DE112021006951T5

DE112021006951T5 - Verschleißdiagnosevorrichtung, Verschleißdiagnoseverfahren und Elektromotorsteuervorrichtung.

Info

Publication number: DE112021006951T5
Application number: DE112021006951.9T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Uei; Hideto Takada; Yuuri Takano; Tetsuo Yanada
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2023-12-28
Also published as: JPWO2022269913A1; CN116897276A; JP7506832B2; TW202301796A; KR20230136160A; TWI810774B; WO2022269913A1

Abstract

Es werden eine Verschleißdiagnosevorrichtung und ein Verschleißdiagnoseverfahren geschaffen, die ermöglichen, eine genaue Verschleißdiagnose auszuführen, die nicht nur den Schwingungsbetrag, sondern auch weitere Schwingungsfaktoren wie z. B. den Schwingungszyklus berücksichtigt. Diese Verschleißdiagnosevorrichtung ist derart vorgesehen, dass einteilig mit oder getrennt von einer Elektromotorsteuervorrichtung ist, die einen Leistungsumsetzer zum Ausgeben von Leistung zum Ansteuern eines Elektromotors, der mit einer anzutreibenden Vorrichtung verbunden ist, eine Stellungssteuereinheit zum Ausgeben eines Drehzahlanweisungswerts, der der Abweichung zwischen einem Stellungsanweisungswert und einem Elektromotorstellungsdetektionswert entspricht, eine Drehzahlsteuereinheit zum Ausgeben eines Drehmomentstromanweisungswerts, der der Abweichung zwischen dem Drehzahlanweisungswert und einem Elektromotordrehzahldetektionswert entspricht, und eine Stromsteuereinheit zum Einstellen des Ausgabestroms des Leistungsumsetzers gemäß der Abweichung zwischen dem Drehmomentstromanweisungswert und einem Detektionswert für den Drehmomentstrom, der zum Elektromotor geliefert wird, umfasst. Die Verschleißdiagnosevorrichtung umfasst eine Verschleißdiagnoseeinheit zum Ausführen einer Elektromotorverschleißdiagnose, die Elektromotoransteuerinformationen entspricht, und eine Schwingungsinformationsspeichervorrichtung zum Speichern der Diagnoseergebnisse der Verschleißdiagnoseeinheit. Die Verschleißdiagnoseeinheit speichert mehrere Typen von Informationen in Bezug auf den Elektromotorschwingungszustand, die aus den Ansteuerinformationen in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung berechnet wurden, und bestimmt, dass eine Schwingung aufgetreten ist, wenn die Informationen in Bezug auf den Schwingungszustand des Elektromotors größer als ein vorgegebener Schwellenwert sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verschleißdiagnosevorrichtung und ein Verschleißdiagnoseverfahren eines Elektromotors und eine Elektromotorsteuervorrichtung.
Technischer Hintergrund
Wenn beim Ansteuern eines Elektromotors in einer Elektromotorsteuerung der Elektromotor und eine anzutreibende Vorrichtung, die an den Elektromotor gekoppelt ist, einen Alterungsverschleiß erfahren, kann eine Schwingung auftreten. Es existiert eine Technik zum Diagnostizieren des Alterungsverschleißes des Elektromotors und der anzutreibenden Vorrichtung, die an den Elektromotor gekoppelt ist, durch Detektieren der Schwingung des Elektromotors und der anzutreibenden Vorrichtung.
PTL 1 (japanische ungeprüfte veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 2020-25462 ) beschreibt, dass „ein Motorsteuersystem angewendet wird, das die Antriebssteuerung eines Motors, die einen Motoransteuermechanismus ansteuert, vornimmt, wobei das Motorsteuersystem eine Datenanomaliebeurteilungseinheit, die eine Datenanomalie auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einem vorgegebenen Datenanomaliebeurteilungsschwellenwert und einer Mahalanobis-Entfernung, die auf der Grundlage von Zeitreihendetektionsdaten während des Motoransteuerns berechnet wird, beurteilt, eine Maschinenverschleißbeurteilurigseinheit, die den Alterungsverschleiß des Motoransteuermechanismus auf der Grundlage der Auftrittshäufigkeit der Datenanomalie beurteilt, und eine Motorstoppeinheit, die das Auftreten des Alterungsverschleißes mitteilt und die Antriebssteuerung des Motors stoppt, wenn die Maschinenverschleißbeurteilungseinheit das Auftreten des Alterungsverschleißes detektiert, aufweist“ (siehe Absatz [0007]).
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: Japanische ungeprüfte veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 2020-25462
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
PTL 1 offenbart die Technik zum Beurteilen der Anomalie des gesamten Maschinensystems aus dem Datenanomaliebeurteilungsschwellenwert und den Zeitreihendetektionsdaten während des Motoransteuerns.
Allerdings vermerkt PTL 1 den Schwingungsbetrag während einer Verschleißdiagnose, bezieht sich jedoch nicht auf weitere Schwingungsfaktoren wie z. B. die Schwingungsfrequenz und den Schwingungszyklus. Zusätzlich bezieht sich PTL1 nicht auf das Schwingungsverringerungsverfahren nach der Verschleißdiagnose.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verschleißdiagnosevorrichtung und ein Verschleißdiagnoseverfahren zu schaffen, die eine geeignete Verschleißdiagnose unter Berücksichtigung nicht nur eines Schwingungsbetrags, sondern auch weiterer Schwingungsfaktoren wie z. B. eines Schwingungszyklus durchführen.
Lösung des Problems
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist als ein Beispiel der „Verschleißdiagnosevorrichtung“ der vorliegenden Erfindung die Verschleißdiagnosevorrichtung derart vorgesehen, dass sie einteilig mit oder getrennt von einer Elektromotorsteuervorrichtung ist, die Folgendes enthält: einen Leistungsumsetzer, der Leistung ausgibt, die einen Elektromotor ansteuert, der mit einer anzutreibenden Vorrichtung verbunden ist; eine Stellungssteuereinheit, die einen Drehzahlbefehlswert gemäß einer Abweichung zwischen einem Stellungsbefehlswert und einem Stellungsdetektionswert des Elektromotors ausgibt; eine Drehzahlsteuereinheit, die einen elektrischen Drehmomentstrombefehlswert gemäß einer Abweichung zwischen dem Drehzahlbefehlswert und einem Drehzahldetektionswert des Elektromotors ausgibt; und eine Steuereinheit für elektrischen Strom, die einen ausgegebenen elektrischen Strom des Leistungsumsetzers gemäß einer Abweichung zwischen dem elektrischen Drehmomentstrombefehlswert und einem elektrischen Drehmomentstromdetektionswert, der zum Elektromotor geliefert wird, einstellt, wobei die Verschleißdiagnosevorrichtung Folgendes aufweist: eine Verschleißdiagnoseeinheit, die die Verschleißdiagnose des Elektromotors gemäß Betriebsinformationen des Elektromotors durchführt; und eine Schwingungsinformationsspeichervorrichtung, die ein Diagnoseergebnis der Verschleißdiagnoseeinheit speichert. In der Verschleißdiagnosevorrichtung speichert die Verschleißdiagnoseeinheit in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung mehrere Typen von Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors, der aus den Betriebsinformationen berechnet wird, in Beziehung stehen, und beurteilt, dass eine Schwingung auftritt, wenn die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, größer als ein vorgegebener Schwellenwert sind.
Ferner umfasst als ein Beispiel des „Verschleißdiagnoseverfahrens“ der vorliegenden Erfindung das Verschleißdiagnoseverfahren Folgendes: einen ersten Schritt, durch den eine Elektromotorsteuervorrichtung, die einen Elektromotor ansteuert, die Betriebsinformationen des Elektromotors erhält; einen zweiten Schritt, durch den mehrere Typen von Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, aus den erhaltenen Betriebsinformationen gemessen werden; einen dritten Schritt, durch den die mehreren Typen von Informationen, die mit dem gemessenen Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, gespeichert werden; einen vierten Schritt, durch den beurteilt wird, dass der Elektromotor in Schwingungen versetzt wird, wenn die Informationen, die mit dem Schwingungszustand in Beziehung stehen, über einem vorgegebenen Schwellenwert liegen, und einem Anwender ein Schwingungsbeurteilungsergebnis angezeigt wird; und einen fünften Schritt, durch den ein charakteristischer Schwingungsbetrag aus den Informationen, die die Schwingung beurteilen, extrahiert wird, um die Schwingung zu verhindern.
Ferner enthält als ein Beispiel der „Elektromotorsteuervorrichtung“ der vorliegenden Erfindung die Elektromotorsteuervorrichtung Folgendes: einen Leistungsumsetzer, der Leistung ausgibt, die einen Elektromotor ansteuert, der mit einer anzutreibenden Vorrichtung verbunden ist; eine Stellungssteuereinheit, die einen Drehzahlbefehlswert gemäß der Abweichung zwischen dem Stellungsbefehlswert und dem Stellungsdetektionswert des Elektromotors ausgibt; eine Drehzahlsteuereinheit, die einen elektrischen Drehmomentstrombefehlswert gemäß einer Abweichung zwischen dem Drehzahlbefehlswert und dem Drehzahldetektionswert des Elektromotors ausgibt; und eine Steuereinheit für elektrischen Strom, die einen ausgegebenen elektrischen Strom des Leistungsumsetzers gemäß einer Abweichung zwischen dem elektrischen Drehmomentstrombefehlswert und einem elektrischen Drehmomentstromdetektionswert, der zum Elektromotor geliefert wird, einstellt. In der Elektromotorsteuervorrichtung, die eine Verschleißdiagnosevorrichtüng enthält, weist die Verschleißdiagnosevorrichtung Folgendes auf: eine Verschleißdiagnoseeinheit, die eine Verschleißdiagnose des Elektromotors gemäß Betriebsinformationen des Elektromotors durchführt; eine Schwingungsinformationsspeichervorrichtung, die ein Diagnoseergebnis der Verschleißdiagnoseeinheit speichert; und eine Steuerverstärkungseinstellvorrichtung, die einen Steuerverstärkungsbefehl zur Steuereinheit auf der Grundlage des Diagnoseergebnisses der Verschleißdiagnoseeinheit erstellt, wobei die Verschleißdiagnoseeinheit, in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung mehrere Typen von Informationen speichert, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors, der aus den Betriebsinformationen berechnet wird, in Beziehung stehen, und beurteilt, dass eine Schwingung auftritt, wenn die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, größer als ein vorgegebener Schwellenwert sind, und die Steuerverstärkungseinstellvorrichtung den Steuerverstärkungsbefehl, der eine Steuerverstärkung einstellt, zur Steuereinheit der Elektromotorsteuervorrichtung sendet, wenn die Verschleißdiagnoseeinheit beurteilt, dass die Schwingung auftritt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann eine genaue Verschleißdiagnose durchgeführt werden, während nicht nur der Schwingungsbetrag, sondern auch weitere Schwingungsfaktoren wie z. B. ein Schwingungszyklus berücksichtigt werden.
Ferner wird durch Einstellen der Steuerverstärkung der Steuervorrichtung, um eine Schwingung durch das Verschleißdiagnoseergebnis des Elektromotors zu verhindern, ein Ansteuern des Elektromotors erreicht, wobei die Schwingung des Elektromotors verhindert wird.
Aufgaben, Konfigurationen und Wirkungen außer den oben beschriebenen werden aus der Beschreibung der folgenden Ausführungsformen ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Konfigurationsblockdiagramm einer Elektromotorsteuervorrichtung, an der eine Verschleißdiagnosevorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist;
2A ist ein Konfigurationsblockdiagramm der Verschleißdiagnosevorrichtung der ersten Ausführungsform;
2B ist ein Konfigurationsblockdiagramm einer Filtervorrichtung, die die Verschleißdiagnosevorrichtung der ersten Ausführungsform konfiguriert;
2C ist ein Wellenformdiagramm des Drehzahldetektionswerts, der durch Entfernen der Frequenzkomponente hoher Ordnung und der Frequenzkomponente niedriger Ordnung durch die Filtervorrichtung erhalten wird, die die Verschleißdiagnosevorrichtung der ersten Ausführungsform konfiguriert;
3 ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Elektromotor in Schwingungen versetzt wird, wenn die Steuerverstärkung erhöht wird, während der Elektromotor wiederholt vorwärts und rückwärts angesteuert wird;
4 ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem der Elektromotor in dem Teilabschnitt während einer Vorwärtsdrehung in Schwingungen versetzt wird;
5 ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem die Steuerverstärkung lediglich in dem entsprechenden Abschnitt verringert wird, um die Schwingung zu verhindern, die in dem Teilabschnitt auftritt, während der Elektromotor vorwärts gedreht wird;
6 ist ein Wellenformdiagramm, das durch Messen des charakteristischen Betrags des Elektromotorschwingungszustands einer Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform erhalten wird;
7A ist ein Prozessablaufplan der Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsförm;
7B ist ein Prozessablaufplan der Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform auf 7A folgend;
8 ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem die Betriebsinformationen während einer Schwingung, die in jedem der Messzeiträume gemäß der ersten Ausführungsform gemessen wurden, gespeichert sind;
9A ist ein Diagramm, das auf einer Anzeigevorrichtung die Betriebsinformationen während einer Schwingung (einen Schwingungsamplitudenhöchstwert), die durch eine Schwingungsinformationsspeichervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gespeichert wurden, anzeigt;
9B ist ein Diagramm, das an der Anzeigevorrichtung weitere Betriebsinformationen während einer Schwingung (einen Schwingungsamplitudendurchschnittswert), die durch die Schwingungsinformationsspeichervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gespeichert wurden, anzeigt;
9C ist ein Diagramm, das an der Anzeigevorrichtung weitere Betriebsinformationen während einer Schwingung (eine Anzahl von Schwingungen), die durch die Schwingungsinformationsspeichervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gespeichert wurden, anzeigt;
10 ist ein Beispiel der Systemkonfiguration der ersten Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist;
11 ist ein Beispiel einer Bildschirmkonfiguration, die an der Anzeigevorrichtung die Betriebsinformationen während einer Schwingung, die durch die Schwingungsinformationsspeichervorrichtung angesammelt wird, anzeigt;
12 ist ein Konfigurationsblockdiagramm der Elektromotorsteuervorrichtung, an der die Verschleißdiagnosevorrichtung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist; und
13 ist ein Konfigurationsblockdiagramm der Elektromotorsteuervorrichtung, an der die Verschleißdiagnosevorrichtung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist.

Beschreibung der Ausführungsformen
Wenn beim Ansteuern eines Elektromotors in einer Elektromotorsteuerung der Elektromotor und eine anzutreibende Vorrichtung, die an den Elektromotor gekoppelt ist, einen Alterungsverschleiß erfahren, kann eine Schwingung aufgrund des Verschleißes und der Änderung der Form des Elektromotors und der anzutreibenden Vorrichtung auftreten. Wenn der Elektromotor und die anzutreibende Vorrichtung in Schwingungen versetzt werden, werden ein Stellungsdetektor und ein Detektor für elektrischen Strom, der am Elektromotor montiert ist, in den Schwingungszustand versetzt.
In der vorliegenden Erfindung wird die Schwingung des Elektromotors als ein Verschleißdiagnoseverfahren detektiert. Die Drehzahldetektionswellenform oder dergleichen des Elektromotors wird in einem beliebigen Abschnitt und zu einem beliebigen Zeitpunkt gemessen und dann, wenn die Drehzahldetektionswellenform oder dergleichen einen bestimmten Amplitudenbetrag aufweist, wird beurteilt, dass der Elektromotor im Schwingungszustand ist. Zusätzlich werden Informationen, die mit der Schwingung in Beziehung stehen, wie z. B. der Schwingungsamplitudenbetrag und die Schwingungsfrequenz des Drehzahldetektionswerts oder dergleichen, wenn der Elektromotor im Schwingungszustand ist, in einer Schwingungsinformationsspeichervorrichtung gespeichert. Die Schwingungsinformationsspeichervorrichtung zeigt die Informationen, die mit der Schwingung in Beziehung stehen, an einer Anzeigevorrichtung, die mit einer Elektromotorsteuervorrichtung verbunden ist, als Schwingungsinformationen an, wodurch die Steuerverstärkung derart eingestellt wird, dass sie die Schwingung des Elektromotors gemäß der Nachfrage eines Anwenders verhindert.
im Folgenden werden eine Verschleißdiagnosevorrichtung und ein Verschleißdiagnoseverfahren des Elektromotors beschrieben, sowie Ausführungsformen für Mittel, womit, während der Elektromotor angesteuert wird, das Vorliegen oder das Fehlen des Schwingungsauftretens des Drehzahldetektionswerts, der eine der Betriebsinformationen des Elektromotors ist, überwacht wird und dann, wenn der Elektromotor in den Schwingungszustand versetzt wird, die Schwingungsinformationen, die mit der Schwingung in Beziehung stehen, erhalten und gespeichert werden und nach Bedarf an der Anzeigevorrichtung angezeigt werden, derart, dass die Schwingung des Elektromotors verhindert wird. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht als auf die Beschreibungsinhalte der folgenden Ausführungsformen beschränkt ausgelegt. Fachleute können leicht verstehen, dass in dem Umfang, der nicht von der Idee und dem Inhalt der vorliegenden Erfindung abweicht, ihre spezifische Konfiguration geändert werden kann.
<Ausführungsform 1>
1 ist ein Konfigurationsblockdiagramm der Elektromotorsteuervorrichtung, an der die Verschleißdiagnosevorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist. Eine Aufgabe der ersten Ausführungsform ist, die Schwingung des Elektromotors durch Erhalten der Betriebsinformationen während einer Schwingung des Elektromotors zu verringern und den Rückkopplungssteuerparameter automatisch einzustellen.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 101 einen Elektromotor, bezeichnet das Bezugszeichen 102 eine anzutreibende Vorrichtung, die durch den Elektromotor 101 angesteuert wird, bezeichnet das Bezugszeichen 103 eine Kopplungswelle, die den Elektromotor 101 und die anzutreibende Vorrichtung 102 koppelt, und bezeichnet das Bezugszeichen 104 einen Leistungsumsetzer, der den Elektromotor 101 ansteuert. Das Bezugszeichen 105 bezeichnet einen Stellungsdetektor, der am Elektromotor 101 montiert ist und den Stellungsdetektionswert θ_M des Elektromotors 101 ausgibt, und das Bezugszeichen 106 bezeichnet einen Subtrahierer, der die Stellungsabweichung θ_e zwischen dem Stellungsbefehlswert θ_M* und dem Stellungsdetektionswert θ_M des Elektromotors 101 berechnet. Das Bezugszeichen 107 bezeichnet eine Stellungssteuereinheit, die den Drehzahlbefehlswert ω_M* gemäß der Stellungsabweichung θ_e ausgibt.
Das Bezugszeichen 108 bezeichnet einen Drehzahlrechner, der als eine Eingabe den Stellungsdetektionswert θ_M, der durch den Stellungsdetektor 105 ausgegeben wird, aufnimmt und den Drehzahldetektionswert ω_M des Elektromotors 101 ausgibt. Das Bezugszeichen 109 bezeichnet einen Subtrahierer, der die Drehzahlabweichung ω_e zwischen dem Drehzahlbefehlswert ω_M* und dem Drehzahldetektionswert ω_M des Elektromotors 101 berechnet, und das Bezugszeichen 110 bezeichnet eine Drehzahlsteuereinheit, die den elektrischen Drehmomentstrombefehlswert I_q* gemäß der Drehzahlabweichung ω_e ausgibt.
Das Bezugszeichen 111 bezeichnet einen Detektor für elektrischen Strom, der den elektrischen Drehmomentstromdetektionswert I_q detektiert, der dem Elektromotor 101 zugeführt wird, und das Bezugszeichen 112 bezeichnet einen Subtrahierer, der die Abweichung I_e für elektrischen Strom zwischen dem elektrischen Drehmomentstrombefehlswert I_q* und dem elektrischen Drehmomentstromdetektionswert I_q, die dem Elektromotor 1 zugeführt wird, berechnet. Das Bezugszeichen 113 bezeichnet eine Steuereinheit für elektrischen Strom, die den ausgegebenen elektrischen Strom des Leistungsumsetzers 104 gemäß der Abweichung I_e für elektrischen Strom einstellt. Das Bezugszeichen 114 bezeichnet einen Stellungsbefehlsgenerator, der den Stellungsbefehl θ_M* erzeugt, der den Elektromotor 101 ansteuert.
Das Bezugszeichen 115 bezeichnet eine Verschleißdiagnosevorrichtung, die den Schwingungszustand des Elektromotors gemäß dem Drehzahldetektionswert ω_M, der die Betriebsinformationen des Elektromotors ist, beurteilt. Wenn aus der Eingabe des Drehzahldetektionswerts ω_M, der oben beschrieben ist, beurteilt wird, dass der Elektromotor 101 im Schwingungszustand ist, stellt die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 die Steuerverstärkung der Drehzahlsteuereinheit 110 gemäß den Betriebsinformationen während einer Schwingung, die durch die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 erhalten werden, ein und verhindert die Schwingung. Das Bezugszeichen 116 bezeichnet eine Anzeigevorrichtung, die mit einer Elektromotorsteuervorrichtung 117 verbunden ist, und zeigt die Betriebsinformationen während einer Schwingung an, die durch die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 gehalten werden. Beispiele der Anzeigevorrichtung 116 enthalten z. B. eine Überwachungsvorrichtung, einen PC und dergleichen.
Die Elektromotorsteuervorrichtung 117 ist aus dem Leistungsumsetzer 104, dem Subtrahierer 106, der Stellungssteuereinheit 107, dem Drehzahlrechner 108, dem Subtrahierer 109, der Drehzahlsteuereinheit 110, dem Subtrahierer 112, der Steuereinheit für elektrischen Strom 113, dem Stellungsbefehlsgenerator 114 und derVerschleißdiagnosevorrichtung 115 konfiguriert. Es ist festzuhalten, dass in der Zeichnung die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 in die Elektromotorsteuervorrichtung 117 einbezogen ist, jedoch kann die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 eine Form aufweisen, in der sie außen an der Elektromotorsteuervorrichtung 117 vorgesehen ist. In diesem Fall nimmt die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 als eine Eingabe den Drehzahldetektionswert ω_M vom Drehzahlrechner 108 vom externen Ausgangsanschluss (der nicht dargestellt ist) der Elektromotorsteuervorrichtung 117 auf, um die oben beschriebene Berechnung durchzuführen, und gibt den Steuerverstärkungswert zur Drehzahlsteuereinheit 110 über den externen Eingangsanschluss (der nicht dargestellt ist) der Elektromotorsteuervorrichtung 117 aus.
In dieser Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem die vorliegende Erfindung auf einen Elektromotor des Drehungstyps (einen Drehmotor) angewendet wird. Veranschaulicht ist die Ausführungsform für ein erstes Mittel zum Beurteilen, dass der Elektromotor im Schwingungszustand ist, während der Ansteuerzustand des Elektromotors durch den Elektromotorschwingungszustands-Beurteilungswert überwacht wird, der durch Zurückführen der Betriebsinformationen des Elektromotors zur Elektromotorsteuervorrichtung erzeugt wird, ein zweites Mittel zum Extrahieren des charakteristischen Betrags der Elektromotorschwingung, ein drittes Mittel zum Verhindern der Elektromotorschwingung durch Einstellen der Steuerverstärkung gemäß dem charakteristischen Betrag der Elektromotorschwingung und ein viertes Mittel zum Überwachen des charakteristischen Betrags der Elektromotorschwingung.
Zunächst wird der Elektromotor 101 durch Eingeben des Elektromotoransteuerbefehls von der Trägervorrichtung zur Elektromotorsteuervorrichtung 117 angesteuert und wird die anzutreibende Vorrichtung 102 über die Kopplungswelle 103 angetrieben. Zum jetzigen Zeitpunkt müssen, um die anzutreibende Vorrichtung 102 stabil anzutreiben, die Stellungssteuerverstärkung und die Drehzahlsteuerverstärkung der Elektromotorsteuervorrichtung 117 derart gesetzt sein, dass sie kleiner sind als die inhärente Schwingungsfrequenz, die die anzutreibende Vorrichtung 102 aufweist.
2A ist ein Konfiguratiönsblockdiagramm der Verschleißdiagnosevorrichtung 115. Es ist festzuhalten, dass die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 anschließend den Prozess im Prozesszyklus Vibsearchtime ausführt. Die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 gibt in eine Filtervorrichtung 201 den Drehzahldetektionswert ω_M ein, der vom Drehzahldetektor 108 eingegeben wird. Die Filtervorrichtung 201 erzeugt den Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt, der durch Entfernen der Frequenzkomponente hoher Ordnung und der Frequenzkomponente niedriger Ordnung aus dem Drehzahldetektionswert ω_M erhalten wird. Das Bezugszeichen 202 bezeichnet eine Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung, die den Schwingungszustand des Elektromotors aus dem Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt, der der Ausgabewert der Filtervorrichtung 201 ist, beurteilt und erzeugt die Betriebsinformationen während einer Schwingung. Unter Verwendung des Mittels, das in 6 und 7 später beschrieben wird, erzeugt die Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202 den Schwingungszustandsmerker Vibflg, der repräsentiert, dass der Elektromotor 101 im Schwingungszustand ist, und erhält die Betriebsinformationen während einer Schwingung (die Informationen, die mit dem Schwingungszustand in Beziehung stehen), wenn der Elektromotor 101 in Schwingungen versetzt ist. Es ist festzuhalten, dass die Betriebsinformationen während einer Schwingung Informationen sind, die die Charakteristik der Elektromotorschwingung sind, und werden z. B. als die Schwingungsfrequenz, der Schwingungsamplitudenwert, die Anzahl von Schwingungsdetektionen und dergleichen, wenn der Elektromotor 101 in Schwingungen versetzt ist, bezeichnet.
Wenn beim Anzeigen der Betriebsinformationen während einer Schwingung an der Anzeigevorrichtung 116 der Anwender den Steuerverstärkungseinstellungsbefehl gainsetflg einschaltet, um die Schwingung zu verhindern, gibt eine Steuerverstärkungseinstellvorrichtung 203 die Steuerverstärkung Controlgain, die die Schwingung gemäß den Betriebsinformationen während einer Schwingung verhindert, aus und gibt sie in die Drehzahlsteuereinheit 110 ein.
Eine Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 204 ist eine Vorrichtung zum Speichern der Betriebsinformationen während einer Schwingung, die anschließend das Beurteilungsergebnis der Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202 speichert. Zusätzlich gibt die Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 204 die Schwingungsinformationsspeicher-Datengruppe Vibinfogroup zu der Anzeigevorrichtung 116 aus, die mit der Elektromotorsteuervorrichtung 117 verbunden ist, und zeigt die Betriebsinformationen während einer Schwingung an der Anzeigevorrichtung 116 an.
2B ist ein Blockdiagramm der Filtervorrichtung 201. Die Filtervorrichtung 201 entfernt die Hochfrequenzrauschkomponente, die in dem Stellungsdetektor 105 und dem Drehzahldetektor 108 auftritt, und die Tieffrequenzkomponente, die nicht zur Schwingungskomponente des Elektromotors 101 beiträgt. Die Filtervorrichtung 201 gibt den eingegebenen Drehzahldetektionswert ω_M in eine Frequenzentfernungsfiltervorrichtung 205 hoher Ordnung ein und erzeugt den Hochfrequenzverringerungs-Drehzahldetektionswert ω_{Mfilt_LPF}, aus dem die Hochfrequenzkomponente entfernt ist. Der Hochfrequenzverringerungs-Drehzahldetektionswert ω_{Mfilt_LPF} wird in eine Frequenzentfernungsfiltervorrichtung 206 niedriger Ordnung eingegeben und die Frequenzentfernungsfiltervorrichtung 206 niedriger Ordnung erzeugt den Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt, aus dem die Frequenzkomponente niedriger Ordnung entfernt ist, und gibt ihn in die Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202 ein.
Zusätzlich sind in 2C der Drehzahldetektionswert ω_M, der Hochfrequenzverringerungs-Drehzahldetektionswert ω_{Mfilt_LPF} und der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt durch eine Wellenform 207, eine Wellenform 208 bzw. eine Wellenform 209 angegeben.
3 veranschaulicht jede einer Stellungswellenform 301, einer Drehzahlwellenform 302, einer Drehmomentwellenform 303, eines Steuerverstärkungssatzwerts 304 und eines Schwingungsdetektionszustands 305 des Elektromotors 101, wenn der Elektromotor 101 von der Ansteuerstartstellung Pstart zur Zielstellung Ptarget vorwärtsgedreht wird und, nachdem die Vorwärtsdrehoperation gestoppt worden ist, derart angesteuert wird, dass er zur Ansteuerstartstellung Pstart umgekehrt gedreht wird. Die Stellungswellenform 301, die Drehzahlwellenform 302, die Drehmomentwellenform 303, der Steuerverstärkungssatzwert 304 und der Schwingungsdetektionszustand 305 bezeichnen Wellenformen, in denen die jeweiligen vertikalen Achsen die Stellung STELLUNG, die Drehzahl DREHZAHL, das Drehmoment DREHMOMENT, die Steuerverstärkung Controlgain und der Schwingungszustandsmerker Vibflg sind und die horizontale Achse die Zeit TIME ist, wobei die Wellenformen ein Zustand darstellen, in dem nach der Vorwärts- und der Rückwärtsdrehoperation die Steuerverstärkung Controlgain erhöht wird, um die Vorwärts- und die Rückwärtsdrehung erneut durchzuführen.
Der Ansteuerzeitraum Pattern1, der Ansteuerzeitraum Pattern2 und der Ansteuerzeitraum Pattern3 sind die Vorwärts- und die Rückwärtsrotationsansteuerabschnitte des Elektromotors 101 und repräsentieren, dass, wenn der Ansteuerzeitraum Pattern1 zum Ansteuerzeitraum Pattern2 geändert wird, die Steuerverstärkung Controlgain derart erhöht wird, dass der Elektromotor normal vorwärts und rückwärts gedreht wird. Wenn der Ansteuerzeitraum Pattern2 zum Ansteuerzeitraum Pattern3 geändert wird, startet der Elektromotor 101 die Vorwärts- und Rückwärtsdrehoperation in einem Zustand, in dem die Steuerverstärkung Controlgain größer als die Elektromotorschwingungsbegrenzungs-Steuerverstärkung Viblim gesetzt ist, derart, dass der Elektromotor 101 in Schwingungen versetzt ist, und wird der Schwingungszustandsmerker Vibflg durch das Mittel eingeschaltet, das in 6 und 7 später beschrieben wird, um zu repräsentieren, dass der Elektromotor 101 in Schwingungen versetzt ist. Es ist festzuhalten, dass die Elektromotorschwingungsbegrenzungs-Steuerverstärkung Viblim als einen Faktor die inhärente Schwingungsfrequenz oder dergleichen enthält, die die anzutreibende Vorrichtung 102 aufweist. Die Elektromotorschwingungsbegrenzungs-Steuerverstärkung Viblim ist gemäß der Konfiguration der Vorrichtung verschieden und ist ein Wert, der aufgrund von Alterungsverschleiß geändert werden kann. In der Schwingung, die im Elektromotor 101 und der anzutreibenden Vorrichtung 102 auftritt, muss die Steuerverstärkung Controlgain derart gesetzt sein, dass sie kleiner gesetzt ist als die Elektromotorschwingungsbegrenzungs-Steuerverstärkung Viblim.
4 ist ein Diagramm, das veranschaulicht, dass, wenn der Elektromotor 101 vorwärts gedreht wird, eine Schwingung im Teilabschnitt auftritt. Zum Beispiel sind der Fall, in dem mit der anzutreibenden Vorrichtung 102 als ein Kugelumlaufspindelmechanismus ein Teil der Kugelumlaufspindel verschlissen oder beschädigt wird und in der Form geändert wird, und dergleichen gegeben. Ähnlich zu 3 bezeichnen die Bezugszeichen 401 bis 405 eine Stellungswellenform 401, eine Drehzahlwellenform 402, eine Drehmomentwellenform 403, einen Steuerverstärkungssatzwert 404 bzw. einen Schwingungsdetektionszustand 405. In dem Abschnitt Section1, dem Abschnitt Section2, dem Abschnitt Section3 und dem Abschnitt Section4 wird der Schwingungszustand des Elektromotors 101 unter Verwendung des Mittels beurteilt, das in 6 und 7 später beschrieben wird. Da in jedem des Abschnitts Section1, des Abschnitts Section3 und des Abschnitts Section4 der Elektromotor 101, die anzutreibende Vorrichtung 102 und die Kopplungswelle 103 nicht im Schwingungszustand sind, wird die Drehzahlwellenform 402 nicht in Schwingungen versetzt und wird der Schwingungszustandsmerker Vibflg durch die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 nicht eingeschaltet.
Andererseits repräsentiert der Abschnitt Section2, dass der Elektromotor 101, die anzutreibende Vorrichtung 102 und die Kopplungswelle 103 in Schwingungen versetzt werden. Wenn der Elektromotor 101 in Schwingungen versetzt wird, ist die Drehzahlwellenform 402, die die Wellenform des Drehzahldetektionswerts ω_M ist, die in Schwingung versetzte Wellenform. Da der Drehzahldetektionswert ω_M, der vom Drehzahldetektor 105 eingegeben wird, die in Schwingung versetzte Wellenform ist, beurteilt die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 unter Verwendung des Mittels, das in 6 und 7 später beschrieben wird, dass der Elektromotor 101 im Schwingungszustand ist, und schaltet den Schwingungszustandsmerker Vibflg ein.
Das heißt, in Bezug auf Abschnitt Section1 bis Abschnitt Section4, wird das Vorliegen oder das Fehlen der Schwingung des Elektromotors 101 in jedem der Abschnitte beurteilt, derart, dass nicht nur die Schwingung des Betriebs der gesamten Vorrichtung, sondern auch die Schwingung, die bei einer beliebigen Stellung der Vorrichtungsoperation auftritt, detektiert werden kann. Zusätzlich kann durch Verhindern lediglich der Schwingung in dem Abschnitt, in dem die Schwingung auftritt, der Einfluss der Schwingungsverhinderung teilweise verhindert werden.
5 veranschaulicht ein Beispiel des Schwingungsverhinderungsverfahrens, wenn der Schwingungszustandsmerker im Abschnitt Section2 von 4 eingeschaltet wird. Als die Betriebsinformationen während einer Schwingung speichert die Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202 in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 204, dass der Elektromotor 101 zwischen der Stellung Pchk1 und der Stellung Pchk2 im Abschnitt Section2, in dem der Schwingungszustandsmerker Vibflg eingeschaltet wird, in Schwingungen versetzt wird, wie im Schwingungsdetektionszustand 405 veranschaulicht ist. Die Betriebsinformationen während einer Schwingung, wenn der Schwingungszustandsmerker Vibflg eingeschaltet ist, werden in die Steuerverstärkungseinstellvorrichtung 203 eingegeben und die Steuerverstärkung Cöntrolgain wird lediglich im Abschnitt Section2 unter Verwendung des Mittels verringert, das in 9 später beschrieben wird, derart, dass das Ansteuern, das die Schwingung des Elektromotors 101 verhindert, aktiviert ist. Natürlich ist die Verringerung der Steuerverstärkung Controlgain ein Beispiel und ist es außerdem möglich, das Mittel zum Verhindern der Schwingung lediglich im bezeichneten Abschnitt z. B. zum Verringern der Schwingung des Elektromotors 101 lediglich im Abschnitt Section2 durch ein Kerbfilter zu verwenden, das die bezeichnete Schwingungsfrequenzkomponente entfernt. Zusätzlich ist der Elektromotor 101 an der anzutreibenden Vorrichtung 102 montiert und wird der Schwingungsamplitudenwert ω_Mstart des Drehzahldetektionswerts im Schwingungsnichtauftrittszustand gemessen und wird mit dem Schwingungsamplitudenbetrag ω_Mamp, der später beschrieben wird, während eines Schwingungsauftretens verglichen, derart, dass der Zunahmebetrag Vibinc während eines Schwingungsauftretens durch Gleichung (1) ausgedrückt werden kann, und auf die Verringerungsbetragseinstellung des Kerbfilters anwendbar ist. $Vibinc = log | ω_{Mamp} / ω_{Mstart} |$
6 veranschaulicht die Betriebsinformationen während einer Schwingung, die durch die Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202, die in 2A. veranschaulicht ist, gemessen wird. Die Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202 misst, aus dem Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt, den Amplitudenbetrag, die Anzahl von Schwingungen und den Schwingungszyklus des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt. Der Prozessablauf der Messung wird später in 7 beschrieben.
Eine Wellenform 601 bezeichnet den Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt, wobei die horizontale Achse die Ansteuerzeit Vibtime ist und die vertikale Achse die Drehzahl ist.
Eine Wellenform 602 bezeichnet den Schwingungszeitmesswert Vibtimesch, wobei die vertikale Achse die Schwingungszyklusmessungszeit ist und die horizontale Achse die Ansteuerzeit ist. Der Schwingungszeitmesswert Vibtimesch ist die Zeit des Schwingungshalbzyklus des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt während eines Schwingungsauftretens. Der Schwingungszeitmesswert Vibtimesch wird als die Betriebsinformationen während einer Schwingung in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 203 gespeichert.
Eine Wellenform 603 bezeichnet die Anzahl Vibcnt von Abschnittsschwingungen, wobei die vertikale Achse die Anzahl Vibcnt von Abschnittsschwingungen ist und die horizontale Achse die Ansteuerzeit ist. Die Anzahl Vibcnt von Abschnittsschwingungen wird hochgezählt, da der Elektromotor 101 die Schwingung für einen Zyklus verursacht, wenn, nachdem der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt größer als die Schwingungsbeurteilungsobergrenze ω_{Mmax_jdg} ist, der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt kleiner als die Schwingungsbeurteilungsuntergrenze ω_{Mmin_jdg} ist. Durch Hochzählen der Anzahl Vibcnt von Abschnittsschwingungen als die Anzahl von Schwingungen jedes Mal, wenn die Schwingung mehrmals wiederholt wird, kann die Anzahl von Schwingungen, die im Messungsabschnitt auftritt, gemessen werden. Die Anzahl Vibcnt von Schwingungen wird als die Betriebsinformationen während einer Schwingung in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 203 gespeichert.
Eine Wellenform 604 bezeichnet eine Wellenform, in der die vertikale Achse der Abschnittsschwingungsamplitudenhöchstwert ω_Mampmax ist und die horizontale Achse die Ansteuerzeit ist. Als der Abschnittsschwingungsamplitudenhöchstwert ω_Mampmax wird der Schwingungsamplitudenwert ω_Mamp, der mehrmals der größte Wert während des Messens der Schwingungsamplitude in jedem der Messungsabschnitte des Schwingungsamplitudenwerts ω_Mamp, der in 7 später beschrieben wird, ist, als der Abschnittsschwingungsamplitudenhöchstwert ω_Mampmax in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 203 gespeichert.
Eine Wellenform 605 ist eine Wellenform, in der die vertikale Achse der Schwingungsamplitudensummenwert ist und die horizontale Achse die Ansteuerzeit ist. Der Schwingungsamplitudensummenwert ω_Mampsum wird durch Summieren des Schwingungsamplitudenwerts ω_Mamp jedes Mal, wenn die Schwingung des Elektromotors 101 detektiert wird, erzeugt. Zusätzlich wird, wenn die Schwingungsmessung des Elektromotors 101 für einen Abschnitt abgeschlossen ist, der Schwingungsamplitudendurchschnittswert ω_Mampave durch Teilen des Schwingungsamplitudensummenwerts ω_Mampsum durch die Anzahl Vibcnt von Abschnittsschwingungen berechnet. Der Schwingungsamplitudendurchschnittswert ω_Mampave wird durch Gleichung (2) ausgedrückt. $ω_{Mampave} = ω_{Mampsun} \div Vibcnt$
Nach einem Ergebnis werden der Schwingungsamplitudendurchschnittswert ω_Mampave und der Schwingungsamplitudensummenwert ω_Mampsum in der Schwingungsinförmationsspeichervorrichtung 203 gespeichert. Zusätzlich werden die Abschnittsstartstellung und die Abschnittsendstellung in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 203 in jedem der Abschnitte gespeichert. In der Abschnittsstartstellung und der Abschnittsendstellung, auf die hier Bezug genommen wird, ist die Abschnittsstartstellung die Stellung Pchkl und ist die Abschnittsendstellung Pchk2, wenn der Abschnitt Section2 als Beispiel genommen wird.
7A, 7B sind die Prozessablaufpläne der Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202. Die Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202 beurteilt den Schwingungszustand aus dem Schwingen des Werts des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt in der positiven oder der negativen Richtung, wenn der Elektromotor 101 im Schwingungszustand ist. Für den Schwingungszustand beurteilt dann, wenn mehrmals kontinuierlich detektiert wird, dass der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt kleiner als die Schwingungsbeurteilungsuntergrenze ist bzw. dass der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt größer als die Schwingungsbeurteilungsobergrenze ist, die Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202, dass der Elektromotor 101 in Schwingungen versetzt wird, und aktualisiert die Betriebsinformationen während einer Schwingung.
Ein Prozess 701 startet den Prozess der Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202, um zu einem Vergleichsprozess 702 zu wechseln. Der Vergleichsprozess 702 beurteilt, dass der Obergrenzensuchzustand unvollständig ist (Vibsearch_maxjdg = OFF). Wenn der Obergrenzensuchzustand unvollständig ist, fährt der Vergleichsprozess 702 zu einem Prozess 703 fort, um zu beurteilen, dass der Wert des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt in der positiven Richtung geschwungen ist. Es ist festzuhalten, dass, wenn der Obergrenzensuchzustand im Abschlusszustand ist, der Vergleichsprozess 702 beurteilt, dass der Wert des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt in der positiven Richtung geschwungen ist, und wechselt zu einem Vergleichsprozess 709.
Durch kontinuierliches mehrmaliges Detektieren, dass der Wert des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt größer als die Schwingungsbeurteilungsobergrenze ω_{Mmax_jdg} ist, beurteilen der Vergleichsprozess 703 bis der Prozess 708, dass der Wert des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt in der positiven Richtung geschwungen ist. Im Folgenden wird dies nacheinander veranschaulicht.
Durch Beurteilen, dass der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt größer als die Schwingungsbeurteilungsobergrenze ω_{Mmax_jdg} ist (ω_Mfilt > ω_{Mmax_jdg}), beurteilt der Vergleichsprozess 703, dass der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt einen Amplitudenbetrag über einem bestimmten Betrag in Bezug auf die positive Richtung aufweist.
Wenn im Vergleichsprozess 703, der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt gleich oder kleiner als die Schwingungsbeurteilungsobergrenze ω_{Mmax_jdg} ist, wechselt der Vergleichsprozess 703 zum Prozess 704 und der Prozess 704 gibt den Schwingungsbeurteilungsobergrenzen-Zustandsanzahlwert Vibsearch_maxcnt, der die Anzahl repräsentiert, wie häufig der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt kontinuierlich über der Schwingungsbeürteilungsobergrenze ω_{Mmax_jdg} (Vibsearch_maxcnt = 0) liegt, frei und wechselt zum Vergleichsprozess 709.
Um die Anzahl zu messen, in der der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt über der Schwingungsbeurteilungsobergrenze ω_{Mmax_jdg} liegt, zählt der Prozess 705 den Schwingungsbeurteilungsobergrenzen-Zustandsanzahlwert Vibsearch_maxcnt hoch $\begin{array}{l} (Vibsearch_maxcnt = Vibsearch_maxcnt + 1) und wechselt zum \\ Vergleichsprozess 706. \end{array}$
Wenn im Vergleichsprozess 706 der Schwingungsbeurteilungsobergrenzen-Zustandsanzahlwert Vibsearch_maxcnt größer als der Schwingungsbeurteilungsobergrenzen-Anzahlbeurteilurigswert Vibsearch_maxjdgcnt ist (Vibsearch_maxcnt > Vibsearch_maxjdgcnt), liegt der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt für eine bestimmte Anzahl kontinuierlich über der Schwingungsbeurteilungsobergrenze ω_{Mmax_jdg}, derart, dass der Vergleichsprozess 706 beurteilt, dass der Wert des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt in der positiven Richtung geschwungen ist, und zum Prozess 707 wechselt.
Der Prozess 707 setzt den Obergrenzensuchzustand zum Abschlusszustand (Vibsearch_maxjdg = ON) und wechselt zum Prozess 708 und der Prozess 708 gibt den Schwingungsbeurteilungsobergrenzen-Anzahlwert frei (Vibsearch_maxcnt = 0) und wechselt zum Prozess 709.
Es ist festzuhalten, dass, wenn im Vergleichsprozess 706 der Schwingungsbeürteilungsobergrenzen-Zustandsanzahlwert Vibsearch_maxcnt gleich oder kleiner als der Schwingungsbeurteilungsobergrenzen-Anzahlbeurteilungswert Vibsearch_maxjdgcnt ist, der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt nicht kontinuierlich mit einer bestimmten Anzahl über der Schwingungsbeurteilungsobergrenze ω_{Mmax_jdg} liegt, derart, dass der Vergleichsprozess 706 zum Vergleichsprozess 709 wechselt, während der Obergrenzensuchzustand im Nichtabschlusszustand ist.
Der Vergleichsprozess 709 beurteilt, dass der Untergrenzensuchzustand unvollständig ist (Vibsearch_minjdg = OFF). Wenn der Untergrenzensuchzustand unvollständig ist, fährt der Vergleichsprozess 709 zu einem Prozess 710 fort, um zu beurteilen, dass der Wert des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt in der negativen Richtung geschwungen ist. Es ist festzuhalten, dass, wenn der Untergrenzensuchzustand im Abschlusszustand ist, der Vergleichsprozess 709 beurteilt, dass der Wert des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt in der negativen Richtung geschwungen ist und wechselt zu einem Prozess 716.
Durch kontinuierliches mehrmaliges Detektieren, dass der Wert des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt kleiner als die Schwingungsbeurteilungsuntergrenze ω_{Mmin_jdg} ist, beurteilen der Vergleichsprozess 710 bis zu einem Prozess 715, dass der Wert des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt in der negativen Richtung geschwungen ist. Im Folgenden wird dies nacheinander veranschaulicht.
Durch Beurteilen, dass der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt kleiner als die Schwingungsbeurteilungsuntergrenze ω_{Mmin_jdg} ist (ω_Mfilt < ω_{Mmin_jdg}), beurteilt der Vergleichsprozess 710, dass der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt einen Amplitudenbetrag über einem bestimmten Betrag in Bezug auf die negative Richtung aufweist.
Wenn im Vergleichsprozess 710, der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt gleich oder größer als die Schwingungsbeurteilungsuntergrenze ω_{Mmin_jdg} ist, wechselt der Vergleichsprozess 710 zum Prozess 711 und gibt der Prozess 711 den Schwingungsbeurteilungsuntergrenzen-Zustandsanzahlwert Vibsearch_mincnt, der die Anzahl repräsentiert, in der der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt kontinuierlich unter der Schwingungsbeurteilungsuntergrenze ω_{Mmin_jdg} liegt (Vibsearch_mincnt = 0), frei und wechselt zum Vergleichsprozess 716.
Um die Anzahl zu messen, in der der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt unter der Schwingungsbeurteilungsuntergrenze ω_{Mmin_jdg} liegt, zählt der Prozess 712 den Schwingungsbeurteilungsuntergrenzen-Zustandsanzahlwert Vibsearch_mincnt hoch $\begin{array}{l} (Vibsearch_minct = Vibsearch_minct + 1) und wechselt zum Vergleichsprozess \\ 713. \end{array}$
Wenn im Vergleichsprozess 713 der Schwingungsbeurteilungsuntergrenzen-Zustandsanzahlwert Vibsearch_mincnt größer als der Schwingungsbeurteilungsuntergrenzen-Anzahlbeurteilungswert Vibsearch_minjdgcnt ist (Vibsearch_mincnt > Vibsearch_minjdgcnt), liegt der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt in einer bestimmten Anzahl kontinuierlich über der Schwingungsbeurteilungsuntergrenze ω_{Mmin_jdg}, derart, dass der Vergleichsprozess 713 beurteilt, dass der Wert des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt in der negativen Richtung geschwungen ist, und zum Prozess 714 wechselt.
Der Prozess 714 setzt den Untergrenzensuchzustand zum Abschlusszustand (Vibsearch_minjdg = ON) und wechselt zum Prozess 715 und der Prozess 715 gibt den Schwingungsbeurteilungsuntergrenzen-Anzahlwert Vibsearch_mincnt frei (Vibsearch_mincnt = 0) und wechselt zum Prozess 716.
Es ist festzuhalten, dass, wenn im Vergleichsprozess 713 der Schwingungsbeurteilungsuntergrenzen-Zustandsanzahlwert Vibsearch_mincnt gleich oder kleiner als der Schwingungsbeurteilungsuntergrenzen-Anzahlbeurteilungswert Vibsearch_minjdgcnt ist, der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt nicht kontinuierlich in einer bestimmten Anzahl über der Schwingungsbeurteilungsuntergrenze ω_{Mmin_jdg} ist, derart, dass der Vergleichsprozess 713 zum Vergleichsprozess 716 wechselt, während der Untergrenzensuchzustand im Nichtabschlusszustand ist.
In 7B wechselt der Prozess 716 zu einem Vergleichsprozess 717.
Wenn der Obergrenzensuchzustand und der Untergrenzensuchzustand beide im Abschlusszustand sind (Vibsearch_maxjdg = ON && Vibsearch_minjdg = ON), wechselt der Vergleichsprozess 717 zu einem Prozess 718, um die Betriebsinformationen während einer Schwingung des Elektromotors 101 in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 204 zu speichern und wechselt zu einem Vergleichsprozess 724, wenn sie nicht im Aktualisierungszustand sind.
Der Prozess 718 berechnet den Schwingungsamplitudenbetrag ω_Mamp aus der Differenz zwischen dem vorliegenden Drehzahldetektionshöchstwert ω_Mamp und dem vorliegenden Drehzahldetektionsmindestwert ω_Mmin, die in einem Prozess 727 und einem Prozess 729, die später beschrieben werden, erhalten werden (ω_Mamp = ω_Mmax - ω_Mmin). Der Schwingungsamplitüdenbetrag ω_Mamp ist der Amplitudenwert für einen Zyklus der Schwingung des Drehzahldetektionswerts nach dem Filter ω_Mfilt und repräsentiert die Magnitude der Schwingung. Nach dem Berechnen des Schwingungsamplitudenbetrags ω_Mamp wechselt der Prozess 718 zu einem Prozess 719.
Der Prozess 719 ist ein Prozess zum Initialisieren des vorliegenden Drehzahlhöchstwerts ω_Mmax und des vorliegenden Drehzahlmindestwerts ω_Mmin (ω_Mmax = 0, ω_Mmain = 0), um den Schwingungsamplitudenbetrag ω_Mamp im nächsten Zyklus zu erhalten. Nach der Initialisierung wechselt der Prozess 719 zu einem Prozess 720.
Um den Schwingungszustand erneut zu detektieren, setzt der Prozess 720 den Obergrenzensuchabschlusszustand und den Untergrenzensuchabschlusszustand zu OFF, um sie unvollständig zu gestalten (Vibsearch_maxjdg = OFF, Vibsearch_minjdg = OFF), und wechselt zu einem Prozess 721.
Um den Schwingungszeitmesswert Vibtimesch in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 204 zu speichern, aktualisiert der Prozess 721 ihn durch die Schwingungszeit Vibtime (Vibtimesch = Vibtime) und wechselt zu einem Prozess 722. Es ist festzuhalten, dass der Schwingungszeitmesswert Vibtimesch durch Multiplizieren des Prozesszyklus Vibsearchtime mit der Schwingungszeit Vibtime der Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202 der Halbzyklus der Elektromotorschwingung ist. Die Schwingungsfrequenz Vibfreq wird durch Gleichung (3) ausgedrückt und kann verwendet werden, wenn die Steuerverstärkung Controlgain derart eingestellt ist, dass sie ein kleinerer Wert als die Schwingungsfrequenz Vibfreq ist. $Vinfreq = 1 \div (Vibtimesch \times Vibsearchtime \times 2)$
Um den Schwingungszeitmesswert Vibtimesch im nächsten Zyklus zu messen, gibt der Prozess 722 die Schwingungszeit Vibtime zu null frei (Vibtime = 0) und wechselt zu einem Prozess 723.
Um den Schwingungsamplitudensummenwert ω_Mampsum zu aktualisieren, summiert der Prozess 723 den Schwingungsamplitudensummenwert ω_Mampsum und den Schwingungsamplitudenbetrag ω_Mamp (ω_Mampsum = ω_Mampsum + ω_Mamp) und wechselt zum Vergleichsprozess 724.
Der Vergleichsprozess 724 und ein Prozess 725 sind Prozesse zum Messen des Anzahlwerts, der im Prozess 721 der Halbzyklus des Schwingungszustands wird. Wenn einer des Obergrenzensuchzustands und des Untergrenzensuchzustands im Abschlusszustand ist (Vibsearch_maxjdg = ON oder Vibsearch_minjdg = ON), wechselt der Vergleichsprozess 724 zum Prozess 725, zählt die Schwingungszeit Vibtime im Prozess 725 hoch (Vibtime = Vibtime + 1) und wechselt zu einem Vergleichsprozess 726. Es ist festzuhalten, dass dann, wenn der Vergleichsprozess 724 die Bedingung nicht erfüllt, der Vergleichsprozess 724 zum Vergleichsprozess 726 wechselt.
Die Schwingungszeit Vibtime wird im Prozess 722 zu null freigegeben, wenn der Obergrenzensuchzustand und der Untergrenzensuchzustand beide im Abschlusszustand sind, derart, dass die Zeit, bis nachdem einer des Obergrenzensuchzustands und des Untergrenzensuchzustands im Abschlusszustand ist, der Obergrenzensuchzustand und der Untergrenzensuchzustand beide im Abschlusszustand sind, gemessen wird und die Halbzykluszeit der Schwingung gemessen wird.
Der Vergleichsprozess 726 ist ein Prozess zum Erhalten des Schwingungsamplitudenhöchstwerts des Elektromotors, um den Schwingungsamplitudenbetrag ω_Mamp des Elektromotors 101 zu erhalten. Wenn der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt größer als der vorliegende Drehzahlhöchstwert ω_Mmax ist (ω_Mfilt > ω_Mmax), wechselt der Vergleichsprozess 726 zum Prozess 727. Wenn die Bedingung nicht erfüllt ist, wechselt der Vergleichsprozess 726 zu einem Vergleichsprozess 728. Der Prozess 727 aktualisiert den vorliegenden Drehzahlhöchstwert ω_Mmax durch den Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt (ω_Mmax = ω_Mfilt) und wechselt zum Prozess 728.
Der Vergleichsprozess 728 ist ein Prozess zum Erhalten des Schwingungsamplitudenmindestwerts des Elektromotors, um den Schwingungsamplitudenbetrag ω_Mamp des Elektromotors 101 zu erhalten. Wenn der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt kleiner als der vorliegende Drehzahlmindestwert ω_Mmin ist (ω_Mfilt < ω_Mmin), wechselt der Vergleichsprozess 728 zum Prozess 729. Wenn die Bedingung nicht erfüllt ist, wechselt der Vergleichsprozess 728 zu einem Prozess 730. Der Prozess 729 aktualisiert den vorliegenden Drehzahlmindestwert ω_Mmin durch den Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt (ω_Mmin = ω_Mfilt) und wechselt zum Prozess 730. Der Prozess 730 beendet den Prozessablauf der Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202. Die Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202 wird vom Prozess 701 erneut betrieben, wenn der Drehzahldetektionswert nach dem Filter ω_Mfilt eingegeben wird.
Durch sequenzielles Ausführen des Prozessablaufs der Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung 202, die in 7A und 7B veranschaulicht ist, können die Betriebsinformationen während einer Schwingung des Elektromotors 101 erhalten werden, wie in 6 veranschaulicht ist, und werden durch ihr Ausgeben zur Anzeigevorrichtung 116 die Schwingungsbeurteilung, das Verringerungsmittel während eines Schwingungsauftretens und der Überwachungsvorrichtungsüberwachungsprozess der Betriebsinformationen während einer Schwingung aktiviert.
8 ist ein Beispiel der Speicherungsform der Betriebsinformationen während einer Schwingung, die in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 204 gespeichert ist. Ähnlich 4 und 5 sind eine Wellenform 801 bis zu einer Wellenform 803 die Stellungs-, die Drehzahl- und die Drehmomentwellenform. Jedes der Bezugszeichen 804 bis 806 bezeichnet die Schwingungsinformationsspeicher-Datengruppe Vibinfogroup die die Datengruppe der Betriebsinformationen während einer Schwingung ist, die in jedem des Messungszeitraums Time1, des Messungszeitraums Time2 und des Messungszeitraums Time3 gemessen wird. Der Messungszeitraum ist ein Zeitraum, bis der Betriebszustand durch die Schwingungsbeurteilungsvorrichtung 115, die oben in jedem der zuvor bezeichneten Abschnitte beschrieben ist, gemessen und gespeichert worden ist. Für den Messungszeitraum wird die Messung mehrmals durchgeführt und wird z. B. für den Messungszeitraum Time1 und den Messungszeitraum Time2 die Messung lediglich zum ersten Mal durchgeführt, nachdem die Stromversorgung des Ansteuerns täglich eingeschaltet wird. Als ein weiteres Verfahren kann die Elektromotorsteuervorrichtung 117 eine Taktfunktion aufweisen oder können Zeitinformationen zur Elektromotorsteuervorrichtung 117 gegeben werden, um eine Messung jedes Mal durchzuführen, wenn die zuvor bezeichnete Zeit verstreicht.
Jeder des Messungszeitraums Time1, des Messungszeitraums Time2 und des Messungszeitraums Time3 misst den Betriebszustand, wenn der Elektromotor 101 zu der verschiedenen Zeit angesteuert wird. Zusätzlich werden für die Schwingungsinformationsspeicher-Datengruppe Vibinfogroup die Betriebsinformationen während einer Schwingung, die von dem Abschnitt Section1 bis zum Abschnitt Section4 in jedem der Messzeiträume gemessen wird, gespeichert. Durch Messen und Speicherns der Betriebsinformationen in jedem der Messzeiträume, kann die Operation, in der der Elektromotor 101 an der anzutreibenden Vorrichtung 102 montiert wird und dann weiterhin angesteuert wird, immer gespeichert werden und kann an der außen montierten Überwachungsvorrichtung oder dergleichen angezeigt werden, wenn der Ansteuerzustand des Elektromotors aufgrund des Alterungsverschleißes geändert wird.
9A bis 9C sind Beispiele von Anzeigewellenformen, wenn die Betriebsinformationen während einer Schwingung der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 204, die ist in 8 gespeichert werden, zur Anzeigevorrichtung 116 ausgegeben werden.
Die X-Achsenrichtung ist die Zeit, die Y-Achsenrichtung ist der Abschnitt und die Z-Achsenrichtung kann sämtliche beliebiger Betriebsinformationen während einer Schwingung anzeigen. 9A, 9B und 9C veranschaulichen Beispiele, in denen die Betriebsinformationen während einer Schwingung, die in der Z-Achsenrichtung angezeigt wird, geändert werden.
9A ist ein Graph, in dem die Z-Achsenrichtung der Schwingungsamplitudenhöchstwert durch den Abschnitt ω_Msecmax ist, 9B ist ein Graph, in dem die Z-Achsenrichtung der Schwingungsamplitudendurchschnittswert durch den Abschnitt ω_Mampave ist, und 9C ist ein Graph, in dem die Z-Achsenrichtung die Anzahl Vibcnt von Schwingungen ist. 9A bis 9C veranschaulichen, dass bis zum Messungszeitraum Time3 keine Schwingung auftritt, und veranschaulichen, aus dem Messungszeitraum Time4, dass eine Schwingung des Elektromotors 101 im Abschnitt Section2 detektiert wird.
Hier wird, wenn der Anwender 9A bestätigt und beurteilt, dass, da die Schwingung des Elektromotors 101 klein ist, die Schwingung nicht entfernt werden muss, der Betrieb des Elektromotors 101 fortgesetzt, ohne das Mittel zum Verhindern der Schwingung auszuführen. 9A veranschaulicht, dass, wenn danach der Elektromotor 101 in den Messzeiträumen Time5 und Time6 weiterhin angesteuert wird, die Schwingung des Elektromotors 101 erhöht wird. Der Anwender bestätigt 9A und verringert, um die Schwingung, die im Messungszeitraum Time6 detektiert wird, zu verhindern, die Steuerverstärkung Controlgain des Abschnitts Section2, wodurch die Schwingung verhindert wird. Wenn ein Beispiel der Einstellung der Steuerverstärkung Controlgain, die die Schwingung verhindert, gegeben ist, wird die Steuerverstärkung Controlgain aus der Anzahl Vibcnt von Schwingungen aus 9C berechnet und wird die Steuerverstärkung der Drehzahlsteuereinheit 110 von der Steuerverstärkungseinstellvorrichtung 203 automatisch gesetzt, derart, dass sie kleiner als die Schwingungsfrequenz des Elektromotors 101 ist. Der Messungszeitraum Time7 repräsentiert, dass, durch Verringern der Steuerverstärkung Controlgain, die Schwingung des Elektromotors verhindert wird und der Elektromotor kontinuierlich angesteuert wird. Zum jetzigen Zeitpunkt wird die Steuerverstärkung der Drehzahlsteuereinheit 110 verhindert, jedoch kann die Steuerverstärkung der Stellungssteuereinheit 107 gleichzeitig eingestellt werden.
10 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm der gesamten Elektromotorsteuervorrichtung, die die erste Ausführungsform anwendet. In 10 bezeichnet das Bezugszeichen 1001 eine Kugelumlaufspindeleinheit, bezeichnet das Bezugszeichen 1002 einen Elektromotor, bezeichnet das Bezugszeichen 1003 einen Stellungsdetektor des Elektromotors 1002, bezeichnet das Bezugszeichen 1005 einen Schieber, an dem eine Last 1004 montiert ist, bezeichnet das Bezugszeichen 1000 eine Elektromotorsteuervorrichtung und bezeichnet das Bezugszeichen 1006 ein Kabel, das das Stellungsdetektionssignal des Elektromotors 1002 zur Elektromotorsteuervorrichtung 1000 überträgt. Zusätzlich bezeichnet das Bezugszeichen 1007 ein Kabel, das eine Ansteuerleistung von der Elektromotorsteuervorrichtung 1000 zum Elektromotor 1002 zuführt, und bezeichnet das Bezugszeichen 1008 ein Kabel, das eine Stromversorgung zur Elektromotorsteuervorrichtung 1000 zuführt. Das Bezugszeichen 1009 bezeichnet einen Personal Computer, der die Betriebsinformationen während einer Schwingung des Elektromotors anzeigt und den Schwingungsverringerungsbefehl eingibt, und das Bezugszeichen 1010 bezeichnet ein Kommunikationskabel zum Übertragen der Betriebsinformationen während einer Schwingung des Elektromotors von der Elektromotorsteuervorrichtung 1000 zum Personal Computer 1009.
Es ist festzuhalten, dass zur Beschreibung 10 als das gesamte Systemkonfigurationsdiagramm der Elektromotorsteuervorrichtung, die die vorliegende Erfindung anwenden kann, als Beispiel den Fall genommen hat, in dem der Elektromotor des Drehungssystems verwendet wird, um durch die Elektromotorsteuervorrichtung angesteuert zu werden, jedoch die gesamte Systemkonfiguration der Elektromotorsteuervorrichtung, die die vorliegende Erfindung anwenden kann, dieselbe Wirkung erhalten kann, selbst dann, wenn der Elektromotor des direkten Wirksystems verwendet wird, um durch die Elektromotorsteuervorrichtung angesteuert zu werden.
Zusätzlich ist der Elektromotor 1002 der Elektromotor 101, auf den in 1 Bezug genommen wird, ist die Elektromotorsteuervorrichtung 1000 die Elektromotorsteuervorrichtung 117, auf die in 1 Bezug genommen wird, und ist der Personal Computer 1012 die Anzeigevorrichtung, auf die in 1 Bezug genommen wird.
11 ist ein Bildschirmkonfigurationsbeispiel, das an der Anzeigevorrichtung 116 die Betriebsinformationen während einer Schwingung anzeigt, die durch die Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 204 über die Elektromotorsteuervorrichtung 117 gespeichert sind.
Das Bezugszeichen 1101 bezeichnet die Anzeigevorrichtung 116. Das Bezugszeichen 1102 bezeichnet einen Graphikbildschirm, der den Betriebszustand während einer Schwingung anzeigt. In den Bezugszeichen 1103 1104 werden der Anzeigestartzeitraum bzw. der Anzeigeendzeitraum der Messzeiträume, die auf dem Graphikbildschirm 1102 angezeigt werden, gesetzt. In dem Bezugszeichen 1105 werden die Betriebsinformationen während einer Schwingung, die am Graphikbildschirm 1102 angezeigt werden, gewählt. Im Fall von 9A bis 9C werden beliebige von 9A bis 9C zur Anzeige gewählt. Das Bezugszeichen 1106 ist eine Taste, die ON im Falle des automatischen Einstellens der Steuerverstärkung gemäß dem Betriebszustand während einer Schwingung setzt, wenn der Elektromotor im Schwingungszustand ist, Wenn die Taste 1106 eingeschaltet ist, wird der Steuerverstärkungseinstellungsbefehl gainsetflg = ON über die Elektromotorsteuervorrichtung 117 in die Verschleißdiagnosevorrichtung eingegeben. Der Steuerverstärkungseinstellungsbefehl gainsetflg, der in die Verschleißdiagnosevorrichtung115 eingegeben wird, wird in die Steuerverstärkungseinstellvorrichtung 203 eingegeben und die Steuerverstärkung Controlgain, die die Schwingung des Elektromotors verringert, wird gemäß den Betriebsinformationen während einer Schwingung, die durch die Schwingungsinformationsspeichervorrichtung 204 gespeichert ist, ausgegeben und wird zur Drehzahlsteuereinheit 110 gesetzt. Das Bezugszeichen 1107 bezeichnet eine Taste, die die Anzeige der Anzeigevorrichtung 116 beendet.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die geeignete Verschleißdiagnose unter Berücksichtigung nicht nur des Amplitudenbetrags des Drehzahldetektionswerts, sondern auch weiterer Betriebsinformationen wie z. B. des Schwingungszyklus und der Änderung der Schwingung durchgeführt werden. Zusätzlich wird die Steuerverstärkung der Steuervorrichtung auf der Grundlage des Verschleißdiagnoseergebnisses eingestellt, um die Schwingung in dem Abschnitt zu verhindern, in dem die Schwingung detektiert wird, derart, dass das Elektromotoransteuern, das die Schwingung des Elektromotors verhindert, ermöglicht wird.
<Ausführungsform 2>
12 veranschaulicht ein Konfigurationsblockdiagramm der Elektromotorsteuervorrichtung, an der die Verschleißdiagnosevorrichtung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist. Die erste Ausführungsform führt die Verschleißdiagnose unter Verwendung des Drehzahldetektionswerts durch, jedoch führt die zweite Ausführungsform die Verschleißdiagnose unter Verwendung des Stellungsdetektionswerts vom Stellungsdetektor 105 durch. Wie in 3 und 4 veranschaulicht ist, wird auch das Signal, das die Stellung angibt, wenn die Schwingung auftritt, in Schwingung versetzt. Wie in 12 veranschaulicht ist, wird der Stellungsdetektionswert θ_M vom Stellungsdetektor 105 in die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 eingegeben. Ähnlich der ersten Ausführungsform detektiert die zweite Ausführungsform auch die Schwingung des Elektromotors und erhält und speichert den Schwingungszustand und die Betriebsinformationen während einer Schwingung des Elektromotors. Zusätzlich werden die Betriebsinformationen während einer Schwingung dem Anwender angezeigt, wodurch die Schwingung des Elektromotors gemäß der Nachfrage des Anwenders verringert wird.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die geeignete Verschleißdiagnose des Elektromotors durch Eingeben des Stellungsdetektionswerts θ_M vom Stellungsdetektor 105 in die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 und Durchführen desselben Prozesses wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt werden.
<Ausführungsform 3>
13 veranschaulicht ein Konfigurationsblockdiagramm der Elektromotorsteuervorrichtung, an der die Verschleißdiagnosevorrichtung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist. Die erste Ausführungsform führt die Verschleißdiagnose unter Verwendung des Drehzahldetektionswerts durch, jedoch führt die dritte Ausführungsform die Verschleißdiagnose unter Verwendung des elektrischen Drehmomentstromdetektionswerts vom Detektor 111 für elektrischen Strom durch. Wie in 3 und 4 veranschaulicht ist, wird auch das Signal, das das Drehmoment angibt, wenn die Schwingung auftritt, in Schwingung versetzt. Wie in 13 veranschaulicht ist, wird der elektrische Drehmomentstromdetektionswert I_q vom Detektor 111 für elektrischen Strom in die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 eingegeben. Ähnlich der ersten und der zweiten Ausführungsform detektiert die dritte Ausführungsform auch die Schwingung des Elektromotors und erhält und speichert den Schwingungszustand und die Betriebsinformationen während einer Schwingung des Elektromotors. Zusätzlich werden die Betriebsinformationen während einer Schwingung zum Anwender angezeigt, wodurch die Schwingung des Elektromotors gemäß der Nachfrage des Anwenders verringert wird.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die geeignete Verschleißdiagnose des Elektromotors durch Eingeben des elektrischen Drehmomentstromdetektionswerts I_q vom Detektor 111 für elektrischen Strom in die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 und Durchführen desselben Prozesses wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt werden.
<Ausführungsform 4>
Ähnlich der ersten Ausführungsform detektiert eine vierte Ausführungsform die Schwingung des Elektromotors und den Schwingungszustand und erhält und speichert die Betriebsinformationen während einer Schwingung des Elektromotors. Zusätzlich werden die Betriebsinformationen während einer Schwingung dem Anwender angezeigt, wodurch die Schwingung des Elektromotors, gemäß der Nachfrage des Anwenders verringert wird. In der vierten Ausführungsform wird, wie in 11 veranschaulicht ist, der Drehzahldetektionswert ω_M in die Verschleißdiagnosevorrichtung 115 eingegeben und wird dann, wenn der Schwingungsamplitudenwert ω_Mamp dazu tendiert, erhöht zu sein, beurteilt, dass der Elektromotor in Schwingungen versetzt ist.
Bezugszeichenliste

101: Elektromotor,
102: Anzutreibende Vorrichtung,
103: Kopplungswelle,
104: Leistungsumsetzer,
105: Stellungsdetektor,
106: Subtrahierer,
107: Stellungssteuereinheit,
108: Drehzahlrechner,
109: Subtrahierer,
110: Drehzahlsteuereinheit,
111: Detektor für elektrischen Strom,
112: Subtrahierer,
113: Steuereinheit für elektrischen Strom,
114: Stellungsbefehlsgenerator,
115: Verschleißdiagnosevorrichtung,
116: Anzeigevorrichtung,
117: Elektromotorsteuervorrichtung,
201: Filtervorrichtung,
202: Schwingungsdetektionsbeurteilungsvorrichtung,
203: Steuerverstärkungseinstellvorrichtung,
204: Schwingungsinformationsspeichervorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 202025462 [0003, 0004]

Claims

Verschleißdiagnosevorrichtung, die derart vorgesehen ist, dass sie einteilig mit oder getrennt von einer Elektromotorsteuervorrichtung ist, die Folgendes enthält: einen Leistungsumsetzer, der Leistung ausgibt, die einen Elektromotor ansteuert, der mit einer anzutreibenden Vorrichtung verbunden ist; eine Stellungssteuereinheit, die einen Drehzahlbefehlswert gemäß einer Abweichung zwischen einem Stellungsbefehlswert und einem Stellungsdetektionswert des Elektromotors ausgibt; eine Drehzahlsteuereinheit, die einen elektrischen Drehmomentstrombefehlswert gemäß einer Abweichung zwischen dem Drehzahlbefehlswert und einem Drehzahldetektionswert des Elektromotors ausgibt; und eine Steuereinheit für elektrischen Strom, die einen ausgegebenen elektrischen Strom des Leistungsumsetzers gemäß einer Abweichung zwischen dem elektrischen Drehmomentstrombefehlswert und einem elektrischen Drehmomentstromdetektionswert, der zum Elektromotor geliefert wird, einstellt, wobei die Verschleißdiagnosevorrichtung Folgendes aufweist: eine Verschleißdiagnoseeinheit, die die Verschleißdiagnose des Elektromotors gemäß Betriebsinformationen des Elektromotors durchführt; und eine Schwingungsinformationsspeichervorrichtung, die ein Diagnoseergebnis der Verschleißdiagnoseeinheit speichert, wobei die Verschleißdiagnoseeinheit in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung mehrere Typen von Informationen speichert, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors, der aus den Betriebsinformationen berechnet wird, in Beziehung stehen, und beurteilt, dass eine Schwingung auftritt, wenn die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, größer als ein vorgegebener Schwellenwert sind.
Verschleißdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Betriebsinformationen des Elektromotors der Drehzahldetektionswert des Elektromotors sind, die Informationen, die mit einem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, einen Schwingungsamplitudenbetrag und einen Schwingungszyklus des Drehzahldetektionswerts enthalten und die Verschleißdiagnoseeinheit die Schwingung aus dem Schwingungsamplitudenbetrag und dem Schwingungszyklus des Drehzahldetektionswerts beurteilt und ein Schwingungsbeurteilungsergebnis in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung speichert.
Verschleißdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Betriebsinformationen des Elektromotors der Stellungsdetektionswert oder der elektrische Drehmomentstromdetektionswert des Elektromotors sind und die Verschleißdiagnoseeinheit die Schwingung aus dem Schwingungsamplitudenbetrag und dem Schwingungszyklus des Stellungsdetektionswerts oder des elektrischen Drehmomentstromdetektionswerts beurteilt und das Schwingungsbeurteilungsergebnis in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung speichert.
Verschleißdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei dann, wenn die Verschleißdiagnoseeinheit beurteilt, dass die Schwingung auftritt, die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors und dem Verschleißdiagnoseergebnis in Beziehung stehen, von einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden, die mit der Verschleißdiagnosevorrichtung oder der Elektromotorsteuervorrichtung einteilig oder von ihr getrennt ist.
Verschleißdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verschleißdiagnoseeinheit die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, in jedem der zuvor bezeichneten Ansteuerabschnitte des Elektromotors erhält und die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung ansammelt und die angesammelten Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, an der Anzeigevorrichtung in einer Zeitreihe angezeigt werden.
Verschleißdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verschleißdiagnosevorrichtung ferner eine Steuerverstärkungseinstellvorrichtung enthält, die einen Steuerverstärkungsbefehl auf der Grundlage des Schwingungsbeurteilungsergebnisses erstellt, und die Steuerverstärkungseinstellvorrichtung den Steuerverstärkungsbefehl, der eine Steuerverstärkung einstellt, zur Steuereinheit der Elektromotorsteuervorrichtung sendet, wenn die Verschleißdiagnoseeinheit beurteilt, dass die Schwingung auftritt.
Verschleißdiagnoseverfahren, das Folgendes umfasst: einen ersten Schritt, durch den eine Elektromotorsteuervorrichtung, die einen Elektromotor ansteuert, die Betriebsinformationen des Elektromotors erhält; einen zweiten Schritt, durch den mehrere Typen von Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, aus den erhaltenen Betriebsinformationen gemessen werden; einen dritten Schritt, durch den die mehreren Typen von Informationen, die mit dem gemessenen Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, gespeichert werden; einen vierten Schritt, durch den beurteilt wird, dass der Elektromotor in Schwingungen versetzt wird, wenn die Informationen, die mit dem Schwingungszustand in Beziehung stehen, über einem vorgegebenen Schwellenwert liegen, und einem Anwender ein Schwingungsbeurteilungsergebnis angezeigt wird; und einen fünften Schritt, durch den ein charakteristischer Schwingungsbetrag aus den Informationen, die die Schwingung beurteilen, extrahiert wird, um die Schwingung zu verhindern.
Verschleißdiagnoseverfahren nach Anspruch 7, wobei die Betriebsinformationen des Elektromotors einer des Drehzahldetektionswerts, des Stellungsdetektionswerts und des elektrischen Drehmomentstromdetektionswerts des Elektromotors sind und die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, einen Schwingungsamplitudenbetrag und einen Schwingungszyklus enthalten.
Verschleißdiagnoseverfahren nach Anspruch 7, wobei im zweiten Schritt die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, in jedem der zuvor bezeichneten Ansteuerabschnitte des Elektromotors erhalten werden.
Verschleißdiagnoseverfahren nach Anspruch 7, wobei im vierten Schritt dem Anwender ein Verschleißdiagnoseergebnis angezeigt wird und ein Befehl, der die Schwingung des Elektromotors verhindert, gemäß der Nachfrage des Anwenders eingegeben wird.
Verschleißdiagnoseverfahren nach Anspruch 7, wobei im vierten Schritt die Anzeige der mehreren Typen von Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors, der durch das Verschleißdiagnoseergebnis erhalten wird, in Beziehung stehen, gemäß der Nachfrage des Anwenders umgeschaltet wird.
Elektromotorsteuervorrichtung, die Folgendes enthält: einen Leistungsumsetzer, der Leistung ausgibt, die einen Elektromotor ansteuert, der mit einer anzutreibenden Vorrichtung verbunden ist; eine Stellungssteuereinheit, die einen Drehzahlbefehlswert gemäß der Abweichung zwischen dem Stellungsbefehlswert und dem Stellungsdetektionswert des Elektromotors ausgibt; eine Drehzahlsteuereinheit, die einen elektrischen Drehmomentstrombefehlswert gemäß einer Abweichung zwischen dem Drehzahlbefehlswert und dem Drehzahldetektionswert des Elektromotors ausgibt, und eine Steuereinheit für elektrischen Strom, die einen ausgegebenen elektrischen Strom des Leistungsumsetzers gemäß einer Abweichung zwischen dem elektrischen Drehmomentstrombefehlswert und einem elektrischen Drehmomentstromdetektionswert, der zum Elektromotor geliefert wird, einstellt, wobei die Elektromotorsteuervorrichtung eine Verschleißdiagnosevorrichtung enthält und die Verschleißdiagnosevorrichtung Folgendes aufweist: eine Verschleißdiagnoseeinheit, die eine Verschleißdiagnose des Elektromotors gemäß Betriebsinformationen des Elektromotors durchführt; eine Schwingungsinformationsspeichervorrichtung, die ein Diagnoseergebnis der Verschleißdiagnoseeinheit speichert; und eine Steuerverstärkungseinstellvorrichtung, die einen Steuerverstärkungsbefehl zur Steuereinheit auf der Grundlage des Diagnoseergebnisses der Verschleißdiagnoseeinheit erstellt, wobei die Verschleißdiagnoseeinheit in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung mehrere Typen von Informationen speichert, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors, der aus den Betriebsinformationen berechnet wird, in Beziehung stehen, und beurteilt, dass eine Schwingung auftritt, wenn die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, größer als ein vorgegebener Schwellenwert sind, und die Steuerverstärkungseinstellvorrichtung den Steuerverstärkungsbefehl, der eine Steuerverstärkung einstellt, zur Steuereinheit der Elektromotorsteuervorrichtung sendet, wenn die Verschleißdiagnoseeinheit beurteilt, dass die Schwingung auftritt.
Elektromotorsteuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Betriebsinformationen des Elektromotors der Drehzahldetektionswert des Elektromotors sind, die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, einen Schwingungsamplitudenbetrag und einen Schwingungszyklus des Drehzahldetektionswerts enthalten und die Verschleißdiagnoseeinheit die Schwingung aus dem Schwingungsamplitudenbetrag und dem Schwingungszyklus des Drehzahldetektionswerts beurteilt und ein Schwingungsbeurteilungsergebnis in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung speichert.
Elektromotorsteuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Betriebsinformationen des Elektromotors der Stellungsdetektionswert oder der elektrische Drehmomentstromdetektionswert des Elektromotors sind und die Verschleißdiagnoseeinheit die Schwingung aus dem Schwingungsamplitudenbetrag und dem Schwingungszyklus des Stellungsdetektionswerts oder des elektrischen Drehmomentstromdetektionswerts beurteilt und ein Schwingungsbeurteilungsergebnis in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung speichert.
Elektromotorsteuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Verschleißdiagnoseeinheit die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, in jedem der zuvor bezeichneten Ansteuerabschnitte des Elektromotors erhält und die Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, in der Schwingungsinformationsspeichervorrichtung ansammelt und die angesammelten Informationen, die mit dem Schwingungszustand des Elektromotors in Beziehung stehen, an einer Anzeigevorrichtung in einer Zeitreihe angezeigt werden.