70℃的温度上升时，电动机电阻值RT成为电动机电阻基准值R0的约1.2倍。另外，绕组是铝线等的情况下，也能够应用同样的计算式。
接着，对于本发明的第一实施方式中的电动机的电阻的求解方式用图2进行说明。图2是表示图1中的电动机信息运算部42的具体电路结构的图。电动机信息运算部42具额3Φ/αβ变换器52、反正切变换器54、减法器56、相位同步运算部60、积分器72和乘法器74。相位同步运算部60由乘法器62、64、积分器66和加法器68构成。
首先，电动机信息运算部42运算电动机中流动的电流的相位角。3Φ/αβ变换器52将电流检测值Iu、Iw变换为正交的两相的交流电流Iα、Iβ。反正切变换器54基于该交流电流Iα、Iβ，计算交流电流相位角θi*。接着，相位角θi*被输入至相位同步电路，用相位同步电路运算与相位同步化的相位角θi的差(θi*-θi)即相位角差信号。
该相位角差信号(θi*-θi)被乘法器62乘以规定的比例增益Kp，输出相位差差信号的比例信号Kp(θi*-θ0)。
发明人获得了从起动电动机时(起动时)的相位差差信号的比例信号Kp(θi*-θ0)得到的特征量因电动机的电阻值而大幅变动的见解。本发明的实施方式中，利用这一见解求出电动机的电阻，进而根据该电动机的电阻运算电动机的温度。该详情在后文中叙述。
另外，图2的情况下，输出电动机起动时的相位角差信号的比例信号用于电阻的运算，但也可以代替相位角差信号的比例信号而使用减法器56的输出即相位角差信号。这是因为相位角差信号与相位角差信号的比例信号成正比关系，所以起动时的信号波形的特征量自身是相同的。因此，将相位角差信号和相位角差信号的比例信号中的任一者的信号称为“关于相位角差的信号”。
另外，图2的减法器56的输出即相位角差信号(θi*-θi)被输入至乘法器64，在此处被乘以规定的积分增益Ki。积分器66对该相乘结果进行积分。
加法器68将乘法器62的输出与积分器66的输出相加，将相加结果作为频率信号ω1s输出。积分器72对频率信号ω1s进行积分，输出交流电流相位角θi。交流电流相位角θi被供给至减法器56。另外，乘法器74对频率信号ω1s乘以“2/P”(此处P是电动机10的极数)，将相乘结果作为机械频率ωrs输出。此处，机械频率ωrs是与电动机10(参考图1)的实际速度(包括转差的速度)对应的信号。
这样，减法器56、相位同步运算部60和积分器72发挥相位同步电路的功能，输出使减法器56输出的差值“θi*-θi”接近“0”的频率信号ω1s和交流电流相位角θi。
此处，说明对于电动机的定子电阻R1、转子R2变化了的情况下的关于相位角差的信号的变化通过模拟进行评价的结果。图3是表示电动机起动时的关于相位角差的信号的变动的图。图3中，虚线的波形表示基准温度T0的情况下的电动机的电阻(定子电阻R1、转子电阻R2)的起动时的波形，实线的波形表示频繁地反复起动、停止的运转中的起动时的波形。由该图3可知，对作为基准的波形(用虚线表示的波形)与运转中的波形(实线的波形)进行比较时，该两者的波形的斜率α和相位差β不同。另外，此处将波形的斜率α和相位差β总称为“电动机的特征量”。另外，“起动时”不仅指起动开始时刻，也之从起动开始起加速中的期间。另外，起动时和在起动时在此处以相同的含义使用。
在图4和图5中示出电动机的特征量与电动机的电阻的关系。图3中，在与作为基准的定子电阻下的起动时的相位同步比例信号的波形进行比较的情况下，设波形的斜率为α，设相位差为β。图4是表示斜率α与定子电阻R1的关系的图。另外，图5是表示相位差β与转子电阻R2的关系的图。
由图4可知，斜率α与定子电阻R1成反比例的关系(斜率越大则R1越小)。另外，由图5可知，相位差β与转子电阻R2成正比关系(相位差越大则R2越大)。即，对于基于相位角度得到的关于相位角差的信号相对于起动时的上升的基准值的斜率α，定子电阻R1的影响是支配性的。另外，可知对于关于相位角差的信号的相位差β，转子电阻R2的影响是支配性的。
从而，预先求出该图4、图5的关系并存储在存储器中，在运转持续中的各次起动时，对于该存储器中存储的关系代入该时刻的特征量，由此能够得到该时刻的电动机的电阻。以下将如该图4、图5所示的电动机的电阻与特征量的关系称为“电阻运算关系数据”。
另外，关于产生上述关系的理由尚未准确地得知，但发明人认为是如以下所考察的。首先，电动机定子电流I1如式(2)所示，在定子电阻R1增大时，因为电动机电压V1一定，所以I1减小，因此电流的上升变慢，结果起动时的关于相位角差的信号的斜率α减小。另一方面，感应电动机的转差频率Ss如式(3)所示与转子电阻R2成正比，转子电阻R2增大时Ss增大，要求提高速度用的电动机转矩，所以结果需要供给更大的转矩电流。即，电动机电流相位与基准值相比超前，暗示了关于相位角差的信号的相位也与转子电阻R2成正比地超前。
I1＝V1/R1……式(2)
Ss＝(R2×Iq)/(L2×Id)……式(3)
此处，Iq是电动机转矩电流，L2是电动机转子侧电感，Id是电动机励磁电流。
如以上所述，基于电动机起动时的关于相位角差的信号中的电动机的特征量(斜率α和相位差β)，能够推算感应电动机的定子电阻R1和转子电阻R2。即，通过实验和模拟等，预先求出图4、图5所示的关系并存储，在反复起动、停止的运转持续中，求出各次起动时的关于相位角差的信号中的电动机的特征量(斜率α和相位差β)。然后，只要将该电动机的特征量与电阻运算关系数据(图4和图5所示的关系数据)对照，就能够运算与此时的α对应的定子电阻R1和与此时的β对应的转子电阻R2。然后，只要求出定子电阻R1和转子电阻R2，就能够通过将各电阻代入式(1)的关系式分别运算定子温度和转子温度。
(监视装置40的动作说明)
在图1的实施方式中，使用上述温度推算运算方法求出电动机的温度，通过对该求出的温度与过热判断用的基准值进行比较而进行过热监视。接着，对于具有通过上述方法实现的温度推算功能和使用推算出的温度判断电动机的过热状态的功能的监视装置40的动作进行说明。
图1中，监视装置40从电流传感器41检测电动机中流动的电流。即，电动机信息运算部42从对应的电流传感器41取得U相的电流检测值Iu和W相的电流检测值Iw。然后，电动机信息运算部42基于这些检测值，在运转持续中的电动机的各次起动时，输出关于相位角差的信号(如图3的实线所示的波形)。关于得到该关于相位角差的信号如上所述，省略其说明。
特征量运算部44从电动机信息运算部42输入起动时的关于相位角差的信号，如图3所示进行提取与起动时的基准值相比的波形的偏差即电动机的特征量(斜率α和相位差β)的运算。
接着，温度运算部45基于特征量运算部44的输出即电动机的特征量(斜率α和相位差β)，运算电动机的温度(定子温度R1、转子温度R2)。具体而言，对于在数据存储部46中预先记录的电阻运算关系数据(图4所示的斜率α与R1的关系、图5所示的相位差β与R2的关系)，代入本次起动时的特征量进行对照，由此能够运算本次起动时的电动机的电阻(定子电阻R1、转子电阻R2)。电阻运算关系数据在用表存储图4、图5的关系时易于对照。求出该电动机电阻时，使用式(1)的关系，运算本次起动时的电动机定子和转子的温度。温度运算部45的运算和处理所需的作为基准的基准数据预先保存在数据存储部46中。该基准数据是电阻运算关系数据、以及R1、R2和电动机温度的运算所需的数据等。
另外，对温度运算部45输入电动机速度，这是为了检测电动机的起动、停止的状态。根据该速度的信息，可以得到是否起动了电动机的判断和之后的加速状况，所以能够取得运算开始的时机。
过热判断部48输入从温度运算部45得到的电动机的温度，检测电动机10的定子或转子是否处于过热状态。具体而言，对判断是否过热用的定子温度和转子温度的判断基准值(阈值T1和T2)、与从温度运算部45得到的电动机的定子温度和转子温度分别进行比较。该判断基准值预先存储在数据存储部46中。然后，在任一者的温度超过了判断基准值的情况下，判断电动机处于过热状态。判断为过热状态时，过热判断部48对外部输出警报信号。
另外，警报信号可以是灯点亮、警报器发声、或者用无线通信单元发送无线电信号等，只要是能够对管理者通知的方案即可。本实施方式中的监视装置40在设置在严酷的环境中的情况下，优选收纳在实施了防尘防水对策的监视装置壳体中。进而，将监视装置40设置在逆变器22等发生噪声的装置附近的情况下，优选对监视装置40实施噪声对策。
在图6中示出电动机运转持续中的反复起动、停止的状态、以及定子的温度和转子的温度变化的状况。T1是为了进行定子是否过热的判断而使用的阈值。另外，T2是为了判断转子是否过热而使用的阈值。该图6中，示出了转子的温度超过转子的判断基准值T2、检测到过热的情况。
如上所述，监视装置40能够基于用电流传感器检测出的电动机电流的检测值，推算运算电动机温度，使用该结果检测过热状态。另外，因为也能够用变换过程检测变速驱动中的速度信息，所以也能够容易地分析与旋转速度的相关关系。进而，能够用简单的算法进行从交流向直流的变换，所以也能够在监视装置内执行判断为异常用的边缘处理。由此，结果能够大幅削减数据量，分析、诊断作业也变得容易。
(第一实施方式中的过热检测过程的说明)
图7是监视装置40中执行的过热检测过程的说明图。该过热检测过程在电动机10起动时(从起动开始起加速中的期间)，每规定的采样周期执行。
图7中处理前进至步骤S2时，执行电流计测处理。即，如图1所示，监视装置40从电流传感器41取得电流检测值Iu、Iw。
接着，处理前进至步骤S3时，电动机信息运算部42运算电动机10的速度ωrs和关于相位角差的信号。
接着，处理前进至步骤S4时，特征量运算部44提取本次加速时得到的关于相位角差的信号中的电动机的特征量(斜率α和相位差β)。
接着，处理前进至步骤S5时，温度运算部45使用步骤S6所示的基准值数据和步骤S4中得到的特征量(斜率α、相位差β)，求出电动机的电阻(定子电阻R1、转子电阻R2)，接着基于该电动机电阻推算运算电动机的温度(定子温度、转子温度)。具体而言，根据步骤S4中得到的电动机的特征量(斜率α和相位差β)和预先存储的电阻运算关系数据(图4、图5所示的关系数据)，推算运算电动机的电阻(定子电阻R1和转子电阻R2)，接着根据该运算得到的电动机的电阻运算电动机的温度(定子温度Ts和转子温度Tr)。另外，步骤S6的处理所需的基准数据，是包括图4所示的斜率α与R1的数据表、图5所示的相位差β与R2的数据表、以及R1、R2与温度的数据表的数据等。
在步骤S7中判断为定子温度Ts超过判断基准值T1、且处于电动机起动的过渡状态(ωrs>0)时，即步骤S7中判断为“是”时，处理前进至步骤S9。步骤S7中判断为“是”的情况，表示电动机的定子温度处于过热状态。步骤S7中“否”的情况下，结束本过程的处理，为下一个处理开始时机进行准备。
在步骤S9中，对外部输出表示电动机10的定子处于过热状态的电动机过热警报信号。
在步骤S8中判断为转子温度Tr超过判断基准值T2且处于电动机起动的过渡状态(ωrs>0)时，即步骤S8中判断为“是”时，处理前进至步骤S10。步骤S8中判断为“是”的情况，表示电动机的定子温度处于过热状态。步骤S8中“否”的情况下，结束本过程的处理，为下一个处理开始时机进行准备。
在步骤S10中，对外部输出表示电动机10的转子处于过热状态的电动机过热警报信号。
(第一实施方式的效果)
如上所述，根据第一实施方式，能够基于至少2相的电流值Iu、Iw检测电动机10的定子过热状态或转子过热状态。即，能够省略温度传感器和速度传感器等，由此能够实现维护的省力化并且预防故障。
另外，过热判断部48在检测到电动机10的过热状态时输出警报信号，所以能够对管理者报告各种异常。本实施方式的警报可以是灯、警报器、或无线通信单元等能够对管理者通知的方案。
另外，设置在严酷的环境的情况下，优选进行监视装置壳体的防尘防水对策。进而，设置在逆变器等发生噪声的装置附近的情况下，优选实施监视装置的噪声对策。
另外，第一实施方式中，运算电动机的定子温度和转子温度两者，监视两者的温度的过热状态。但是，本发明中，并不一定需要求出定子温度和转子温度两者，即使运算任一者的温度、监视该温度也是成立的。监视任一者的温度的状态的情况下，在安全性方面判断对难以冷却的转子温度的过热状态进行判断较好。
＜第二实施方式＞
图8是表示本发明的第二实施方式的图。另外，以下说明中，对于与上述实施方式的各部对应的部分附加同一附图标记并省略其详细说明，以不同的内容为中心进行说明。
图8中，感应电动机控制系统112具有N台(N是2以上的自然数)电动机101～10N、与其经由旋转轴141～14N连结的N台驱动机构161～16N、和被N台电动机驱动的负载12(本例中，假设负载是被电动机的驱动力搬运的搬运物)。另外，对于各电动机101～10N的U相、W相，安装各2个(合计2N个)电流传感器411～41N，其电流检测值Iu1～IuN、Iw1～IwN被供给至监视装置150。
监视装置150的结构是与第一实施方式的监视装置40(参考图1)基本相同的结构，所以省略其详细说明。即，第一实施方式的监视装置40是进行1台电动机的监视的结构，与此相对，监视装置150监视N台电动机的过热状态，这一点不同。
＜第三实施方式＞
图9是表示本发明的第三实施方式的图。另外，以下说明中，对于与上述其他实施方式的各部对应的部分附加同一附图标记并省略其详细说明，以不同的内容为中心进行说明。
图9中的感应电动机控制系统113与图1的感应电动机控制系统111基本上是大致相同的结构。图9中的监视装置160的结构与第一实施方式中的监视装置40的结构大致相同，但图9所示的监视装置160中检测出电动机的过热状态的情况下的应对方法不同。即，监视装置160是代替输出警报信号地、对感应电动机控制系统113供给使电动机的温度降低用的控制命令的结构。控制命令对指令生成部32给出，其指令被变更。此处，控制命令例如是命令电动机10的停止或减速的。由此，电动机10的过热状态消除，能够更安全且高效率地运转。另外，除此以外，图9的实施方式中，对于控制系统113所需的相电流的检测用另外设置的电流传感器24检测。但是，该电流传感器也可以并非另外设置的，而是与图1同样地由控制部30和监视装置150共用。
这样，根据第三实施方式，检测到电动机10的定子或转子的过热状态中的至少一者时，对控制部30输出变更控制状态的控制命令。由此，能够将控制部30中的控制状态变更为适当的状态。
＜第四实施方式＞
图10是表示本发明的第四实施方式的图。另外，以下说明中，对于与上述其他实施方式的各部对应的部分附加同一附图标记并省略其详细说明，以与上述实施方式不同的内容为中心进行说明。
图10中的感应电动机控制系统114具有驱动/监视装置170、电动机101、102和与其经由旋转轴141、142连结的驱动机构161、162。驱动机构161、162是旋转轮的情况下，使搬运物12在切线方向(在纸面中是上或下方向)上移动。或者，也可以代替搬运物12地设置铁道用的轨道，在轨道上使驱动机构151、162自身在切线方向上移动。
驱动/监视装置170具有控制部30、逆变器22、过热检测部180和平均值运算部182。平均值运算部182求出电流检测值Iu1、Iu2的平均值和电流检测值Iw1、Iw2的平均值，将其作为电流检测值Ius、Iws输出。
控制部30、逆变器22的结构与上述第一实施方式(参考图1)相同。过热检测部180的结构与第三实施方式的监视装置160(参考图9)的结构相同。从而，本实施方式的驱动/监视装置170具有将第三实施方式中的驱动装置20和监视装置160的功能合并的功能。另外，本实施方式也能够通过对于已设置的驱动装置20(参考图9)增设过热检测部180和平均值运算部182而构成。
＜第五实施方式＞
图11是表示本发明的第五实施方式的图。图11示出了驱动辊道(roller table)200的感应电动机控制系统的例子。另外，以下说明中，对于与上述其他实施方式的各部对应的部分附加同一附图标记并省略其详细说明，以不同的部分为中心进行说明。
图11中的感应电动机控制系统115具有N台(N是2以上的自然数)电动机101～10N、旋转轴141～14N、N台驱动机构161～16N、驱动装置20和监视装置150。进而，感应电动机控制系统115具有由水平配置的多个辊构成的辊道200。辊道200由轴承部211～21N和驱动机构161～16N构成。上述驱动机构161～16N各自具有轴承部211～21N和多个辊221～22N。电动机控制系统115例如驱动搬运用轧机(未图示)轧制后的钢板的搬运辊。辊221至22N全部以同一速度被驱动。从而，作为辊221～22N的驱动源的电动机101～10N应用同一规格的。上述以外的本实施方式的结构与第二实施方式的(参考图8)相同。
热轧机系统中使用的辊道的情况下，在辊道200上搬运的钢板温度相当高，各轴承部211～21N、联轴器(未图示)、电动机101～10N处于严酷的运转状况中。因此，为了防止生产线停止等事态发生，以往一般对于轴承部、电动机等每个个别诊断对象安装温度传感器、速度传感器等传感器，对其检测信号进行分析而进行异常诊断。与此相对，根据本实施方式，不需要对各电动机安装温度传感器和速度传感器等。因此，能够防止生产线停止等事态发生。
＜其他实施方式的例子＞
以上说明了几个实施方式，但本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变形。上述实施方式是为了易于理解地说明本发明而举例示出的，并不限定于必须具备说明的全部结构。另外，能够将某个实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，也能够在某个实施方式的结构上添加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分，能够删除、或者追加、置换其他结构。另外，图中示出的控制线和信息线示出了认为说明上必要的，并不一定示出了产品上必要的全部控制线和信息线。实际上也可以认为几乎全部结构都相互连接。对于上述实施方式能够进行的变形，例如如下所述。
(1)上述实施方式中的控制部30、监视装置40、150、160和过热检测部180的硬件能够用一般的计算机实现。因此，可以将图2、图5所示的算法、图7所示的程序等保存在存储介质中，或者经由传输通路发布。
(2)关于图2、图5所示的算法或图7所示的程序，在上述各实施方式中按使用程序的软件处理进行了说明，但也可以将其一部分或全部置换为使用ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit；面向特定用途的IC)、或FPGA(field-programmable gatearray)等的硬件处理。
(3)图8等的结构中，逆变器22仅设置了1台，但也可以设置多台逆变器。
附图标记说明
10…感应电动机，20…驱动装置，22…逆变器，24…电流传感器，30…控制部，40…监视装置，41…电流传感器，42…电动机信息运算部，44…特征量运算部，45…温度运算部，46…数据存储部，48…过热判断部，52…3Φ/αβ变换器，54…反正切变换器，56…减法器，60…相位同步运算部，55…积分器，62…乘法器，64…乘法器，66…积分器，72…积分器，74…乘法器，101～10N…感应电动机，111～115…感应电动机控制系统，150…监视装置，160…监视装置，180…过热检测部，401～40N…电流传感器。

Claims (13)

1.一种感应电动机控制系统中的感应电动机的过热监视方法，其中所述感应电动机控制系统包括至少1台感应电动机、对所述感应电动机提供交流电流的逆变器和控制所述逆变器的控制部，所述感应电动机的过热监视方法的特征在于：
存储表示所述感应电动机的电阻与起动时的特征量的关系的电阻运算关系数据和用于判断过热状态的判断基准值，
检测所述感应电动机的电流，
在运转期间中的起动时，根据该检测出的电流求取相位角，并根据该相位角与同该相位角相位同步的信号的差来运算关于相位角差的信号，
根据该关于相位角差的信号运算电动机的特征量，
使用所述电动机的特征量和所述电阻运算关系数据运算所述感应电动机的电阻，接着根据该运算得到的电阻运算所述感应电动机的温度，
对该运算得到的所述感应电动机的温度与所述判断基准值进行比较来判断是否为过热状态。
2.如权利要求1所述的感应电动机的过热监视方法，其特征在于：
所述电动机的特征量，是对作为基准的所述关于相位角差的信号与所述起动时的所述关于相位角差的信号进行比较而得到的波形的斜率和相位差。
3.如权利要求1所述的感应电动机的过热监视方法，其特征在于：
在检测到所述过热状态时，对外部输出警报信号。
4.如权利要求1所述的感应电动机的过热监视方法，其特征在于：
在检测到所述过热状态时，对所述控制部输出用于使所述感应电动机的温度降低的控制命令。
5.如权利要求1所述的感应电动机的过热监视方法，其特征在于：
所述电动机控制系统包括多台所述感应电动机和多台所述逆变器，分别检测多台感应电动机的电流，对多台所述感应电动机运算所述关于相位角差的信号，并对多台所述感应电动机运算所述感应电动机的温度，在所述判断中判断多台所述感应电动机的过热状态。
6.一种电动机控制系统中的感应电动机的过热监视装置，其中所述电动机控制系统包括至少1台感应电动机、对所述感应电动机提供交流电流的逆变器和控制所述逆变器的控制部，所述感应电动机的过热监视装置的特征在于，包括：
数据存储部，其存储表示所述感应电动机的电阻与起动时的特征量的关系的电阻运算关系数据和用于判断过热的判断基准值；
检测所述感应电动机的电流的电流传感器；
电动机信息运算部，其在运转期间中的起动时，根据该检测出的电流求取相位角，并根据该相位角与同该相位角相位同步的信号的差来求取关于相位角差的信号；
特征量运算部，其运算根据所述关于相位角差的信号获得的电动机的特征量；
温度运算部，其使用该电动机的特征量和所述电阻运算关系数据运算所述感应电动机的电阻，接着根据该运算得到的电阻运算所述感应电动机的温度；和
过热判断部，其对该运算得到的所述感应电动机的温度与所述判断基准值进行比较来判断是否为过热状态。
7.如权利要求6所述的感应电动机的过热监视装置，其特征在于：
根据所述电流的所述相位角度得到的特征量，是对作为基准的所述关于相位角差的信号与所述起动时的所述关于相位角差的信号进行比较而得到的波形的斜率和相位差。
8.如权利要求6所述的感应电动机的过热监视装置，其特征在于：
所述过热判断部在检测到过热状态的情况下输出警报信号。
9.如权利要求6所述的感应电动机的过热监视装置，其特征在于：
所述过热判断部在检测到过热状态的情况下对所述控制部输出用于使所述感应电动机的温度降低的控制命令。
10.如权利要求6所述的感应电动机的过热监视装置，其特征在于：
所述感应电动机的过热监视装置用于包括多台所述感应电动机和为了分别驱动多台所述感应电动机而设置的多台所述逆变器的电动机控制系统，
所述过热监视装置设置有分别检测多台所述感应电动机中流动的电流的多组电流传感器，
所述电动机信息运算部、所述特征量运算部和所述温度运算部使用各所述电流传感器的检测值分别进行运算，所述过热判断部判断多台所述感应电动机各自的过热状态。
11.一种感应电动机的控制系统，包括至少1台感应电动机、对所述感应电动机提供交流电流的逆变器、控制该逆变器的控制部、以及检测该感应电动机的温度的过热状态的过热检测部，其特征在于：
所述过热检测部包括：
数据存储部，其存储表示所述感应电动机的电阻与起动时的特征量的关系的电阻运算关系数据和用于判断过热的判断基准值；
检测所述感应电动机的电流的电流传感器；
电动机信息运算部，其在运转期间中的起动时，根据该检测出的电流求取相位角，并根据该相位角与同该相位角相位同步的信号的差来求取关于相位角差的信号；
特征量运算部，其运算根据所述关于相位角差的信号获得的电动机的特征量；
温度运算部，其使用该电动机的特征量和所述电阻运算关系数据运算所述感应电动机的电阻，接着根据该运算得到的电阻运算所述感应电动机的温度；和
过热判断部，其对该运算得到的所述感应电动机的温度与所述判断基准值进行比较来判断是否为过热状态。
12.如权利要求11所述的感应电动机的控制系统，其特征在于：
所述过热判断部在判断为过热状态的情况下，对所述控制部输出用于降低过热状态的控制命令。
13.如权利要求11所述的感应电动机的控制系统，其特征在于：
所述感应电动机用于驱动辊道。
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