CN113228498B - 旋转机械驱动系统和旋转机械驱动系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
在本发明中，判断在电动机与旋转机械之间存在的由带轮和传动带构成的传动带驱动传递部的传递异常发生。包括电动机、旋转机械、和设置在其间的传动带驱动传递部，检测电动机的电流或电压，设置有基于该电流或电压判断传动带驱动传递部的传递异常并在判断为所述传递异常时输出异常检测信号的诊断部。诊断部基于检测出的电流运算所述旋转机械的推算转速信息，从所述电动机的转速和所述旋转机侧带轮与所述旋转机械侧带轮运算基准旋转频率，使用该推算转速信息与该基准旋转频率的差或比来判断所述传递异常。
Description
技术领域
本发明涉及旋转机械驱动系统和旋转机械驱动系统的控制方法。
背景技术
作为用传动带接受电动机的驱动力的传递而驱动的传动带驱动的旋转机械，存在压缩机、冷冻机、风扇等多种旋转机械。即使限定于压缩机，也有往复运动空气压缩机、涡旋压缩机、螺杆压缩机、泵压缩机等多种多样的压缩机。
例如，往复运动空气压缩机中，施加旋转力的电动机经由传动带和带轮与压缩机构连接。压缩机构用吸气过滤器导入空气，使压缩机构中具有的活塞往复动作，由此对空气进行压缩。在这样的空气压缩机中，使用电气信息(电流、电压等)判断旋转机械的状态，判断为发生异常的情况下以消除该异常的方式控制旋转机械的技术，在日本特开平8-100765号公报(专利文献1)中已公开。
该专利文献1中，公开了根据电动机的施加电流检查负载变动，在电动机的负载降低时判断为过滤器的堵塞异常，判断为异常的情况下对过滤器供给压缩空气，除去过滤器上附着的尘埃的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-100765号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在用传动带将电动机的驱动力传递至旋转机械的旋转机械系统(例如上述往复运动空气压缩机)中，是在与电动机轴直接连结而输出旋转驱动力的电动机侧的带轮、与对旋转机械的压缩机构施加旋转驱动力的旋转机械侧的带轮之间架设传动用的传动带的结构。因此，传动带的磨损和劣化进展时，带轮与传动带之间的摩擦力降低而发生打滑(slip)，发生驱动力传递不足。另外，因长期使用而发生传动带的断裂和损伤，发生驱动力传递不足。这样的情况下，不能将电动机的旋转驱动力适当地传递至压缩机构，不能继续正常运转。例如，往复运动空气压缩机的情况下，压缩机进行的空气压缩变得不充分，空气压力不能到达规定的压力值。
于是，本发明的目的在于提供一种能够诊断在由电动机与旋转机械之间存在的带轮和传动带构成的传动带驱动传递部中发生了旋转驱动力的传递异常的旋转机械驱动系统和旋转机械驱动系统的控制方法。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，关于本发明举其一例，是一种旋转机械驱动系统，其一种旋转机械驱动系统，其包括：电源；由从该电源供给来的电力驱动的电动机；旋转机械；传动带驱动传递部，其具有输出所述电动机的旋转驱动力的电动机侧带轮、驱动所述旋转机械的旋转机械侧带轮和架设在该电动机侧带轮与该旋转机械侧带轮之间的传动带；检测所述电动机的电气信息的电气信息检测传感器；和诊断部，其基于该电气信息，判断是否发生了所述传动带驱动传递部中的所述旋转驱动力的传递异常，在判断为所述传递异常时输出异常检测信号。
另外，举出本发明的另一例，是一种旋转机械驱动系统的控制方法，其中所述旋转机械驱动系统包括：电源；由从该电源供给来的电力驱动的电动机；旋转机械；传动带驱动传递部，其具有输出所述电动机的旋转驱动力的电动机侧带轮、驱动所述旋转机械的旋转机械侧带轮和架设在该电动机侧带轮与该旋转机械侧带轮之间架设的传动带；和检测所述电动机的电气信息的电气信息检测传感器，在所述旋转机械驱动系统的控制方法中，基于该检测出的该电气信息，判断是否发生了所述传动带驱动传递部中的所述旋转驱动力的传递异常，在判断为所述传递异常时输出异常检测信号。
与本发明相关的其他结构，将通过后述的实施例的记载而说明。
发明效果
根据本发明，能够实现一种在旋转机械的运转期间中能够可靠地检测传动带驱动传递部中的旋转驱动力的传递异常的旋转机械驱动系统和旋转机械驱动系统的控制方法。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的旋转机械驱动系统的图。
图2是实施例1的往复运动空气压缩机的说明图。
图3是实施例1的旋转机械的周期性的负载转矩的说明图。
图4是实施例1的诊断部的电流波形说明图。
图5是表示本发明的实施例2的旋转机械驱动系统的图。
图6是实施例2的驱动力模式、相电流波形、q轴电流的说明图。
图7是表示本发明的实施例3的旋转机械驱动系统的图。
图8是表示本发明的实施例4的旋转机械驱动系统的图。
具体实施方式
以下，对于用于实施本发明的具体方式(以下称为“实施例”)，参考附图详细进行说明。另外，本发明并不限定于以下说明的实施例。另外，在以下说明中使用的各图中，对于共通的各装置、各设备附加同一附图标记，有时省略已说明的各装置、设备和动作的说明。
实施例1
接着，对于本发明的实施例1，使用图1～图4进行说明。图1是表示本发明的实施例1中的旋转机械驱动系统的图。图2是表示实施例1中的作为旋转机械的一例的往复运动空气压缩机的图。图3表示往复运动空气压缩机的负载转矩。图4是诊断部的电流波形说明图。
(旋转驱动系统的结构)
首先，使用图1说明实施例1中的旋转机械驱动系统的结构。
图1中，三相的交流电源1经由进行电源的接入和切断的开关2，对电动机3供电。即，在运转开始时操作开关2，接入电源，由此用交流电源1的电力对电动机3进行旋转驱动。作为该电动机3使用三相交流电动机(例如感应电动机)。当然，电动机3也能够使用除此以外的各种电动机。断路器7根据在传动带驱动传递部8异常的情况下输出的异常检测信号AB将对电动机3供给的电力切断。旋转机械4从传动带5接受电动机3的旋转驱动力，进行旋转驱动。本实施方式中，将旋转机械4设为“往复运动空气压缩机”。另外，往复运动空气压缩机的概略结构在后文中叙述。电动机3具有带轮3P，并且旋转机械4也具有带轮4P。在该带轮3P与4P之间架设了传动带5，形成了由带轮和传动带构成的“传动带驱动传递部8”。6是电流传感器。本实施例中，按使用电流(本例中是相电流)作为电气信息的例子进行说明，但本发明中，即使使用电压也能够同样地实现。即，也可以代替电流传感器6地使用电压传感器。
10是诊断传动带驱动传递部8的驱动力的异常的诊断部。诊断部10基于取得的电气信息(本例中是电流传感器6的检测电流)运算旋转机械4的推算旋转频率fce。另外，诊断部10使用电动机3的转速(旋转频率)和电动机的带轮3P的直径与旋转机械的带轮的直径的比(比率)，运算作为基准的基准旋转频率fc。带轮的直径的比率是固定值，预先设定。该基准旋转频率fc与传动带传递正常的情况下的旋转机械的旋转频率一致。然后，诊断部10对该推算旋转频率fce与基准旋转频率fc的差(偏差)Δf、与预先存储的判断用的阈值S进行比较，在差分Δf超过阈值S的情况下，判断为传动带驱动传递部8中的旋转驱动力的传递异常。该判断部10的具体的结构和动作的详情在后文中叙述。
图1中，通知装置50用于在诊断部10输出了表示传动带驱动传递部8中的旋转驱动力的传递异常的异常检测信号AB的情况下，使作业人员得知(对其通知)该消息。作为该通知装置50，例如能够使用发出蜂鸣音的蜂鸣器、用声音通知异常的声音识别装置、用光通知的灯、用画面显示通知的显示装置等公知的装置。信息传输部60用于在诊断部10输出了表示传动带驱动传递部8中的驱动力的传递异常的异常检测信号AB的情况下，对位于远离旋转机械的场所(远程地点)的监视中心70传输异常检测信号的信息。
(往复运动空气压缩机的说明)
接着，对于本实施例1的旋转机械系统的旋转机械4即往复运动空气压缩机，使用图2进行说明。
图2中，101是空气罐，在空气罐101上设置了压缩机主体102和电动机3。在压缩机主体102中，设置了在空气罐101上固定的曲柄箱103和由气缸和活塞构成的2个压缩机构104、以及吸入压缩的空气的吸气口105。
在压缩机主体102的背侧面设置了电动机侧带轮3P，传动带5架设在与电动机3的背侧面连接的压缩机主体102侧的带轮4P上。通过该结构，在电动机3旋转时，用由带轮3P、传动带5、带轮4P构成的传动带驱动传递部，将电动机3的旋转驱动力传递至压缩机主体102而旋转，压缩机构104进行动作。压缩机主体102随着旋转而反复进行吸入空气、压缩空气、喷出压缩后的空气、空气膨胀这4个行程。具体而言，压缩机主体102中，从吸气口105吸入的空气被压缩机构104压缩。然后，压缩后的空气经由喷出管106蓄压在空气罐101中。
在图3中示出使压缩机主体102旋转时的负载转矩波形的示意图。在活塞对空气进行压缩而达到上止点的旋转角度时转矩最大，在膨胀行程开始的下止点时负载转矩最小。另外，该周期性的负载转矩的变动周期，与压缩机主体102的转速同步。图2中，107是压力传感器，在空气罐101的压力超过了规定值的情况下使控制装置108中设置的断路器7工作而使对电动机3的电源供给停止。另外，图1中，该控制并未图示。控制装置108中，在断路器7之外也具备作为电气信息检测单元的电流传感器6和诊断部10。
(诊断部10的异常诊断动作)
接着，说明图1中的诊断部10的动作。诊断部10能够用计算机实现，但图1中，将计算机中的处理表现为框图。即，用计算机处理的情况下，在内部的存储器中，存储进行处理动作的程序和处理所需的数据信息(例如带轮的直径、电源频率、电动机的极对数等)，中央处理部使用该程序和数据信息执行一系列处理动作。图1中，为了使关于这些动作的理解变得容易，而将该诊断部10的各动作处理表现为功能模块。另外，此处设电动机3为三相交流电动机、从交流电源1向电动机3的配线是R、S、T这三条进行说明。另外，也可以将交流电源改为单相电源，将电动机3改为单相电动机。
电流传感器6检测对电动机3供给的电流。电动机3的旋转驱动力被由电动机侧带轮3P和旋转机械侧带轮4P和传动带5构成的传动带驱动传递部8传递至旋转机械4。产生周期性的负载转矩的旋转机械4中，观测到以电动机3的电流频率fm[Hz]变化的电流波形中，其振幅被旋转机械4的周期性的负载转矩按频率fc[Hz]调制。传动带传递正常、即带轮与传动带之间没有发生打滑的情况或者传动带等没有损伤的情况下，电流频率fm和旋转机的旋转频率fc的关系能够表达为式(1)。此处，P1是电动机侧的带轮3P的直径，P2是旋转机械4侧的带轮4P的直径。另外，Pm是由电动机3的结构决定的极对数，是对机械的电动机轴的旋转频率、与电动机的电气频率进行变换的系数。另外，与电动机的转速对应的旋转频率fm，能够根据对电动机供给的交流电源的频率事先得知。也可以用传感器检测旋转频率fm。
fc＝P2/P1×fm/Pm……(1)
图1中诊断部10由将模拟信号变换为数字信号的AD变换器11和控制器12构成。控制器12如上所述能够用计算机实现。该控制器12具有运算从电流传感器6的电流推算的旋转频率fce的推算旋转频率运算部13、运算作为基准的旋转频率fc的基准旋转频率运算部14、和基于这2个旋转频率进行异常判断的异常判断部15的功能。基准旋转频率运算部14的运算如上述式(1)所述。
接着，说明实现运算根据电流传感器6的电流Ir推算的旋转频率fce的推算旋转频率运算部13的功能的结构及其运算处理。
首先，电流传感器6的检测电流Ir被经由AD变换器11输入至控制器12内的推算旋转频率运算部13。电流传感器6输出数字信号的情况下，不需要该AD变换器11。
推算旋转频率运算部13由提取包络线信号IhL的包络线检波部16、频率变换部17和最大频率提取部18构成。包络线检波部16输入检测电流Ir，用包络线检波部16对电流Ir进行处理，提取包络线信号IhL。包络线检波部16中，进行外差检波。外差检波中如式(2)所示地，对检测出的电流Ir，乘以按电动机的电气频率fm变化的正弦波函数。正弦波函数发生部163使用电动机的电气频率fm输出正弦波函数。乘法器161进行电流Ir与正弦波函数的相乘。另外，电动机的电气频率fm能够根据交流电源的频率事先得知。
Ih＝Ir×sin(2π×fm×t)……(2)
此处，假定电流Ir符合下式进行说明。
Ir＝{Io×sin(2π×fc×t)}×sin(2π×fm×t)……(3)
式(3)中，Io是电流振幅，右侧项表示振幅Io的电流按式(1)的频率fc变化。根据式(3)，式(2)能够使用半角公式变形为式(4)。
Ih＝{Io×sin(2π×fc×t)}×(1-cos(2×2π×fm×t)/2……(4)
使式(4)通过除去2fm[Hz]的频率成分的低通滤波器162(LPF)时，根据式(5)，得到按旋转机械的频率fc变化的包络线信号IhL。
IhL＝{Io×sin(2π×fc×t)}/2……(5)
这样，包络线检波部16运算包络线信号IhL。
在图4中示出电流波形。此处，示出了一相的电流波形，但也可以检测全部相的电流。图4中，401是检测出的电流波形，402是包络线信号。另外，403表示旋转机械的负载转矩的脉动周期(＝1/fc[s])，404表示电动机的电气周期(＝1/fm[s])。
接着，对于包络线信号IhL，用频率变换部17变换为各频率下的强度。然后，用最大频率提取部18提取具有最大振幅的频率，运算旋转机械4的推算旋转频率fce。推算旋转频率运算部13将运算得到的旋转机械4的推算旋转频率fce输出至异常判断部15。
接着，异常判断部15基于运算的推算旋转频率运算部13的运算输出即推算旋转频率fce、和基准旋转频率运算部14的运算输出即基准旋转频率fc，进行异常判断。该异常判断中，首先用减法部151求频率偏差Δf(＝|fce-fc|)。然后，将该偏差Δf输出至比较部152，通过对偏差Δf与判断用的阈值S进行比较来进行异常判断。即，比较部152中，在偏差Δf大于阈值S(Δf≥S)的情况下，判断为传动带驱动传递部8中在带轮与传动带之间因打滑等而发生了旋转驱动力的传递异常。异常判断部15在比较部152判断为传递异常的情况下，输出用符号AB表示的“异常检测信号”。另外，上述旋转频率[Hz]能够置换为角转速[rad/s]或转速[min-1]等。
这样，诊断部10能够可靠地检测传动带进行的驱动力传递的异常(传动带驱动传递部8中的旋转驱动力的传递异常)，作为异常判断部15的输出。诊断部10在检测出异常的情况下输出异常检测信号AB。
(检测到异常时的系统动作)
接着，说明诊断部10检测到旋转驱动力的传递异常、输出了异常检测信号AB的情况下的系统的对策。
图1中，诊断部10输出异常检测信号AB时，执行应对传递异常的动作。
该对策之一，是基于异常检测信号AB的输出，使断路器7进行动作，切断对电动机3供电。另外，图1中省略了使断路器进行动作用的继电器和放大器等。
另外，作为其他对策，将异常检测信号AB输出至通知装置50，由此通知装置50工作，对作业人员通知异常。作为通知装置50，如上所述能够使用蜂鸣器、声音识别装置、灯、显示装置等公知的装置。
另外，另一个其他对策，是在监视系统的动作状态的监视中心70远离旋转驱动系统的设置场所的情况下，为了对监视中心内的作业人员通知异常，而使用由通信装置61、通信线路62等构成的信息传输部60，对监视中心70传输异常检测信号AB。本例中，异常检测信号AB被传输至监视中心70内的服务器71，终端装置72执行在画面上显示与异常检测信号AB对应的内容等动作。另外，该情况下，作业人员也能够操作终端装置72来对旋转机械驱动系统指示适当的对策。另外，此处，由服务器71和终端装置72构成了监视中心70，但不限于此，例如也可以不设置服务器71，仅设置终端装置72。该情况下，异常检测信号AB被传输至终端装置72。
另外，图1所示的实施例中，记载为能够实施这些对策中的全部的结构，但不需要实施全部对策，与状况相应地仅执行必要的对策即可。例如，执行上述对策中的任一者即可。
(实施例1的变形例)
此处，上述图1所示的诊断部10仅进行传动带驱动传递部8的驱动力传递是否异常的判断。但是，不仅限于简单的异常判断的检测，也能够检测旋转驱动力的传递异常的程度(异常等级)的不同。即，异常判断部15中，为了检测多个异常等级，而预先准备与异常等级对应的多个阈值，通过对频率偏差Δf与这些阈值进行比较，能够进行与异常的程度相应的多个等级的异常检测。
例如，准备与等级对应的3种阈值S1、S2、S3(此处，设S1～S3的大小关系为S1<S2<S3)，对该各阈值与频率偏差Δf进行比较。然后，如果S1<Δf则能够判断为“正常”，S1≤Δf<S2的情况下能够判断为“异常等级1”，S2≤Δf<S3的情况下能够判断为“异常等级2”，S3<Δf的情况下能够判断为“异常等级3”。
通过进行这样的多个传递异常等级的判断，能够进行与该传递异常等级相应的电动机的控制(速度控制或停止控制)。另外，对于作业人员，也能够进行与传递异常等级对应的通知。
另外，图1的实施例中，示出了使用推算旋转频率fce与基准旋转频率fc的偏差Δf的例子，但本发明中代替偏差Δf地使用其比也能够同样地实施。该情况下，比较部152的阈值设为与其比对应的值即可。
(实施例1的效果)
如以上详细说明，根据本发明的实施例1，在使用传动带传递驱动力的旋转机械驱动系统中，基于运转时检测出的对电动机供给的电气信息(电流或电压)，能够检测传动带驱动传递部8发生传递异常。该异常检测中，仅检测电气信息即可，不需要为了异常检测而特别暗转旋转传感器等，成本不会增加。另外，诊断部检测到异常的情况下，通过输出异常检测信号，能够对作业人员通知传动带驱动传递部8发生异常。另外，能够用异常检测信号使处于异常状态的旋转机械驱动系统的运转停止。另外，也能够对远程的场所发送异常检测信号。
实施例2
接着，对于本发明的实施例2，使用图5和图6进行说明。图5是表示本发明的实施例2中的旋转机械驱动系统的图。图6是实施例2的动作说明中使用的电气信息的波形图。
本发明的实施例2为了经由电力转换装置21供给对电动机3供给的电力而设置了电动机控制装置20，诊断部10使用电动机控制装置20的运算输出的一部分进行异常诊断。实施例2在这些结构上与上述实施例1不同。其他方面与实施例1相同。从而，此处对于已在实施例1中说明的事项省略说明，以实施例2特有的结构和动作为中心进行说明。
(旋转驱动系统的结构)
图5中，对于与图1相同的设备附加同一附图标记，省略关于它们的说明。电动机控制装置20由电力转换装置21和控制电力转换装置21的控制用控制器22构成。电力转换装置21具备将交流电源1变换为直流电源的整流电路23、基于来自控制器22的电压指令Vg对电动机3施加三相电压(U、V、W)的开关电路24、检测直流电流的电流传感器25、和计测对电动机3供给的电流的相电流的电流传感器26和27。另外，虽然整流电路23的详情未图示，但众所周知，是使用二极管电桥和电容器将交流电压整流为直流电压的电路。控制器22基于用电流传感器25～27计测的直流电流Idca、U相电流Iua、W相电流Iwa，输出控制电动机3的转速的电压指令Vg。另外，控制器22对诊断部10发送从电流传感器取得的电流和用于控制电动机的控制信息等电气信息CS。
(电动机控制装置的控制器的说明)
接着，说明控制器22中的处理。电流传感器25～27的检测信号(模拟信号)经由AD变换器221～223，被输入至微控制器220。微控制器220中，根据这些输入信号计算对电动机3供给的电源的电压指令。
即，微控制器220中，对于U相电流Iu、W相电流Iw，通过旋转坐标变换将其变换至dq轴上，成为与转矩相关的转矩电流Iq和与磁通相关的磁通电流Id。该旋转坐标变换式符合式(6)。
[数学式1]
此处，Iv是V相电流，能够根据三相并行条件用式(7)求出。
Iv＝-Iu-Iw……(7)
另外，θ是电动机的转子位置，使用由未图示的推算转子位置的观测器等计算得到的值。另外，dq轴是与转子位置θ同步的控制轴。之后，以使用比例积分控制等成为规定的速度指令的方式对转矩电流Iq进行电流控制。
(诊断部中的异常诊断处理)
诊断部10从微控制器220接受电气信息CS。
该电气信息CS中，在从电流传感器25～27取得的U相电流Iu、W相电流Iw、直流电流Idc之外，也包括转矩电流Iq。另外，虽然未图示，但控制信息中除此以外也包括使用比例积分控制等计算得到的转矩电流Iq的指令值和按dq轴计算得到的电压指令Vd和Vq。
在图6中示出从微控制器220取得的、U相电流Iu、W相电流Iw、直流电流Idc和用式(7)计算得到的V相电流Iv、用式(6)计算得到的转矩电流Iq的波形。图6的(A)是各相电流，601表示脉动周期。图6的(B)表示直流电流，在该直流电流Idc中，包络线612也按旋转机械的负载转矩的脉动周期611(＝1/fc[s])变化。另外，如图6的(C)所示，转矩电流Iq中，通过用式(6)进行旋转坐标变换而除去电动机的电气频率fm成分，即使不进行包络线检波也按旋转机械的负载转矩的脉动周期621(＝1/fc[s])变换。
诊断部10中，基于接收到的电气信息，计算旋转机械的推算旋转频率fce和基准旋转频率fc。该推算旋转频率fce和基准旋转频率fc被输入至图5中省略了图示的异常判断部15(参考图1)。该异常判断部15中，求出其偏差Δf，通过对该偏差Δf与阈值S进行比较判断，来判断传动带驱动传递部8中的驱动力传递的异常。判断为异常的情况下，诊断部10对外部输出异常检测信号AB。
(检测到异常时的系统动作)
图5中，诊断部10检测到异常、输出异常检测信号AB时，执行应对传递异常的动作。
图5中，异常检测信号AB被传达至电动机控制装置20(控制用控制器22)。控制用控制器22在输入该异常检测信号AB时，控制电力转换装置21，实施使电动机3的速度降低的控制。该控制中，如果必要则从诊断部10与异常检测信号AB一同输入偏差Δf，为了消除该偏差Δf，即为了消除传动带驱动传递部8的异常或缓和异常状态而进行使电动机3减速的控制。另外，也能够代替电动机的减速控制地，为了根据异常检测信号AB使电动机3停止，而控制断路器7切断对电动机3供电。特别是，如果使异常检测信号AB如上所述成为表示与异常状态对应的多个异常等级的信号，则能够用与该异常等级对应的异常检测信号AB容易地实现电动机的控制。
另外，通过对通知装置50供给异常检测信号AB，能够对作业人员通知异常。或者，能够经由信息传输部60对监视中心70内的服务器71传输异常检测信号AB，对作业人员通知异常。通知装置50的动作和对监视中心70发送异常检测信号的动作，与实施例1(图1)的说明中详细叙述的相同。
(实施例2的变形例)
该图5所示的实施例2中，诊断部10从控制用控制器22接受电气信息，使用该电气信息进行异常诊断，但也可以与上述实施例1同样地，诊断部10从检测电流或电压的传感器输入电气信息并进行异常诊断。
另外，上述实施例2中，电动机控制装置20与诊断部10分别地设置，但也可以不设置诊断部10，而是使诊断部10的功能动作在电动机控制装置20内执行。即，如果在电动机控制装置20的控制用控制器22内具有诊断部10的功能，就不需要另外设置诊断部10。该情况下，结构变得非常简单。
另外，本实施例2中，也使用推算旋转频率fce与基准旋转频率fc的偏差Δf进行异常诊断，但本发明中代替偏差Δf地使用其比也能够同样地实施。该情况下，比较部152的阈值设为与其比对应的值即可。另外，也可以将传递异常的程度检测为多个异常等级。
(实施例2的效果)
如以上所说明，本发明的实施例2中，也具有与实施例1同样的效果。特别是，实施例2中，在输出了异常检测信号的情况下，能够基于该异常检测信号进行消除异常用的电动机减速控制。另外，实施例2中，因为能够从该电动机控制装置得到电气信息，所以不需要设置新的检测电流或电压的检测传感器。另外，通过使用转矩电流Iq等，无需进行包络线检波处理，就能够计算出旋转机械的推算旋转频率。
实施例3
接着，对于本发明的实施例3，使用图7进行说明。图7是表示实施例3中的旋转机械驱动系统的图。
本发明的实施例3中，并非与旋转机械邻接地设置检测传动带的驱动力传递异常的诊断部10，而是在远程的场所中设置的监视中心70内设置诊断部10。这一点与上述实施例不同。除此以外与实施例1相同。从而，对于已说明的事项省略说明，以实施例3特有的结构和动作为中心进行说明。
图7中，电动机控制装置20使用信息传输部60将诊断传动带进行的驱动力传递的异常用的电气信号传输至监视中心70内的服务器71。另外，本例中，电动机控制装置20传输诊断异常用的电气信号，但也可以与实施例1同样地，对服务器71发送电流或电压。
服务器71保存该电气信息，并对诊断部10提供。诊断部10使用该电气信号，执行如上所述的异常诊断。该诊断的动作内容与上述的重复，所以此处省略说明。
诊断部10诊断的结果是检测到传动带的驱动力传递异常时，对服务器71输出异常检测信号AB。服务器71保存该异常检测信号AB，并且经由信息传输部60将其发送至电动机控制装置20内的控制用控制器22。
控制用控制器22在输入该信号后，执行电动机的减速控制或停止控制，并且对通知装置50输出异常检测信号。通知装置50根据该信号执行通知动作。
(实施例3的效果)
根据该实施例3，具有与上述实施例同样的效果，并且能够在远程地点进行异常诊断，所以在旋转机械设置在的环境差的情况下也能够稳定地执行异常诊断动作。另外，如果使诊断部10构成为服务器71内的一个功能，则结构变得简单。
实施例4
接着，对于本发明的实施例4，使用图8进行说明。图8是表示本发明的实施例4中的旋转机械驱动系统的结构的图。
上述各实施例中是用电动机驱动旋转机械的系统，但本发明的实施例4中是旋转机械驱动电动机(发电机)、发生电力的旋转机械驱动系统。其他方面与上述实施例相同。从而，对于已说明的事项省略说明，以实施例4特有的结构和动作为中心进行说明。
图8中，旋转机械4如内燃机发动机一般，发生机械的旋转驱动力。该旋转机械4的旋转驱动力被由旋转机械4的带轮4P、传动带5和电动机3的带轮3P构成的传动带驱动传递部8传递至电动机3。电动机3受到该驱动力，发生交流电力(发电)。即，电动机发挥发电机的功能。该交流电力被电力转换装置80变换为直流电力。蓄电装置90蓄积该直流电力。这样，图8中的旋转机械驱动系统是旋转机械驱动电动机、将电动机发电的电力蓄积在蓄电装置90中的结构。
另外，电动机3也可以不是发生交流电力、而是发生直流电力，该情况下发电的电力不经由电力转换装置80地，直接蓄积在蓄电装置90中。另外，发电的电力也可以不是蓄积在蓄电装置90中，而是对需要电力的负载供给。
本实施例中的诊断部10是与图1的诊断部10同样的结构。即，诊断部10用与实施例1中同样的方法，输入电流传感器6检测出的电流Ir，诊断传动带进行的驱动力传递是否处于异常状态。诊断的结果是异常的情况下，输出异常检测信号AB。
输出异常检测信号AB时，通知装置50实施通知异常用的通知动作。另外，在远程地点存在监视中心70的情况下，经由信息传输部60发送异常检测信号AB。
另外，图8的情况下，也能够如图5(实施例2)所示地设置电动机控制装置。另外，也能够采用与图7(实施例3)同样的结构。
(实施例4的效果)
这样，在本发明的实施例4中，也与实施例1同样地，在使用传动带传递驱动力的旋转机械驱动系统中，能够基于运转时检测出的对电动机供给的电气信息(电流或电压)，检测传动带驱动传递部中的驱动力传递发生异常。
其他实施例
本发明不限于以上说明的实施例，只要是用传动带传递驱动力的旋转机械驱动系统，就能够广泛地实施。
另外，各实施例中，在计算旋转机械的推算旋转频率时使用包络线检波方法和频率变化进行了说明，但不限于此。例如，也可以对包络线的峰值间隔的发生时间进行计数，根据该间隔计算旋转机械的推算旋转频率。
另外，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细记载的，并不限定于必须具备说明的全部结构。另外，对于实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。
另外，上述机构和结构示出了认为说明上必要的，并不一定示出了全部机构和结构。
附图标记说明
1…电源，2…开关，3…电动机，4…旋转机械，3P…带轮，4P…带轮，5…传动带，6…电流传感器，7…断路器，8…传动带驱动传递部，10…诊断部，11…AD变换器，12…诊断用控制器，13…推算旋转频率运算部，14…基准旋转频率运算部，15…异常判断部，16…包络线检波部，17…频率变换部，18…最大频率提取部，20…电动机控制装置，21…电力转换装置，22…控制用控制器，23…整流电路，24…开关电路，50…通知装置，60…信息传输部，61…通信装置，62…通信线路，70…监视中心，71…服务器，72…终端装置，80…电力转换装置，90…蓄电装置，151…减法部，152…比较部，161…乘法器，162…低通滤波器，220…微控制器，221～223…AD变换器。
Claims (12)
1.一种旋转机械驱动系统，其特征在于，包括：
电源；
由从该电源供给来的电力驱动的电动机；
旋转机械；
传动带驱动传递部，其具有输出所述电动机的旋转驱动力的电动机侧带轮、驱动所述旋转机械的旋转机械侧带轮和架设在该电动机侧带轮与该旋转机械侧带轮之间的传动带；
检测所述电动机的电气信息的电气信息检测传感器；和
诊断部，其基于该电气信息，判断是否发生了所述传动带驱动传递部中的所述旋转驱动力的传递异常，在判断为所述传递异常时输出异常检测信号，
所述电气信息检测传感器检测电流或电压，
所述诊断部基于该电流或该电压运算所述旋转机械的推算转速信息，从所述电动机的转速和所述电动机侧带轮与所述旋转机械侧带轮的直径的比运算基准旋转频率，使用该推算转速信息与该基准旋转频率的差或比来判断所述传递异常。
2.如权利要求1所述的旋转机械驱动系统，其特征在于：
所述诊断部在所述传递异常的诊断中，通过与对应于异常等级的多个阈值进行比较来检测多个传递异常等级。
3.如权利要求1所述的旋转机械驱动系统，其特征在于：
设有断路器，其基于所述异常检测信号切断对所述电动机提供的所述电力。
4.如权利要求1所述的旋转机械驱动系统，其特征在于：
设有通知装置，其基于所述异常检测信号通知所述传递异常。
5.如权利要求1所述的旋转机械驱动系统，其特征在于，包括：
具有所述诊断部的监视中心；和
对所述监视中心传输所述异常检测信号的信息传输部。
6.如权利要求1所述的旋转机械驱动系统，其特征在于：
设有使用所述电气信息检测传感器的检测值来控制所述电动机的电动机控制装置，
所述诊断部输入由所述电动机控制装置运算得到的转矩电流和所述电气信息，基于该输入的该转矩电流和所述电气信息来判断是否发生了所述传动带驱动传递部的所述传递异常。
7.如权利要求6所述的旋转机械驱动系统，其特征在于：
所述电动机控制装置具有所述诊断部的诊断功能。
8.如权利要求6所述的旋转机械驱动系统，其特征在于：
所述电动机控制装置基于所述异常检测信号来控制所述电动机的速度。
9.如权利要求1所述的旋转机械驱动系统，其特征在于，包括：
具有所述诊断部的监视中心；和
传输所述电气信息检测传感器的检测值的信息传输部，
所述诊断部基于经由所述信息传输部传输的所述电气信息来判断所述传递异常。
10.一种旋转机械驱动系统，其特征在于，包括：
产生旋转驱动力的旋转机械；
使用该旋转驱动力产生电力的电动机；
传动带驱动传递部，其具有输出所述旋转驱动力的旋转机械侧带轮、电动机侧带轮和架设在该旋转机械侧带轮与该电动机侧带轮之间的传动带；
检测所述电动机产生的所述电力的电气信息的电气信息检测传感器；和
诊断部，其基于该电气信息，判断是否发生了所述传动带驱动传递部中的所述旋转驱动力的传递异常，在判断为所述传递异常时输出异常检测信号，
所述电气信息检测传感器检测电流或电压，
所述诊断部基于该电流或该电压运算所述旋转机械的推算转速信息，从所述电动机的转速和所述电动机侧带轮与所述旋转机械侧带轮的直径的比运算基准旋转频率，使用该推算转速信息与该基准旋转频率的差或比来判断所述传递异常。
11.一种旋转机械驱动系统的控制方法，其特征在于：
所述旋转机械驱动系统包括：
电源；
由从该电源供给来的电力驱动的电动机；
旋转机械；
传动带驱动传递部，其具有输出所述电动机的旋转驱动力的电动机侧带轮、驱动所述旋转机械的旋转机械侧带轮和架设在该电动机侧带轮与该旋转机械侧带轮之间架设的传动带；和
检测所述电动机的电气信息的电气信息检测传感器，
在所述旋转机械驱动系统的控制方法中，基于该检测出的该电气信息，判断是否发生了所述传动带驱动传递部中的所述旋转驱动力的传递异常，在判断为所述传递异常时输出异常检测信号，
所述电气信息是电流或电压，基于该电流或该电压运算所述旋转机械的推算转速信息，从所述电动机的转速和所述电动机侧带轮与所述旋转机械侧带轮的直径的比运算基准旋转频率，使用该推算转速信息与该基准旋转频率的差或比来判断所述传递异常。
12.如权利要求11所述的旋转机械驱动系统的控制方法，其特征在于：
基于所述异常检测信号来控制所述电动机的速度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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