CN115473473A - 电力转换装置、诊断装置及诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力转换装置、诊断装置及诊断方法,能够更恰当地进行与交流电动机的劣化异常相关的诊断。一个实施方式的电力转换装置(100)包括:逆变器电路(130),其使用自外部输入的电力,对交流电动机进行驱动；传感器(150),其对电动机(M)的相电流进行检测；电力运算部(1402),其基于传感器(150)的输出,对电动机(M)的有功功率以及无功功率的至少一者进行运算；以及诊断部(1405),其基于有功功率以及无功功率的至少一者的频率分量,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

Description

电力转换装置、诊断装置及诊断方法

技术领域

本发明涉及电力转换装置等。

背景技术

例如,公知有基于交流电动机的有功功率、无功功率,进行与交流电动机的劣化异常相关的诊断的技术(参照专利文献1、2)。

<现有技术文献>

<专利文献>

专利文献1:日本国专利第6777251号公报

专利文献2:日本国专利第6818155号公报

发明内容

<发明要解决的问题>

但是,在上述文献中,着眼于交流电动机的有功功率、无功功率的大小而进行交流电动机的劣化异常的诊断。因此,例如,有可能捕捉交流电动机的有功功率、无功功率的瞬间的大小的变化而进行误诊断为存在劣化异常的可能性。另外,存在无法进行与不会表现于交流电动机的有功功率、无功功率的大小的劣化异常相关的诊断的可能性。其结果,存在无法恰当进行与交流电动机的劣化异常相关的诊断的可能性。

因此,鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种能够更恰当地进行与交流电动机的劣化异常相关的诊断的技术。

<用于解决问题的方法>

为了达成上述目的,在本发明的一个实施方式中,提供一种电力转换装置,包括:

驱动部,其使用自外部输入的电力,对交流电动机进行驱动；

电流检测部,其对上述交流电动机的相电流进行检测；

运算部,其基于上述电流检测部的输出,对上述交流电动机的有功功率以及无功功率的至少一者进行运算；以及

诊断部,其基于上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的频率分量,进行与上述交流电动机的劣化异常相关的诊断。

另外,在本发明的另一实施方式中,提供一种诊断装置,包括:

运算部,其取得对交流电动机的相电流进行检测的电流检测部的输出,并且对上述交流电动机的有功功率以及无功功率的至少一者进行运算；以及

诊断部,其基于上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的频率分量,进行与上述交流电动机的劣化异常相关的诊断。

另外,在本发明的进一步的另一实施方式中,提供一种诊断方法,包括:

运算步骤,在该运算步骤中,诊断装置取得对交流电动机的相电流进行检测的电流检测部的输出,基于上述电流检测部的输出,对上述交流电动机的有功功率以及无功功率的至少一者进行运算；以及

诊断步骤,在该诊断步骤中,上述诊断装置基于上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的频率分量,进行与上述交流电动机的劣化异常相关的诊断。

<发明的效果>

根据上述实施方式,能够更恰当地进行与交流电动机的劣化异常相关的诊断。

附图说明

图1是示出劣化异常诊断系统的构成的一个例子的图。

图2是示出电力转换装置(控制装置)的功能构成的一个例子的功能框图。

图3是示出通过电力运算部进行的有功功率以及无功功率的运算处理的一个例子的功能框图。

图4是以时间序列示出正常的状态的电动机的瞬时有功功率以及瞬时无功功率的振幅的图。

图5是以时间序列示出劣化异常相对发展的状态的电动机的瞬时有功功率以及瞬时无功功率的振幅的图。

图6是表示电动机的瞬时有功功率以及瞬时无功功率的频率分析的结果的一个例子的图。

图7是示出分析部的构成的一个例子的图。

图8是示出基于频率分析的结果的劣化异常的诊断方法的一个例子的图。

图9是概略示出电动机的劣化异常诊断处理的一个例子的流程图。

图10是示出电力转换装置(控制装置)的功能构成的另一例子的功能框图。

图11是表示电动机的瞬时有功功率以及瞬时无功功率的振幅分析的结果的一个例子的图。

图12是示出基于振幅分析的结果的劣化异常的诊断方法的一个例子的图。

图13是示出基于振幅分析的结果的劣化异常的诊断方法的另一例子的图。

图14是概略示出电动机的劣化异常诊断处理的另一例子的流程图。

附图标记说明

1 劣化异常诊断系统

100 电力转换装置

110 整流电路

120 平滑电路

130 逆变器电路(驱动部)

140 控制装置(诊断装置)

150 传感器(电流检测部)

160 显示装置

170 通信装置

200 传感器

300 管理装置(诊断装置)

310 显示部

400 终端装置(诊断装置)

410 显示部

1401 电动机控制部

1402 电力运算部(运算部)

1403 分析部

1403A 频率分析部

1403B 振幅分析部

1404,1404A,1404B 特征量取得部(取得部)

1405 诊断部

1406 通知部

BK 断路器

M 电动机(交流电动机)

NL 负极线

PL 正极线

PS 商用电源(电源)

具体实施方式

以下,参照附图对实施方式进行说明。

[劣化异常诊断系统的概要]

首先,参照图1,对本实施方式的劣化异常诊断系统1的概要进行说明。

图1是示出本实施方式的劣化异常诊断系统1的构成的第一个例子的图。

劣化异常诊断系统1进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

与电动机M的劣化异常相关的诊断例如包括电动机M的劣化异常的有无的诊断、电动机M的劣化异常的发展程度的诊断(推定)等。电动机M的劣化异常的发展程度例如可以由多个阶段(等级)表示,也可以由连续变化的数值等表示。

电动机M的劣化异常例如包括绕组(线圈)的绝缘劣化。绝缘劣化表示因热原因、电气原因、机械原因、以及环境原因等的至少一者而在电动机M的绕组的绝缘部分产生的劣化。若绝缘劣化发展,则例如在绝缘劣化发展的部分的绕组的电阻值变化,产生绕组的不平衡,电流平衡崩坏。并且,最终,产生绕组的相短路,引起电动机M的机械故障。

与此相对,劣化异常诊断系统1通过进行与包括电动机M的绝缘劣化的劣化异常相关的诊断,能够使用户把握电动机M的劣化异常的有无、发展程度。因此,例如,用户能够提前把握电动机M的机械故障的征兆。因此,劣化异常诊断系统1抑制了包括电动机M的设备的维护的频率,从而能够根据电动机M的状态进行维护,并且能够降低伴随包括电动机M的设备的突发的停止、其复原作业的设备的长期停止等的风险。

如图1所示,劣化异常诊断系统1包括电力转换装置100、传感器200、管理装置300、以及终端装置400。

在劣化异常诊断系统1中包含的电力转换装置100、管理装置300、终端装置400可以分别为一个,也可以为多个。

电力转换装置100将自商用电源PS输入的三相交流电(例如,R相、S相、以及T相)转换为具有规定的电压、规定的频率的三相交流电(例如,U相、V相、以及W相),从而驱动电动机M。

需要说明的是,电力转换装置100可以基于自与商用电源PS不同的其他电源输入的三相交流电,生成用于驱动电动机M的三相交流电。另外,电力转换装置100可以代替自三相交流的电源输入的电力,或者除了自三相交流的电源输入的电力之外,基于自直流电源输入的电力生成用于驱动电动机M的三相交流电。在该情况下,直流电力输入整流电路110和逆变器电路130之间的直流链路部(正极线PL以及负极线NL)。

在商用电源PS和电力转换装置100之间的交流传输路径(R相、S相、以及T相的电线)中,设置能够切换交流传输路径的连接状态和断路状态的断路器BK。断路器BK例如是MCCB(Molded Case Circuit Breaker)。

电动机M(交流电动机的一个例子)基于自电力转换装置100输出的三相交流电,对设置于规定的机械、工厂、建筑物的规定的设备等进行电驱动。规定的机械例如包括压缩机、风扇、鼓风机等。另外,规定的设备例如包括电梯、传送带等的输送装置。

如图1所示,电力转换装置100包括整流电路110、平滑电路120、逆变器电路130、控制装置140、传感器150、显示装置160、以及通信装置170。

整流电路110构成为对自商用电源PS输入的R相、S相、以及T相的三相交流电进行整流,从而能够输出直流电。整流电路110的正侧以及负侧的输出端分别与正极线PL以及负极线NL的一端连接,通过正极线PL以及负极线NL,能够将直流电输出至平滑电路120。整流电路110例如包括六个半导体二极管,其是并联连接三组构成上下桥臂的两个半导体二极管的串联连接体的桥型全波整流电路。

平滑电路120抑制自整流电路110输出的直流电、自逆变器电路130再生的直流电的脉动,使其平滑化。

平滑电路120例如包括平滑电容器。

平滑电容器可以以与整流电路110、逆变器电路130并联的方式,设于连接正极线PL和负极线NL的路径中。

平滑电容器一边适当重复充放电,一边使自整流电路110输出的直流电、自逆变器电路130输出(再生)的直流电平滑化。

平滑电容器可以为一个。另外,平滑电容器可以配置多个,多个平滑电容器可以在正极线PL和负极线NL之间并联连接,也可以串联连接。另外,多个平滑电容器可以以两个以上的平滑电容器的串联连接体在正极线PL和负极线NL之间并联连接多个的方式构成。

另外,平滑电路120例如包括电抗器。

电抗器可以设于整流电路110和平滑电容器(具体而言,与配置平滑电容器的路径的分支点)之间的正极线PL上。

电抗器恰当地一边以妨碍电流的变化的方式产生电压,一边使自整流电路110输出的直流电、自逆变器电路130输出(再生)的直流电平滑化。

逆变器电路130(驱动部的一个例子)的正侧以及负侧的输入端与正极线PL以及负极线NL的另一端连接。逆变器电路130通过半导体开关的开关动作,将自平滑电路120供给的直流电转换为具有规定的频率、规定的电压的三相交流电(例如,U相、V相、以及W相)并输出至电动机M,从而对电动机M进行驱动。半导体开关例如可以为硅(Si)制的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)。另外,半导体开关例如可以为使用碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等的宽带隙半导体的半导体元件。

逆变器电路130以包括桥电路的方式构成,该桥电路例如包括六个半导体开关,并且三组构成上下桥臂的两个半导体开关的串联连接体(开关支腿)在正极线PL和负极线NL之间并联连接。并且,逆变器电路130可以通过自三组上下桥臂的连接点引出的U相线、V相线、以及W相线,输出三相交流电。另外,回流二极管可以分别与六个半导体开关并联连接。

控制装置140(诊断装置的一个例子)进行与电力转换装置100相关的控制。

控制装置140的功能可以通过任意的硬件或任意的硬件和软件的组合等来实现。例如,控制装置140以包括CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等的存储装置、ROM(Read Only Memory)等的非易失性辅助存储装置、以及与外部的输入输出用的接口装置的计算机为中心构成。控制装置140通过将安装在辅助存储装置种的程序在存储器装置种进行加载并使CPU执行,从而实现各种功能。另外,控制装置140通过接口装置接收外部的信号或向外部输出(发送)信号。

控制装置140例如向逆变器电路130(具体而言,各个半导体开关的门极)输出驱动信号,并且使用逆变器电路130进行驱动,使得电动机M满足规定的运转条件。换言之,控制装置140生成用于按照规定的运转条件对电动机M进行驱动的控制信号,并且输出至逆变器电路130。

另外,控制装置140例如进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。详细内容后述。

另外,控制装置140的功能可以以分散于多个控制装置(控制电路)的行驶来实现。例如,通过逆变器电路130对电动机M进行驱动的功能、以及进行与电动机M的劣化异常相关的诊断的功能可以通过电力转换装置100的不同的控制装置来实现。另外,控制装置140的功能的一部分或全部例如可以移交至管理装置300、终端装置400(均为诊断装置的一个例子)等的电力转换装置100的外部装置。例如,与电动机M的劣化异常相关的诊断功能的一部分或全部可以移交至管理装置300、终端装置400等。

传感器150用于取得与电力转换装置100的状态相关的检测数据。传感器150例如通过一对一的通信线等与控制装置140连接,与检测数据对应的信号(以下,称为“检测信号”)被导入控制装置140。由此,控制装置140能够基于传感器150的检测信号,进行与电力转换装置100相关的控制。

传感器150例如包括用于检测正极线PL和负极线NL之间的链路电压的电压传感器。另外,传感器150(电流检测部的一个例子)例如包括用于检测逆变器电路130和电动机M之间的电路、即U相线、V相线以及W相线的相电流(以下,分别称为“U相电流”、“V相电流”以及“W相电流”)的电流传感器。电流传感器例如使用霍尔传感器、分流电阻、磁通门等,对电动机M的相电流进行检测,并且使用AD(Analog-Digital)转换器,输出相电流的检测值(数字值)。另外,传感器150可以包括用于检测逆变器电路130和电动机M之间的电路、即U相线、V相线以及W相线的相电压(以下,称为“U相电压”、“V相电压”以及“W相电压”)的电压传感器。

显示装置160例如设于电力转换装置100的壳体的外侧的表面。显示装置160在控制装置140的控制下显示与电力转换装置100的状态相关的信息。

需要说明的是,显示装置160可以设于电力转换装置100的壳体的外部,例如可以设于被电动机M电气驱动的、生产设备、机械设备等的壳体的表面(外表面)。

通信装置170通过规定的通信线路与管理装置300、终端装置400等的电力转换装置100的外部的机器进行通信。

规定的通信线路例如可以为一对一的通信线。另外,规定的通信线路例如可以包括在通过电动机M进行电驱动的生产设备、机械设备等设置的设施(工厂)内构建的现场网络等的本地网络(LAN:Local Area Network)。本地网络可以通过有线构建,也可以通过无线构建,还可以包括该两者。另外,规定的通信线路例如可以包括通过电动机M进行电驱动的生产设备、机械设备等设置的设施(工厂)的外部的广域网络(WAN:Wide Area Network)。广域网络例如可以包括以基站为末端的移动体通信网、利用通信卫星的卫星通信网、因特网等。另外,规定的通信线路例如可以包括基于蓝牙(注册商标)、WiFi等的规定的无线通信标准的近距离通信线路。

需要说明的是,通信装置170的功能可以作为与外部的机器之间的接口而内置于控制装置140中。

传感器200设于电力转换装置100的外部,用于输出与电动机M的状态相关的检测数据。传感器200例如是能够检测电动机M的旋转位置、旋转速度的状态的旋转位置传感器。旋转位置传感器例如可以是编码器。编码器例如可以通过光学式、磁式等任意的方式检测电动机M的旋转位置、旋转速度。传感器200的输出(检测数据)通过一对一的通信线等被导入电力转换装置100(控制装置140)。

需要说明的是,传感器200的检测数据可以代替通过规定的通信线路直接导入控制装置140而通过通信装置170导入控制装置140。

管理装置300设于电力转换装置100的外部,其作为电力转换装置100的上位装置,对电力转换装置100以及电动机M进行管理(监视)。管理装置300例如自电力转换装置100取得与电力转换装置100、电动机M的状态相关的数据,从而对电力转换装置100、电动机M的状态进行监视。另外,管理装置300例如向电力转换装置100输出控制信号,从而进行电力转换装置100、电动机M的控制。另外,管理装置300例如通过显示部310向作业人员、管理者等的用户提供与电力转换装置100、电动机M相关的信息,或者接受来自用户的输入并发送至电力转换装置100。

管理装置300例如是在供包括电动机M的规定的机械、设备设置的工厂等中,用于管理包括电力转换装置100的现场设备的PLC(Programmable Logic Controller)等的边缘控制器。另外,管理装置300例如是管理用的终端装置。管理用的终端装置例如可以是设置于工厂等的办公室的台式的PC(Personal Computer)等固定式的计算机终端。另外,管理用的终端装置例如可以是平板终端、智能手机、膝上式的PC等的工厂等的管理者、作业人员等能够携带的便携式的终端装置(便携终端)。另外,管理装置300例如是服务器装置。服务器装置例如是供包括电动机M的规定的机械、设备设置的工厂等的远程设置的本地部署服务器、云服务器。另外,服务器装置可以是在供包括电动机M的规定的机械、设备设置的工厂等的用地内、其近邻的设施内设置的边缘服务器。

终端装置400是设于电力转换装置100的外部,被电力转换装置100(劣化异常诊断系统1)的用户利用的用户终端。终端装置400例如通过显示部410向用户提供与电力转换装置100、电动机M相关的各种信息,或者自用户接受各种输入并将其发送至电力转换装置100。

终端装置400例如可以是台式PC等的固定式的终端装置。另外,终端装置400例如可以是智能手机、平板终端、膝上式的PC等的便携式的终端装置(便携终端)。

[电力转换装置的功能构成的一个例子]

接下来,参照图2、图3,对于电力转换装置100的功能构成的一个例子进行说明。

图2是示出本实施方式的电力转换装置100(控制装置140)的功能构成的一个例子的功能框图。图3是示出通过电力运算部1402进行的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的运算处理的一个例子的功能框图。

如图2所示,控制装置140包括电动机控制部1401、电力运算部1402、分析部1403、特征量取得部1404、诊断部1405、以及通知部1406。电动机控制部1401、电力运算部1402、分析部1403、特征量取得部1404、诊断部1405、以及通知部1406的各自的功能的一部分或全部例如通过安装于辅助存储装置的程序在存储器装置种被加载而被CPU执行来实现。

电动机控制部1401使用逆变器电路130进行电动机M的驱动控制。电动机控制部1401例如可以通过V/f控制、矢量控制等的任意的控制方式进行电动机M的驱动控制。

具体而言,电动机控制部1401基于传感器150的检测数据(例如,U相电流、V相电流、以及W相电流的检测值),生成用于以规定的运转条件对电动机M进行驱动的控制信号(驱动指令),并且向逆变器电路130输出。

例如,电动机控制部1401基于传感器150的检测数据、以及电动机M的运转条件,生成U相电压、V相电压、以及W相电压的指令值(以下,称为“电压指令值”),并且将与电压指令值相应的控制信号输出至逆变器电路130。

电力运算部1402(运算部的一个例子)基于传感器150的检测数据,对电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q进行运算。

例如,如图3所示,在电动机控制部1401采用矢量控制的情况下,使用在与矢量控制相关的处理过程种的运算结果,对电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q进行运算。

在该情况下,电动机控制部1401包括三相二相转换部1401A、旋转坐标转换部1401B、速度调节部1401C、电流指令生成部1401D、电流调节部1401E、转换部1401F、以及驱动指令输出部1401G。

三相二相转换部1401A例如通过克拉克变换等的已知的方法将通过传感器150(电流传感器)检测的U相电流Iu、V相电流Iv、以及W相电流Iw转换为二相的固定坐标系(α轴、β轴)的α轴电流Iα以及β轴电流Iβ。

需要说明的是,U相电流Iu、V相电流Iv、以及W相电流Iw可以全部通过传感器150(电流传感器)进行检测,也可以仅任意两相的电流通过传感器150进行检测,剩余的一相的电流基于其他两个检测值进行推定。

旋转坐标转换部1401B例如通过派克变换等的已知的方法将基于传感器150的输出的α轴电流Iα以及β轴电流Iβ转换为电动机M上的二相的旋转坐标系(d轴、q轴)的d轴电流Id以及q轴电流Iq。

速度调节部1401C根据基于电动机M的运转条件的电动机M的角速度的指令值(以下,称为“速度指令”)ω*、以及通过传感器200(旋转位置传感器)检测的电动机M的角速度ω,对电动机M的旋转速度进行调节。例如,速度调节部1401C生成并输出为了使实际的电动机的角速度ω与速度指令ω*的偏差接近零的电动机M的转矩的指令值(以下,称为“转矩指令”)τ*。速度调节部1401C可以通过任意的控制方式生成转矩指令τ*。例如,速度调节部1401C使用P(Proportional)控制、PI(Proportional-Integral)控制、PID(Proportional-Integral-Differential)控制等,生成转矩指令τ*。

需要说明的是,角速度ω可以不依赖于传感器200(旋转位置传感器)的输出。而是基于电动机M的相电流、相电压进行推定。在该情况下,省略传感器200(旋转位置传感器)。

电流指令生成部1401D基于转矩指令τ*,生成并输出用于实现转矩指令τ*的电动机M的d轴电流的指令值(以下,称为“d轴电流指令”)Id*以及q轴电流的指令值(以下,称为“q轴电流指令”)Iq*。

电流调节部1401E基于d轴电流指令Id*以及q轴电流指令Iq*、以及相当于电动机M的实际的检测值的d轴电流Id以及q轴电流Iq,对电动机M的电流进行调节。例如,电流调节部1401E生成并输出用于使d轴电流指令Id*与d轴电流Id的偏差、以及q轴电流指令Iq*与q轴电流Iq的偏差接近零的电动机M的d轴电压的指令值(以下,称为“d轴电压指令”)Vd*以及q轴电压的指令值(以下,称为“q轴电压指令”)Vq*。电流调节部1401E可以通过任意的控制方式生成d轴电压指令Vd*以及q轴电压指令Vq*。例如,速度调节部1401C使用P控制、PI控制、PID控制等,生成d轴电压指令Vd*以及q轴电压指令Vq*。

转换部1401F将d轴电压指令Vd*以及q轴电压指令Vq*转换为U相电压的指令值(以下,称为“U相电压指令”)Vu*、V相电压的指令值(以下,称为“V相电压指令”)Vv*、以及W相电压的指令值(以下,称为“W相电压指令”)Vw*。

驱动指令输出部1401G基于电动机M的U相电压指令Vu*、V相电压指令Vv*、以及W相电压指令Vw*,生成逆变器电路130的驱动指令,并将其输出至逆变器电路130。具体而言,驱动指令输出部1401G生成逆变器电路130的半导体开关的栅极驱动指令,并且施加于逆变器电路130的半导体开关的栅极端子。由此,电动机控制部1401能够使用逆变器电路130,以遵循规定的运转条件的方式恰当地对电动机M进行驱动控制。

电力运算部1402可以基于旋转坐标转换部1401B的输出(d轴电流Id、q轴电流Iq)以及电流调节部1401E的输出(d轴电压指令Vd*、q轴电压指令Vq*),根据以下的式(1)、(2)对电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q进行运算。

(数学式1)

P＝Vd^*·Id+Vq^*·Iq…(1)

O＝Vd^*·Iq-Vq^*·Id…(2)

需要说明的是,在采用V/f控制等的情况下,由电动机控制部1401生成的U相电压指令Vu*、V相电压指令Vv*、以及W相电压指令Vw*可以与电动机M的旋转相应地进行坐标转换,从而生成d轴电压指令Vd*以及q轴电压指令Vq*。另外,电力运算部1402可以代替旋转坐标系(d轴、q轴)的电流、电压而使用固定坐标系(α轴、β轴)的电流、电压,从而对电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q进行运算。

分析部1403进行与表示电动机M的劣化异常的发展的、瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的变化相关的分析。详细内容后述(参照图6)。

特征量取得部1404(取得部的一个例子)基于分析部1403的分析结果,取得与电动机M的劣化异常相关的特征量。详细内容后述(参照图8)。

诊断部1405基于通过特征量取得部1404取得的特征量,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。详细内容后述(参照图8)。

通知部1406将基于诊断部1405的诊断结果通知用户。通知部1406例如可以在显示装置160种显示与诊断结果相关的信息。另外,通知部1406例如可以通过通信装置170将包括与诊断结果相关的信息的信号发送至管理装置300、终端装置400。由此,通知部1406能够在管理装置300的显示部310、终端装置400的显示部410种显示与诊断结果相关的信息,从而通知用户诊断结果。

需要说明的是,管理装置300例如可以汇总与管理对象的多个电动机M的劣化异常相关的诊断结果,并且通过显示部310通知用户。另外,管理装置300例如可以基于与管理对象的多个电动机M的劣化异常相关的诊断结果,拟定维护的计划。对于终端装置400也可以相同。

[与电动机的劣化异常相关的诊断方法的一个例子]

接下来,参照图4～图8,对于与电动机M的劣化异常相关的诊断方法的一个例子进行说明。

图4是以时间序列示出正常的状态的电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振幅的图。具体而言,图4包括正常的状态的电动机M的在瞬时有功功率P下的图表401、以及在瞬时无功功率Q的时间序列下的图表402。图5是以时间序列示出劣化异常相对发展后的状态的电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振幅的图。具体而言,图5包括劣化异常相对发展后的状态的电动机M的瞬时有功功率P的在时间序列下的图表501、以及瞬时无功功率Q的在时间序列下的图表502。图6是表示电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的频率分析的结果的一个例子的图。图7是示出分析部1403的构成的一个例子的图。图8是示出基于频率分析的结果的劣化异常的诊断方法的一个例子的图。

如图4所示,在电动机M的劣化异常未发展的正常的状态下,电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振幅大致恒定。

另一方面,如图5所示,在电动机M的劣化异常发展至一定程度的状态下,有时在电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振幅中产生振动分量。这是由于若电动机M产生劣化异常,则有时在瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的波形上重叠比基本频率大的频率分量(典型来说,高次谐波分量)。

因此,在本例中,控制装置140着眼于瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的频率分量,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

具体而言,分析部1403进行与瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的频率分量相关的分析(以下,为了方便称为“频率分析”)。

例如,如图6所示,分析部1403可以使用FFT(Fast Fourier Transform)等进行瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的频谱分析。

在本例(图6)中,在比基本频率大的规定的频率分量(图中的虚线的包围部分)中,出现了相当于瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的振幅的振动分量的、非常大的频谱值。

另外,例如,在事先清楚在瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振幅中产生的振动分量的频率的情况下,分析部1403可以包括与包含该频率的频带对应的窄频带的带通滤波器。并且,分析部1403可以使用窄频带的带通滤波器,自瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q取出规定的频率分量。

规定的频率分量例如是高次谐波分量,即是基本频率的整数倍的频率分量。另外,规定的频率分量可以为多个。

另外,例如,如图7所示,在瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振幅中产生的振动分量的频率依据电动机M的旋转速度(角速度ω)而变化的情况下,可以包括跟踪滤波器TF。并且,分析部1403可以使用跟踪滤波器TF,自瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q取出与电动机M的旋转频率相关的规定的频率分量。

具体而言,跟踪滤波器TF能够通过旋转坐标转换部TF1以及低通滤波器部TF2,自瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q抽出电动机M的旋转频率分量。这是由于在以电动机M的角速度ω旋转的坐标系上,瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q相当于直流分量。并且,跟踪滤波器TF能够通过固定坐标转换部TF3,输出瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q中的与旋转频率相关的规定的频率分量。

特征量取得部1404根据分析部1403的频率分析的结果,取得着眼于瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的频率分量的特征量(以下,为了方便称为“频率特征量”)。

例如,特征量取得部1404可以作为频率特征量取得瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的规定的频率分量的大小(例如,频谱值)。这是由于可以认为规定的频率分量的大小相对越大,则瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振幅的振动分量越显著,劣化异常越相对发展。

诊断部1405基于频率特征量,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

例如,如图8所示,诊断部1405在作为频率特征量的瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的规定的频率分量的大小(频谱值)超过规定基准(阈值Sp_th)的情况下,诊断为存在电动机M的劣化异常的可能性。

规定基准(阈值Sp_th)可以是固定值,例如,可以是可以根据电动机M的运转状态等改变的可变值。另外,规定基准(阈值Sp_th)在瞬时有功功率P的情况和瞬时无功功率Q的情况下可以相同,也可以不同。

另外,例如,在规定的频率分量为多个的情况下,可以在多个规定的频率分量的大小的合计超过规定的阈值的情况下,诊断为存在电动机M的劣化异常的可能性。

另外,例如,诊断部1405可以基于规定的频率分量的大小,诊断电动机M的劣化异常的发展程度。具体而言,诊断部1405可以以规定的频率分量的大小越大则电动机M的劣化异常的发展程度越大(高)的方式,诊断电动机M的劣化异常的发展程度。用于决定电动机M的劣化异常的发展程度的基准可以固定,也可以例如可以根据电动机M的运转状态等改变。

如此,在本例中,控制装置140基于瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的频率分量,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

由此,控制装置140能够在电动机M产生故障,产生包括电动机M的设备等的突发的停止等之前,向用户通知导致电动机M的机械故障的劣化异常的可能性。因此,控制装置140抑制了包括电动机M的设备的维护的频率,能够与电动机M的状态相应地进行维护,并且能够降低伴随包括电动机M的设备的突发的停止、其复原作业的设备的长期停止等的风险。

另外,例如,虽然也可以着眼于瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的大小,但是有可能捕捉瞬间的大小的变化而误诊断为存在电动机M的劣化异常的可能性。另外,在该情况下,存在无法进行在电动机M的瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的大小中不会表现出来的与电动机M的劣化异常相关的诊断。

与此相对,在本例中,控制装置140着眼于瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的频率分量,从而能够更恰当地进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

另外,例如,虽然也可以考虑为了电动机M的劣化异常的诊而设置专用的传感器等,但是无法避免为了实现电动机M的劣化异常的诊断功能的成本的增加。

与此相对,在本例中,控制装置140能够仅利用电动机M的控制所必须的传感器150、传感器200的输出,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。因此,控制装置140能够抑制成本的增加,并且进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

需要说明的是,控制装置140可以仅使用瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的任一者,进行基于频率分量的与电动机M的劣化异常相关的诊断。

[劣化异常诊断处理的一个例子]

接下来,参照图9,对通过控制装置140进行的电动机M的劣化异常诊断处理的一个例子进行说明。

图9是概略示出电动机M的劣化异常诊断处理的一个例子的流程图。

本流程图在规定的定时执行。规定的定时例如为电力转换装置100的电源接通的定时。由此,控制装置140能够与电力转换装置100的电源接通相应地进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。另外,规定的定时例如可以是通过设于电力转换装置100的输入部输入来自用户的诊断要求的定时。另外,规定的定时例如可以是通过通信装置170,自管理装置300、终端装置400输入来自用户的诊断要求的定时。以下,对于后述图14的流程图也相同。另外,规定的定时例如可以是电动机M的开动中(运转中)。具体而言,规定的定时可以是与通过电动机控制部1401进行的电动机M的控制的定时(控制周期)同步的定时。

如图9所示,通过步骤S102,电力运算部1402取得用于计算最新的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的最新数据。最新的数据例如是最新的d轴电流Id、q轴电流Iq、d轴电压指令Vd*、以及q轴电压指令Vq*的数据。

控制装置140在步骤S102的处理完成后,进入步骤S104。

通过步骤S104,电力运算部1402基于在步骤S102中取得的数据,计算瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q。

控制装置140在步骤S104的处理完成后,进入步骤S106。

通过步骤S106,分析部1403对于在步骤S104中计算的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q进行频率分析。

控制装置140在步骤S106的处理完成后,进入步骤S108。

通过步骤S108,特征量取得部1404基于步骤S106的频率分析的结果,取得与电动机M的劣化异常相关的特征量(频率特征量)。

控制装置140在步骤S108的处理完成后,进入步骤S110。

通过步骤S110,诊断部1405基于在步骤S108中取得的特征量(频率特征量),进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

诊断部1405在步骤S110的处理完成后,进入步骤S112。

通过步骤S112,诊断部1405判定是否存在电动机M的劣化异常的可能性。诊断部1405在存在电动机M的劣化异常的可能性的情况下,进入步骤S114,在不存在电动机M的劣化异常的可能性的情况下,进入步骤S116。

需要说明的是,在通过诊断部1405诊断电动机M的劣化异常的发展程度的情况下,在步骤S112中,可以判定其发展程度是否超过了规定基准。规定基准例如通过实验、计算机模拟等,作为认为应实施电动机M的维护的、电动机M的劣化异常的发展程度的下限而事先规定。在该情况下,在后述的步骤S114中,可以通知电动机M的劣化异常的发展程度超过了规定基准。另外,在通过诊断部1405诊断电动机M的劣化异常的发展程度的情况下,可以代替步骤S112、以及后述的步骤S114、S116,进行将作为诊断结果的电动机M的劣化异常的发展程度通知用户的处理。另外,例如,在电力转换装置100的电源接通时执行的情况下等的不依赖于来自用户的诊断要求而实施劣化异常诊断处理的情况下,可以省略后述步骤S116的处理。

通过步骤S114,通知部1406通过显示装置160、通信装置170将存在电动机M的劣化异常的可能性的诊断结果通知用户。

需要说明的是,通知部1406可以一并进行催促用户进行电动机M的维护的通知。

控制装置140在步骤S114的处理完成后,结束本次的流程图的处理。

另一方面,通过步骤S116,通知部1406通过显示装置160、通信装置170将电动机M正常的诊断结果通知用户。

控制装置140在步骤S116的处理完成后,结束本次的流程图的处理。

[电力转换装置的功能构成的另一例子]

接下来,参照图10,对于电力转换装置100的功能构成的另一例子进行说明。以下,以与上述一个例子(图2)不同的部分为中心进行说明。

图10是示出本实施方式的电力转换装置100(控制装置140)的功能构成的另一例子的功能框图。

如图10所示,与上述一个例子的情况相同,控制装置140包括电动机控制部1401、电力运算部1402、分析部1403、特征量取得部1404、诊断部1405、以及通知部1406。电动机控制部1401、电力运算部1402、分析部1403、特征量取得部1404、诊断部1405、以及通知部1406的各自的功能的一部分或全部例如通过安装于辅助存储装置中的程序在存储器装置中进行加载而被CPU执行来实现。

与上述一个例子的情况相同,分析部1403进行表示电动机M的劣化异常的发展的、与瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的变化相关的分析。具体而言,与上述一个例子的情况不同,分析部1403包括频率分析部1403A和振幅分析部1403B。

与上述一个例子的分析部1403的情况相同,频率分析部1403A进行关于瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的频率分析。

需要说明的是,上述一个例子的分析部1403相当于仅包括频率分析部1403A和振幅分析部1403B中的频率分析部1403A的方式。

如后所述,振幅分析部1403B进行与在瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q中产生的、波长比基本波短的振动分量的振幅(以下,仅称为“振动分量的振幅”)相关的分析(以下,为了方便称为“振幅分析”)。详细内容后述(参照图11)。

与上述一个例子的情况相同,特征量取得部1404基于分析部1403的分析结果,取得与电动机M的劣化异常相关的特征量。具体而言,与上述的一个例子的情况不同,特征量取得部1404包括特征量取得部1404A、1404B。

与上述一个例子的特征量取得部1404的情况相同,特征量取得部1404A基于通过分析部1403(频率分析部1403A)进行的频率分析的结果,取得频率特征量。

需要说明的是,上述一个例子的分析部1403相当于仅包括特征量取得部1404A、1404B中的特征量取得部1404A的方式。

特征量取得部1404B基于通过振幅分析部1403B进行的振幅分析的结果,取得着眼于瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振动分量的振幅的特征量(以下,为了方便称为“振幅特征量”)。详细内容后述(参照图12、图13)。

与上述一个例子的情况相同,诊断部1405基于通过特征量取得部1404(特征量取得部1404A)取得的频率特征量,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

另外,与上述一个例子的情况相同,诊断部1405基于通过特征量取得部1404(特征量取得部1404B)取得的振幅特征量,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。详细内容后述(参照图12、图13)。

[与电动机的劣化异常相关的诊断方法的另一例子]

接下来,除了上述图4、图5之外,还参照图11～图13,对于与电动机M的劣化异常相关的诊断方法的另一例子进行说明。

图11是表示电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振幅分析的结果的一个例子的图。图12是示出基于振幅分析的结果的劣化异常的诊断方法的一个例子的图。图13是示出基于振幅分析的结果的劣化异常的诊断方法的另一例子的图。

如图4、图5所示,如上所述,电动机M在劣化异常发展到一定程度的状态下,有时在电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振幅中产生振动分量。并且,随着电动机M的劣化异常发展,该振动分量变得更加显著。

于是,在本例中,控制装置140着眼于在电动机M的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q中产生的、波长比基本波短的振动分量的振幅,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

具体而言,如上所述,振幅分析部1403B进行瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振动分析。

例如,如图11所示,振幅分析部1403B通过波形计数法取得瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的振幅的峰值。峰值相当于成为对象的振幅的波峰与前次的振幅的波峰之间的差值。并且,振幅分析部1403B可以将所取得的峰值按每个规定范围进行分配,取得每个规定范围的峰值的测量次数。此时,例如,可以应用极大极小法、最大值最小值法、振幅法、水平交叉(level crossing)法、程对计数(range pair)法、雨流法等的已知的方法。

另外,例如,如图5所示,振幅分析部1403B可以取得相当于在瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的振幅中产生的振动分量相当的时间序列的波形数据。

如上所述,特征量取得部1404B根据振幅分析部1403B的分析结果,取得着眼于瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振动分量的振幅的特征量(振幅特征量)。

例如,特征量取得部1404B作为振幅特征量取得通过振幅分析部1403B取得的峰值中的超过规定基准(阈值Pk_th)的峰值的测量次数、或者相对于整体测量次数的比率(以下,称为“测量率”)。这是由于可以认为瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的振幅的峰值相当于振动分量的振幅,该峰值越大,则电动机M的劣化异常越相对发展。

规定基准(阈值Pk_th)可以是固定值,也可以是例如可以基于电动机M的运转状态等改变的可变值。另外,规定基准(阈值Pk_th)在瞬时有功功率P的情况和瞬时无功功率Q的情况下可以相同,也可以不同。

另外,例如,作为振幅特征量,特征量取得部1404B可以自通过振幅分析部1403B取得的瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的振幅的振动分量的时间序列的波形数据取得振动分量的振幅值。这是由于可以认为振动分量的振幅值越大,则劣化异常的发展越相对发展。

如上所述,诊断部1405基于振幅特征量进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

例如,如图12所示,诊断部1405在超过作为振幅特征量的阈值Pk_th的峰值(图中的虚线的包围部分)的测量次数或测量率超过规定基准(阈值N_th)的情况下,诊断为存在电动机M的劣化异常的可能性。

规定基准(阈值N_th)可以是固定值,也可以是例如可以根据电动机M的运转状态等改变的可变值。另外,规定基准(阈值N_th)在瞬时有功功率P的情况和瞬时无功功率Q的情况下可以相同,也可以不同。

另外,例如,诊断部1405可以基于超过作为振幅特征量的阈值Pk_th的峰值的测量次数或测量率,诊断电动机M的劣化异常的发展程度。具体而言,诊断部1405以超过阈值Pk_th的峰值的测量次数或测量率越大,则电动机M的劣化异常的发展程度越大(高)的方式,对电动机M的劣化异常的发展程度进行诊断。用于决定电动机M的劣化异常的发展程度的基准可以固定,也可以例如根据电动机M的运转状态等可变。

另外,例如,如图13所示,诊断部1405在作为振幅特征量的振动分量的振幅值超过规定基准(阈值A_th)的情况下,诊断为存在电动机M的劣化异常的可能性。

规定基准(阈值A_th)可以是固定值,也可以是例如可以根据电动机M的运转状态等改变的可变值。另外,规定基准(阈值A_th)在瞬时有功功率P的情况和瞬时无功功率Q的下可以相同,也可以不同。

另外,例如,诊断部1405可以基于作为振幅特征量的振动分量的振幅值,对电动机M的劣化异常的发展程度进行诊断。具体而言,诊断部1405以瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的振幅的振动分量的振幅值越大,则电动机M的劣化异常的发展程度越大(高)的方式,对电动机M的劣化异常的发展程度进行诊断。与上述的情况相同,用于决定电动机M的劣化异常的发展程度的基准可以固定,也可以例如根据电动机M的运转状态等改变。

如此,在本例中,控制装置140基于瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的振动分量,具体而言基于波长比基本波短的振动分量的振幅,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

由此,与上述一个例子的情况相同,控制装置140抑制了包括电动机M的设备的维护的频率,能够与电动机M的状态相应地进行维护,并且能够降低伴随包括电动机M的设备的突发的停止、其复原作業的设备的长期停止等的风险。

另外,控制装置140通过着眼于瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q中的波长比基本波短的振动分量的振幅,与上述一个例子的情况相同,能够恰当地进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

另外,在本例中,控制装置140除了基于瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的频率分量之外,还基于波长比基本波短的振动分量的振幅,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

由此,控制装置140能够从两个观点进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。因此,控制装置140即使在例如通过一个观点无法获取电动机M的故障的征兆(劣化异常的可能性)的情况下,有时也能够通过另一个观点获取电动机M的故障的征兆。因此,控制装置140能够更早诊断电动机M的劣化异常的可能性。

需要说明的是,控制装置140可以仅使用瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q的任一者,进行基于波长比基本波短的振动分量的振幅的与电动机M的劣化异常相关的诊断。另外,控制装置140可以仅实施基于瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的频率分量的与电动机M的劣化异常相关的诊断、以及基于瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的振动分量的振幅的与电动机M的劣化异常相关的诊断中的后者的诊断。

[劣化异常诊断处理的另一例子]

接下来,参照图14,对于通过控制装置140进行的电动机M的劣化异常诊断处理的另一例子进行说明。

图14是概略示出电动机M的劣化异常诊断处理的另一例子的流程图。

如图14所示,由于步骤S202、S204与图9的步骤S102、S104的处理相同,因此省略说明。

控制装置140在步骤S204的处理完成后,进入步骤S206。

通过步骤S206,分析部1403(频率分析部1403A以及振幅分析部1403B)对于在步骤S204中计算的瞬时有功功率P以及瞬时无功功率Q,进行频率分析以及振幅分析。

控制装置140在步骤S206的处理完成后,进入步骤S208。

通过步骤S208,特征量取得部1404(特征量取得部1404A以及特征量取得部1404B)基于步骤S206的频率分析以及振幅分析的结果,取得与电动机M的劣化异常相关的特征量(频率特征量以及振幅特征量)。

控制装置140在步骤S208的处理完成后,进入步骤S210。

通过步骤S210,诊断部1405基于在步骤S208中取得的特征量(频率特征量以及振幅特征量),进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

具体而言,诊断部1405基于频率特征量,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断,并且基于振幅特征量,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

另外,诊断部1405可以根据基于频率特征量的个别的诊断结果、以及基于振幅特征量的个别的诊断结果,进行综合的诊断。

控制装置140在步骤S210的处理完成后,进入步骤S212。

通过步骤S212,诊断部1405判定是否存在电动机M的劣化异常的可能性。例如,诊断部1405在基于频率特征量的个别的诊断结果、以及基于振幅特征量的个别的诊断结果的任一者表示存在电动机M的劣化异常的可能性的情况下,判定为存在电动机M的劣化异常的可能性。另外,诊断部1405可以作为综合的诊断结果判定是否存在电动机M的劣化异常的可能性。诊断部1405在存在电动机M的劣化异常的可能性的情况下,进入步骤S214,在不存在电动机M的劣化异常的可能性的情况下,进入步骤S216。

需要说明的是,在通过诊断部1405诊断出电动机M的劣化异常的发展程度的情况下,可以在步骤S212中,判定该发展程度是否超过规定基准。规定基准可以与上述一个例子(图9)的情况相同。例如,在基于频率特征量的个别的诊断结果、以及基于振幅特征量的个别的诊断结果的任一者中,电动机M的劣化异常的发展程度超过规定基准的情况下,判定为电动机M的劣化异常的发展程度超过规定基准。另外,作为综合的诊断结果,可以判定电动机M的劣化异常的发展程度是否超过规定基准。在该情况下,在步骤S214中,与图9的步骤S114的情况相同,可以对电动机M的劣化异常的发展程度超过规定基准进行通知。另外,在通过诊断部1405诊断出电动机M的劣化异常的发展程度的情况下,除了步骤S212～S216之外,可以进行将作为诊断结果的电动机M的劣化异常的发展程度通知用户的处理。另外,例如,在电力转换装置100的电源接通时执行的情况等的不依赖于来自用户的诊断要求而实施劣化异常诊断处理的情况下,可以省略步骤S216的处理。

由于步骤S214、S216与图9的步骤S114、S116的处理相同,因此省略说明。

控制装置140在步骤S214、S216的处理完成后,结束本次的流程图的处理。

需要说明的是,基于瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的频率分量的电动机M的劣化异常诊断处理、以及基于瞬时有功功率P、瞬时无功功率Q的振动分量的振幅的电动机M的劣化异常诊断处理可以作为分开的独立的处理进行实施。

[作用]

接下来,对于本实施方式的劣化异常诊断系统1的作用进行说明。

在本实施方式中,电力转换装置100包括逆变器电路130、传感器150、电力运算部1402、以及诊断部1405。具体而言,使用自逆变器电路130、自外部输入的电力对电动机M进行驱动。另外,传感器150用于检测电动机M的相电流。另外,电力运算部1402基于传感器150的输出,对电动机M的有功功率以及无功功率的至少一者进行运算。并且,诊断部1405基于电动机M的有功功率以及无功功率的至少一者的频率分量,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

由此,电力转换装置100与例如着眼于电动机M的有功功率、无功功率的大小来进行与电动机M的劣化异常相关的诊断的情况相比,能够更恰当地进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

另外,在本实施方式中,诊断部1405可以基于电动机M的有功功率以及无功功率的至少一者的规定的频率分量的变化,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

由此,电力转换装置100能够捕捉例如电动机M的有功功率、无功功率的规定的频率分量相对变大的变化,对电动机M的劣化异常的发展状态进行诊断。

另外,在本实施方式中,电力转换装置100可以包括跟踪滤波器TF。具体而言,跟踪滤波器TF可以输出与电动机M的旋转速度相应地变化的、电动机M的有功功率以及无功功率的至少一者的规定的频率分量。并且,诊断部1405可以基于跟踪滤波器TF的输出,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

由此,电力转换装置100即使在表示电动机M的劣化异常的发展状态的、电动机M的有功功率、无功功率的规定的频率分量依据电动机M的旋转速度而变化的情况下,也能够恰当地进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

另外,在本实施方式中,电力转换装置100可以包括特征量取得部1404。具体而言,特征量取得部1404可以取得与电动机M的有功功率以及无功功率的至少一者的规定的频率分量相关的特征量(频率特征量)。并且,诊断部1405可以在频率特征量超过第一规定基准(例如、阈值Sp_th)的情况下,进行存在电动机M的劣化异常的可能性的诊断。

由此,电力转换装置100通过适当设定第一规定基准,能够具体地对电动机M的劣化异常的可能性的有无进行诊断。

另外,在本实施方式中,第一规定基准可以根据电动机M的状态改变。

由此,电力转换装置100能够根据电动机M的状态恰当地进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

另外,在本实施方式中,频率特征量可以是电动机M的有功功率以及无功功率的至少一者的规定的频率分量的大小、或者电动机M的有功功率以及无功功率的至少一者的多个规定的频率分量的大小的合计。

由此,电力转换装置100能够具体地捕捉电动机M的有功功率、无功功率的规定的频率分量相对变大的变化,从而对电动机M的劣化异常的可能性的有无进行诊断。

另外,在本实施方式中,诊断部1405可以基于电动机M的有功功率以及无功功率的至少一者的频率分量、以及振动分量的振幅,进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

由此,电力转换装置100能够从多个观点进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。因此,电力转换装置100能够在更早期诊断电动机M的故障的征兆(劣化异常的可能性)。

另外,在本实施方式中,诊断部1405可以在电动机M的有功功率以及无功功率的至少一者的振动分量的振幅超过第二规定基准(例如,阈值A_th)的情况下,进行存在电动机M的劣化异常的可能性的诊断。

由此,电力转换装置100能够通过适当设定第二规定基准,具体地捕捉电动机M的有功功率、无功功率的振动分量的振幅相对变大的变化,从而对电动机M的劣化异常的可能性的有无进行诊断。

另外,在本实施方式中,电力转换装置100可以包括通知部1406。具体而言,通知部1406可以将诊断部1405的诊断结果通知用户。

由此,电力转换装置100能够使用户认知与电动机M的劣化异常相关的状况。

另外,在本实施方式中,控制装置140中的与电动机M的劣化异常相关的诊断功能可以移交给管理装置300、终端装置400。具体而言,管理装置300、终端装置400构成为能够取得电力转换装置100的传感器150、与其相同的传感器等的输出,可以包括与电力运算部1402以及诊断部1405等相同的构成。

由此,管理装置300、终端装置400与上述电力转换装置100等相同,能够更恰当地进行与电动机M的劣化异常相关的诊断。

以上,虽然对实施方式进行了详细描述,但是本发明不限于该特定的实施方式,在权利要求中记载的主旨的范围内,能够进行各种变形·变更。

Claims (11)

1.一种电力转换装置,包括:

驱动部,其使用自外部输入的电力,对交流电动机进行驱动；

电流检测部,其对上述交流电动机的相电流进行检测；

运算部,其基于上述电流检测部的输出,对上述交流电动机的有功功率以及无功功率的至少一者进行运算；以及

诊断部,其基于上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的频率分量,进行与上述交流电动机的劣化异常相关的诊断。

2.根据权利要求1所述的电力转换装置,其中,

上述诊断部基于上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的规定的频率分量的变化,进行上述诊断。

3.根据权利要求2所述的电力转换装置,其中,

包括跟踪滤波器,该跟踪滤波器输出根据上述交流电动机的旋转速度变化的、上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的上述规定的频率分量,

上述诊断部基于上述跟踪滤波器的输出,进行上述诊断。

4.根据权利要求2或3所述的电力转换装置,其中,

包括取得部,该取得部取得与上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的上述规定的频率分量相关的特征量,

上述诊断部在上述特征量超过第一规定基准的情况下,进行存在上述交流电动机的劣化异常的可能性的上述诊断。

5.根据权利要求4所述的电力转换装置,其中,

上述第一规定基准可以根据上述交流电动机的状态改变。

6.根据权利要求4或5所述的电力转换装置,其中,

上述特征量是上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的上述规定的频率分量的大小、或者上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的多个上述规定的频率分量的大小的合计。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电力转换装置,其中,

上述诊断部基于上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的频率分量以及振动的振幅,进行上述诊断。

8.根据权利要求7所述的电力转换装置,其中,

上述诊断部在上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的振动的振幅超过第二规定基准的情况下,进行存在上述交流电动机的劣化异常的可能性的上述诊断。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电力转换装置,其中,

包括通知部,其将上述诊断部的诊断结果通知用户。

10.一种诊断装置,包括:

运算部,其取得对交流电动机的相电流进行检测的电流检测部的输出,并且对上述交流电动机的有功功率以及无功功率的至少一者进行运算；以及

诊断部,其基于上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的频率分量,进行与上述交流电动机的劣化异常相关的诊断。

11.一种诊断方法,包括:

运算步骤,在该运算步骤中,诊断装置取得对交流电动机的相电流进行检测的电流检测部的输出,并且基于上述电流检测部的输出,对上述交流电动机的有功功率以及无功功率的至少一者进行运算；以及

诊断步骤,在该诊断步骤中,上述诊断装置基于上述有功功率以及上述无功功率的上述至少一者的频率分量,进行与上述交流电动机的劣化异常相关的诊断。

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