DE112019001115T5

DE112019001115T5 - Diagnoseunterstützungsvorrichtung, rotierendes Maschinensystem und Diagnoseunterstützungsverfahren

Info

Publication number: DE112019001115T5
Application number: DE112019001115.4T
Authority: DE
Inventors: Tetsuji Kato; Hiroaki Kojima; Kohji Maki; Yoshitaka Iwaji
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2020-11-19
Also published as: JP7060432B2; WO2019198563A1; JP2019184406A

Abstract

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie, um das Spezifizieren der Stellen von Anomalien in einer rotierenden Maschine und einer Hilfsausrüstung zu vereinfachen, eine Diagnoseunterstützungsvorrichtung (1) bereitstellt, die Folgendes umfasst: eine Amplitudenberechnungseinheit (11), die einen q-Achsen-Strom von einer Leistungsumsetzungsvorrichtung (2) erfasst, die eine rotierende Maschine (3) steuert, und aus dem erfassten q-Achsen-Strom die Amplitude für jede Frequenz bezüglich des q-Achsen-Stroms berechnet; und eine Anzeigeeinheit (12), die die berechnete Amplitude für jede Frequenz ausgibt. Die vorliegende Erfindung ist außerdem gekennzeichnet durch das Bereitstellen eines rotierenden Maschinensystems (100), das die Leistungsumsetzungsvorrichtung (2), die rotierende Maschine (3) und eine Lastvorrichtung (4) aufweist, wobei die Diagnoseunterstützungsvorrichtung (1) die Anomalien in der rotierenden Maschine (3) und der Hilfsausrüstung diagnostiziert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Diagnoseunterstützungsvorrichtung, ein rotierendes Maschinensystem und ein Diagnoseunterstützungsverfahren.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein plötzlicher Ausfall einer rotierenden Maschine, z. B. eines Motors, die in einer Produktionsausrüstung enthalten ist, führt zu der Notwendigkeit ungeplanter Reparaturarbeit oder Austauscharbeit. Dies führt dann zu einer Abnahme der Kapazitätsauslastung der Produktionsausrüstung und zur Notwendigkeit einer erneuten Überprüfung der Produktionspläne. Durch die Überprüfung eines Anzeichens eines Ausfalls kann die Vorbereitung von Ersatzteilen oder die Planung eines Reparaturplans für eine Vorrichtung, die eine hohe Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls aufweist, im Voraus ausgeführt werden. In dieser Weise können die Abnahme der Kapazitätsauslastung und die erneute Überprüfung der Produktionspläne minimiert werden.
Die folgenden Verfahren sind möglich, um einen plötzlichen Ausfall einer rotierenden Maschine in einem rotierenden Maschinensystem und seiner Nebenvorrichtungen zu vermeiden. Es wird angegeben, dass eine rotierende Maschine und ihre Nebenvorrichtungen ein Wechselrichter, Zahnräder, eine Kupplung, eine Lastvorrichtung und dergleichen sind.

(a1) Befestigen eines Schwingungssensors an jedem Teil des rotierenden Maschinensystems und Überprüfen einer Zunahme des effektiven Schwingungswertes.
(a2) Überprüfen einer Zunahme einer Eigenfrequenzkomponente der Schwingung jedes Teils der rotierenden Maschine.

Durch das Ausführen der Verfahren nach (a1), (a2) oder dergleichen kann der Anomaliezustand jedes Teils diagnostiziert und ein plötzlicher Ausfall bis zu einem gewissen Grad vermieden werden.
Die oben beschriebenen Verfahren (a1) und (a2) weisen jedoch die folgenden Probleme auf.

(b1) Schwingungssensoren sind teuer.
(b2) Die Empfindlichkeit eines Schwingungssensors hängt im hohen Maße von seiner Befestigungsposition ab.
(b3) Schwingungssensoren müssen an allen Teilen angebracht werden, an denen eine Anomalie auftreten kann.

Aus diesem Grund ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, das anstelle der Schwingungssensoren preiswerte Stromsensoren verwendet, um die Anzahl der installierten Sensoren zu verringern, und eine robuste Diagnose ermöglicht, ohne vom Monteur abhängig zu sein. Bei diesem Verfahren wird eine von dem rotierenden Maschinensystem erfasste Stromsignalform fouriertransformiert, wobei aus den Ergebnissen der Fourier-Transformation eine Frequenzkomponente extrahiert wird, die für eine Anomalie charakteristisch ist (Eigenfrequenz der Anomalie). Dann wird eine Diagnose basierend auf der Amplitude der Eigenfrequenzkomponente der Anomalie ausgeführt. Die MCSA (Motorstromsignaturanalyse) ist als eines dieser Verfahren bekannt.
Es ist bekannt, dass in einem Fall einer mechanischen Anomalie eine Eigenfrequenzkomponente der Anomalie durch die folgende Formel (1) ausgedrückt wird. $fc = | f0 \pm fm |$
In der Formel (1) bezeichnet fc eine anomale Eigenfrequenz eines Stroms, f0 eine Grundfrequenz des Stroms und fm eine Frequenz einer mechanischen Schwingung. Diese Formel ermöglicht eine Diagnose der Verschlechterung eines Lagers, eines Schadens an einem Zahnrad oder einer Kupplung, einer Anomalie in einer Lastvorrichtung oder dergleichen. Fall z. B. der Innenring eines Lagers einen Kratzer aufweist, ist bekannt, dass abhängig von der Größe des Lagers, der Anzahl der Lagerkugeln und dergleichen eine Schwingung periodisch auftritt, wobei die resultierende Schwingung als eine Seitenbandwelle der Grundfrequenz des Stroms erscheint.
Es gibt jedoch immer noch eine Notwendigkeit, einen zusätzlichen Stromsensor zu installieren, wobei es vorstellbar ist, dass ein interner Wert zum Steuern eines mit dem Motor verbundenen Wechselrichters für eine Diagnose verwendet werden kann.
Die Patentliteratur 1 offenbart einen Controller einer rotierenden Maschine und eine Waschmaschine, in der „ein Abschnitt 67 zur Detektion einer anomalen Rotation einen Wert, der der Eingangsleistung eines Motors 60 entspricht, basierend auf einem während einer Positionsschätzoperation tatsächlich detektierten Wert berechnet, einen Wert, der der Ausgangsleistung des Motors 60 entspricht, basierend auf der Drehzahl ωest, die durch einen Drehzahl-/Winkelschätzabschnitt 66 geschätzt wird, berechnet, einen Rotationsanomalieindex entsprechend den Vergleichsergebnissen erhält und eine anomale Rotation bestimmt, wenn der Rotationsanomalieindex größer als ein Schwellenwert ist“ (siehe die Zusammenfassung).
LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
Patentliteratur
Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2009-65764
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Die in der Patentliteratur 1 beschriebene Technik weist jedoch das folgende Problem auf. Spezifisch diagnostiziert die in der Patentliteratur 1 offenbarte Technik eine Anomalie des gesamten Motorsystems basierend auf dem Verhältnis zwischen den geschätzten Werten der Eingangsleistung und der Ausgangsleistung. Mit diesem Verfahren kann ein anomales Teil nicht leicht lokalisiert werden. Wenn nicht das anomale Teil bekannt ist, ist es schwierig, eine Komponente zu identifizieren, für die ein Ersatz vorzubereiten ist. Zusätzlich ist es schwierig, eine Reparatur zu planen, die basierend auf einem anomalen Teil geplant werden muss.
Die vorliegende Erfindung ist unter derartigen Umständen gemacht worden und hat die Aufgabe, die Lokalisierung eines anomalen Teils in einer rotierenden Maschine und ihren Nebenvorrichtungen zu vereinfachen.
Lösung des Problems
Um die obigen Probleme zu lösen, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die vorliegende Erfindung eine Erfassungseinheit, die einen q-Achsen-Strom in einer Leistungsumsetzungsvorrichtung erfasst, die eine rotierende Maschine steuert; eine Amplitudenberechnungseinheit, die eine Amplitude jeder Frequenz um den q-Achsen-Strom basierend auf dem erfassten q-Achsen-Strom berechnet; und eine Ausgabeeinheit, die Informationen über die Amplitude jeder Frequenz ausgibt, aufweist.
Weitere Lösungsmittel werden später in den Ausführungsformen beschrieben.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein anomales Teil in einer rotierenden Maschine und ihren Nebenvorrichtungen einfach lokalisiert werden.
Figurenliste

1 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2A ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes Frequenzspektrum eines q-Achsen-Stroms zeigt (wenn es keine Anomalie gibt).
2B ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes Frequenzspektrum eines q-Achsen-Stroms zeigt (wenn es eine Anomalie gibt).
3A ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes Schwingungsfrequenzspektrum einer rotierenden Maschine 3 zeigt (wenn es keine Anomalie gibt).
3B ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes Schwingungsfrequenzspektrum der rotierenden Maschine 3 zeigt (wenn es eine Anomalie gibt).
4A ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes Frequenzspektrum eines Laststroms zeigt, der in jeder Phase der rotierenden Maschine 3 fließt (wenn es keine Anomalie gibt).
4B zeigt ein beispielhaftes Frequenzspektrum eines Laststroms, der in jeder Phase der rotierenden Maschine 3 fließt (wenn es eine Anomalie gibt).
5 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100a gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
6 ist eine graphische Darstellung, die die Definition eines Grades der Anomalie veranschaulicht.
7 ist eine graphische Darstellung, die eine Anomaliebestimmung basierend auf einem Grad der Anomalie veranschaulicht.
8 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100b gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
9 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100c gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
10 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100d gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
11 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100e gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt.
12 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100f gemäß einer siebenten Ausführungsform zeigt.
13 ist eine graphische Darstellung, die die Hardware-Konfiguration der Diagnoseunterstützungsvorrichtungen 1, 1a bis 1d gemäß den ersten bis fünften Ausführungsformen zeigt.
14 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100g gemäß einem Vergleichsbeispiel (Patentliteratur 1) zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden die Arten zum Ausführen der vorliegenden Erfindung (die im Folgenden als Ausführungsformen bezeichnet werden) bei Bedarf bezüglich der Zeichnungen beschrieben. Es wird angegeben, dass die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und nicht vorgesehen sind, den Schutzumfang der Erfindung auf jene Ausführungsformen im Folgenden einzuschränken.
[Vergleichsbeispiel]
Zuerst wird ein Vergleichsbeispiel der vorliegenden Ausführungsformen gezeigt.
14 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100g gemäß einem Vergleichsbeispiel (Patentliteratur 1) zeigt.
In einer rotierenden Maschine 3, wie z. B. einem Motor, und den Nebenvorrichtungen der rotierenden Maschine 3 gibt es verschiedene mögliche Teile, wo eine Anomalie auftreten kann, wobei es verschiedene mögliche Gründe einer derartigen Anomalie gibt. Mögliche Beispiele eines Grundes, warum eine Anomalie auftritt, enthalten eine Verschlechterung des Lagers der rotierenden Maschine, einen beschädigten Zahn in einem Zahnrad, eine Verschlechterung des Lagers einer Lastvorrichtung 4, einen Fremdkörper, der die Lastvorrichtung 4 angreift, und einen Kratzer im Innenring des Lagers der rotierenden Maschine. Es wird angegeben, dass die Nebenvorrichtungen der rotierenden Maschine 3, wie früher beschrieben worden ist, eine Leistungsumsetzungsvorrichtung 2, Zahnräder, eine Kupplung, die Lastvorrichtung 4 und dergleichen sind.
Wie in 14 gezeigt ist, sind in dem rotierenden Maschinensystem 100g die Leistungsumsetzungsvorrichtung 2 und die rotierende Maschine 3 elektrisch miteinander verbunden. Ferner sind die rotierende Maschine 3 und die Lastvorrichtung 4 mechanisch miteinander verbunden. Mögliche Verfahren für die mechanische Verbindung zwischen der rotierenden Maschine 3 und der Lastvorrichtung 4 enthalten das direkte Verbinden der Lastvorrichtung 4 mit der Rotationswelle der rotierenden Maschine 3 oder das Verbinden der rotierenden Maschine 3 und der Lastvorrichtung 4 über Zahnräder.
Zusätzlich ist eine Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1g angeordnet, um durch das Erfassen eines internen Werts von der Leistungsumsetzungsvorrichtung 2 eine Anomalie in der rotierenden Maschine 3 oder ihren Nebenvorrichtungen zu diagnostizieren.
In der bisher verwendeten Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1g, die in 14 gezeigt ist, schätzt zuerst eine Leistungsverhältnis-Schätzeinheit 17 das Verhältnis zwischen der Eingangsleistung und der Ausgangsleistung der rotierenden Maschine 3 basierend auf einem internen Wert von der Leistungsumsetzungsvorrichtung 2. Dann bestimmt eine Anomaliebestimmungseinheit 18 basierend auf einer Änderung des geschätzten Leistungsverhältnisses, ob das rotierende Maschinensystem 100g eine Anomalie erfährt.
Nur mit dem Verhältnis zwischen der Eingangsleistung und der Ausgangsleistung der rotierenden Maschine 3 ist es jedoch nicht möglich, eine Stelle zu schätzen, wo sich eine Verschlechterung entwickelt hat. Folglich ist es schwierig, eine Komponente zu identifizieren, für die ein Austausch vorzubereiten ist. Das obige Verfahren ist außerdem problematisch, weil eine Reparatur gemäß einem Teil, das sich verschlechtert hat, geplant werden muss.
Die vorliegenden Ausführungsformen zielen darauf ab, derartige Probleme zu lösen.
[Erste Ausführungsform]
1 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
Die Konfigurationen in 1, die jenen in 14 ähnlich sind, sich durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht beschrieben.
Die Erfinder haben entdeckt, dass unter den internen Werten in der Leistungsumsetzungsvorrichtung 2 die Schwingung einer spezifischen Frequenzkomponente in einer q-Achsen-Stromkomponente in Übereinstimmung mit einem Teil mit einer Anomalie auftritt, die z. B. einer mechanischen Verschlechterung des rotierenden Maschinensystems 100 zugeordnet ist. Die Erfinder haben außerdem entdeckt, dass die Tendenz des Zustands jedes anomalen Teils basierend auf einer Änderung der spezifischen Frequenzkomponente des q-Achsen-Stroms im Lauf der Zeit überwacht werden kann.
Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1 eine Amplitudenberechnungseinheit 11 und eine Anzeigeeinheit 12 aufweist.
Die Amplitudenberechnungseinheit 11 erfasst einen q-Achsen-Strom, der einer der internen Werte in der Leistungsumsetzungsvorrichtung 2 ist, von der Leistungsumsetzungsvorrichtung 2. Es wird angegeben, dass ein q-Achsen-Strom, auf den hier Bezug genommen wird, eine zeitliche Änderung in einem Wert des q-Achsen-Stroms ist. Die Amplitudenberechnungseinheit 11 transformiert dann den erfassten q-Achsen-Strom in die Amplituden der jeweiligen Frequenzen. Mit anderen Worten, die Amplitudenberechnungseinheit 11 führt eine Fourier-Transformation an dem in sie eingegebenen q-Achsen-Strom aus.
Die Anzeigeeinheit 12 zeigt die durch die Amplitudenberechnungseinheit 11 erhaltenen Berechnungsergebnisse an. Spezifischer visualisiert die Anzeigeeinheit 12 die chronologische Änderung des durch die Amplitudenberechnungseinheit 11 berechneten Frequenzspektrums, wobei sie dem Anwender einen Anomaliezustand darstellt.
Der Anwender diagnostiziert den Zustand des rotierenden Maschinensystems 100 basierend auf den durch die Amplitudenberechnungseinheit 11 erhaltenen und auf der Anzeigeeinheit 12 angezeigten Berechnungsergebnissen, d. h., dem Frequenzspektrum eines q-Achsen-Stroms.
(Beispielhaftes Frequenzspektrum)
Im Folgenden werden die Fähigkeiten der Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform durch eine Beschreibung eines beispielhaften Diagnoseverfahrens, das durch die Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1 ausgeführt wird, oder spezifisch eines Verfahrens zum Diagnostizieren des Zustands, in dem der Innenring des Lagers der rotierenden Maschine einen Kratzer aufweist, beschrieben.
Die 2A und 2B zeigen ein beispielhaftes Frequenzspektrum eines q-Achsen-Stromes. Die 3A und 3B zeigen außerdem ein beispielhaftes Schwingungsfrequenzspektrum der rotierenden Maschine 3. Überdies zeigen die 4A und 4B ein beispielhaftes Frequenzspektrum der Lastströme, die in den jeweiligen Phasen der rotierenden Maschine 3 fließen.
Hier wird die Drehzahl des Lagers auf 164,32 rad/s (26,17 Hz) gesteuert. Für den q-Achsen-Strom ist außerdem die Leistungsumsetzungsvorrichtung 2 so modifiziert, dass ein interner Wert in einem Mikrocomputer zum Steuern der Leistungsumsetzungsvorrichtung 2 in einem Textformat ausgegeben werden kann. Falls die Leistungsumsetzungsvorrichtung 2 die Fähigkeit aufweist, ein Protokoll des q-Achsen-Stroms auszugeben, kann diese Protokollausgabefähigkeit verwendet werden, oder es kann eine neue Protokollausgabefähigkeit für die Diagnose hinzugefügt werden.
Die 2A, 3A und 4A zeigen ein Frequenzspektrum, wenn es keine Anomalie gibt, d. h., bevor ein Kratzer erzeugt wird, während die 2B, 3B und 4B ein Frequenzspektrum zeigen, nachdem ein Kratzer erzeugt worden ist (wenn es eine Anomalie gibt). Die Grundfrequenz f0 eines in die rotierende Maschine 3 eingegebenen Stroms beträgt hier 27,77 Hz. Dann beträgt eine Hauptkomponente einer Eigenfrequenz fq eines q-Achsen-Stroms, die aufgrund einer Anomalie auftritt, 149,00 Hz, wie in 2B gezeigt ist. Ferner beträgt eine Hauptkomponente einer Eigenfrequenz fv einer Schwingung, die aufgrund einer Anomalie auftritt, 149,00 Hz, wie in 3B gezeigt ist. Ferner beträgt eine Hauptkomponente einer Eigenfrequenz fc eines Laststroms 121,20 Hz oder 176,80 Hz, wie in 4B gezeigt ist. In den 2B, 3B und 4B ist eine Eigenfrequenz aufgrund einer Anomalie (Eigenfrequenz einer Anomalie) mit vertikalen Linien bezeichnet. Außerdem ist in den 2B, 3B und 4B die Hauptkomponente der Eigenfrequenz der Anomalie mit einem Pfeil nach oben bezeichnet.
Die in den 2A bis 4B gezeigten Frequenzspektren vergleichen die Zustände, die sich aus dem Antreiben unter den gleichen Steuerbedingungen ergeben. Vom Standpunkt der diagnostischen Genauigkeit ist es wünschenswert, die Abschnitte zu extrahieren und zu diagnostizieren, die unter den gleichen Steuerbedingungen angetrieben werden, weil es wahrscheinlich ist, dass eine Änderung der Steuerbedingungen fälschlicherweise als eine Anomalie detektiert wird, insbesondere wenn der Grad einer Anomalie klein ist.
Wie aus dem Vergleich zwischen den 2A und 3A und den 2B und 3B offensichtlich ist, spiegelt eine Änderung im Frequenzspektrum eines q-Achsen-Stroms aufgrund der Erzeugung eines Kratzers das Schwingungsfrequenzspektrum der rotierenden Maschine 3 wider. Mit anderen Worten, aus einem Vergleich zwischen den 2B und 3B ist ersichtlich, dass die Eigenfrequenzen der Anomalien übereinstimmen.
Im Gegensatz dazu spiegelt der Laststrom das Schwingungsfrequenzspektrum der rotierenden Maschine 3 nicht wider, wie aus dem Vergleich zwischen den 3A und 4A und den 3B und 4B ersichtlich ist. Mit anderen Worten, in einem Vergleich zwischen den 3B und 4B stimmen die Eigenfrequenzen der Anomalien nicht überein.
Es wird dadurch festgestellt, dass der q-Achsen-Strom für eine Anomalieanalyse der rotierenden Maschine 3 und ihrer Nebenvorrichtungen geeignet ist.
In dieser Weise kann eine Zunahme einer Eigenfrequenzkomponente aufgrund der Erzeugung eines Kratzers unter Verwendung eines q-Achsen-Stroms überprüft werden. Es kann bestätigt werden, dass der Anwender eine Anomalie des rotierenden Maschinensystems 100 durch das Überprüfen einer Zunahme der Amplitude eines charakteristischen Spektrums eines q-Achsen-Stroms diagnostizieren kann. Ferner wird bestätigt, dass das Vorhandensein oder Fehlen einer Anomalie und der Ort der Anomalie (in diesem Fall das Lager) durch eine Diagnose detektiert werden kann, die sich auf eine bestimmte Frequenz konzentriert.
Die bisher verwendete Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1g verwendet einen q-Achsen-Strom als die Steuerinformationen. Die vorliegende Ausführungsform verwendet einen q-Achsen-Strom nicht nur zur Steuerung, sondern außerdem zum Lokalisieren eines anomalen Teils.
Insbesondere kann die erste Ausführungsform einem Anwender Informationen zum Lokalisieren eines anomalen Teils darstellen, ohne dass zusätzliche Sensoren, wie z. B. Stromsensoren oder Schwingungssensoren, erforderlich sind.
[Zweite Ausführungsform]
5 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100a gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Die Konfigurationen in 5, die jenen in 1 ähnlich sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie jene in 1 bezeichnet und werden hier nicht beschrieben.
Eine Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1a des rotierenden Maschinensystems 100a unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1 in den folgenden Punkten.

(c1) Die Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1 enthält eine Anomalieeigenfrequenz-Speichereinheit 21, die die Eigenfrequenzen mechanischer anomaler Teile in der rotierenden Maschine 3 und den Nebenvorrichtungen (Eigenfrequenzen der Anomalien; Informationen über die Eigenfrequenzen der Anomalien) speichert.
(c2) Die Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1a enthält eine Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile, die ein anomales Teil durch das Vergleichen eines von der Amplitudenberechnungseinheit 11 ausgegebenen Frequenzspektrums mit den in der Anomalieeigenfrequenz-Speichereinheit 21 gespeicherten Eigenfrequenzen der Anomalien lokalisiert.
(c3) Die Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1a enthält eine Benachrichtigungseinheit 14, die einen Anwender über ein lokalisiertes anomales Teil benachrichtigt.

In einem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Beispiel wird auf der Anzeigeeinheit 12 ein Frequenzspektrum angezeigt, wobei es dem Anwender obliegt, zu bestimmen, ob eine Anomalie gibt. Im Gegensatz dazu werden in der zweiten Ausführungsform die Eigenfrequenzen der Anomalien, die zu überwachen sind, im Voraus festgelegt. Dann diagnostiziert die Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile in einem Frequenzspektrum den Zustand des rotierenden Maschinensystems 100a, wobei sie ein anomales Teil basierend auf einer Änderung der Amplitude eines q-Achsen-Stroms in den festgelegten Eigenfrequenzen der Anomalien lokalisiert.
Als eine in eine Eigenfrequenz einer Anomalie eingegebene Frequenz kann eine durch eine tatsächliche Messung erhaltene Frequenz verwendet werden, oder es kann eine Schwingungsfrequenz der Maschinen festgelegt werden, die basierend auf der geometrischen Form eines Maschinenteils erhalten wird.
Hier wird eine Eigenfrequenz einer Anomalie, die einem Kratzer an einem Lager entspricht, durch die in der Tabelle 1 beschriebenen Formeln ausgedrückt.
In der Tabelle 1 bezeichnet fr die Rotationsfrequenz eines Lagers der rotierenden Maschine, n_b die Anzahl der Kugeln, b_d den Kugeldurchmesser, p_d den Flankendurchmesser und β den Kontaktwinkel. Die Tabelle 1 zeigt die Hauptkomponenten der jeweiligen Eigenfrequenzen der Anomalien.

Es kann nur eine Eigenfrequenz einer Anomalie (z. B. die Hauptkomponente) in die Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile eingegeben werden. Alternativ können zwei oder mehr vorstellbare Hauptfrequenzkomponenten einer Eigenfrequenz einer Anomalie eingegeben werden. Stattdessen kann eine Komponente höherer Ordnung einer Eigenfrequenz einer Anomalie eingegeben werden. [Tabelle 1]

Teil	Eigenfrequenz der Anomalie
Käfig	$\frac{f_{r}}{2} (1 - \frac{b d}{p d} cos β)$
Außenring	$n_{b} \frac{f_{r}}{2} (1 - \frac{b d}{p d} cos β)$
Innenring	$n_{b} \frac{f_{r}}{2} (1 - \frac{b d}{p d} cos β)$
Kugeln	$\frac{p d}{b d} \frac{f_{r}}{2} {1 - {(\frac{b d}{p d} cos β)}^{2}}$
.	.
.	.
.	.

Es wird angegeben, dass die in der Tabelle 1 gezeigten Eigenfrequenzen der Anomalien lediglich Beispiele sind und dass die Eigenfrequenzen der Anomalien über andere Teile in die Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile eingegeben werden können.
Es wird außerdem angegeben, dass die Frequenzkomponenten nicht nur über die Anomalien, die allmählich fortschreiten, sondern außerdem über einen Fehler der Installierung, wie z. B. einen Wellenversatz, in die Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile als eine Eigenfrequenz einer Anomalie eingegeben werden können.
Die Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile lokalisiert ein anomales Teil durch das Bestimmen, ob die Amplituden der jeweils eingegebenen Frequenzen, die den Eigenfrequenzen der Anomalien entsprechen, in einem Frequenzspektrum größer sind.
Die Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile bestimmt unter Verwendung irgendeines der folgenden Verfahren, ob die Amplitude einer Frequenz, die einer Eigenfrequenz einer Anomalie entspricht, größer ist.

(d1) Ob die Amplitude einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
(d2) Das Verhältnis der Amplitude einer gemessenen Frequenz zu der bereits als ein Normalzustand bekannten Amplitude.
(d3) Maschinelles Lernen. Spezifischer gesagt kann maschinelles Lernen verwendet werden, um einen anomalen Zustand von einem normalen Zustand zu unterscheiden. Hier ist ein Algorithmus für das maschinelle Lernen nicht auf einen bestimmten Algorithmus eingeschränkt, solange wie ein gewähltes Verfahren den Unterschied zwischen einem Normalzustand und einem anomalen Zustand deutlich mitteilen kann.
(d4) Bestimmung basierend auf einem vorgegebenen Index.

Es ist wünschenswert, dass die Mittel zum Benachrichtigen des Anwenders über ein Lokalisierungsergebnis geeignet ausgewählt werden können.
Für die Verfahren zum Benachrichtigen eines Anwenders sind die folgenden Verfahren vorstellbar:

(e1) Darstellen auf der Anzeige.
(e2) Leuchten einer Lampe. Es ist besser, falls die Farbe der Leuchtens der Lampe für jedes Teil unterschiedlich ist.
(e3) Benachrichtigen durch eine E-Mail.

Ferner sind die folgenden Verfahren als Benachrichtigungsverfahren vorstellbar.

(f1) Benachrichtigen eines Anwenders mit einem Wert, der durch das Ausführen einer Art der Verarbeitung (wie z. B. des oben beschriebenen maschinellen Lernens) an einer Änderung der Amplitude einer Eigenfrequenz einer Anomalie erhalten wurde.
(f2) Benachrichtigen eines Anwenders, wenn ein vorgegebener Schwellenwert überschritten wird.

(Bestimmung basierend auf einem Grad der Anomalie)
Hier wird eine Beschreibung der Anomaliebestimmung basierend auf einem Grad der Anomalie als ein Beispiel des Verwendens des maschinellem Lernens zur Anomaliebestimmung gegeben.
6 ist eine graphische Darstellung, die die Definition eines Grades der Anomalie veranschaulicht.
Zuerst werden, wie in 6 gezeigt ist, die Koordinatenachsen x1 und x2 definiert. Die Koordinatenachsen x1 und x2 stellen Teile in der rotierenden Maschine 3 und den Nebenvorrichtungen dar. x1 stellt z. B. den Außenring dar, während x2 den Innenring darstellt.
Außerdem ist µ1 die durchschnittliche Amplitude der Eigenfrequenz der Anomalie von x1. Gleichermaßen ist µ2 die durchschnittliche Amplitude der Eigenfrequenz der Anomalie von x2.
N1 ist eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion auf der Amplitude der Eigenfrequenz der Anomalie von x1. Gleichermaßen ist N2 eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion auf der Amplitude der Eigenfrequenz der Anomalie von x2. N1 und N2 sind hier beide Normalverteilungen.
Ferner ist L eine gekrümmte Linie (gekrümmte Ebene), die den Mittelwert µ1 von x1 und den Mittelwert µ2 von x2 verbindet. Obwohl L in 6 eine gekrümmte Linie ist, kann L eine Gerade sein.
Ferner ist M1 ein Messwert der Amplitude der Eigenfrequenz der Anomalie von x1. Gleichermaßen ist M2 ein Messwert der Amplitude der Eigenfrequenz der Anomalie von x2. In diesem Zusammenhang wird hier angenommen, dass sich M1 an einer um 3σ1 vom Mittelwert µ1 entfernten Position befindet, wobei σ1 eine Verteilung der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion N1 ist. Gleichermaßen wird hier angenommen, dass M2 sich an einer um σ2/3 vom Mittelwert µ2 entfernten Position befindet, wobei σ2 eine Verteilung der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion N2 ist. Mit anderen Worten, M1 ist ein Ereignis, das mit einer sehr geringen Wahrscheinlichkeit eintritt.
Als Nächstes wird ein Punkt P mit den Koordinaten (M1, M2) in einem durch x1 und x2 gebildeten Koordinatensystem definiert. M1 und M2 sind die Amplituden der Eigenfrequenzen der Anomalien der gemessenen Teile und können aus den Informationen in der Tabelle 1 leicht berechenbar sein.
Als Nächstes wird ein Vektor OP definiert, der den Ursprung O und den Punkt P verbindet. Dann wird der Schnittpunkt des Vektors OP mit der gekrümmten Linie L definiert. Dann wird der Abstand eines Vektors QP (die Größe des dicken Pfeils, d. h., die Länge der Linie QP) als ein Grad der Anomalie definiert.
Es wird angegeben, dass zur Vereinfachung der Veranschaulichung in 6 ein zweidimensionales Koordinatensystem durch x1 (z. B. den Außenring) und x2 (z. B. den Innenring) ausgebildet ist. Tatsächlich gibt es jedoch so viele Koordinatenachsen wie die zu lokalisierenden Teile, die eine Anomalie aufweisen, wodurch ein mehrdimensionales Koordinatensystem ausgebildet ist.
7 ist eine graphische Darstellung, die eine Anomaliebestimmung basierend auf einem Grad der Anomalie veranschaulicht.
In einem in 7 beschriebenen Beispiel wird eine Änderung des Zustands des rotierenden Maschinensystems 100a unter Verwendung eines Grades der Anomalie diagnostiziert, der auf der Amplitude einer eingegebenen Eigenfrequenz der Anomalie, die eine Komponente höherer Ordnung enthält, eines Kratzers im Innenring des Lagers basiert.
Wenn ein Grad der Anomalie einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, wie in 7 gezeigt ist, bestimmt die Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile, dass es eine Anomalie gibt. Ein derartiger Schwellenwert kann unter Verwendung des maschinellen Lernens wie dem oben beschriebenen festgelegt werden oder kann durch einen Anwender empirisch festgelegt werden. Wenn dann ein Grad der Anomalie den vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, projiziert die Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile den in 6 gezeigten Vektor OP auf jede der Koordinatenachsen (die x1-Achse und die x2-Achse in 6). Die Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile bestimmt dann, dass eine Anomalie an einem Teil auftritt, das der Koordinatenachse mit dem größten der orthogonalen Projektionsvektoren auf den Koordinatenachsen entspricht, die sich aus der Projektion ergeben.
Danach benachrichtigt die Benachrichtigungseinheit 14 den Anwender über das so lokalisierte anomale Teil, wie früher beschrieben worden ist.
Gemäß dem in den 6 und 7 gezeigten Verfahren kann eine dem Fortschritt der Anomalie zugeordnete Zunahme eines Grades der Anomalie überprüft werden. Wenn eine Anomalie auftritt, kann ferner das anomale Teil leicht lokalisiert werden. Dann kann die Anomalie durch die Bereitstellung eines geeigneten Schwellenwertes zu dem Anwender übertragen werden, um ihn zu veranlassen, mit der Anomalie geeignet umzugehen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform können die rotierende Maschine 3 und ihre Nebenvorrichtungen ohne technische Kenntnisse diagnostiziert werden.
[Dritte Ausführungsform]
8 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100b gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. Die Konfigurationen in 8, die jenen in 5 ähnlich sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie jene in 5 bezeichnet und werden hier nicht beschrieben.
Eine Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1b des rotierenden Maschinensystems 100b unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1a in den folgenden Punkten.

(g1) Es ist die Amplitudenberechnungseinheit 11, die die Eingabe von der Anomalieeigenfrequenz-Speichereinheit 21 erhält.
(g2) Die Amplitudenberechnungseinheit 11 führt eine diskrete Fourier-Transformation an einem in sie eingegebenen q-Achsen-Strom nur an einem Frequenzabschnitt, der einer Eigenfrequenz der Anomalie entspricht, aus.

In der zweiten Ausführungsform wird, nachdem die Amplitudenberechnungseinheit 11 eine Frequenztransformation an einem q-Achsen-Strom ausgeführt hat, eine spezielle von der Anomalieeigenfrequenz-Speichereinheit 21 eingegebene Frequenzkomponente extrahiert. In der dritten Ausführungsform wird im Gegensatz dazu die Amplitudenextraktion durch eine diskrete Fourier-Transformation oder dergleichen nur an einer vorgegebenen Eigenfrequenzkomponente der Anomalie eines in sie eingegebenen q-Achsen-Stroms ausgeführt, wie oben beschrieben worden ist. In dieser Weise kann die Menge des verwendeten Speichers eingespart werden, wenn die Frequenzzerlegung durch einen Mikrocomputer oder dergleichen mit begrenzter Speicherkapazität ausgeführt wird.
[Vierte Ausführungsform]
9 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100c gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt. Die Konfigurationen in 9, die jenen in 5 ähnlich sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie jene in 5 bezeichnet und werden hier nicht beschrieben.
Eine Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1c des rotierenden Maschinensystems 100c unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1a im folgenden Punkt:

(h1) Stromaufwärts der Amplitudenberechnungseinheit 11 ist eine Filtereinheit 15 vorgesehen. Die Filtereinheit 15 ist z. B. ein Tiefpassfilter, ein Hochpassfilter oder dergleichen.

In den ersten bis dritten Ausführungsformen wird ein eingegebener q-Achsen-Strom direkt in die Amplitude jeder Frequenz zerlegt. In der vierten Ausführungsform wird im Gegensatz dazu, nachdem eine spezielle Frequenzbandbreite aus einem q-Achsen-Strom entfernt worden ist, der q-Achsen-Strom in die Amplitude jeder Frequenz transformiert. Das Entfernen der Gleichstromkomponenten und Rauschkomponenten im Voraus kann z. B. die Zerlegungsfähigkeit für die Stromamplitude verbessern und durch die Erweiterung die Diagnosegenauigkeit verbessern.
[Fünfte Ausführungsform]
10 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100d gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt. Die Konfigurationen in 10, die jenen in 5 ähnlich sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie jenen in 5 bezeichnet und werden hier nicht beschrieben.
Eine Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1d des rotierenden Maschinensystems 100d unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1a in den folgenden Punkten:

(i1) Eine Anomalieeigenfrequenz-Speichereinheit 21d speichert die Eigenfrequenzen der Anomalien verschiedener Teile in der rotierenden Maschine 3 und den Nebenvorrichtungen in Verbindung mit den Modellnummern (Identifikationsinformationen) der rotierenden Maschine 3 und der Nebenvorrichtungen. Die Anomalieeigenfrequenz-Speichereinheit 21d speichert z. B. eine Tabelle, in der die Eigenfrequenzen der Anomalien verschiedener Teile in der rotierenden Maschine 3 und den Nebenvorrichtungen den Modellnummern der rotierenden Maschine 3 und der Nebenvorrichtungen zugeordnet sind.
(i2) Die Diagnoseunterstützungsvorrichtung 1d enthält eine Modellnummer-Eingabeeinheit (Identifikationsinformations-Eingabeeinheit) 16, die die Modellnummern der rotierenden Maschine 3 und ihrer Nebenvorrichtungen in die Anomalieeigenfrequenz-Speichereinheit 21d eingibt.
(i3) Eine Eigenfrequenz der Anomalie, die der von der Modellnummer-Eingabeeinheit 16 eingegebenen Modellnummer zugeordnet ist, wird von der Anomalieeigenfrequenz-Speichereinheit 21d in die Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile eingegeben.

Diese Konfiguration ermöglicht, dass ein anomales Teil gemäß dem Modell der rotierenden Maschine 3 oder ihrer Nebenvorrichtung lokalisiert wird, was die Genauigkeit der Lokalisierung des anomalen Teils verbessern kann.
[Sechste Ausführungsform]
11 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100e gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt. Die Konfigurationen in 11, die jenen in 1 ähnlich sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie jenen in 1 bezeichnet und werden hier nicht beschrieben.
In dem in 11 gezeigten rotierenden Maschinensystem 100e enthält eine Leistungsumsetzungsvorrichtung 2e die Fähigkeiten irgendeiner der Diagnoseunterstützungsvorrichtungen 1, 1a bis 1d gemäß den ersten bis fünften Ausführungsformen.
Diese Konfiguration ermöglicht, dass eine Diagnose einer Anomalie in der rotierenden Maschine 3 oder ihren Nebenvorrichtungen innerhalb der Leistungsumsetzungsvorrichtung 2e unterstützt ist.
[Siebente Ausführungsform]
12 ist eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines rotierenden Maschinensystems 100f gemäß einer siebenten Ausführungsform zeigt. Die Konfigurationen in 12, die jenen in 1 ähnlich sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet und werden hier nicht beschrieben.
In dem in 12 gezeigten rotierenden Maschinensystem 100f sind die Leistungsumsetzungsvorrichtung 2 und irgendeine der Diagnoseunterstützungsvorrichtungen 1, 1a bis 1d gemäß den ersten bis fünften Ausführungsformen über das Internet NW miteinander verbunden.
Diese Konfiguration ermöglicht eine Diagnoseunterstützung der rotierenden Maschine 3 und der Nebenvorrichtungen an entfernten Orten.
[Hardware-Konfiguration]
13 ist eine graphische Darstellung, die die Hardware-Konfiguration der Diagnoseunterstützungsvorrichtungen 1, 1a bis 1d gemäß den ersten bis fünften Ausführungsformen zeigt.
Die Diagnoseunterstützungsvorrichtungen 1, 1a bis 1d sind mit einem PC (Personalcomputer), einem PLC (programmierbaren Logik-Controller) oder dergleichen konfiguriert.
Die Diagnoseunterstützungsvorrichtungen 1, 1a bis 1d weisen einen Speicher 201, eine CPU (Zentraleinheit) 202, eine Speichervorrichtung 203, eine Eingabevorrichtung 204 und eine Ausgabevorrichtung 205 auf.
Dann werden die in der Speichereinheit 203 gespeicherten Programme in den Speicher 201 geladen, wobei die geladenen Programme durch die CPU 202 ausgeführt werden. Dadurch sind die Amplitudenberechnungseinheit 11, die Einheit 13 zum Lokalisieren anomaler Teile, die Benachrichtigungseinheit 14, die Filtereinheit 15 und dergleichen, die in den 1, 5 und 8 bis 10 gezeigt sind, verkörpert.
Die Speichervorrichtung 203 speichert außerdem die Eigenfrequenzen der Anomalien (die 5, 8 und 9), die Eigenfrequenzen der Anomalien in Verbindung mit Modellnummern (10) oder dergleichen.
Ferner entspricht die Ausgabevorrichtung 205 der Anzeigeeinheit 12 in 1 und der Benachrichtigungseinheit 14 in den 5 und 8 bis 10.
Die Diagnoseunterstützungsvorrichtungen 1, 1a bis 1d gemäß den vorliegenden Ausführungsformen erfordern keinen Sensor und können deshalb preiswert bereitgestellt werden.
Die rotierenden Maschinensysteme 100, 100a bis 100f gemäß den vorliegenden Ausführungsformen sind für einen Hochspannungsmotor, einen Mittelspannungsmotor und einen Niederspannungsmotor anwendbar. Die rotierenden Maschinensysteme 100, 100a bis 100f gemäß den Ausführungsformen sind außerdem für industrielle Anlagen, wie z. B. die Leistungsumsetzungsvorrichtungen 2, 2a und einen Transformator, anwendbar. Ferner sind die rotierenden Maschinensysteme 100, 100a bis 100f gemäß den Ausführungsformen für ein elektrisches Gerät anwendbar, das eine Steuerung unter Verwendung eines q-Achsen-Stroms ausführt.
Ferner können in den zweiten bis fünften Ausführungsformen die durch die Amplitudenberechnungseinheit 11 erhaltenen Berechnungsergebnisse auf der Anzeigeeinheit 12 angezeigt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt und enthält verschiedene Modifikationen. Die obigen Ausführungsformen sind z. B. ausführlich beschrieben, um es einfach zu machen, die vorliegenden Erfindung zu verstehen, wobei die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf eine Betriebsart mit allen beschriebenen Konfigurationen eingeschränkt ist. Außerdem kann ein Teil einer Konfiguration in einer Ausführungsform durch eine Konfiguration in einer weiteren Ausführungsform ersetzt werden und kann eine Konfiguration in einer Ausführungsform zu einer Konfiguration in einer weiteren Ausführungsform hinzugefügt werden. Ferner kann ein Teil einer Konfiguration in jeder Ausführungsform eine zusätzliche Konfiguration aufweisen, weggelassen werden oder ersetzt werden.
Überdies können einige oder alle der Konfigurationen, der Fähigkeiten, der Einheiten 11, 13 bis 16, der Speichervorrichtung 203 und dergleichen, die oben beschrieben worden sind, durch Hardware implementiert sein, indem sie z. B. in einer integrierten Schaltung entworfen werden. Wie in 14 gezeigt ist, können die oben beschriebenen Konfigurationen, Fähigkeiten und dergleichen außerdem durch Software durch einen Prozessor, wie z. B. die CPU 202, der die Programme zum Implementieren der Fähigkeiten interpretiert und ausführt, implementiert sein. Die Informationen, wie z. B. die Programme zum Implementieren der Fähigkeiten, die Tabellen und die Dateien, können neben einer HD (Festplatte) im Speicher 201, in einer Aufzeichnungsvorrichtung, wie z. B. einem SSD (Festkörperlaufwerk), oder einem Aufzeichnungsmedium, wie z. B. einer IC- (Chip-) Karte, einer SD (sicheren digitalen) Karte oder einer DVD (digitalen vielseitigen Platte), gespeichert sein.
Ferner sind in den Ausführungsformen die gezeigten Steuerleitungen und Informationsleitungen jene, die als zur Veranschaulichung notwendig erachtet werden, wobei nicht alle Steuerleitungen oder Informationsleitungen eines Produkts notwendigerweise gezeigt sind. In Wirklichkeit ist es sicher, zu sagen, dass fast alle Konfigurationen miteinander verbunden sind.
Bezugszeichenliste

1, 1a bis 1d, 1g: Diagnoseunterstützungsvorrichtung
2, 2a: Leistungsumsetzungsvorrichtung (Nebenvorrichtung)
3: rotierende Maschine
4: Lastvorrichtung (Nebenvorrichtung)
11: Amplitudenberechnungseinheit
12: Anzeigeeinheit
13: Einheit zum Lokalisieren anomaler Teile
14: Benachrichtigungseinheit
15: Filtereinheit
16: Modellnummern-Eingabeeinheit (Identifikationsinformationen-Eingabeeinheit)
21, 21d: Anomalieeigenfrequenz-Speichereinheit (enthält Informationen über die Eigenfrequenz der Anomalie)

Claims

Diagnoseunterstützungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Erfassungseinheit, die einen q-Achsen-Strom in einer Leistungsumsetzungsvorrichtung erfasst, die eine rotierende Maschine steuert; eine Amplitudenberechnungseinheit, die eine Amplitude jeder Frequenz um den q-Achsen-Strom basierend auf dem erfassten q-Achsen-Strom berechnet; und eine Ausgabeeinheit, die Informationen über die Amplitude jeder Frequenz ausgibt.
Diagnoseunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ausgabeeinheit die Amplitude jeder Frequenz ausgibt.
Diagnoseunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, die Folgendes umfasst: eine Speichereinheit, die Informationen über Eigenfrequenzen der Anomalien aufweist, die für jedes der Teile in der rotierenden Maschine und einer Nebenvorrichtung der rotierenden Maschine Informationen über eine Frequenz speichert, bei der eine Amplitude zunimmt, wenn eine Anomalie in wenigstens einer der rotierenden Maschine und der Nebenvorrichtung auftritt; und eine Einheit zum Lokalisieren anomaler Teile, die die Amplitude jeder durch die Amplitudenberechnungseinheit berechneten Frequenz mit den Informationen über die Eigenfrequenzen der Anomalien vergleicht und dadurch ein Teil lokalisiert, wo eine Anomalie in wenigstens einer der rotierenden Maschine und der Nebenvorrichtung auftritt.
Diagnoseunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Einheit zum Lokalisieren von Anomalie-Teilen die Amplitudenberechnungseinheit die Amplitude nur bei einer Frequenz, die in den Informationen über die Eigenfrequenzen der Anomalien gespeichert ist, berechnet.
Diagnoseunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, die zwischen der Leistungsumsetzungsvorrichtung und der Amplitudenberechnungseinheit eine Filtereinheit umfasst, die eine vorgegebene Frequenz entfernt.
Diagnoseunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Speichereinheit die Informationen über die Eigenfrequenzen der Anomalien in Verbindung mit den Identifikationsinformationen über wenigstens eine der rotierenden Maschine und der Nebenvorrichtung speichert, und die Diagnoseunterstützungsvorrichtung eine Identifikationsinformations-Eingabeeinheit umfasst, die die Informationen über die Eigenfrequenzen der Anomalien, die den eingegebenen Identifikationsinformationen über wenigstens einer der rotierenden Maschine und der Nebenvorrichtung zugeordnet ist, an die Einheit zum Lokalisieren anomaler Teile sendet.
Diagnoseunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Einheit zum Lokalisieren anomaler Teile für jedes der Teile in der rotierenden Maschine und der Nebenvorrichtung eine Koordinatenachse über eine Amplitude einer Frequenz festlegt, einen Mittelwert der Amplitude für jedes der Teile festlegt und eine Ebene festlegt, die die Mittelwerte der Amplituden der jeweiligen Teile verbindet, nachdem die den jeweiligen Teilen zugeordneten Amplituden aus dem gemessenen q-Achsen-Strom berechnet worden sind, durch das graphische Darstellen der den jeweiligen Teilen zugeordneten Amplituden an den durch die Koordinatenachsen definierten Koordinaten einen Punkt P festlegt, und eine Linie OP, die den Punkt P mit einem Ursprungspunkt O der Koordinaten verbindet, erzeugt, einen Schnittpunkt Q der Linie OP mit der Ebene erzeugt, eine Länge einer Linie QP als einen Grad der Anomalie festlegt, wenn die Länge des Grades der Anomalie einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, bestimmt, dass es in wenigstens einer der rotierenden Maschine und der Nebenvorrichtung eine Anomalie gibt, und das Teil mit der Anomalie basierend auf einem Ergebnis, das durch das Projizieren der Linie QP auf jede der Koordinatenachsen erhalten wird, lokalisiert.
Rotierendes Maschinensystem, das Folgendes umfasst: eine rotierende Maschine; eine Leistungsumsetzungsvorrichtung, die die rotierende Maschine steuert; und eine Diagnoseunterstützungsvorrichtung, die eine Anomaliediagnose an der rotierenden Maschine und einer Nebenvorrichtung der rotierenden Maschine unterstützt, wobei die Diagnoseunterstützungsvorrichtung enthält eine Erfassungseinheit, die einen q-Achsen-Strom in der Leistungsumsetzungsvorrichtung erfasst; eine Amplitudenberechnungseinheit, die eine Amplitude jeder Frequenz um den q-Achsen-Strom basierend auf dem erfassten q-Achsen-Strom berechnet; und eine Ausgabeeinheit, die die Informationen über die Amplitude jeder Frequenz ausgibt.
Diagnoseunterstützungsverfahren, das durch eine Diagnoseunterstützungsvorrichtung ausgeführt wird, die eine Anomaliediagnose an einer rotierenden Maschine und einer Nebenvorrichtung der rotierenden Maschine unterstützt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erfassen eines q-Achsen-Stroms in einer Leistungsumsetzungsvorrichtung, die die rotierende Maschine steuert; Berechnen einer Amplitude jeder Frequenz um den q-Achsen-Strom basierend auf dem erfassten q-Achsen-Strom; und Ausgeben von Informationen über die Amplitude jeder Frequenz.