DE112021007568T5

DE112021007568T5 - Anomalie-diagnosevorrichtung und anomalie-diagnoseverfahren

Info

Publication number: DE112021007568T5
Application number: DE112021007568.3T
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Miyauchi; Makoto Kanemaru
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-04-22
Filing date: 2021-04-22
Publication date: 2024-02-15
Also published as: JPWO2022224391A1; KR20230154992A; WO2022224391A1; JP6968323B1; CN117157515A

Abstract

Eine Anomalie-Diagnosevorrichtung (100) führt eine Ermittlung von einer Anomalie eines Elektromotors (15), der von einem Inverter (81) angetrieben wird, der mit einer vorbestimmten Betriebsfrequenz betrieben wird, und/oder einer Anomalie eines Antriebsleistungsübertragungsmechanismus (16), der Antriebsleistung von dem Elektromotor (15) zu einer Last (30) überträgt, durch, wobei Spektralpeaks, die durch FFT-Analyse des detektierten Stroms des Elektromotors (15) extrahiert werden, analysiert werden, und Frequenzen von durch Rauschen des Inverters verursachte Spektralpeaks vorab unter Verwendung der Betriebsfrequenz und der Frequenzen von Seitenbandwellen in Bezug auf die Betriebsfrequenz erfasst werden. Bei der Anomaliediagnose wird eine Anomalieermittlung durchgeführt, nachdem die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks aus den durch FFT-Analyse des detektierten Stroms des Elektromotors extrahierten Spektralpeaks extrahiert wurden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Anomalie-Diagnosevorrichtung und ein Anomalie-Diagnoseverfahren.
STAND DER TECHNIK
In einer Fabrik gibt es viel mechanische Ausrüstung, die über einen Antriebsleistungsübertragungsmechanismus mit einem Elektromotor verbunden ist, und eine Anomaliediagnose eines Elektromotors und eines Antriebsleistungsübertragungsmechanismus wird zu Wartungszwecken durchgeführt.
In Patentdokument 1 offenbart der Anmelder eine Technologie, mit der Anomalien, die in einem Antriebsleistungsübertragungsmechanismus auftreten, der mit einem Elektromotor verbunden ist, in einem frühen Stadium einfach und kostengünstig unter Verwendung eines Stromdetektors erkannt werden können, ohne einen speziellen Sensor oder ähnliches zu verwenden.
Darüber hinaus ist es bekannt, dass bei einem Elektromotor, der von einer handelsüblichen Leistungsversorgung angetrieben wird, eine Frequenzanalyse des gemessenen Stroms durchgeführt wird und eine Anomaliediagnose des Elektromotors auf der Grundlage der Spektralintensitäten von Seitenbandwellen, die durch eine Anomalie, welche bei Frequenzen in der Nähe der Leistungsversorgungsfrequenz verursacht sind, durchgeführt werden kann (siehe z.B. Patentdokument 2).
ZITATSLISTE
PATENTSCHRIFT

Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 6628905
Patentdokument 2: Japanisches Patent Nr. 6410572

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
In den letzten Jahren wurde zunehmend ein Elektromotor mit einem Inverter zur Antriebssteuerung eingesetzt. Bei der Durchführung einer Anomaliediagnose unter Verwendung eines Spektralpeaks eines durch den Elektromotor fließenden Stroms besteht eine Möglichkeit, dass sich ein durch ein Inverter verursachter Spektralpeak, ein durch ein Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachter Spektralpeak und ein durch eine Anomalie des Elektromotors verursachter Spektralpeak gegenseitig überlagern. Wenn sich diese Spektralpeaks gegenseitig überlagern, besteht eine Möglichkeit, dass eine genaue Ermittlung bei der Anomaliediagnose in den herkömmlichen Patentdokumenten 1 und 2 nicht durchgeführt werden kann.
Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um das obige Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Anomalie-Diagnosevorrichtung und ein Anomalie-Diagnoseverfahren bereitzustellen, bei denen in einem Fall einer Verwendung eines Inverters für die Antriebssteuerung eines Elektromotors ein durch den Inverter verursachter Spektralpeak extrahiert wird, so dass es keine Möglichkeit einer fehlerhaften Ermittlung gibt.
LÖSUNG DER PROBLEME
Eine Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Anomalie-Diagnosevorrichtung, die eine Ermittlung von einer Anomalie eines Elektromotors, der durch eine von einer Elektromotor-Steuervorrichtung umgewandelten Leistung angetrieben wird, und/oder einer Anomalie eines Antriebsleistungsübertragungsmechanismus, der Antriebsleistung von dem Elektromotor zu einer Last überträgt, durchführt, wobei die Elektromotor-Steuervorrichtung einen Inverter umfasst, wobei die Anomalie-Diagnosevorrichtung umfasst: eine Stromdetektionsschaltung zum Detektieren eines Stroms des Elektromotors; und eine Überwachungsdiagnoseeinheit, die eine Anomalieermittlung unter Verwendung von Spektralpeaks durchführt, die durch Ausführen einer FFT-Analyse des von der Stromdetektionsschaltung detektierten Stroms extrahiert werden. Die Überwachungsdiagnoseeinheit umfasst: eine Peak-Analyseeinheit, die eine Analyse unter Verwendung von einer Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung zum Ansteuern des Inverters und von Frequenzen von Seitenbandwellen in Bezug auf die Betriebsfrequenz durchführt und abschätzt, ob der extrahierte Spektralpeak durch Rauschen des Inverters verursacht ist oder nicht; eine Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit, die eine Frequenz des durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks auf der Grundlage des Spektralpeaks ermittelt, der von der Peak-Analyseeinheit als durch Rauschen des Inverters verursacht abgeschätzt wird; eine Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit, die die von der Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit ermittelte Frequenz des durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks vorab speichert; und eine Anomalie-Ermittlungseinheit. Die Anomalie-Ermittlungseinheit führt eine Anomalieermittlung durch, nachdem sie den durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeak aus den Spektralpeaks, die durch FFT-Analyse des von der Stromdetektionsschaltung detektierten Stroms extrahiert sind, extrahiert.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Die Anomalie-Diagnosevorrichtung und das Anomalie-Diagnoseverfahren der vorliegenden Offenbarung ermöglichen es, eine Anomalie-Diagnosevorrichtung und ein Anomalie-Diagnoseverfahren bereitzustellen, bei denen im Falle der Verwendung eines Inverters für die Antriebssteuerung eines Elektromotors ein durch Rauschen des Inverters verursachter Spektralpeak extrahiert wird, so dass es keine Möglichkeit einer fehlerhaften Ermittlung gibt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[1] 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 1.
[2] 2 zeigt ein Beispiel für die Ausgestaltung einer Elektromotor-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1.
[3] 3 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer Überwachungsdiagnoseeinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
[4] 4 zeigt Spektralwellenformen, die Beispiele für Analyseergebnisse durch Strom-FFT unter Verwendung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 sind.
[5A] 5A ist ein Flussdiagramm, das den gesamten Ablauf zur Durchführung einer Anomaliediagnose eines Antriebsleistungsübertragungsmechanismus unter Verwendung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
[5B] 5B ist ein Flussdiagramm, das den gesamten Ablauf zur Durchführung einer Anomaliediagnose des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus unter Verwendung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
[6] 6 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf zur Durchführung einer Anomaliediagnose unter Verwendung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
[7] 7 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Ausgestaltung der Überwachungsdiagnoseeinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
[8] 8 ist ein Flussdiagramm, das einen weiteren Ablauf zur Durchführung einer Anomaliediagnose unter Verwendung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
[9] 9 zeigt die schematische Ausgestaltung einer Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 2.
[10] 10 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer Überwachungsdiagnoseeinheit gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
[11] 11 zeigt Spektralwellenformen, die Beispiele für Analyseergebnisse durch Strom-FFT unter Verwendung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 sind.
[12A] 12A ist ein Flussdiagramm, das den gesamten Ablauf zur Durchführung einer Anomaliediagnose von Maschinen eines Elektromotors unter Verwendung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
[12B] 12B ist ein Flussdiagramm, das die gesamte Prozedur zur Durchführung der Anomaliediagnose einer maschinellen Einrichtung des Elektromotors unter Verwendung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
[13] 13 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf zur Durchführung einer Anomaliediagnose unter Verwendung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
[14] 14 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer Überwachungsdiagnoseeinheit gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
[15A] 15A ist ein Flussdiagramm, das den gesamten Ablauf zur Durchführung einer Anomaliediagnose unter Verwendung einer Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
[15B] 15B ist ein Flussdiagramm, das den gesamten Ablauf zur Durchführung einer Anomaliediagnose unter Verwendung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
[16] 16 zeigt die schematische Ausgestaltung einer Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 4.
[17] 17 zeigt die schematische Ausgestaltung einer Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 5.
[18] 18 ist ein Hardware-Ausgestaltungsschaubild der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 5.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechende Teile.
Ausführungsform 1
Nachfolgend wird eine Diagnosevorrichtung für einen Elektromotor gemäß Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt die schematische Ausgestaltung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 1. Normalerweise detektiert eine Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 eine Anomalie eines Elektromotors 15 und eine Anomalie eines Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16, der die Antriebsleistung von dem Elektromotor 15 zu einer mechanischen Ausrüstung 30 als Last überträgt, und führt eine Anomaliediagnose durch. In Ausführungsform 1 wird, wie nachfolgend beschrieben, ein Beispiel gezeigt, bei dem eine Anomalie des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 detektiert und eine Anomaliediagnose durchgeführt wird. In den Zeichnungen ist der Elektromotor 15 ein Beispiel für eine Vielzahl von Elektromotoren, die in einer Fabrik oder dergleichen verwendet werden, und ist über eine Elektromotor-Steuervorrichtung 80 mit den Leistungsversorgungsleitungen 11 für den Antrieb des Elektromotors verbunden. Leistungsschalter 12a, 12b, 12c und elektromagnetische Schütze 13a, 13b, 13c sind an die Leistungsversorgungsleitungen 11 für jeweilige Phasen angeschlossen.
Die Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 umfasst die Elektromotor-Steuervorrichtung 80, eine Überwachungsdiagnoseeinheit 20, ein Display 40, eine Alarmeinheit 50 und einen Stromdetektor 14, der mit einer der dreiphasigen Leistungsversorgungsleitungen 11 verbunden ist, die mit dem Elektromotor 15 verbunden sind. Die Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 kann in einem Motorsteuerungszentrum zur Verwaltung vieler Elektromotoren, die in der Fabrik oder dergleichen vorgesehen sind, vorgesehen sein, oder es kann sich um eine Motordiagnosevorrichtung handeln, die z.B. separat von dem Motorsteuerungszentrum vorgesehen ist. Die Elektromotor-Steuervorrichtung 80 kann in der Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 enthalten sein oder unabhängig von der Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 vorgesehen sein.
Der Stromdetektor 14 kann für jede Phase der dreiphasigen Leistungsversorgungsleitungen 11 vorgesehen sein. Eine Messung kann jedoch für jede der Phasen durchgeführt werden. Die Position, an der der Stromdetektor 14 vorgesehen ist, ist nicht begrenzt, solange der Antriebsstrom des Elektromotors 15 gemessen werden kann. Das bedeutet, dass sich die Erkennungsgenauigkeit in Abhängigkeit von der Messposition nicht ändert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Überwachungsdiagnoseeinheit 20 für einen Elektromotor 15 vorgesehen.
Das Display 40 zeigt ein Diagnoseergebnis der Überwachungsdiagnoseeinheit 20 an. Die Alarmeinheit 50 gibt auf der Grundlage des Diagnoseergebnisses der Überwachungsdiagnoseeinheit 20 einen akustischen oder visuellen Alarm aus, um eine Meldung über eine Anomalie des Elektromotors und des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus durchzuführen.
2 zeigt die Ausgestaltung der Elektromotor-Steuervorrichtung 80. Die Elektromotor-Steuervorrichtung 80 umfasst einen Inverter (Leistungsumwandlungsvorrichtung) 81 und eine Steuereinheit 82 zur Ansteuerung des Inverters 81. Beispielsweise werden in einem Fall, in dem der Inverter 81 aus Halbleiterschaltelementen gebildet ist, die Halbleiterschaltelemente des Inverters 81 so angesteuert, dass sie eine Leistungsumwandlung durch ein Pulsweitenmodulationsverfahren (PWM) oder Ähnliches unter Verwendung einer Trägerwelle und einer Rechteckwelle, die von der Steuereinheit 82 erzeugt werden, durchführen. Dabei ist die Frequenz der Trägerwelle als Grundfrequenz zum Ansteuern des Inverters 81 eine Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80. Die vom Inverter 81 umgewandelte Leistung wird dem Elektromotor 15 zugeführt. Das heißt, der Elektromotor 15 wird durch den Inverter 81 antriebsgesteuert.
Der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 ist aus einer Riemenscheibe Pu1, die mit einer Rotationswelle des Elektromotors 15 verbunden ist, einer Riemenscheibe Pu2, die mit einer Antriebswelle der mechanischen Ausrüstung 30 verbunden ist, und beispielsweise einem Riemen 161, der ein Antriebsleistungsübertragungselement ist und um die Riemenscheiben gewickelt ist, aufgebaut. Das Antriebsleistungsübertragungselement ist nicht auf einen Riemen beschränkt, sondern kann auch eine Untersetzungsvorrichtung, eine Kette oder Ähnliches sein.
<Ausgestaltung der Überwachungsdiagnoseeinheit 20>
Als nächstes wird die Ausgestaltung der Überwachungsdiagnoseeinheit 20 beschrieben. 3 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung der Überwachungsdiagnoseeinheit 20 der Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 zeigt. In 3 umfasst die Überwachungsdiagnoseeinheit 20 eine Elektromotor-Einstelleinheit 21, einen Speicher 22, eine Speichereinheit 23, eine Berechnungseinheit 25, eine Anomalie-Ermittlungseinheit 27 und eine Diagnoseergebnis-Speichereinheit 28.
In der Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 wird ein Ausführungsbeispiel der Überwachungsdiagnoseeinheit 20 zum Detektieren von Anomalien des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 beschrieben.
Die Elektromotor-Einstelleinheit 21 wird zum Einstellen von Informationen über den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 und von Informationen über den Elektromotor 15 verwendet. In einem Fall, in dem der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 ein Riemen ist, wird die Einstellung so vorgenommen, dass erkannt wird, dass der Riemen befestigt ist. In einem Fall, in dem der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 eine Untersetzungsvorrichtung ist, wird die Einstellung so vorgenommen, dass erkannt wird, dass die Untersetzungsvorrichtung befestigt ist. In einem Fall, in dem der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 fehlt, wird die Einstellung so vorgenommen, dass das Fehlen erkannt wird.
Darüber hinaus wird die Elektromotor-Einstelleinheit 21 dazu verwendet, Spezifikationen des Elektromotors 15, wie z. B. die Leistungsversorgungsfrequenz, die Anzahl von Polen und die Nenndrehzahl, aus Informationen eines an dem Elektromotor 15 angebrachten Typenschilds zu ermitteln. Die Rotationsfrequenz des Elektromotors 15 im Leerlauf kann als 2·f_s/p berechnet werden (f_s: die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung, p: die Anzahl von Polen). Daher ist eine Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors 15 immer ein Wert zwischen der Rotationsfrequenz im Leerlauf und der Rotationsfrequenz im Nennbetrieb, und somit ist der Bereich der Rotationsfrequenz begrenzt. Unter Verwendung solcher Informationen wird die Rotationsfrequenz des Elektromotors 15 mit hoher Genauigkeit online und in Echtzeit erkannt und für eine Maschinenanomalie-Detektion für den Elektromotor verwendet.
Die Spezifikationsinformationen des Elektromotors 15 und die Informationen des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus, wie oben beschrieben, werden in dem Speicher 22 gespeichert. Darüber hinaus wird der vom Stromdetektor 14 erfasste Antriebsstrom des Elektromotors 15 in dem Speicher 22 gespeichert.
Die Speichereinheit 23 umfasst eine Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a, eine Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d und eine Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e.
Die Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a wird zum Speichern eines Schwellenwerts oder dergleichen zur Ermittlung einer Anomalie des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 verwendet.
Die Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d speichert den Wert der Frequenz eines Spektralpeaks, der durch Rauschen des Inverters, das von der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 verursacht wird, verursacht ist. Es ist wünschenswert, nicht nur den Wert der Frequenz, sondern auch die Signalintensität des durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks, die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 und die Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz auf die gleiche Weise zu speichern. Für diese Werte werden Ergebnisse gespeichert, die durch die Analyse der nachfolgend beschriebenen Berechnungseinheit 25 erhalten wurden. Alternativ können die Werte von der Elektromotor-Einstelleinheit 21 erfasst und eingestellt werden, wenn eine verursachte Frequenz vorab gefunden wird.
Die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e speichert den Wert der Frequenz eines durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks. Es ist bevorzugt, nicht nur den Wert der Frequenz, sondern auch die Signalintensität des durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks, die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80, wenn der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeak erfasst wird, und die Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz auf die gleiche Weise zu speichern.
Die Berechnungseinheit 25 umfasst eine Spektralanalyseeinheit 25a, eine Seitenbandwellen-Analyseeinheit 25b, eine Peak-Analyseeinheit 25c, eine Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit 25d und eine Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit 25e.
Die Spektralanalyseeinheit 25a führt eine Strom-Fast-Fourier-Transformation(FFT)-Analyse (Frequenzanalyse) unter Verwendung eines von dem Stromdetektor 14 detektierten Stroms durch.
Die Seitenbandwellen-Analyseeinheit 25b detektiert alle Spektralpeaks aus einer von der Spektralanalyseeinheit 25a analysierten Spektralwellenform. Vorzugsweise liegt der detektierte Frequenzbereich zwischen 0 und 1000 Hz. Anschließend werden unter den detektierten Spektralpeaks diejenigen ermittelt, die eine Bedingung für Seitenbandwellen erfüllen.
Die Peak-Analyseeinheit 25c analysiert von der Seitenbandwellen-Analyseeinheit 25b extrahierte Seitenbandwellen auf einer Frequenzbasis.
Die Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit 25d ermittelt auf der Grundlage des Analyseergebnisses der Peak-Analyseeinheit 25c, ob Seitenbandwellen durch Rauschen des Inverters verursachte Spektralpeaks sind oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass es sich bei den Seitenbandwellen um durch Rauschen des Inverters verursachte Frequenzen handelt, werden die Werte der Frequenzen der Spektralpeaks in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d der Speichereinheit 23 gespeichert. Gleichzeitig ist es bevorzugt, auch die Signalintensitäten der Spektralpeaks, die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80, wenn die durch Rauschen des Inverters verursachte Spektralpeaks erfasst werden, und die Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz auf dieselbe Weise zu speichern.
Die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit 25e ermittelt auf der Grundlage des Analyseergebnisses der Peak-Analyseeinheit 25c, ob Seitenbandwellen durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Spektralpeaks sind oder nicht. Wird ermittelt, dass es sich bei den Seitenbandwellen um durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Spektralpeaks handelt, werden die Werte der Frequenzen der Spektralpeaks in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e gespeichert. Gleichzeitig ist es bevorzugt, auch die Signalintensitäten der Spektralpeaks, die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80, wenn die durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks erfasst werden, und die Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz auf die gleiche Weise zu speichern.
Die Anomalie-Ermittlungseinheit 27 ermittelt, ob eine Anomalie des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 vorliegt oder nicht. Unter Verwendung eines Schwellenwerts, der vorab in der Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a gespeichert wurde, wird ein Vergleich mit den Spektralpeaks durchgeführt, die von der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit 25e ermittelt wurden, um eine Anomalieermittlung durchzuführen.
Die Diagnoseergebnis-Speichereinheit 28 speichert das Ermittlungsergebnis der Anomalie-Ermittlungseinheit 27.
<Analyse von Spektralpeaks in der Recheneinheit 25>
Als nächstes wird ein Analyseverfahren für Spektralpeaks in der Recheneinheit 25 beschrieben.
4 zeigt Spektralwellenformen von Strom-FFT-Analyseergebnissen. Das obere Diagramm zeigt einen Fall, in dem der Riemen 161 des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 normal ist, und das untere Diagramm zeigt einen Fall, in dem der Riemen 161 gerissen ist.
In den in 4 gezeigten Spektralwellenformen erscheinen Spektralpeaks P in gleichen Abständen sowohl auf der Hochfrequenzseite als auch auf der Niederfrequenzseite in Bezug auf die Betriebsfrequenz f_s (hier 60 Hz) der Elektromotor-Steuervorrichtung 80. Das heißt, die Spektralpeaks P erscheinen in Intervallen von +f_b, +2f_b, usw., auf der Hochfrequenzseite und -f_b, -2f_b, usw., auf der Niederfrequenzseite von der Leistungsversorgungsfrequenz. Diese Spektralpeaks P sind Spektralpeaks von Seitenbandwellen. Die Signalintensität und das Erscheinungsbild der Spektralpeaks P variieren mit der Drehzahl des Elektromotors 15.
Zunächst wird der Grund für das Auftreten der Spektralpeaks P beschrieben. Da zum Beispiel der Riemen 161 mit der Riemenscheibe Pu1 verbunden ist, die mit der Rotationswelle des Elektromotors 15 verbunden ist, bewirkt eine Geschwindigkeitsänderung des Riemens 161 eine Änderung der Drehzahl eines Rotors des Elektromotors 15, die den Antriebsstrom des Elektromotors 15 beeinflusst. Zu diesem Zeitpunkt tritt die Geschwindigkeitsänderung bei einer Frequenz auf, bei der der Riemen 161 eine Umdrehung macht, so dass Spektralpeaks P für die Frequenz, bei der der Riemen 161 eine Umdrehung macht, und Oberschwingungen davon erscheinen. Das Frequenzband f_b, in dem der Spektralpeak P erscheint, wird durch den folgenden Ausdruck (1) dargestellt: $f_{b} = (2 π D_{r} \cdot f_{r}) / L$
wobei D_r der Radius der Riemenscheibe Pu1 ist, die mit der Rotationswelle des Elektromotors 15 verbunden ist, f_r die Rotationsfrequenz der Rotationswelle des Elektromotors 15 ist und L die Länge des Riemens 161 ist.
Das Frequenzband f_b wird also durch den Radius D_r der Riemenscheibe Pu1, die Rotationsfrequenz f_r der Rotationswelle des Elektromotors 15 und die Länge L des Riemens 161 ermittelt. Wenn dann die Stromwellenform einer Frequenzanalyse mittels FFT unterzogen wird, erscheinen Seitenbandwellen bei f_s ± f_b auf beiden Seiten der Betriebsfrequenz f_s. Gleichzeitig werden harmonische Komponenten f_s ± 2f_b der Seitenbandwellen beobachtet. Je nach den Betriebsbedingungen des Elektromotors 15 werden auch weitere Oberwellen wie f_s ± 3f_b beobachtet.
Als nächstes wird ein Analyseverfahren für die von der Seitenbandwellen-Analyseeinheit 25b erfassten Seitenbandwellen in der Peak-Analyseeinheit 25c beschrieben. Hier wird der Wert der Frequenz der von der Seitenbandwellen-Analyseeinheit 25b erfassten Seitenbandwelle, d.h. die Frequenz, die einer Verschiebung von der Betriebsfrequenz f_s entspricht und bei der die Seitenbandwelle auftritt, mit f_b bezeichnet, und es wird eine Berechnung des folgenden Ausdrucks (2) durchgeführt. $Δ = f_{s} / f_{p}$
Wenn der berechnete Wert von Δ eine ganze Zahl ist, wird ermittelt (abgeschätzt), dass der Spektralpeak mit hoher Wahrscheinlichkeit Rauschen des Inverters verursacht ist. Ist Δ dagegen keine ganze Zahl, so wird ermittelt (geschätzt), dass der Spektralpeak ein Spektralpeak einer durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Seitenbandwelle sein könnte.
Hier wird der Grund dafür beschrieben, warum ermittelt werden kann, dass die Spektralpeak mit hoher Wahrscheinlichkeit durch Inverterrauschen verursacht ist, wenn Δ eine ganze Zahl ist.
In dem Inverter 81, der für die Elektromotor-Steuervorrichtung 80 vorgesehen ist, ist die Frequenz einer Trägerwelle zum Ermitteln eines Schaltzeitpunkts des Schaltelements bei der Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlung als eine Betriebsfrequenz f_s definiert, eine Abtastfrequenz zum Ermitteln eines Zeitpunkts zum vorübergehenden Speichern des Werts einer Modulationswelle zum Vergleich mit der Trägerwelle ist als f_sm definiert, und die Frequenz der Modulationswelle ist als f₀ definiert. Wenn die Frequenz f_s der Trägerwelle oder die Abtastfrequenz f_sm kein Vielfaches der Modulationswellenfrequenz f₀ ist, tritt zu diesem Zeitpunkt ein Rauschen auf, das Spektralpeaks bei dem größten gemeinsamen Teiler der oben genannten Frequenzen und bei Vielfachen davon aufweist. So treten Spektralpeaks des Inverterrauschens bei dem größten gemeinsamen Teiler der Betriebsfrequenz f_s oder der Abtastfrequenz f_sm und der Modulationswellenfrequenz f₀ sowie deren Oberwellen auf. Das heißt, die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung ist durch eine Frequenz f_inv eines durch das Inverterrauschen verursachten Spektralpeaks teilbar, so dass Δ in Ausdruck (2) eine ganze Zahl ist.
In den in 4 gezeigten Spektralwellenformen erscheinen Spektralpeaks aufgrund von Inverterrauschen bei f_s ± f_inv und f_s ± 2 f_inv auf beiden Seiten der Betriebsfrequenz f_s (hier 60 Hz) der Elektromotor-Steuervorrichtung 80, und f_inv ist 20 (Hz). Daher ist Δ in Ausdruck (2) 60/20 = 3 und somit eine ganze Zahl.
Als Nächstes wird die Frequenz f_b einer Reihe von durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks beschrieben.
Die Frequenz f_b wird durch den Ausdruck (1) berechnet. Die Rotationsfrequenz f_r der Rotationswelle des Elektromotors 15 wird mit dem folgenden Ausdruck (3) berechnet. $f_{r} = (2 f_{s} \cdot (1 - s)) / p$
Dementsprechend wird Ausdruck (2) für die Frequenz der Reihe von durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks berechnet und durch den folgenden Ausdruck (4) dargestellt. $\begin{array}{l} Δ = f_{s} / f_{p} = f_{s} / f_{b} \\ = f_{s} / ((2 π D_{r} \cdot f_{r}) / L) \\ = pL / (4π D_{r} \cdot (1 - s)) \end{array}$
In Ausdruck (4) enthält der Nenner π (das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Durchmesser), das eine irrationale Zahl ist, und daher ist Δ theoretisch keine ganze Zahl.
Auch in der in 4 gezeigten Spektralwellenform zeigt sich, dass Δ = f_s/f_p = f_s/f_b keine ganze Zahl ist.
Wie oben beschrieben, wird ermittelt, dass in der Peak-Analyseeinheit 25c durch Berechnung von Ausdruck (2) ermittelt werden kann, ob es sich bei dem Spektralpeak um einen durch Inverterrauschen verursachten Spektralpeak oder um einen durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeak handelt.
Als Nächstes werden die Details der Funktionsweise der Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit 25d beschrieben. Für die Spektralpeaks, für die der berechnete Wert von Δ eine ganze Zahl ist und somit ermittelt wird, dass die Spektralpeaks mit hoher Wahrscheinlichkeit durch Inverterrauschen verursacht sind (es wird abgeschätzt, dass die Spektralpeaks durch Inverterrauschen verursacht sind), ermittelt die Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit 25d, ob die Spektralpeaks eine Reihe von Spektralpeaks bilden oder nicht. Die Reihe von Spektralpeaks sind Spektralpeaks, die bei Frequenzen in gleichen Intervallen auftreten. Eine Bedingung dafür ist, dass es diese Spektralpeaks Seitenbandwellen sind. Wird ermittelt, dass es sich bei den Spektralpeaks um eine Reihe von Spektralpeaks handelt, werden die Werte der Frequenzen der Spektralpeaks in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d der Speichereinheit 23 gespeichert. Wie oben beschrieben, ist es vorteilhaft, auch die Signalintensitäten der Spektralpeaks, die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 und die Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz gleichzeitig zu speichern.
Als Nächstes werden die Betriebsdetails der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit 25e beschrieben. Für die Spektralpeaks, für die Δ keine ganze Zahl ist und somit in der Peak-Analyseeinheit 25c ermittelt wird, dass die Spektralpeaks mit hoher Wahrscheinlichkeit durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursacht sind, ermittelt die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit 25e, ob oder ob nicht eine Differenzintensität von der Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 eine Konstante A (dB) oder weniger ist. Vorzugsweise beträgt die Konstante A etwa 50 (dB) oder 60 (dB). Das heißt, dass jeder durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Spektralpeak eine größere Signalintensität aufweist als die Spektralpeaks in der Umgebung. Wenn die Differenzintensität die Konstante A (dB) oder weniger beträgt, wird ermittelt, ob die Spektralpeaks eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bilden oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass die Spektralpeaks eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bilden, werden die Werte der Frequenzen der Spektralpeaks in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e gespeichert. Wie oben beschrieben, ist es bevorzugt, auch die Signalintensitäten der Spektralpeaks, die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 und die Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz gleichzeitig zu speichern.
Die Anomalie-Ermittlungseinheit 27 ermittelt, ob eine Anomalie des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 vorliegt oder nicht. Für die Reihe von durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks, die von der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit 25e ermittelt werden, wird ein Vergleich mit einem Schwellenwert B (dB) durchgeführt, der vorab in der Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a gespeichert wird, um einen Riemenbruch zu bestimmen.
Wenn D oder mehr Spektralpeaks, deren Signalintensitäten einen vorab in der Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a gespeicherten Schwellenwert C (dB) überschreiten, detektiert werden, wird ermittelt, dass eine Anomalie vorliegt. Die Anzahl D der Spektralpeaks, die bei einer Anomalieermittlung verwendet wird, beträgt beispielsweise 2 und ist nicht auf 2 beschränkt. Wünschenswerterweise ist die Anzahl D nicht kleiner als 2.
Der Schwellenwert, der bei einer Anomalieermittlung verwendet wird, kann vorab in der Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a gespeichert werden, oder Daten, wenn der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus normal ist, können in dem Speicher 22 gespeichert werden, und eine statistische Verarbeitung oder ähnliches kann darauf durchgeführt werden, um den Schwellenwert zu bestimmen.
Als ein Verfahren zum Ermitteln des Schwellenwerts unter Verwendung statistischer Verarbeitung wird beispielsweise ein Lernvorgang über einen bestimmten Zeitraum durchgeführt, um eine Streuung σ einer Differenzintensitäten zwischen den Signalintensitäten von durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks und der Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 in einem Normalfall zu berechnen, und dann wird der Schwellenwert auf 3σ festgelegt. In diesem Fall wird ermittelt, dass eine Anomalie vorliegt (der Riemen ist gerissen), wenn der Wert außerhalb eines Bereichs von ± 3σ liegt.
Der Schwellenwert kann durch ein Verfahren unter Verwendung maschinellen Lernens anstelle einer statistischen Verarbeitung ermittelt werden. Das Datenverhalten kann aus normalen Daten von Motorausrüstung des gleichen Typs vorab gelernt werden, und der Schwellenwert kann auf der Grundlage der gelernten Daten ermittelt werden. Alternativ können Muster verschiedener Daten einer Vielzahl von Elektromotoren gelernt werden, verschiedene Muster können klassifiziert werden, und der Schwellenwert oder ähnliches kann aus den klassifizierten Mustern ermittelt werden.
<Anomalie-Diagnoseverfahren 1 für den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16: Initiales Lernen>
Nachfolgend wird ein Anomalie-Diagnoseverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
5A und 5B sind Flussdiagramme, die den Ablauf zum Diagnostizieren von Anomalien des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus gemäß Ausführungsform 1 zeigen.
Zunächst werden in Schritt S000 Spezifikationsinformationen des Elektromotors und Informationen des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus in die Elektromotor-Einstelleinheit 21 eingegeben.
Als nächstes wird in Schritt S001 ein initiales Lernen begonnen.
In Schritt S002 wird durch den Elektromotor 15 fließender Strom durch den Stromdetektor 14 detektiert.
In Schritt S003 wird der detektierte Strom von der Spektralanalyseeinheit 25a einer Strom-FFT-Analyse unterzogen, um eine Spektralwellenform zu erhalten.
In Schritt S004 detektiert die Seitenbandwellen-Analyseeinheit 25b alle Spektralpeaks aus der Spektralwellenform und ermittelt, dass Spektralpeaks unter den detektierten Spektralpeaks, die eine Bedingung für Seitenbandwellen erfüllen, Seitenbandwellen sind (Schritt S005).
In Schritt S006 werden Frequenzen von Seitenbandwellen in der Nähe der Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 extrahiert. Zu diesem Zeitpunkt ist es bevorzugt, dass unter den Spektralpeaks, die von der Seitenbandwellen-Analyseeinheit 25b als Seitenbandwellen ermittelt wurden, die Frequenz f_p der Seitenbandwelle beginnend mit dem Spektralpeak nahe der Betriebsfrequenz extrahiert wird. Es gibt eine Vielzahl von Frequenzen f_p.
In Schritt S007 berechnet die Peak-Analyseeinheit 25c einen Wert f_s/f_p, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz f_s durch die Frequenz f_p der Seitenbandwelle erhalten wird.
In Schritt S008 wird, wenn der berechnete Wert von f_s/f_p eine ganze Zahl ist (Ja in Schritt S008), abgeschätzt, dass der Spektralpeak durch Inverterrauschen verursacht ist, und das Verfahren fährt mit Schritt S009 fort, in dem die Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit 25d ermittelt, ob eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks detektiert wird oder nicht.
Wenn in Schritt S009 ermittelt wird, dass eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks nicht detektiert wird (Nein in Schritt S009), kehrt das Verfahren zu Schritt S001 zurück.
Wenn in Schritt S009 ermittelt wird, dass eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks detektiert wird (Ja in Schritt S009), fährt das Verfahren mit Schritt S018 fort, und die Frequenz und dergleichen des Spektralpeaks mit der Frequenz f_inv werden als eine Inverter-Rauschfrequenz in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d gespeichert.
In Schritt S008, wenn der berechnete Wert von f_s /f_p keine ganze Zahl ist (Nein in Schritt S008), fährt das Verfahren mit Schritt S011 fort, in dem die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit 25e eine Differenzintensität zwischen einer Signalintensität I_p(f_s) des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz f_s und einer Signalintensität I_p(f_s ± f_p) des Spektralpeaks für die Seitenbandwellenfrequenz f_p berechnet und ermittelt, ob die Differenzintensität die Konstante A (dB) oder weniger ist.
In Schritt S011 wird, wenn I_p(f_s) - I_p(f_s ± f_p) ≤ A erfüllt ist (Ja in Schritt S011), das Verfahren mit Schritt S010 fortgesetzt, um zu ermitteln, ob eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks detektiert wird oder nicht.
Wenn in Schritt S012 ermittelt wird, dass eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks detektiert wird (Ja in Schritt S012), fährt das Verfahren mit Schritt S013 fort, in dem die Frequenz und dergleichen des Spektralpeaks mit der Frequenz f_b als eine Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e gespeichert werden.
Als nächstes wird in Schritt S014, wenn ermittelt wird, dass Inverter-Rauschfrequenzen bereits in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d gespeichert wurden, das initiale Lernen beendet, da Inverter-Rauschfrequenzen und Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenzen bereits erfasst wurden. Im Allgemeinen gibt es eine Vielzahl von Frequenzen f_b von Seitenbandwellen von durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks, und daher ist es bevorzugt, eine Vielzahl von Paaren von Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenzen durch Wiederholung der Schritte S011 bis S013 zu erfassen.
Wenn in Schritt S011 I_p(f_s) - I_p(f_s ± f_p) > A erfüllt ist (Nein in Schritt S011) und wenn in Schritt S012 ermittelt wird, dass eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks nicht detektiert wird (Nein in Schritt S012), kehrt das Verfahren zu Schritt S001 zurück, da Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenzen noch nicht erfasst wurden.
Zudem kehrt das Verfahren nachdem Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenzen erfasst wurden in Schritt S014 zu Schritt S001 zurück, wenn die Inverter-Rauschfrequenzen nicht in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d gespeichert werden (Nein in Schritt S014).
In den in 4 gezeigten Spektralwellenformen zeigt das obere Diagramm den Fall, in dem der Riemen 161 normal ist, in dem die Spektralpeaks bei f_s ± f_inv, f_s ± 2 · f_inv, f_s ± f_b und f_s ± 2 · f_b erscheinen. Hier werden die Schritte S007 bis S014 durchgeführt, die dem initialen Lernen entsprechen. Für die Frequenzen f_p aller Seitenbandwellen, beginnend mit der Frequenz in der Nähe der Betriebsfrequenz f_s = 60 (Hz), wird f_s/f_p berechnet, um zu ermitteln, ob die Frequenz f_p die Frequenz f_inv einer Reihe von durch Inverterrauschen verursachten Spektralpeaks oder die Frequenz f_b einer Reihe von durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks ist. Konkret ist f_s 60 Hz, f_inv ist 20 Hz und f_b ist 13,2 Hz, so dass f_s/f_inv 3 ist, was ein ganzzahliger Wert ist, und f_s/f_b gleich 4,55, was kein ganzzahliger Wert ist.
Hier sind f_s und f_inv diskrete Werte und umfassen Dezimalpunkte und werden daher oft nicht zu ganzzahligen Werten, wenn sie von einer Rechenvorrichtung wie einem Mikrocomputer oder einem Personalcomputer berechnet werden, aber sie kommen ganz nah an ganzzahlige Werte heran. Andererseits ist f_s/f_b 4,55 und ist somit kein ganzzahliger Wert. Daher kann man sagen, dass eine Identifizierungsermittlung von Spektralpeaks durch eine Ermittlung ganzer Zahlen für den berechneten Wert von f_s/f_p eine hohe Genauigkeit aufweist.
Wenn f_s/f_b ein ganzzahliger Wert ist, kann eine Ermittlung durchgeführt werden, indem eine erneute Berechnung bei einer anderen Betriebsfrequenz oder auf der Grundlage der Tatsache ausgeführt wird, ob sich der Spektralpeak bewegt, wenn die Last bei der gleichen Betriebsfrequenz geändert wird. Bei dem letztgenannten Verfahren bewegt sich theoretisch ein durch Inverterrauschen verursachter Spektralpeak nicht, wenn die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung konstant ist. Andererseits ändert sich bei einer durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Frequenz ein Schlupf s durch eine Laständerung, so dass sich der Spektralpeak um einen Betrag bewegt, der dem Schlupf entspricht. Durch Erkennen des Unterschieds zwischen diesen beiden Werten ist es möglich, den durch Inverterrauschen verursachten Spektralpeak und den durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeak genauer zu unterscheiden.
In diesem Fall bilden die durch das Inverterrauschen verursachten Spektralpeaks und die durch die Antriebsleistungsübertragung verursachten Spektralpeaks beide eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks.
Die Inverter-Rauschfrequenzen, die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenzen und die Intensitäten der Spektralpeaks für diese Frequenzen werden durch das initiale Lernen in den Schritten S001 bis S014 erfasst.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf die Flussdiagramme in 5A und 5B wird in Schritt S014, wenn ermittelt wird, dass die Inverter-Rauschfrequenzen und die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenzen bereits erfasst wurden, das initiale Lernen beendet, und in Schritt S015 wird die Anomaliediagnose gestartet. Bei der Anomaliediagnose wird eine Strom-FFT-Analyse wie beim initialen Lernen durchgeführt, und dann werden Spektralpeaks aufgrund von Inverterrauschen, die bereits beim anfänglichen Lernen erfasst wurden, extrahiert, und die Anomaliediagnose wird auf der Grundlage anderer Spektralpeaks durchgeführt.
In Schritt S016 wird ermittelt, ob eine Anomalie in dem Antriebsleistungsübertragungsmechanismus vorliegt oder nicht, und wenn ermittelt wird, dass eine Anomalie vorliegt, wird das Ergebnis in der Diagnoseergebnis-Speichereinheit 28 gespeichert, und in Schritt S018 werden Alarm und Anzeige durchgeführt.
<Anomalie-Diagnoseverfahren 2 für den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16: Anomaliediagnose>
Als Nächstes wird das Verfahren zur Anomaliediagnose in Schritt S015 unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 6 beschrieben.
Wenn eine Diagnose in Schritt S01501 gestartet wird, wird in Schritt S01502 ein durch den Elektromotor 15 fließender Strom von dem Stromdetektor 14 detektiert.
In Schritt S01503 wird der detektierte Strom von der Spektralanalyseeinheit 25a einer Strom-FFT-Analyse unterzogen, um eine Spektralwellenform zu erfassen.
In Schritt S01504 detektiert die Seitenbandwellen-Analyseeinheit 25b alle Spektralpeaks aus der Spektralwellenform und ermittelt, dass Spektralpeaks unter den detektierten Spektralpeaks, die eine Bedingung für Seitenbandwellen erfüllen, Seitenbandwellen sind (Schritt S01505).
Hier entsprechen die Schritte S01502 bis S01505 den Schritten S002 bis S005.
Aus den Spektralpeaks, die in Schritt S01505 als Seitenbandwellen ermittelt wurden, werden die Frequenzen der durch Inverterrauschen verursachten Spektralpeaks unter Verwendung von Informationen wie den Frequenzen von Spektralpeaks, die durch Inverterrauschen verursacht sind und in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d gespeichert sind, extrahiert (Schritt S01506).
In Schritt S01507 wird für andere Seitenbandwellen als die Seitenbandwellen der durch Inverterrauschen verursachten Spektralpeaks ermittelt, eine Differenz zwischen der Signalintensität der Betriebsfrequenz f_s und der Signalintensität an der Position der Frequenz des durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks größer gleich dem Schwellenwert B (dB) ist oder nicht, indem Informationen wie die Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks verwendet werden, die in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e gespeichert sind.
Ursprünglich, in einem Fall, in dem es keine Anomalie in dem Riemen gibt, wie in Schritt S011 ermittelt, ist die Intensität I_p(f_s ± f_p) des durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks vergleichsweise groß und liegt innerhalb eines bestimmten Bereichs der Signalintensität I_p(f_s) für die Betriebsfrequenz f_s. Daher kann die Anomalie-Ermittlungseinheit 27 eine Anomalie des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus ermitteln, indem sie ermittelt, ob eine Differenz zwischen der Signalintensität I_p(f_s ± f_b) für die Frequenz f_s ± f_b und der Signalintensität I_p(f_s) für f_s größer gleich dem vorbestimmten Schwellenwert B (dB) ist oder nicht, auf der Grundlage der bei der Diagnose erfassten Spektralwellenform.
Wie oben beschrieben, sind in der Spektralwellenform des unteren Diagramms in 4 die Spektralpeaks, die an den Positionen von f_s ± f_b und f_s ± 2·f_b vorhanden sein sollten, verschwunden. Wenn daher in Schritt S01507 ermittelt wird, dass I_p(f_s) - I_p(f_s ± f_b) ≥ B erfüllt ist, wird das Verfahren mit Schritt S016 fortgesetzt, um festzustellen, dass eine Anomalie in dem Antriebsleistungsübertragungsmechanismus vorliegt, d.h. dass der Riemen gerissen ist. Wenn ermittelt wird, dass eine Anomalie in dem Antriebsleistungsübertragungsmechanismus vorliegt, wird das Ergebnis in der Diagnoseergebnis-Speichereinheit 28 gespeichert, und in Schritt S017 werden Alarm und Anzeige durchgeführt.
Der in Schritt S01507 verwendete Schwellenwert B ist in der Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a gespeichert und kann derselbe Wert sein wie die Konstante A, die bei einer Ermittlung in Schritt S011 verwendet wird. In Anbetracht einer Alterung des Leistungsübertragungsmechanismus ist es jedoch wünschenswert, dass der Schwellenwert B größer ist als die Konstante A.
In Schritt S01507 wird, wenn ermittelt wird, dass I_p(f_s) - I_p(f_s ± f_b) < B erfüllt ist, ein Spektralpeak, der keine Seitenbandwelle unter den in Schritt S01504 detektierten Spektralpeaks ist, als ein Spektralpeak für eine Anomaliefrequenz detektiert (Schritt S01508).
In Schritt S01509 wird, wenn D oder mehr Spektralpeaks, deren Signalintensitäten den vorab in der Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a gespeicherten Schwellenwert C (dB) überschreiten, detektiert werden (Ja in Schritt S01509), ermittelt, dass eine Anomalie vorliegt (Schritt S017). Wie oben beschrieben, beträgt die Anzahl D der Spektralpeaks, die bei einer Anomalieermittlung verwendet werden, beispielsweise 2 und ist nicht auf 2 beschränkt. Wünschenswerterweise ist die Anzahl D nicht kleiner als 2.
Die Anomaliediagnose unter Verwendung der Anomaliefrequenzpeaks kann z.B. mit einem in Patentdokument 1 beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Wie oben beschrieben, wird eine Anomaliediagnose des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 durch Wiederholung der Schritte S01501 bis S01509 durchgeführt.
Als nächstes wird ein Fall unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben, in dem sich die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 zum Diagnosezeitpunkt von der zum Lernzeitpunkt geändert hat. Die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 wird entsprechend dem Antriebszustand des Elektromotors oder ähnlichem geändert. In der folgenden Beschreibung wird auch das Verfahren zum Festlegen der Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 zum Diagnosezeitpunkt beschrieben.
7 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung der Überwachungsdiagnoseeinheit 20 zeigt, die ferner eine Frequenzkorrektureinheit 25g in der Berechnungseinheit 25 in 3 umfasst. 8 ist ein Flussdiagramm einer Anomaliediagnose gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 1 und wurde gegenüber 6 teilweise geändert.
Wenn eine Diagnose in Schritt S01501 gestartet wird, wird in Schritt S01502 ein durch den Elektromotor 15 fließender Strom durch den Stromdetektor 14 detektiert.
In Schritt S01503 wird der detektierte Strom von der Spektralanalyseeinheit 25a einer Strom-FFT-Analyse unterzogen, um eine Spektralwellenform zu erfassen.
In Schritt S01504 detektiert die Seitenbandwellen-Analyseeinheit 25b alle Spektralpeaks aus der Spektralwellenform und ermittelt, dass Spektralpeaks unter den erfassten Spektralpeaks, die eine Bedingung für Seitenbandwellen erfüllen, Seitenbandwellen sind (Schritt S01505).
Der Spektralpeak mit der größten Signalintensität unter den in Schritt S01504 detektierten Spektralpeaks ist der Spektralpeak für die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80. Daher werden die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80, die zum Lernzeitpunkt erfasst wird, und die Frequenz des Spektrums mit der größten Signalintensität, die zum Diagnosezeitpunkt erfasst wird, miteinander verglichen, und wenn sich beide Frequenzen voneinander unterscheiden, wird ermittelt, dass sich die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 geändert hat. Wenn sich die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 nicht geändert hat, wird eine Diagnose durch das Verfahren im Flussdiagramm in 6 durchgeführt.
In Schritt S01506a korrigiert die Frequenzkorrektureinheit 25g die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 auf die Frequenz des Spektralpeaks mit der größten Signalintensität als die Betriebsfrequenz f_s zum Diagnosezeitpunkt, um die Frequenz des durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks abzuschätzen.
Unter Verwendung von Ausdruck (1) und Ausdruck (3) kann das Frequenzband f_b, in dem der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeak auftritt, durch den folgenden Ausdruck dargestellt werden. $f_{b} = f_{s} \cdot 4 π D_{r} (1 - s) p / L$
Das heißt, es wird bestimmt, dass sich fb mit der Betriebsfrequenz f_s ändert. Von den anderen Werten sind Dr, L und p konstant und nur der Wert von s (Schlupf) ändert sich geringfügig, aber diese Änderung ist klein genug, dass s als nahezu konstant angesehen wird. Das heißt, wenn die Betriebsfrequenz f_s zum Lernzeitpunkt erfasst und gespeichert wurde, kann bei einer Änderung der Betriebsfrequenz die Position (Frequenzband f_b) der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz abgeschätzt werden.
Zum Beispiel wird ein Fall angenommen, in dem sich die Betriebsfrequenz f_s von 60 Hz auf 30 Hz durch Änderung des Inverterbetriebs der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 ändert. Es wird angenommen, dass, wenn die Betriebsfrequenz f_s 60 Hz beträgt, f_b 13,2 Hz beträgt. Wenn sich die Betriebsfrequenz f_s auf 30 Hz ändert, ändert sich f_b von 13,2 Hz auf etwa 6,6 Hz. Daher kann in Schritt S01504, nachdem ermittelt wurde, dass sich die Betriebsfrequenz f_s auf 30 Hz geändert hat, die Position (Frequenzband f_b) der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz abgeschätzt werden, und der f_b entsprechende Spektralpeak wird in Schritt S01505 aus den als Seitenbandwellen extrahierten Spektralpeaks extrahiert. Dann wird, wie beim Lernen durchgeführt, eine Ermittlung Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenzen durchgeführt (Schritte S007 bis S012), wobei die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenzen festgelegt werden.
Als Nächstes werden in Schritt S01506b durch Inverterrauschen verursachte Spektralpeaks auf der Grundlage der korrigierten Betriebsfrequenz f_s (Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 zum Diagnosezeitpunkt) ermittelt und aus den Spektralpeaks zum Diagnosezeitpunkt extrahiert. Die auf der korrigierten Betriebsfrequenz f_s basierenden, durch Inverterrauschen verursachten Spektralpeaks können durch das gleiche Verfahren wie in den Schritten S007 bis S010 zum Lernzeitpunkt ermittelt werden.
Die nachfolgenden Schritte ab Schritt S01507 sind die gleichen wie die in 6 beschriebenen.
Wie oben beschrieben, werden in einem Fall, in dem sich die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 zum Diagnosezeitpunkt gegenüber derjenigen zum Lernzeitpunkt geändert hat, eine Schätzung für das Frequenzband f_b der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz und eine Ermittlung für durch Inverterrauschen verursachte Spektralpeaks auf der Grundlage der korrigierten Betriebsfrequenz f_s durchgeführt, wodurch es möglich ist, eine Anomaliediagnose ohne fehlerhafte Erkennung durchzuführen, wenn sich die Betriebsfrequenz ändert.
Ein solcher Fall, in dem sich die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 zum Diagnosezeitpunkt von derjenigen zum Lernzeitpunkt geändert hat, bezieht sich auf einen Fall, in dem die Betriebsfrequenz f_s, die in Verbindung mit den in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d und der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e gespeicherten Frequenzen gespeichert ist, sich von der Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 zum Diagnosezeitpunkt unterscheidet, d.h., es gibt kein Lernergebnis für die Betriebsfrequenz f_s. Wenn daher Frequenzen, die einer Vielzahl von Betriebsfrequenzen f_s entsprechen, in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d und der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e durch wiederholtes Lernen gespeichert werden, können diese Frequenzen verwendet werden. In dem obigen Fall gibt es kein Lernergebnis, und daher gibt es keine Daten, die von den in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d und der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e gespeicherten Frequenzen genommen werden sollten. Zum Beispiel, selbst wenn sich die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 zum Lernzeitpunkt und die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 zum Diagnosezeitpunkt voneinander unterscheiden, wenn es bereits ein entsprechendes Lernergebnis gibt, wie in einem Fall, in dem Frequenzen, die der Betriebsfrequenz f_s zum Diagnosezeitpunkt entsprechen, in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d und der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e gespeichert sind, können diese Frequenzen verwendet werden.
Wie oben beschrieben, wird gemäß Ausführungsform 1 für den durch den Inverter antriebsgesteuerten Elektromotor beim initialen Lernen ein durch den Elektromotor fließender Strom detektiert, und wenn unter den durch die FFT-Analyse des detektierten Stroms extrahierten Seitenbandwellen Seitenbandwellen mit solchen Frequenzen, dass f_s/f_p eine ganze Zahl in Bezug auf die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung ist, eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bilden, werden die Seitenbandwellen als durch Inverterrauschen verursachte Seitenbandwellen ermittelt, und diese Frequenzen und dergleichen werden gespeichert. Auf diese Weise können bei einer Anomaliediagnose durch Inverterrauschen verursachte Spektralpeaks aus den Spektralpeaks extrahiert werden, die durch eine Strom-FFT-Analyse extrahiert sind, wodurch eine aufgrund von Inverterrauschen fehlerhafte Diagnose nicht auftritt und die Diagnosegenauigkeit verbessert wird.
Beim initialen Lernen, wenn es unter den Seitenbandwellen, die durch eine FFT-Analyse eines durch den Elektromotor fließenden Stroms extrahiert wurden, Seitenbandwellen gibt, die solche Frequenzen haben, dass f_s /f_p keine ganze Zahl in Bezug auf die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung ist und eine Differenz zwischen deren Signalintensität und der Signalintensität für die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung die Konstante A oder weniger ist, und die Seitenbandwellen eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bilden, werden diese Seitenbandwellen als durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Seitenbandwellen ermittelt, und die Frequenzen und dergleichen werden gespeichert. Somit kann bei einer Anomaliediagnose durch Vergleich der Signalintensitäten der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Frequenzen mit den gespeicherten Signalintensitäten eine Anomalie des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus, d.h. ein Riemenbruch oder ähnliches, leicht diagnostiziert werden.
Wenn bei einer Diagnose die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung ermittelt wird und es bis dahin kein Lernergebnis für diese Betriebsfrequenz f_s gibt, werden durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Seitenbandwellen unter Verwendung der bereits gelernten Betriebsfrequenz f_s abgeschätzt, und die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung zum Diagnosezeitpunkt wird als die Betriebsfrequenz verwendet, um durch Inverterrauschen verursachte Spektralpeaks zu extrahieren, wodurch eine Anomaliediagnose ohne fehlerhafte Diagnose durchgeführt werden kann.
Ausführungsform 2
Nachfolgend wird eine Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
9 zeigt die schematische Ausgestaltung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 2. Normalerweise detektiert die Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 eine Anomalie des Elektromotors 15 und eine Anomalie eines Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 17, der eine Antriebsleistung von dem Elektromotor 15 auf die mechanische Ausrüstung 30 als Last überträgt, und führt eine Anomaliediagnose durch. In Ausführungsform 2 wird ein Beispiel beschrieben, in dem eine Maschinenanomalie des Elektromotors 15 erkannt und eine Störungsdiagnose durchgeführt wird. Daher werden hauptsächlich Unterschiede zu Ausführungsform 1 beschrieben und die Beschreibung der gleichen Sachverhalte wird weggelassen.
In 9 wird als Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 17, der die Antriebsleistung von dem Elektromotor 15 auf die mechanische Ausrüstung 30 überträgt, eine Kupplung oder ähnliches verwendet, über die eine Rotation des Elektromotors 15 direkt auf die mechanische Ausrüstung 30 übertragen wird, im Gegensatz zu Ausführungsform 1, in der ein Riemen, eine Untersetzungsvorrichtung, eine Kette oder ähnliches verwendet wird. Daher wird in Ausführungsform 2 eine Anomalie des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 17 ignoriert. Die Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 umfasst eine Überwachungsdiagnoseeinheit 20a. Eine Überwachungsdiagnoseeinheit 20a ist für einen Elektromotor 15 vorgesehen.
<Ausgestaltung der Überwachungsdiagnoseeinheit 20a>
Als nächstes wird die Ausgestaltung der Überwachungsdiagnoseeinheit 20a beschrieben. 10 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung der Überwachungsdiagnoseeinheit 20a der Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 2 zeigt. In 10 umfasst die Überwachungsdiagnoseeinheit 20a die Elektromotor-Einstelleinheit 21, den Speicher 22, die Speichereinheit 23, die Berechnungseinheit 25, die Anomalie-Ermittlungseinheit 27 und die Diagnoseergebnis-Speichereinheit 28.
In der Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 2 wird ein Ausgestaltungsbeispiel der Überwachungsdiagnoseeinheit 20a zur Detektion einer Anomalie des Elektromotors 15 beschrieben. Die Ausgestaltungen der Elektromotor-Einstelleinheit 21 und des Speichers 22 sind die gleichen wie in Ausführungsform 1, und die Beschreibung derselben wird weggelassen.
Die Speichereinheit 23 umfasst die Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a, die Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d und eine Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit 23f.
Die Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a wird zum Speichern eines Schwellenwerts und dergleichen zur Ermittlung einer Anomalie der Maschinenausstattung des Elektromotors 15 verwendet.
Die Ausgestaltung des Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d ist die gleiche wie in Ausführungsform 1.
Die Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit 23f speichert den Wert der Frequenz eines durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Spektralpeaks. Es ist bevorzugt, nicht nur den Wert der Frequenz zu speichern, sondern auch die Signalintensität des Spektralpeaks, die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80, wenn der Spektralpeak erfasst wird, und die Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz in der gleichen Weise.
Die Berechnungseinheit 25 umfasst die Spektralanalyseeinheit 25a, die Seitenbandwellen-Analyseeinheit 25b, die Peak-Analyseeinheit 25c, die Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit 25d und eine Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit 25f.
Die Ausgestaltungen der Spektralanalyseeinheit 25a, der Seitenbandwellen-Analyseeinheit 25b und der Peak-Analyseeinheit 25c sind die gleichen wie in Ausführungsform 1.
Die Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit 25f ermittelt auf der Grundlage eines Analyseergebnisses der Peak-Analyseeinheit 25c, ob die Frequenzen der Seitenbandwellen durch eine Maschinenanomalie des Elektromotors verursachte Frequenzen sind oder nicht. Wird ermittelt, dass die Frequenzen durch eine Maschinenanomalie verursacht sind, werden die Werte der Frequenzen der Spektralpeaks in der Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit 23f gespeichert. Gleichzeitig werden vorzugsweise auch die Signalintensitäten der Spektralpeaks, die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 und die Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz gespeichert.
Die Anomalie-Ermittlungseinheit 27 ermittelt, ob eine Anomalie der Maschinenausrüstung des Elektromotors 15 vorliegt oder nicht. Beispiele einer Anomalie der Maschinenausrüstung des Elektromotors 15 umfassen eine Lageranomalie, ein exzentrischer Zustand, Ausrichtungsfehler, Unwucht, Schraubenlockerheit, Spiel und anormale Vibrationen. Unter Verwendung eines Schwellenwerts, der vorab in der Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a gespeichert ist, wird ein Vergleich mit den Spektralpeaks durchgeführt, die von der Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit 25f ermittelt wurden, um eine Anomalieermittlung durchzuführen.
Die Diagnoseergebnis-Speichereinheit 28 speichert das Ermittlungsergebnis der Anomalie-Ermittlungseinheit 27.
<Analyse von Spektralpeaks in der Recheneinheit 25>
Nachfolgend wird eine Extraktion einer Maschinenanomalie-Frequenz für den Elektromotor beschrieben.
11 zeigt Spektralwellenformen eines Strom-FFT-Analyse-Ergebnisse in der Berechnungseinheit 25 der Überwachungsdiagnoseeinheit 20a in Ausführungsform 2. Das obere Diagramm zeigt einen Fall, in dem sich der Elektromotor in einem Leerlaufzustand befindet, und das untere Diagramm zeigt einen Betriebszustand unter einer Nennlast. Da es sich bei dem Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 17 in Ausführungsform 2 um eine Kupplung oder ähnliches handelt, die die Rotation direkt auf die Last überträgt, werden durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Spektralpeaks ignoriert.
Sowohl im oberen als auch im unteren Diagramm der in 11 gezeigten Spektralwellenformen werden durch Inverterrauschen verursachte Seitenbandwellen in gleichen Abständen auf der Hochfrequenzseite und der Niederfrequenzseite in Bezug auf die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 beobachtet. Darüber hinaus wird ermittelt, dass als Seitenbandwellen durch Maschinenanomalie verursachte Spektralpeaks des Elektromotors 15 bei f_s ± f_d auftreten.
Als Nächstes wird ein Verfahren beschrieben, mit dem ermittelt werden kann, ob die in 11 gezeigten Spektralpeaks durch Maschinenanomalie des Elektromotors 15 verursacht sind oder nicht.
In der Peak-Analyseeinheit 25c wird eine Berechnung des Ausdrucks (2) durchgeführt. Es ist bekannt, dass ein durch Maschinenanomalie des Elektromotors 15 verursachter Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors auftritt. Wenn man sich hier auf die Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors in Ausdruck (3) konzentriert, kann Ausdruck (2) in den folgenden Ausdruck (5) umgewandelt werden. $Δ = f_{s} / f_{p} = p / (2 \cdot (1 - s))$
In diesem Fall ist der Schlupf s im Leerlauf 0 und der Wert von Ausdruck (5) wird zu einem ganzzahligen Wert. Daher ist es schwierig, den Spektralpeak von demjenigen zu unterscheiden, der durch Inverterrauschen verursacht ist. Im Allgemeinen wird jedoch eine Last auf den Elektromotor 15 aufgebracht und der Schlupf s ist nicht 0. Wenn Δ keine ganze Zahl ist, kann daher ermittelt werden, dass es sich bei dem Spektralpeak höchstwahrscheinlich um eine Maschinenanomalie-Frequenz ist. Da außerdem bekannt ist, dass ein durch Maschinenanomalie des Elektromotors 15 verursachter Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors 15 auftritt, kann eine Frequenz, bei der ein durch Maschinenanomalie verursachter Spektralpeak auftritt, anhand von Nenndaten des Elektromotors abgeschätzt werden. In Ausdruck (3) reicht es aus, dass die Anzahl von Polen des Elektromotors 15 und die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 gefunden werden. Obwohl sich der Wert der Maschinenanomalie-Frequenz von der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors 15 um einen Betrag verschiebt, der dem Schlupf s entspricht, liegt der Verschiebungsbetrag bei maximal 1 bis 2 Hz.
Das heißt, in der Peak-Analyseeinheit 25c wird f_s/f_p unter Verwendung von Ausdruck (2) berechnet, und für die Seitenbandwelle, für die der Wert von f_s/f_p eine ganze Zahl ist, wird ermittelt, ob sich die Frequenz des Spektralpeaks in Abhängigkeit vom Vorhandensein/Abwesenheit einer Last ändert oder nicht. Wenn sich die Frequenz nicht ändert, ermittelt die Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit 25d, ob der Spektralpeak durch Inverterrauschen verursacht ist oder nicht, wie in Ausführungsform 1.
Für den Spektralpeak, für den der von der Peak-Analyseeinheit 25c berechnete Wert von f_s/f_p keine ganze Zahl ist, und den Spektralpeak, dessen Frequenz sich in Abhängigkeit vom Vorhandensein/der Abwesenheit einer Last geändert hat, obwohl der von der Peak-Analyseeinheit 25c berechnete Wert von f_s/f_p eine ganze Zahl ist, ermittelt die Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit 25f, ob der Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors liegt oder nicht. Hier wird ein Schwellenwert E (Hz) vorab festgelegt, und es wird ermittelt, ob der Spektralpeak in diesem Bereich liegt oder nicht. Der Schwellenwert E kann etwa 1 bis 2 (Hz) betragen. Der Schwellenwert kann in der Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a gespeichert werden oder als Vergleichskonstante zum Berechnen einer Differenz zwischen der Frequenz des Spektralpeaks und der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors in der Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit 25f gespeichert werden. Wenn ermittelt wird, dass der Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors liegt, wird die Frequenz des Spektrums in der Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit 23f gespeichert. Gleichzeitig ist es bevorzugt, auch die Signalintensität des Spektralpeaks, die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80, wenn der Spektralpeak erfasst wird, und die Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz auf die gleiche Weise zu speichern.
Die Anomalie-Ermittlungseinheit 27 ermittelt, ob eine Anomalie der Maschinenausrüstung des Elektromotors 15 vorliegt oder nicht. Wenn eine Differenz zwischen der Signalintensität des durch Maschinenanomalie verursachten Spektralpeaks, die von der Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit 25f ermittelt wird, und der Spektralintensität für die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 F (dB) oder weniger beträgt, wird ermittelt, dass eine Anomalie der Maschinenausrüstung vorliegt. Der Schwellenwert F (dB) wird vorab in der Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a gespeichert.
Für den durch Maschinenanomalie verursachten Spektralpeak, der von der Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit 25f ermittelt wird, kann ein Vergleich mit einem Schwellenwert Fa (dB) durchgeführt werden, der vorab in der Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a gespeichert wurde, und wenn der Schwellenwert Fa (dB) überschritten wird, kann ermittelt werden, dass eine Anomalie der Maschinenausrüstung vorliegt. Der Schwellenwert F (dB) und der Schwellenwert Fa (dB) werden verwendet, um zu ermitteln, dass der Spektralpeak aufgrund einer Maschinenanomalie ausreichend groß ist.
Der Schwellenwert, der eine Anomalieermittlung verwendet wird, kann vorab in der Ermittlungsreferenz-Speichereinheit 23a gespeichert werden, oder Daten, wenn der Elektromotor 15 normal ist, können in dem Speicher 22 gespeichert werden und statistische Verarbeitung oder ähnliches kann darauf durchgeführt werden, um den Schwellenwert zu bestimmen.
Der Schwellenwert kann durch ein Verfahren des maschinellen Lernens anstelle einer statistischen Verarbeitung ermittelt werden. Das Verhalten der Daten kann aus normalen Daten einer Motorausrüstung desselben Typs vorab gelernt werden, und der Schwellenwert kann auf der Grundlage der gelernten Daten ermittelt werden. Alternativ können Muster verschiedener Daten einer Vielzahl von Elektromotoren gelernt werden, verschiedene Muster können klassifiziert werden, und der Schwellenwert oder ähnliches kann aus den klassifizierten Mustern ermittelt werden.
<Maschinenanomalie-Diagnoseverfahren 1 für Elektromotor 15: initiales Lernen>
Im Folgenden wird ein Anomalie-Diagnoseverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
12A und 12B sind Flussdiagramme, die Abläufe zur Diagnose einer Anomalie der Maschinenausrüstung des Elektromotors gemäß Ausführungsform 2 zeigen.
Das Verfahren von Schritt S000, in dem die Spezifikationen des Elektromotors eingegeben werden, bis zu Schritt S007, in dem f_s/f_p berechnet wird, ist das gleiche wie in Ausführungsform 1, und die Beschreibung dessen wird weggelassen.
Wenn der von der Peak-Analyseeinheit 25c berechnete Wert von f_s/f_p eine ganze Zahl ist (Ja in Schritt S008a), fährt das Verfahren mit Schritt S008b fort, um zu bestimmen, ob sich die Frequenz der Seitenbandwelle, für die der Wert von f_s/f_p eine ganze Zahl ist, zwischen einem Nennlast-Betriebszustand und einem Leerlauf-Betriebszustand des Elektromotors 15 ändert oder nicht. In diesem Fall wird eine Steuerung mit der gleichen Betriebsfrequenz f_s zwischen dem Nennlast-Betriebszustand und dem Leerlauf-Betriebszustand des Elektromotors 15 durchgeführt.
Wenn in Schritt S008b ermittelt wird, dass keine Änderung vorliegt (Nein in Schritt S008b), wird das Verfahren mit Schritt S009 fortgesetzt, um eine Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlung wie in Ausführungsform 1 zu durchzuführen.
Wenn der berechnete Wert von f_s/f_p in Schritt S008a keine ganze Zahl ist (Nein in Schritt S008a) und wenn in Schritt S008b ermittelt wird, dass eine Änderung vorliegt (Ja in Schritt S008b), wird das Verfahren mit Schritt S021 fortgesetzt.
In Schritt S021 ermittelt die Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit 25f, ob der Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors 15 liegt oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass der Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors 15 liegt (Ja in Schritt S021), wird die Frequenz des Spektrums als eine Maschinenanomalie-Frequenz in der Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit 23f gespeichert (Schritt S022).
Als nächstes wird in Schritt S023, wenn ermittelt wird, dass Inverter-Rauschfrequenzen bereits in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d gespeichert wurden, das initiale Lernen beendet, da Inverter-Rauschfrequenzen und Maschinenanomalie-Frequenzen bereits erfasst wurden.
Wenn in Schritt S021 nicht ermittelt wird, dass der Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors 15 liegt (Nein in Schritt S021), kehrt das Verfahren zu Schritt S001 zurück, da Maschinenanomalie-Frequenzen noch nicht erfasst wurden.
Zudem kehrt das Verfahren zu Schritt S001 zurück nachdem Maschinenanomalie-Frequenzen in Schritt S023 erfasst wurden, wenn ermittelt wird, dass Inverter-Rauschfrequenzen nicht in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d gespeichert sind (Nein in Schritt S023).
Als nächstes wird in Schritt S025 eine Anomaliediagnose gestartet.
In Schritt S026 wird ermittelt, ob eine Anomalie in der Maschinenausrüstung des Elektromotors vorliegt oder nicht. Hier wird eine Strom-FFT-Analyse wie beim initialen Lernen durchgeführt, und dann werden durch Inverterrauschen verursachte Spektralpeaks, die bereits beim initialen Lernen erfasst wurden, extrahiert, und eine Anomaliediagnose wird auf der Grundlage anderer Spektralpeaks durchgeführt.
Wenn ermittelt wird, dass eine Anomalie vorliegt, wird das Ergebnis in der Diagnoseergebnis-Speichereinheit 28 gespeichert, und in Schritt S027 werden Alarm und Anzeige durchgeführt.
<Anomalie-Diagnoseverfahren 2 für Maschinenausrüstung von Elektromotor 15: Anomalie-Diagnose>
Als Nächstes wird das Verfahren zur Anomaliediagnose in Schritt S025 unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 13 beschrieben.
Schritte S02501 bis S02505 sind die gleichen wie Schritte S002 bis S005.
In Schritt S02506 werden aus den Spektralpeaks, die als Seitenbandwellen ermittelt wurden, die Frequenzen von durch Inverterrauschen verursachten Spektralpeaks unter Verwendung von Informationen, wie die Frequenzen der durch Inverterrauschen verursachten Spektralpeaks, die in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d gespeichert sind, extrahiert.
In Schritt S02507 wird ermittelt, ob der als Seitenbandwelle ermittelte Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors 15 vorhanden ist oder nicht. Wenn der Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors 15 vorhanden ist (Ja in Schritt S02507), ist der Spektralpeak mit hoher Wahrscheinlichkeit eine durch eine Anomalie der Maschinenausrüstung des Elektromotors verursachte Seitenbandwelle, und in Schritt S02508 werden die Frequenz f_p des Spektralpeaks und die Signalintensität I_p(f_s ± f_p) davon detektiert.
In Schritt S02509 wird eine Differenz zwischen der Signalintensität I_p(f_s ± f_p) des Spektralpeaks der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Seitenbandwelle und der Signalintensität I_p(f_s) für die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 berechnet. Wenn ermittelt wird, dass I_p(f_s) - I_p(f_s ± f_p) ≤ F erfüllt ist (Ja in Schritt S02509), ist der Spektralpeak der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Seitenbandwelle ausreichend groß und es wird ermittelt, dass eine Anomalie in der Maschinenausrüstung vorliegt (Schritt S026) .
Wenn ermittelt wird, dass eine Anomalie in der Maschinenausrüstung des Elektromotors vorliegt, wird das Ergebnis in der Diagnoseergebnis-Speichereinheit 28 gespeichert, und in Schritt S027 werden Alarm und Anzeige durchgeführt.
In diesem Fall sind in Schritt S02507 auch auf durch Inverterrauschen verursachte Spektralpeaks in den Seitenbandwellen enthalten. Daher kann der Elektromotor 15 bei der Durchführung einer Anomaliediagnose in einem Zustand mit Last und in einem Zustand ohne Last betrieben werden, und nur für den Spektralpeak, deren Frequenz sich zwischen beiden Zuständen ändert, können die nachfolgenden Schritte ab Schritt S02507 ausgeführt werden.
In einem Fall, in dem die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 und die Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors vorab bekannt sind, kann ermittelt werden, ob die Frequenz f_inv eines durch Inverterrauschen verursachten Spektralpeaks und die Rotationsfrequenz f_r einander überlappen oder nicht, und daher können die nachfolgenden Schritte ab Schritt S02507 unter Verwendung der oben genannten Tatsache ausgeführt werden.
Wie oben beschrieben, wird eine Anomaliediagnose der Maschinenausrüstung des Elektromotors 15 durch Wiederholen der Schritte S02501 bis S02509 durchgeführt.
Als Nächstes wird ermittelt, ob die in 11 gezeigten Spektralpeaks diejenigen durch Maschinenanomalie des Elektromotors 15 verursachten sind oder nicht. In 11 ist f_s 60 (Hz) und f_r ist 30 (Hz). Zunächst werden in dem im oberen Diagramm dargestellten Leerlauffall Seitenbandwellen aus den detektierten Spektralpeaks detektiert. Dann wird f_s/f_p berechnet. Da f_inv gleich 20 (Hz) und f_d gleich 30 (Hz) ist, ist f_s/f_inv gleich 3 und f_s/f_d gleich 2.
Hier ist ein Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors ein Spektralpeak mit der Frequenz f_d einer Seitenbandwelle und überschneidet sich nicht mit einem Spektralpeak, der mit f_inv übereinstimmt, der zusammen mit der Betriebsfrequenz f_s in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d gespeichert ist. In der Zwischenzeit fällt der Spektralpeak, der in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors auftritt, mit f_d zusammen, das zusammen mit der Betriebsfrequenz f_s und der Rotationsfrequenz f_r in der Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit gespeichert ist. Daher wird der Spektralpeak, der in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors vorhanden ist, als Maschinenanomalie-Frequenz ermittelt, und seine Signalintensität wird mit der Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz f_s verglichen. Wenn eine Differenz zwischen beiden den Schwellenwert F oder weniger beträgt, wird ermittelt, dass eine Anomalie vorliegt.
Alternativ dazu wird bei der Diagnose eine Spektralanalyse im Nennlastzustand durchgeführt und eine Spektralwellenform im Nennlastzustand, wie in dem unteren Diagramm in 11 dargestellt, erfasst. Im Nennlastzustand ändert sich der durch Maschinenanomalie verursachte Spektralpeak, so dass die Frequenz f_d der Seitenbandwelle 28,8 Hz beträgt und somit f_s/f_d 2,08 ist, was keine ganze Zahl ist. Daher kann eine Spektrallinie, die in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors auftritt, als Maschinenanomalie-Frequenz ermittelt werden, und deren Signalintensität kann mit der Signalintensität der Spektrallinie für die Betriebsfrequenz f_s verglichen werden.
Wie oben beschrieben, wird gemäß Ausführungsform 2 für den durch den Inverter antriebsgesteuerten Elektromotor beim initialen Lernen ein durch den Elektromotor fließender Strom detektiert, und wenn unter den Seitenbandwellen, die durch FFT-Analyse des detektierten Stroms extrahiert werden, Seitenbandwellen, die solche Frequenzen haben, dass f_s/f_p eine ganze Zahl in Bezug auf die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung ist, sich nicht in Abhängigkeit von der Anwesenheit/Abwesenheit einer Last ändern und eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bilden, werden die Seitenbandwellen als durch Inverterrauschen verursachte Seitenbandwellen ermittelt, und diese Frequenzen und dergleichen werden gespeichert. Auf diese Weise können bei einer Anomaliediagnose durch Inverterrauschen verursachte Spektralpeaks aus den Spektralpeaks extrahiert werden, die durch Strom-FFT-Analyse extrahiert wurden, wodurch eine fehlerhafte Diagnose aufgrund von Inverterrauschen nicht auftritt und die Diagnosegenauigkeit verbessert wird.
Beim initialen Lernen wird unter den Seitenbandwellen, die durch FFT-Analyse eines durch den Elektromotor fließenden Stroms extrahiert wurden, ein Spektralpeak, der in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors vorhanden ist und dessen Spektralpeak-Frequenz oder Seitenbandwellenfrequenz sich in Abhängigkeit vom Vorhandensein/Abwesenheit einer Last ändert, als eine durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachte Seitenbandwelle ermittelt, und die Frequenz und dergleichen werden gespeichert. So kann bei einer Anomaliediagnose ermittelt werden, ob die Frequenz eines Spektralpeaks eine durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachte Frequenz ist oder nicht, und durch Vergleichen der Signalintensität des durch Maschinenanomalie verursachten Spektralpeaks mit einem vorbestimmten Schwellenwert kann eine Maschinenanomalie des Elektromotors leicht diagnostiziert werden.
Ausführungsform 3
Nachfolgend wird eine Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 3 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
14 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer Überwachungsdiagnoseeinheit 20b der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 3 zeigt. 14 zeigt die Ausgestaltung der Überwachungsdiagnoseeinheit 20b zur Diagnose sowohl von Anomalien des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16 als auch von einer Maschinenanomalie des Elektromotors 15 in einem Fall, in dem der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 16, wie z. B. ein Riemen, zwischen dem Elektromotor 15 und der mechanischen Ausrüstung 30 in der in 1 gezeigten Ausgestaltung angebracht ist.
Daher umfasst die Speichereinheit 23 sowohl die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e als auch die Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit 23f, und die Berechnungseinheit 25 umfasst sowohl die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit 25e als auch die Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit 25f. Die anderen Ausgestaltungen sind die gleichen wie in den Ausführungsformen 1 und 2.
Als nächstes wird ein Anomalie-Diagnoseverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform 3 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
15A und 15B sind Flussdiagramme, die das Anomalie-Diagnoseverfahren unter Verwendung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 3 zeigen.
<Anomalie-Diagnoseverfahren 1: initiales Lernen>
Zunächst wird das Verfahren des initialen Lernens beschrieben.
In Schritt S000 werden Spezifikationsinformationen des Elektromotors und Informationen des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus in die Elektromotor-Einstelleinheit 21 eingegeben.
Schritte S001 bis S010 in 15A sind die gleichen wie in Ausführungsform 2.
Wenn unter den Seitenbandwellen in Schritt S008a ermittelt wird, dass der Wert von f_s/f_p keine ganze Zahl ist, und wenn in Schritt S008b ermittelt wird, dass sich die Frequenz in Abhängigkeit von der Anwesenheit/Abwesenheit einer Last zwischen einem Leerlauf-Betriebszustand und einem Nennlast-Betriebszustand des Elektromotors ändert, geht das Verfahren zu Schritt S011 über.
In Schritt S011 wird, wenn I_p(f_s) - I_p(f_s ± f_p) ≤ A erfüllt ist (Ja in Schritt S011), mit Schritt S012 fortgefahren, um zu ermitteln, ob eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks detektiert wird oder nicht.
Wenn in Schritt S012 ermittelt wird, dass eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks detektiert wird (Ja in Schritt S012), fährt das Verfahren mit Schritt S013 fort, in dem die Frequenz und dergleichen des Spektralpeaks mit der Frequenz f_b als eine Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e gespeichert werden.
Wenn I_p(f_s) - I_p(f_s ± f_p) > A in Schritt S011 (Nein in Schritt S011) erfüllt ist und wenn ermittelt wird, dass eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks in Schritt S012 (Nein in Schritt S012) nicht detektiert wird, wird der Spektralpeak nicht als eine Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz ermittelt, und das Verfahren fährt mit Schritt S021 fort.
In Schritt S021 ermittelt die Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit 25f, ob der Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors 15 liegt oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass der Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors 15 liegt (Ja in Schritt S021), wird die Frequenz des Spektrums als Maschinenanomalie-Frequenz in der Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit 23f gespeichert (Schritt S022).
Als nächstes wird in Schritt S031, wenn ermittelt wird, dass Inverter-Rauschfrequenzen bereits in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d gespeichert wurden und durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Frequenzen bereits in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e gespeichert wurden, das initiale Lernen beendet, da Inverter-Rauschfrequenzen, Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenzen und Maschinenanomalie-Frequenzen bereits erfasst wurden.
Wenn in Schritt S021 nicht ermittelt wird, dass der Spektralpeak in der Nähe der Rotationsfrequenz f_r des Elektromotors 15 liegt (Nein in Schritt S021), kehrt das Verfahren zu Schritt S001 zurück, da Maschinenanomalie-Frequenzen noch nicht erfasst wurden.
Außerdem kehrt das Verfahren nach dem Erfassen von Maschinenanomalie-Frequenzen in Schritt S023 zu Schritt S001 zurück, wenn Inverter-Rauschfrequenzen nicht in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d oder durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Frequenzen nicht in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e gespeichert sind (Nein in Schritt S031).
Als Nächstes wird in Schritt S035 eine Anomaliediagnose gestartet.
In Schritt S036 wird ermittelt, ob eine Anomalie im Antriebsleistungsübertragungsmechanismus und in der Maschinenausrüstung des Elektromotors vorliegt oder nicht. Hier wird eine Strom-FFT-Analyse wie beim initialen Lernen durchgeführt, und dann werden durch Inverterrauschen verursachte Spektralpeaks, die bereits beim initialen Lernen erfasst wurden, extrahiert, und eine Anomaliediagnose wird durch Bezug hierauf durchgeführt.
Wenn ermittelt wird, dass eine Anomalie vorliegt, wird das Ergebnis in der Diagnoseergebnis-Speichereinheit 28 gespeichert, und in Schritt S037 werden Alarm und Anzeige durchgeführt.
Auf die Einzelheiten der Anomaliediagnose wird nicht eingegangen. Die Anomaliediagnose wird durch das in den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebene Anomaliediagnose-Verfahren durchgeführt.
Wie oben beschrieben, werden gemäß Ausführungsbeispiel 3 die gleichen Effekte wie in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 erzielt. Das heißt, für den durch den Inverter antriebsgesteuerten Elektromotor wird beim initialen Lernen ein durch den Elektromotor fließender Strom detektiert, und wenn unter den Seitenbandwellen, die durch FFT-Analyse des detektierten Stroms extrahiert werden, Seitenbandwellen, die solche Frequenzen haben, dass f_s/f_p eine ganze Zahl in Bezug auf die Betriebsfrequenz f_s der Elektromotor-Steuervorrichtung ist, sich nicht in Abhängigkeit von der Anwesenheit/Abwesenheit einer Last ändern und eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bilden, werden die Seitenbandwellen als durch Inverterrauschen verursachte Seitenbandwellen ermittelt, und diese Frequenzen und dergleichen werden gespeichert. Auf diese Weise können bei der Anomaliediagnose durch Inverterrauschen verursachte Spektralpeaks aus den Spektralpeaks extrahiert werden, die durch eine Strom-FFT-Analyse extrahiert wurden, wodurch eine fehlerhafte Diagnose aufgrund von Inverterrauschen nicht auftritt und die Diagnosegenauigkeit verbessert wird.
Darüber hinaus können in Ausführungsform 3 durch Inverterrauschen der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 verursachte Spektralpeaks, durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Spektralpeaks, und durch eine Maschinenanomalie des Elektromotors verursachte Spektralpeaks unterschieden werden, wodurch die Diagnosegenauigkeit verbessert wird.
Ausführungsform 4
Nachfolgend wird eine Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 4 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
16 zeigt den schematischen Aufbau der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 4. In den Ausführungsformen 1 bis 3 ist eine Überwachungsdiagnoseeinheit 20, 20a für einen Elektromotor 15 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform werden jedoch mehrere Elektromotoren von einer Überwachungsdiagnoseeinheit überwacht.
In 16 ist eine Vielzahl von Elektromotoren 15a, 15b, 15c mit Leistungsversorgungsleitungen 11a, 11b, 11c verbunden, um Elektromotoren jeweils über Elektromotor-Steuervorrichtungen 80a, 80b, 80c anzutreiben, und Stromdetektoren 14a, 14b, 14c zum Detektieren von Strömen, die durch die jeweiligen Elektromotoren 15a, 15b, 15c fließen, sind jeweils an mindestens einer Leistungsversorgungsleitung vorgesehen. Darüber hinaus sind an den Leistungsversorgungsleitungen 11a, 11b, 11c jeweils Leistungsschalter 12a, 12b, 12c und elektromagnetische Schütze 13a, 13b, 13c vorgesehen.
Die Überwachungsdiagnoseeinheit 20 speichert vorab Spezifikationsinformationen der Elektromotoren 15a, 15b, 15c und der Elektromotor-Steuervorrichtungen 80a, 80b, 80c sowie Spezifikationsinformationen von Antriebsleistungsübertragungsmechanismen 16a, 16b, 16c, die die Antriebsleistung von den Elektromotoren 15a, 15b, 15c an die mechanische Ausrüstung 30a, 30b, 30c übertragen. Durch die Elektromotoren 15a, 15b, 15c fließende und von den Stromdetektoren 14a, 14b, 14c detektierte Ströme werden in die Überwachungsdiagnoseeinheit 20 eingegeben, die dann eine Strom-FFT-Analyse und ein initiales Lernen durchführt. Danach wird eine Anomaliediagnose durchgeführt.
In der Ausgestaltung in Ausführungsform 4 können beispielsweise eine Vielzahl von Antriebsleistungsübertragungsmechanismen 16a, 16b, 16c gemeinsam von einer Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 diagnostiziert werden. Zum Beispiel kann in einem Fall, in dem der gleiche Typ von Elektromotoren und der gleiche Typ von Lastausrüstung verwendet wird, eine Vergleichsermittlung für Spektralwellenformen durchgeführt werden. Wenn die gleiche Art von Elektromotoren und die gleiche Art von Lastausrüstung verwendet werden, werden normalerweise ähnliche Wellenformen beobachtet. Dementsprechend werden die auf den drei Stromdetektoren 14a, 14b und 14c basierenden Spektralwellenformen miteinander verglichen, wodurch die Ermittlung von Anomalien einfach durchgeführt werden kann. Außerdem kann, wenn nur eine ermittelte Spektralwellenform eine Anomalie aufweist, auf ein Symptom geschlossen werden, das zu einer Anomalie führen wird. Für einen solchen Vergleich kann vorab ein ermittelter Schwellenwert eingestellt werden.
Wie oben beschrieben, werden gemäß Ausführungsform 4 eine Vielzahl von Elektromotoren von einer Überwachungsdiagnoseeinheit überwacht. Somit ist es zusätzlich zu den gleichen Effekten in den Ausführungsformen 1 bis 3 möglich, eine Anomaliediagnose durch den Vergleich von Spektralwellenformen durchzuführen, die von einer Vielzahl von Elektromotoren erhalten werden. Außerdem verringert sich die Anzahl von Überwachungsdiagnosevorrichtungen, wodurch eine Platzersparnis erreicht werden kann.
Obwohl drei Elektromotoren als Beispiel
angegeben sind, ist die Anzahl der Elektromotoren nicht auf drei beschränkt.
Ausführungsform 5
Nachfolgend wird eine Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 5 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
17 zeigt die schematische Ausgestaltung der Anomalie-Diagnosevorrichtung gemäß Ausführungsform 5. In den Ausführungsformen 1 bis 4 sind die Anomalie-Diagnosevorrichtung und die Elektromotor-Steuervorrichtung unabhängig voneinander ausgestaltet. Wie jedoch in 15 gezeigt, kann die Elektromotor-Steuervorrichtung 80 in der Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 vorgesehen sein.
Durch die integrale Ausgestaltung der Anomalie-Diagnosevorrichtung und der Elektromotor-Steuervorrichtung ist es nicht mehr notwendig, entsprechende Räume für die Elektromotor-Steuervorrichtung und die Anomalie-Diagnosevorrichtung einzeln vorzuhalten.
Wie oben beschrieben, werden gemäß Ausführungsform 5 die gleichen Effekte wie in den Ausführungsformen 1 bis 3 bereitgestellt, und zusätzlich sind die Anomalie-Diagnosevorrichtung und die Elektromotor-Steuervorrichtung integral ausgestaltet, was zu einer Platzersparnis in der Anordnung beiträgt.
Obwohl die Elektromotor-Steuervorrichtung in der Anomalie-Diagnosevorrichtung als Beispiel vorgesehen ist, können die Überwachungsdiagnoseeinheit, das Display und die Alarmeinheit an der Elektromotor-Steuervorrichtung vorgesehen werden, um eine Elektromotor-Steuervorrichtung mit einer Anomalie-Diagnosefunktion zu bilden.
In den obigen Ausführungsformen 1 bis 5 werden die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80, wenn der Spektralpeak erfasst wird, und die Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz auch in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit 23d, in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit 23e für den und in der Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit 23f auf die gleiche Weise gespeichert. Dies liegt daran, dass sich die durch Inverterrauschen verursachte Frequenz, die durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Frequenz und die durch eine Maschinenanomalie des Elektromotors verursachte Frequenz in Abhängigkeit von der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 ändern. Die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80, wenn der Spektralpeak erfasst wird, und die Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz werden als Satz gespeichert, und gelernte Daten, die der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung 80 entsprechen, werden für eine Diagnose verwendet, wodurch die Möglichkeit einer fehlerhaften Diagnose ausgeschlossen wird.
In den obigen Ausführungsformen 1 bis 5 ist die Anomalie-Diagnosevorrichtung 100 aus einem Prozessor 1000 und einer Speichervorrichtung 2000, wie in 18 gezeigt, die ein Beispiel für Hardware zeigt, aufgebaut. Obwohl nicht gezeigt, ist die Speichervorrichtung mit einer flüchtigen Speichervorrichtung wie einem Direktzugriffsspeicher und einer nichtflüchtigen Hilfsspeichervorrichtung wie einem Flash-Speicher ausgestattet. Anstelle des Flash-Speichers kann auch ein Hilfsspeicher in Form einer Festplatte vorgesehen werden. Der Prozessor 1000 führt ein Programm aus, das von der Speichervorrichtung 2000 eingegeben wird. In diesem Fall wird das Programm von der Hilfsspeichervorrichtung über die flüchtige Speichervorrichtung in den Prozessor 1000 eingegeben. Der Prozessor 1000 kann Daten, wie z. B. ein Berechnungsergebnis, an die flüchtige Speichervorrichtung der Speichervorrichtung 2000 ausgeben oder solche Daten über die flüchtige Speichervorrichtung in der Hilfsspeichervorrichtung speichern.
Obwohl die Offenbarung oben in Bezug auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen und Implementierungen beschrieben wird, sollte verstanden werden, dass die verschiedenen Merkmale, Aspekte und Funktionen, die in einer oder mehreren der einzelnen Ausführungsformen beschrieben sind, in ihrer Anwendbarkeit auf die spezielle Ausführungsform, mit der sie beschrieben werden, nicht beschränkt sind, sondern stattdessen allein oder in verschiedenen Kombinationen auf eine oder mehrere der Ausführungsformen der Offenbarung angewendet werden können.
Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen, die nicht beispielhaft dargestellt sind, vorgenommen werden können, ohne den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Zum Beispiel kann mindestens einer der Bestandteile geändert, hinzugefügt oder eliminiert werden. Mindestens einer der in mindestens einer der bevorzugten Ausführungsformen genannten Bestandteile kann ausgewählt und mit den in einer anderen bevorzugten Ausführungsform genannten Komponenten kombiniert werden.
BESCHREIBUNG DER BEZUGSZEICHEN

11, 11a, 11b, 11c: Leistungsversorgungsleitung
12a, 12b, 12c: Leistungsschalter
13a, 13b, 13c: elektromagnetisches Schütz
14, 14a, 14b, 14c: Stromdetektor
15, 15a, 15b, 15c: Elektromotor
16, 16a, 16b, 16c, 17: Antriebsleistungsübertragungsmechanismus
20, 20a, 20b: Überwachungsdiagnoseeinheit
21: Elektromotor-Einstelleinheit
22: Speicher
23: Speichereinheit
23a: Ermittlungsreferenz-Speichereinheit
23d: Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit
23e: Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit
23f: Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit
25: Berechnungseinheit
25a: Spektralanalyseeinheit
25b: Seitenbandwellen-Analyseeinheit
25c: Peak-Analyseeinheit
25d: Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit
25e: Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit
25f: Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit
25g: Frequenzkorrektureinheit
27: Anomalie-Ermittlungseinheit
28: Diagnoseergebnis-Speichereinheit
30, 30a, 30b, 30c: mechanische Ausrüstung
40: Display
50: Alarmeinheit
80, 80a, 80b, 80c: Elektromotor-Steuervorrichtung
81: Inverter
82: Steuereinheit
100: Anomalie-Diagnosevorrichtung
161: Riemen
1000: Prozessor
2000: Speichervorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 6410572 [0004]

Claims

Anomalie-Diagnosevorrichtung, die eine Ermittlung von einer Anomalie eines Elektromotors, der durch eine von einer Elektromotor-Steuervorrichtung umgewandelten Leistung angetrieben wird, und/oder einer Anomalie eines Antriebsleistungsübertragungsmechanismus, der Antriebsleistung von dem Elektromotor zu einer Last überträgt, durchführt, wobei die Elektromotor-Steuervorrichtung einen Inverter umfasst, wobei die Anomalie-Diagnosevorrichtung aufweist: eine Stromdetektionsschaltung zum Detektieren eines Stroms des Elektromotors; und eine Überwachungsdiagnoseeinheit, die eine Anomalieermittlung unter Verwendung von Spektralpeaks durchführt, die durch Ausführen einer FFT-Analyse des von der Stromdetektionsschaltung detektierten Stroms extrahiert werden, wobei die Überwachungsdiagnoseeinheit umfasst eine Peak-Analyseeinheit, die eine Analyse unter Verwendung von einer Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung zum Ansteuern des Inverters und von Frequenzen von Seitenbandwellen in Bezug auf die Betriebsfrequenz durchführt und abschätzt, ob der extrahierte Spektralpeak durch Rauschen des Inverters verursacht ist oder nicht, eine Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit, die eine Frequenz des durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks auf der Grundlage des Spektralpeaks ermittelt, der von der Peak-Analyseeinheit als durch Rauschen des Inverters verursacht abgeschätzt wird, eine Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit, die die von der Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit ermittelte Frequenz des durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks vorab speichert, und eine Anomalie-Ermittlungseinheit, und wobei die Anomalie-Ermittlungseinheit eine Anomalieermittlung durchführt, nachdem sie den durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeak aus den Spektralpeaks, die durch FFT-Analyse des von der Stromdetektionsschaltung detektierten Stroms extrahiert sind, extrahiert.
Anomalie-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überwachungsdiagnoseeinheit ferner eine Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit und eine Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit umfasst, in einem Fall, in dem ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist, die Peak-Analyseeinheit den extrahierten Spektralpeak als einen ersten durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeak abschätzt, in einem Fall, in dem die ersten Spektralpeaks, die von der Peak-Analyseeinheit als durch Rauschen des Inverters verursacht abgeschätzt werden, eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen bilden, die Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit die ersten Spektralpeaks als die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt und die Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt, bezüglich eines zweiten Spektralpeaks, für den ein Wert, der durch die Peak-Analyseeinheit, die die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz dividiert, erhalten wird, keine ganze Zahl ist, in einem Fall, in dem eine Differenz zwischen einer Signalintensität des zweiten Spektralpeaks und einer Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz ein vorbestimmter Schwellenwert oder weniger ist und die zweiten Spektralpeaks eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen davon bilden, die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit die zweiten Spektralpeaks als durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Spektralpeaks ermittelt und Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks ermittelt, die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit vorab die Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks speichert, die von der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit ermittelt werden, und die Anomalie-Ermittlungseinheit eine Anomalieermittlung unter Verwendung der Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks, die in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit gespeichert sind, durchführt, nachdem sie die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks auf der Grundlage der Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Seitenbandwellen, die in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit gespeichert sind, aus den Spektralpeaks extrahiert, die durch die FFT-Analyse des von der Stromdetektionsschaltung detektierten Stroms extrahiert sind.
Anomalie-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überwachungsdiagnoseeinheit ferner eine Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit, eine Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit und eine Frequenzkorrektureinheit umfasst, in einem Fall, in dem ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist, die Peak-Analyseeinheit den extrahierten Spektralpeak als einen ersten durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeak ermittelt, in einem Fall, in dem die ersten Spektralpeaks, die von der Peak-Analyseeinheit als durch Rauschen des Inverters verursacht abgeschätzt werden, eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen bilden, die Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit die ersten Spektralpeaks als die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt und die Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt, bezüglich eines zweiten Spektralpeaks, für den ein Wert, der durch die Peak-Analyseeinheit, die die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz dividiert, erhalten wird, keine ganze Zahl ist, in einem Fall, in dem eine Differenz zwischen einer Signalintensität des zweiten Spektralpeaks und einer Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz ein vorbestimmter Schwellenwert oder weniger ist und die zweiten Spektralpeaks eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen davon bilden, die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit die zweiten Spektralpeaks als durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Spektralpeaks ermittelt und Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks ermittelt, die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit vorab die Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks speichert, die von der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit ermittelt werden, die Anomalie-Ermittlungseinheit als eine Diagnosezeit-Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung eine Frequenz eines Spektralpeaks mit einer größten Signalintensität unter den Spektralpeaks ermittelt, die durch FFT-Analyse des von der Stromdetektionsschaltung detektierten Stroms extrahiert sind, und in einem Fall, in dem Frequenzen von durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks und Frequenzen von durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks, die der Diagnosezeit-Betriebsfrequenz entsprechen, nicht in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit bzw. in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit gespeichert sind, die Frequenzkorrektureinheit die Betriebsfrequenz auf die Diagnosezeit-Betriebsfrequenz korrigiert und Frequenzen von durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks auf der Grundlage der Diagnosezeit-Betriebsfrequenz für die Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks, die in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit gespeichert sind, abschätzt, und die Anomalie-Ermittlungseinheit eine Anomalieermittlung unter Verwendung der Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks, die auf der Grundlage der Diagnosezeit-Betriebsfrequenz in der Frequenzkorrektureinheit abgeschätzt werden, und von durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks, die aus der korrigierten Betriebsfrequenz ermittelt werden, durchführt.
Anomalie-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überwachungsdiagnoseeinheit ferner eine Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit und eine Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit für den Elektromotor umfasst, die Peak-Analyseeinheit einen dritten Spektralpeak als durch Rauschen des Inverters verursacht abschätzt, für den ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist und die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz sich nicht in Abhängigkeit dessen ändert, ob der Elektromotor mit oder ohne Last arbeitet, in einem Fall, in dem die dritten Spektralpeaks, die von der Peak-Analyseeinheit als durch Rauschen des Inverters verursacht abgeschätzt werden, eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen der dritten Spektralpeaks bilden, die Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit die dritten Spektralpeaks als die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt und die Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt, bezüglich eines zweiten Spektralpeaks, für den ein Wert, der durch die Peak-Analyseeinheit, die die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz dividiert, erhalten wird, keine ganze Zahl ist, und eines vierten Spektralpeaks, für den ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist, und die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz sich in Abhängigkeit davon ändert, ob der Elektromotor mit oder ohne die Last arbeitet, die Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit eine Differenz zwischen der Frequenz jedes zweiten/vierten Spektralpeaks und einer Rotationsfrequenz des Elektromotors vergleicht, und wenn die Differenz ein vorbestimmter Schwellenwert oder weniger ist, die Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit die zweiten/vierten Spektralpeaks als durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachte Spektralpeaks ermittelt und Frequenzen der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Spektralpeaks ermittelt, die Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit vorab die Frequenzen der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Spektralpeaks speichert, die von der Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit ermittelt werden, und die Anomalie-Ermittlungseinheit eine Anomalieermittlung unter Verwendung der Frequenzen der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Spektralpeaks, die in der Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit gespeichert sind, durchführt, nachdem sie die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks auf der Grundlage der Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Seitenbandwellen, die in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit gespeichert sind, aus den Spektralpeaks extrahiert, die durch eine FFT-Analyse des von der Stromdetektionsschaltung detektierten Stroms extrahiert sind.
Anomalie-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überwachungsdiagnoseeinheit ferner eine Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit, eine Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit, eine Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit für den Elektromotor und eine Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit für den Elektromotor umfasst, die Peak-Analyseeinheit einen dritten Spektralpeak als durch Rauschen des Inverters verursacht abschätzt, für den ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist und die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz sich nicht in Abhängigkeit dessen ändert, ob der Elektromotor mit oder ohne Last arbeitet, in einem Fall, in dem die dritten Spektralpeaks, die von der Peak-Analyseeinheit als durch Rauschen des Inverters verursacht abgeschätzt werden, eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen der dritten Spektralpeaks bilden, die Inverter-Rauschfrequenz-Ermittlungseinheit die dritten Spektralpeaks als die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt und die Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt, bezüglich eines zweiten Spektralpeaks, für den ein Wert, der durch die Peak-Analyseeinheit, die die Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz dividiert, erhalten wird, keine ganze Zahl ist, und eines vierten Spektralpeaks, für den ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist, und die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz sich in Abhängigkeit davon ändert, ob der Elektromotor mit oder ohne die Last arbeitet, die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit eine Differenz zwischen einer Signalintensität jedes zweiten/vierten Spektralpeaks und einer Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz vergleicht, und wenn fünfte Spektralpeaks, für die die Differenz ein vorbestimmter Schwellenwert oder weniger ist, eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen davon bilden, die fünften Spektralpeaks als durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Spektralpeaks aufgrund des Antriebsleistungsübertragungsmechanismus ermittelt und Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks ermittelt, die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit speichert vorab die Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks speichert, die von der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit ermittelt werden, während die Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Ermittlungseinheit die Differenz zwischen der Signalintensität jedes zweiten/vierten Spektralpeaks und der Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz vergleicht, und zwar hinsichtlich eines sechsten Spektralpeaks, für den die Differenz größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, und eines siebten Spektralpeaks, der unter den fünften Spektralpeaks nicht als der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeak ermittelt wird, die Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit eine Differenz zwischen einer Frequenz jedes sechsten/siebten Spektralpeaks und einer Rotationsfrequenz des Elektromotors vergleicht, und wenn die Differenz ein vorbestimmter Schwellenwert oder weniger ist, die Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit die sechsten/siebten Spektralpeaks als durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachte Spektralpeaks ermittelt und Frequenzen der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Spektralpeaks ermittelt, die Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit vorab die Frequenzen der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Spektralpeaks speichert, die von der Maschinenanomalie-Frequenz-Ermittlungseinheit ermittelt werden, und die Anomalie-Ermittlungseinheit eine Anomalieermittlung unter Verwendung der Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks, die in der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus-Frequenz-Speichereinheit gespeichert sind, und der Frequenzen der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Spektralpeaks, die in der Maschinenanomalie-Frequenz-Speichereinheit gespeichert sind, durchführt, nachdem sie die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks auf der Grundlage der Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Seitenbandwellen, die in der Inverter-Rauschfrequenz-Speichereinheit gespeichert sind, aus den Spektralpeaks extrahiert, die durch eine FFT-Analyse des von der Stromdetektionsschaltung detektierten Stroms extrahiert sind.
Anomalie-Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus einen Riemen, eine Untersetzungsvorrichtung und/oder eine Kette.
Anomalie-Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Stromdetektionsschaltungen jeweils für eine Vielzahl von Elektromotoren vorgesehen sind, die von den einzelnen Elektromotor-Steuervorrichtungen angetrieben werden, und die Anomalieermittlung für die Vielzahl von Elektromotoren durchgeführt wird.
Anomalie-Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Elektromotor-Steuervorrichtung in der Anomalie-Diagnosevorrichtung vorgesehen ist.
Anomalie-Diagnoseverfahren zum Durchführen einer Ermittlung von einer Anomalie eines Elektromotors, der durch eine Leistung angetrieben wird, die von einer Elektromotor-Steuervorrichtung, welche einen Inverter hat und den Inverter antreibt, umgewandelt wird, und/oder einer Anomalie eines Antriebsleistungsübertragungsmechanismus, der Antriebsleistung von dem Elektromotor zu einer Last überträgt, wobei das Anomalie-Diagnoseverfahren umfasst: einen Lernschritt umfassend ein erster Schritt zum Detektieren eines Stroms des Elektromotors, ein zweiter Schritt zum Durchführen einer FFT-Analyse des detektierten Stroms und Detektieren von Spektralpeaks, einen dritten Schritt zum Extrahieren von Frequenzen von Seitenbandwellen in Bezug auf eine Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung zum Antreiben des Inverters aus den im zweiten Schritt detektierten Spektralpeaks, einen vierten Schritt zum Abschätzen unter Verwendung der Betriebsfrequenz und der extrahierten Frequenzen der Seitenbandwellen, ob der Spektralpeak ein durch Rauschen des Inverters verursachter Spektralpeak ist oder nicht, und einen fünften Schritt zum Bestimmen einer Frequenz des durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks auf der Grundlage des Spektralpeaks, der als der durch Rauschen des Inverters verursachte Spektralpeak abgeschätzt wird, und zum Speichern der Frequenz; und einen Anomalie-Diagnose-Schritt umfassend einen sechsten Schritt zum Detektieren eines Stroms des Elektromotors, einen siebten Schritt zum Durchführen einer FFT-Analyse des im sechsten Schritt detektierten Stroms und Detektieren von Spektralpeaks, einen achten Schritt zum Extrahieren der Frequenz des durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks aus den im siebten Schritt detektierten Spektralpeaks und einen Schritt zum Durchführen einer Anomaliediagnose nach dem achten Schritt.
Anomalie-Diagnoseverfahren nach Anspruch 9, wobei der vierte Schritt des Lernschritts umfasst einen Schritt, bei dem in einem Fall, in dem ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist, der extrahierte Spektralpeak als ein erster durch Rauschen des Inverters verursachter Spektralpeak abgeschätzt wird, und einen Schritt, bei dem bezüglich eines zweiten Spektralpeaks, für den ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, keine ganze Zahl ist, in einem Fall, in dem eine Differenz zwischen einer Signalintensität des zweiten Spektralpeaks und einer Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz ein vorbestimmter Schwellenwert oder weniger ist und die zweiten Spektralpeaks eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen der zweiten Spektralpeaks bilden, die zweiten Spektralpeaks als durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Spektralpeaks ermittelt werden und Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks gespeichert werden, in dem fünften Schritt in einem Fall, in dem die ersten Spektralpeaks eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen bilden, die ersten Spektralpeaks als die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt werden und die Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt und gespeichert werden, und der Anomalie-Diagnose-Schritt einen Schritt zum Durchführen einer Anomalieermittlung unter Verwendung der Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks umfasst.
Anomalie-Diagnoseverfahren nach Anspruch 9, wobei der vierte Schritt des Lernschritts umfasst einen Schritt, bei dem in einem Fall, in dem ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist, der extrahierte Spektralpeak als ein erster durch Rauschen des Inverters verursachter Spektralpeak abgeschätzt wird, und einen Schritt, bei dem bezüglich eines zweiten Spektralpeaks, für den ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, keine ganze Zahl ist, in einem Fall, in dem eine Differenz zwischen einer Signalintensität des zweiten Spektralpeaks und einer Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz ein vorbestimmter Schwellenwert oder weniger ist und die zweiten Spektralpeaks eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen der zweiten Spektralpeaks bilden, die zweiten Spektralpeaks als durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Spektralpeaks ermittelt werden und Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks gespeichert werden, in dem fünften Schritt in einem Fall, in dem die ersten Spektralpeaks eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen bilden, die ersten Spektralpeaks als die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt und die Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt und gespeichert werden, der achte Schritt des Anomalie-Diagnose-Schritts umfasst einen Schritt zum Ermitteln einer Frequenz eines Spektralpeaks mit der größten Signalintensität unter den im siebten Schritt detektierten Spektralpeaks als eine Diagnosezeit-Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung, einen Schritt, bei dem in einem Fall, in dem Frequenzen von durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks und Frequenzen von durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks, die der Diagnosezeit-Betriebsfrequenz entsprechen, nicht jeweils in dem Lernschritt gespeichert werden, die Betriebsfrequenz auf die Diagnosezeit-Betriebsfrequenz korrigiert wird und Frequenzen von durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks auf der Grundlage der Diagnosezeit-Betriebsfrequenz abgeschätzt werden, einen Schritt zum Ermitteln der Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks unter Verwendung der Diagnosezeit-Betriebsfrequenz, und einen Schritt zum Extrahieren der Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks, die unter Verwendung der Diagnosezeit-Betriebsfrequenz ermittelt werden, aus den im siebten Schritt detektierten Spektralpeaks, und der Anomalie-Diagnose-Schritt einen Schritt zum Durchführen der Anomalieermittlung nach dem achten Schritt umfasst.
Anomalie-Diagnoseverfahren nach Anspruch 9, wobei der vierte Schritt des Lernschritts umfasst einen Schritt, bei dem ein dritter Spektralpeak als durch Rauschen des Inverters verursacht abschätzt wird, für den ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist und die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz sich nicht in Abhängigkeit dessen ändert, ob der Elektromotor mit oder ohne der Last arbeitet, und einen Schritt, bei dem bezüglich eines zweiten Spektralpeaks, für die ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, keine ganze Zahl ist, und eines vierten Spektralpeak, für die ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist, und die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz sich in Abhängigkeit davon ändert, ob der Elektromotor mit oder ohne die Last arbeitet, eine Differenz zwischen der Frequenz jedes zweiten/vierten Spektralpeaks und einer Rotationsfrequenz des Elektromotors verglichen wird, und wenn die Differenz ein vorbestimmter Schwellenwert oder weniger ist, die zweiten/vierten Spektralpeaks als durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachte Spektralpeaks ermittelt und Frequenzen der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Spektralpeaks gespeichert werden, im fünften Schritt in einem Fall, in dem die dritten Spektralpeaks eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen bilden, die dritten Spektralpeaks als die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt werden und die Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt und gespeichert werden, und der Anomalie-Diagnose-Schritt einen Schritt nach dem achten Schritt umfasst zum Durchführen einer Anomalieermittlung unter Verwendung der Frequenzen der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Spektralpeaks.
Anomalie-Diagnoseverfahren nach Anspruch 9, wobei der vierte Schritt des Lernschritts umfasst einen Schritt, bei dem ein dritter Spektralpeak als durch Rauschen des Inverters verursacht abgeschätzt wird, für den ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist und die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz sich nicht in Abhängigkeit dessen ändert, ob der Elektromotor mit oder ohne die Last arbeitet, einen Schritt, bei dem bezüglich eines zweiten Spektralpeaks, für den ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, keine ganze Zahl ist, und eines vierten Spektralpeak, für die ein Wert, der durch Dividieren der Betriebsfrequenz der Elektromotor-Steuervorrichtung durch die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz erhalten wird, eine ganze Zahl ist, und die Frequenz der Seitenbandwelle in Bezug auf die Betriebsfrequenz sich in Abhängigkeit davon ändert, ob der Elektromotor mit oder ohne die Last arbeitet, eine Signalintensität für die Frequenz jedes zweiten/vierten Spektralpeaks und eine Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz verglichen werden, der zweite/vierte Spektralpeak, für den eine Vergleichsdifferenz ein vorbestimmter Schwellenwert oder weniger ist, als ein fünfter Spektralpeak definiert wird, und wenn die fünften Spektralpeaks eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen der fünften Spektralpeaks bilden, die fünften Spektralpeaks als durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachte Spektralpeaks ermittelt werden und Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks gespeichert werden, und einen Schritt zum Vergleichen der Differenz zwischen der Signalintensität jedes zweiten/vierten Spektralpeaks und der Signalintensität des Spektralpeaks für die Betriebsfrequenz, und dann, bezüglich eines sechsten Spektralpeaks, für den die Differenz größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, und eines siebten Spektralpeaks, der nicht als der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeak unter den fünften Spektralpeaks ermittelt wird, Vergleichen einer Differenz zwischen einer Frequenz jedes sechsten/siebten Spektralpeaks und einer Rotationsfrequenz des Elektromotors, und wenn die Differenz ein vorbestimmter Schwellenwert oder weniger ist, Ermitteln der sechsten/siebten Spektralpeaks als durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachte Spektralpeaks und Speichern von Frequenzen der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Spektralpeaks, in dem fünften Schritt in einem Fall, in dem die dritten Spektralpeaks eine Reihe von zwei oder mehr Spektralpeaks bei den Frequenzen der Seitenbandwellen bilden, die dritten Spektralpeaks als die durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt werden und die Frequenzen der durch Rauschen des Inverters verursachten Spektralpeaks ermittelt und gespeichert werden, und der Anomalie-Diagnose-Schritt einen Schritt nach dem achten Schritt umfasst zum Durchführen einer Anomalieermittlung unter Verwendung der Frequenzen der durch den Antriebsleistungsübertragungsmechanismus verursachten Spektralpeaks und der Frequenzen der durch Maschinenanomalie des Elektromotors verursachten Spektralpeaks.