JP2001027585A - 回転体の振動監視方法及びその装置 - Google Patents
回転体の振動監視方法及びその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】振動信号の周波数ごとの振幅の時間変化を求め
ることで、瞬時の振動を正確にとらえるとともに振動の
変化状態を連続的に解析することができる回転体の振動
監視方法およびその装置を提供すること。 【解決手段】水車発電機の主軸１０の軸振動を振動セン
サ１４により検出し、振動センサ１４の検出による振動
信号をＡ／Ｄ変換器１８でデジタル信号に変換し、この
デジタル信号をデジタルデータとしてメモリ２０に格納
し、メモリ２０に格納された振動信号に関するデータを
ウエーブレッド変換器２２でウエーブレッド変換し、主
軸１０の軸振動に伴う振動信号の解析結果として、画面
表示器２６の画面上に、振動信号の周波数と振幅の大き
さを時間軸に対応づけて順次表示する。
ることで、瞬時の振動を正確にとらえるとともに振動の
変化状態を連続的に解析することができる回転体の振動
監視方法およびその装置を提供すること。 【解決手段】水車発電機の主軸１０の軸振動を振動セン
サ１４により検出し、振動センサ１４の検出による振動
信号をＡ／Ｄ変換器１８でデジタル信号に変換し、この
デジタル信号をデジタルデータとしてメモリ２０に格納
し、メモリ２０に格納された振動信号に関するデータを
ウエーブレッド変換器２２でウエーブレッド変換し、主
軸１０の軸振動に伴う振動信号の解析結果として、画面
表示器２６の画面上に、振動信号の周波数と振幅の大き
さを時間軸に対応づけて順次表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転体の振動監視
方法及びその装置に係り、特に、水車発電機などの回転
体の振動を監視するに好適な回転体の振動監視方法及び
その装置に関する。
方法及びその装置に係り、特に、水車発電機などの回転
体の振動を監視するに好適な回転体の振動監視方法及び
その装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、水車発電機の振動を監視するに際
して、発電機本体とランナとを結ぶ主軸の振動を振動セ
ンサで検出し、振動センサから出力される振動信号をフ
ーリエ変換し、各周波数における振幅値を取り出し、そ
の大きさから異常の有無を判定する方法が採用されてい
る。すなわち、図３に示すように、振動信号の振幅の時
間的変化を示すデータをフィーリエ変換器でフーリエ変
換し、図４に示すように、各周波数における振幅値を取
り出し、振幅値の大きさから異常の有無を判定するよう
になっている。
して、発電機本体とランナとを結ぶ主軸の振動を振動セ
ンサで検出し、振動センサから出力される振動信号をフ
ーリエ変換し、各周波数における振幅値を取り出し、そ
の大きさから異常の有無を判定する方法が採用されてい
る。すなわち、図３に示すように、振動信号の振幅の時
間的変化を示すデータをフィーリエ変換器でフーリエ変
換し、図４に示すように、各周波数における振幅値を取
り出し、振幅値の大きさから異常の有無を判定するよう
になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
水車発電機の振動を監視するに際して、振動センサの検
出による振動信号をフーリエ変換して水車発電機の振動
の状態を解析するようにしているため、計算機の構成に
よっては、フーリエ変換を行なっている間はデータの取
り込みが不可能となり、水車発電機の起動から停止まで
の全ての期間において異常が発生したか否かを連続して
判定することができない場合がある。また振動信号を振
動振幅データとして取り込みこのデータをフーリエ変換
した場合、周期的に振動しているデータについては、そ
の周波数の振幅は周期的振幅の平均値として取り出すこ
とはできるが、物体が衝突したときに発生する振動、例
えばホワールによる振動のように一瞬の間の突発的な振
動による振幅を、周期的に振動しているデータの中から
正確に取り出すことは不可能である。
水車発電機の振動を監視するに際して、振動センサの検
出による振動信号をフーリエ変換して水車発電機の振動
の状態を解析するようにしているため、計算機の構成に
よっては、フーリエ変換を行なっている間はデータの取
り込みが不可能となり、水車発電機の起動から停止まで
の全ての期間において異常が発生したか否かを連続して
判定することができない場合がある。また振動信号を振
動振幅データとして取り込みこのデータをフーリエ変換
した場合、周期的に振動しているデータについては、そ
の周波数の振幅は周期的振幅の平均値として取り出すこ
とはできるが、物体が衝突したときに発生する振動、例
えばホワールによる振動のように一瞬の間の突発的な振
動による振幅を、周期的に振動しているデータの中から
正確に取り出すことは不可能である。
【０００４】また、水車発電機の振動には、回転体のア
ンバランスに起因するような機械的振動の他に、流体加
振力による振動がある。この流体加振力は、水車発電機
の回転速度、負荷、落差などの振動パラメータにより大
幅に変化するため、運転状態により流体加振力による振
動は刻々と変化している。しかし、フーリエ変換による
方法では、流体加振力による振動の変化状態を連続的に
解析することができない。すなわち、一定時間内の振動
データをフーリエ変換する方法では、流体加振力による
振動の変化状態を連続的に解析することは困難である。
ンバランスに起因するような機械的振動の他に、流体加
振力による振動がある。この流体加振力は、水車発電機
の回転速度、負荷、落差などの振動パラメータにより大
幅に変化するため、運転状態により流体加振力による振
動は刻々と変化している。しかし、フーリエ変換による
方法では、流体加振力による振動の変化状態を連続的に
解析することができない。すなわち、一定時間内の振動
データをフーリエ変換する方法では、流体加振力による
振動の変化状態を連続的に解析することは困難である。
【０００５】本発明の目的は、振動信号の周波数ごとの
振幅の時間変化を求めることで、瞬時の振動を正確にと
らえるとともに振動の変化状態を連続的に解析すること
ができる回転体の振動監視方法およびその装置を提供す
ることにある。
振幅の時間変化を求めることで、瞬時の振動を正確にと
らえるとともに振動の変化状態を連続的に解析すること
ができる回転体の振動監視方法およびその装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、回転体の振動を検出して振動信号を生成
し、この振動信号をウエーブレット変換して前記回転体
の状態を解析し、この解析結果による振動信号の周波数
と振幅の大きさを時間軸に対応づけて出力する回転体の
振動監視方法を採用したものである。
に、本発明は、回転体の振動を検出して振動信号を生成
し、この振動信号をウエーブレット変換して前記回転体
の状態を解析し、この解析結果による振動信号の周波数
と振幅の大きさを時間軸に対応づけて出力する回転体の
振動監視方法を採用したものである。
【０００７】前記回転体の振動監視方法を採用するに際
しては、回転体の状態を解析したあと、この解析結果に
よる振動信号の周波数を時間軸に対応づけて出力すると
ともに、解析結果による振動信号の振幅の大きさをその
大きさに応じた色調の変化として時間軸に対応付けて出
力することもできる。
しては、回転体の状態を解析したあと、この解析結果に
よる振動信号の周波数を時間軸に対応づけて出力すると
ともに、解析結果による振動信号の振幅の大きさをその
大きさに応じた色調の変化として時間軸に対応付けて出
力することもできる。
【０００８】前記回転体の振動監視方法を採用するに際
しては、以下の要素を付加することができる。
しては、以下の要素を付加することができる。
【０００９】（１）回転体の回転速度と負荷及び前記回
転体の駆動に用いる水を貯留する上池と下池とを結ぶ水
路間の落差を検出し、各検出結果を回転体に関する解析
結果と共に時間軸に対応づけて出力する。
転体の駆動に用いる水を貯留する上池と下池とを結ぶ水
路間の落差を検出し、各検出結果を回転体に関する解析
結果と共に時間軸に対応づけて出力する。
【００１０】（２）回転体の負荷の状態を検出すると共
に、前記回転体の振動信号に含まれる周波数と振幅に関
する警報値を、前記回転体の負荷に応じてそれぞれ設定
し、設定した各警報値と前記回転体に関する解析結果と
を前記回転体の負荷に応じて比較し、前記解析結果によ
る振動信号の周波数または振動信号の振幅の大きさが前
記警報値を超えたときに警報を発する。
に、前記回転体の振動信号に含まれる周波数と振幅に関
する警報値を、前記回転体の負荷に応じてそれぞれ設定
し、設定した各警報値と前記回転体に関する解析結果と
を前記回転体の負荷に応じて比較し、前記解析結果によ
る振動信号の周波数または振動信号の振幅の大きさが前
記警報値を超えたときに警報を発する。
【００１１】（３）回転体の起動から停止までの全期間
における回転体の解析結果を時間軸に対応づけて記憶
し、記憶した解析結果のうち指定の時間の解析結果を選
択して出力する。
における回転体の解析結果を時間軸に対応づけて記憶
し、記憶した解析結果のうち指定の時間の解析結果を選
択して出力する。
【００１２】（４）回転体として、水車発電機に適用す
る。
る。
【００１３】また、本発明は、回転体の振動を検出して
振動信号を出力する振動検出手段と、前記振動信号をウ
エーブレット変換して前記回転体の状態を解析する解析
手段と、この解析手段の解析による振動信号の周波数と
振幅の大きさを時間軸に対応づけて表示する表示手段と
を備えてなる回転体の振動監視装置を構成したものであ
る。
振動信号を出力する振動検出手段と、前記振動信号をウ
エーブレット変換して前記回転体の状態を解析する解析
手段と、この解析手段の解析による振動信号の周波数と
振幅の大きさを時間軸に対応づけて表示する表示手段と
を備えてなる回転体の振動監視装置を構成したものであ
る。
【００１４】前記回転体の振動監視装置を構成するに際
しては、表示手段として、解析手段の解析による振動信
号の周波数を時間軸に対応付て表示するとともに、解析
手段の解析結果による振動信号の振幅の大きさをその大
きさに応じた色調の変化として時間軸に対応づけて表示
する機能を有するもので構成することができる。
しては、表示手段として、解析手段の解析による振動信
号の周波数を時間軸に対応付て表示するとともに、解析
手段の解析結果による振動信号の振幅の大きさをその大
きさに応じた色調の変化として時間軸に対応づけて表示
する機能を有するもので構成することができる。
【００１５】前記各回転体の振動監視装置を構成するに
際しては、以下の要素を付加することができる。
際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１６】（１）回転体の回転速度を検出する回転速
度検出手段と、前記回転体の負荷の状態を検出する負荷
検出手段と、前記回転体の駆動に用いる水を貯留する上
池と下池とを結ぶ水路間の落差を検出する落差検出手段
とを備え、前記表示手段は、前記回転速度検出手段と前
記負荷検出手段および前記落差検出手段の検出出力を前
記回転体に関する解析結果と共に時間軸に対応づけて表
示してなる。
度検出手段と、前記回転体の負荷の状態を検出する負荷
検出手段と、前記回転体の駆動に用いる水を貯留する上
池と下池とを結ぶ水路間の落差を検出する落差検出手段
とを備え、前記表示手段は、前記回転速度検出手段と前
記負荷検出手段および前記落差検出手段の検出出力を前
記回転体に関する解析結果と共に時間軸に対応づけて表
示してなる。
【００１７】（２）回転体の負荷の状態を検出する負荷
検出手段と、前記回転体の振動信号に含まれる周波数と
振幅に関する警報値を前記回転体の負荷に応じてそれぞ
れ記憶する警報値記憶手段と、前記負荷検出手段と前記
警報値記憶手段及び前記解析手段の出力を取り込み、前
記警報値記憶手段に記憶された警報値と前記解析手段の
解析結果とを前記負荷検出手段の検出による負荷に応じ
て比較し、前記解析手段の解析結果による振動信号の周
波数または振動信号の振幅の大きさが前記警報値を超え
たときに警報を発する警報手段とを備えてなる。
検出手段と、前記回転体の振動信号に含まれる周波数と
振幅に関する警報値を前記回転体の負荷に応じてそれぞ
れ記憶する警報値記憶手段と、前記負荷検出手段と前記
警報値記憶手段及び前記解析手段の出力を取り込み、前
記警報値記憶手段に記憶された警報値と前記解析手段の
解析結果とを前記負荷検出手段の検出による負荷に応じ
て比較し、前記解析手段の解析結果による振動信号の周
波数または振動信号の振幅の大きさが前記警報値を超え
たときに警報を発する警報手段とを備えてなる。
【００１８】（３）前記解析手段の解析結果として前記
回転体の起動から停止までの全期間における回転体の解
析結果を時間軸に対応づけて記憶する解析結果記憶手段
と、解析結果の時間を指定する時間指定手段と、この時
間指定手段により指定された時間の解析結果を前記解析
結果記憶手段から取り出して前記表示手段に出力する解
析結果選択手段とを備え、前記表示手段は、前記解析結
果選択手段の選択による解析結果を時間軸に対応づけて
表示してなる。
回転体の起動から停止までの全期間における回転体の解
析結果を時間軸に対応づけて記憶する解析結果記憶手段
と、解析結果の時間を指定する時間指定手段と、この時
間指定手段により指定された時間の解析結果を前記解析
結果記憶手段から取り出して前記表示手段に出力する解
析結果選択手段とを備え、前記表示手段は、前記解析結
果選択手段の選択による解析結果を時間軸に対応づけて
表示してなる。
【００１９】（４）回転体として、水車発電機に適用す
る。
る。
【００２０】前記した手段によれば、回転体の振動に伴
う振動信号をウエーブレッド変換して回転体の受胎を解
析するようにしているため、振動信号の周波数ごとの振
動の時間変化を求めることができ、回転体の瞬時の振動
を正確にとらえたり、回転体の振動の変化状態を連続的
に解析することが可能になる。
う振動信号をウエーブレッド変換して回転体の受胎を解
析するようにしているため、振動信号の周波数ごとの振
動の時間変化を求めることができ、回転体の瞬時の振動
を正確にとらえたり、回転体の振動の変化状態を連続的
に解析することが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
水車発電機の振動監視装置の全体構成図である。図１に
おいて、回転体としての水車発電機（図示省略）は主軸
１０、ランナ１２を備え、水車発電機の駆動に用いる水
を貯留する上池と下池とを結ぶ水路中にランナ１２が配
置されている。そして、上池からの水によってランナ１
２が回転することによって水車発電機が発電機として運
転される。また、水車発電機が電動機として駆動された
ときには、ランナ１２の回転により、下池の水が上池に
送給されるようになっている。発電機または電動機とし
て運転される水車発電機の振動を検出するために、主軸
１０の近傍に水車発電機の振動を検出して振動信号を出
力する振動検出手段としての振動センサ１４が配置され
ている。振動センサ１４により検出される振動信号は、
振動監視装置の本体１６に入力されている。
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
水車発電機の振動監視装置の全体構成図である。図１に
おいて、回転体としての水車発電機（図示省略）は主軸
１０、ランナ１２を備え、水車発電機の駆動に用いる水
を貯留する上池と下池とを結ぶ水路中にランナ１２が配
置されている。そして、上池からの水によってランナ１
２が回転することによって水車発電機が発電機として運
転される。また、水車発電機が電動機として駆動された
ときには、ランナ１２の回転により、下池の水が上池に
送給されるようになっている。発電機または電動機とし
て運転される水車発電機の振動を検出するために、主軸
１０の近傍に水車発電機の振動を検出して振動信号を出
力する振動検出手段としての振動センサ１４が配置され
ている。振動センサ１４により検出される振動信号は、
振動監視装置の本体１６に入力されている。
【００２２】振動監視装置本体１６は、Ａ／Ｄ変換器１
８、メモリ２０、ウエーブレッド変換器２２、画面制御
器２４、画面表示器２６、変換制御器２８、タイマ３
０、メモリクリア制御器３２、警報値設定器３４、警報
比較器３６、メモリ３８を備えて構成されている。Ａ／
Ｄ変換器１８には振動センサ１４と振動パラメータ信号
発生器４０が接続され、タイマには起動・停止信号発生
器４２が接続され、メモリクリア制御器３２には起動準
備信号発生器４４が接続されている。
８、メモリ２０、ウエーブレッド変換器２２、画面制御
器２４、画面表示器２６、変換制御器２８、タイマ３
０、メモリクリア制御器３２、警報値設定器３４、警報
比較器３６、メモリ３８を備えて構成されている。Ａ／
Ｄ変換器１８には振動センサ１４と振動パラメータ信号
発生器４０が接続され、タイマには起動・停止信号発生
器４２が接続され、メモリクリア制御器３２には起動準
備信号発生器４４が接続されている。
【００２３】Ａ／Ｄ変換器１８は、振動センサ１４の検
出による振動信号をデジタル信号に変換するとともに、
振動パラメータ信号発生器４０からの信号をデジタル信
号に変換し、変換したデジタル信号をメモリ２０に格納
するようになっている。振動パラメータ信号発生器４０
には、水車発電機の回転速度を検出する回転速度検出手
段としての回転速度センサ（図示省略）からの回転速度
信号と、水車発電機の負荷の状態を検出する負荷検出手
段としての負荷センサの信号が入力されている。さら
に、振動パラメータ信号発生器４０には、上池と下池と
の距離を示す落差を検出する落差検出手段としての落差
センサからの信号が入力されている。そして振動パラメ
ータ信号発生器４０は、各センサからの信号を、水車発
電機の振動を支配している振動パラメータの信号として
Ａ／Ｄ変換器１８に出力するようになっている。
出による振動信号をデジタル信号に変換するとともに、
振動パラメータ信号発生器４０からの信号をデジタル信
号に変換し、変換したデジタル信号をメモリ２０に格納
するようになっている。振動パラメータ信号発生器４０
には、水車発電機の回転速度を検出する回転速度検出手
段としての回転速度センサ（図示省略）からの回転速度
信号と、水車発電機の負荷の状態を検出する負荷検出手
段としての負荷センサの信号が入力されている。さら
に、振動パラメータ信号発生器４０には、上池と下池と
の距離を示す落差を検出する落差検出手段としての落差
センサからの信号が入力されている。そして振動パラメ
ータ信号発生器４０は、各センサからの信号を、水車発
電機の振動を支配している振動パラメータの信号として
Ａ／Ｄ変換器１８に出力するようになっている。
【００２４】メモリ２０は、起動準備信号発生器４４か
ら出力される起動準備信号に応答したメモリクリア制御
器３２がクリア信号を出力したときに記憶領域の全ての
データがクリアされ、その後Ａ／Ｄ変換器１８からのデ
ジタル信号を指定の記憶エリアに順次記憶するようにな
っている。そして、メモリ２０に記憶されたデジタル信
号はデジタルデータとしてウエーブレッド変換器２２と
警報値設定器３４に転送されるようになっている。ウエ
ーブレッド変換器２２は、振動信号によるデータを変換
制御器２８の変化指令にしたがった処理時間だけウエー
ブレッド変換して水車発電機の状態を解析する解析手段
として構成されている。このウエーブレッド変換器２２
は、振動データの周波数ごとの振幅の時間変化をもと
め、この解析結果を警報比較器３６、画面表示器２６、
メモリ３８に転送するようになっている。変換制御器２
８は、タイマ３０からのタイマ信号に応答して変換指令
をウエーブレッド変換器２２に出力するようになってい
る。タイマ３０は、起動・停止信号発生器４２からの起
動信号に応答してタイマ信号を一定時間Ｔごとに変換制
御器２８に出力するようになっている。例えば、図２に
示すように、時間ｔ０で起動信号が出力されると、時間
Ｔ間隔の時間ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎごとに、タイマ
３０から変換制御器２８に対してタイマ信号が出力され
るようになっている。このタイマ信号の発生する時間間
隔Ｔは監視間隔及び表示間隔に対応している。
ら出力される起動準備信号に応答したメモリクリア制御
器３２がクリア信号を出力したときに記憶領域の全ての
データがクリアされ、その後Ａ／Ｄ変換器１８からのデ
ジタル信号を指定の記憶エリアに順次記憶するようにな
っている。そして、メモリ２０に記憶されたデジタル信
号はデジタルデータとしてウエーブレッド変換器２２と
警報値設定器３４に転送されるようになっている。ウエ
ーブレッド変換器２２は、振動信号によるデータを変換
制御器２８の変化指令にしたがった処理時間だけウエー
ブレッド変換して水車発電機の状態を解析する解析手段
として構成されている。このウエーブレッド変換器２２
は、振動データの周波数ごとの振幅の時間変化をもと
め、この解析結果を警報比較器３６、画面表示器２６、
メモリ３８に転送するようになっている。変換制御器２
８は、タイマ３０からのタイマ信号に応答して変換指令
をウエーブレッド変換器２２に出力するようになってい
る。タイマ３０は、起動・停止信号発生器４２からの起
動信号に応答してタイマ信号を一定時間Ｔごとに変換制
御器２８に出力するようになっている。例えば、図２に
示すように、時間ｔ０で起動信号が出力されると、時間
Ｔ間隔の時間ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎごとに、タイマ
３０から変換制御器２８に対してタイマ信号が出力され
るようになっている。このタイマ信号の発生する時間間
隔Ｔは監視間隔及び表示間隔に対応している。
【００２５】ウエーブレッド変換器２２から解析結果の
データが画面表示器２６に転送されると、画面表示器２
６の画面上には図２の特性Ｓ１で示すように、水車発電
機の振動に関する解析結果として、各周波数ごとの振幅
の大きさがその大きさに応じた色調の変化として時間軸
に対応づけて順次表示される。すなわち、画面表示器２
６は、横軸に振動の経過時間を示す時間軸とし、縦軸
に、振動信号の周波数、振幅の大きさとして解析結果を
表示する表示手段として構成されている。また画面表示
器２６の画面上には、回転速度センサの検出による回転
速度Ｎ、負荷センサの検出による負荷Ｌ時間軸に沿って
順次表示されるようになっている。またこの画面上に落
差線の検出による落差を表示することもできる。
データが画面表示器２６に転送されると、画面表示器２
６の画面上には図２の特性Ｓ１で示すように、水車発電
機の振動に関する解析結果として、各周波数ごとの振幅
の大きさがその大きさに応じた色調の変化として時間軸
に対応づけて順次表示される。すなわち、画面表示器２
６は、横軸に振動の経過時間を示す時間軸とし、縦軸
に、振動信号の周波数、振幅の大きさとして解析結果を
表示する表示手段として構成されている。また画面表示
器２６の画面上には、回転速度センサの検出による回転
速度Ｎ、負荷センサの検出による負荷Ｌ時間軸に沿って
順次表示されるようになっている。またこの画面上に落
差線の検出による落差を表示することもできる。
【００２６】一方、警報値設定器３４には、水車発電機
の負荷に応じた警報値として、振動信号に含まれる周波
数と振幅に関する警報値が水車発電機の負荷に応じてそ
れぞれ設定されている。すなわち、警報値設定器３４は
水車発電機の振動信号に含まれる周波数と振幅に関する
警報値を水車発電機の負荷に応じて記憶する警報値記憶
手段として構成されており、警報値設定器３４からは、
負荷センサの検出による負荷に応じた警報値として振動
信号に含まれる周波数と振幅に関する警報値が警報比較
器３６に出力されるようになっている。警報比較器３６
は、警報設定値３４から出力される警報値とウエーブレ
ッド変換器２２の解析結果とを負荷センサの検出による
負荷に応じて順次比較し、ウエーブレッド変換器２２の
解析結果による振動信号の周波数または振動信号の振幅
の大きさが警報値を超えたときに警報を発する警報手段
として構成されている。この警報は警報信号として画面
制御器２４に出力され、画面制御器２４からは、警報信
号に応じた映像信号が画面表示器２６に出力されるよう
になっている。この場合警報信号にしたがって、画面表
示器２６の画面上には警報の内容に応じた画像が表示さ
れるようになっている。
の負荷に応じた警報値として、振動信号に含まれる周波
数と振幅に関する警報値が水車発電機の負荷に応じてそ
れぞれ設定されている。すなわち、警報値設定器３４は
水車発電機の振動信号に含まれる周波数と振幅に関する
警報値を水車発電機の負荷に応じて記憶する警報値記憶
手段として構成されており、警報値設定器３４からは、
負荷センサの検出による負荷に応じた警報値として振動
信号に含まれる周波数と振幅に関する警報値が警報比較
器３６に出力されるようになっている。警報比較器３６
は、警報設定値３４から出力される警報値とウエーブレ
ッド変換器２２の解析結果とを負荷センサの検出による
負荷に応じて順次比較し、ウエーブレッド変換器２２の
解析結果による振動信号の周波数または振動信号の振幅
の大きさが警報値を超えたときに警報を発する警報手段
として構成されている。この警報は警報信号として画面
制御器２４に出力され、画面制御器２４からは、警報信
号に応じた映像信号が画面表示器２６に出力されるよう
になっている。この場合警報信号にしたがって、画面表
示器２６の画面上には警報の内容に応じた画像が表示さ
れるようになっている。
【００２７】上記構成において、まず、水車発電機の起
動に先立って、起動準備信号発生器４４から起動準備信
号が出力されると、メモリクリア制御器３２からのクリ
ア信号によりメモリ２０の内容がクリアされる。このあ
と水車発電機が起動すると、起動・停止信号発生器４２
からタイマ３０に対して起動信号が出力され、タイマ３
０が起動する。タイマ３０は、起動信号に応答して、変
換制御器２８に対してタイマ信号として、一定時間
（Ｔ）間隔の表示間隔信号を停止信号が入力されるまで
順次出力する。変換制御器２８は、タイマ３０からの表
示間隔信号に応答してメモリに対してデータの記憶を支
持する。これにより、信号センサ１４により検出された
水車発電機の軸振動による振動信号のデータがメモリ２
０に順次記憶される。このあと表示間隔信号により設定
された時間Ｔが経過すると、変換制御器２８からウエー
ブレッド変換器２２に対して変換指令が出力され、メモ
リ２０に記憶されたデータがウエーブレッド変換器２２
に転送される。このデータはウエーブレッド変換器２２
でウエーブレッド変換されると、ウエーブレッド変換器
２２の解析結果がメモリ３８に記憶されるとともに、解
析結果が画面表示器２６の画面上に表示される。この場
合、画面表示器２６の画面上には、＃１の画面として、
特性Ｓ１で示すように、振動信号の周波数と振幅の大き
さが時間軸に沿って順次表示される。この場合、振動信
号の振幅の大きさはその大きさに応じた色調の変化、例
えば青、黄色、赤による色調の変化として表示される。
動に先立って、起動準備信号発生器４４から起動準備信
号が出力されると、メモリクリア制御器３２からのクリ
ア信号によりメモリ２０の内容がクリアされる。このあ
と水車発電機が起動すると、起動・停止信号発生器４２
からタイマ３０に対して起動信号が出力され、タイマ３
０が起動する。タイマ３０は、起動信号に応答して、変
換制御器２８に対してタイマ信号として、一定時間
（Ｔ）間隔の表示間隔信号を停止信号が入力されるまで
順次出力する。変換制御器２８は、タイマ３０からの表
示間隔信号に応答してメモリに対してデータの記憶を支
持する。これにより、信号センサ１４により検出された
水車発電機の軸振動による振動信号のデータがメモリ２
０に順次記憶される。このあと表示間隔信号により設定
された時間Ｔが経過すると、変換制御器２８からウエー
ブレッド変換器２２に対して変換指令が出力され、メモ
リ２０に記憶されたデータがウエーブレッド変換器２２
に転送される。このデータはウエーブレッド変換器２２
でウエーブレッド変換されると、ウエーブレッド変換器
２２の解析結果がメモリ３８に記憶されるとともに、解
析結果が画面表示器２６の画面上に表示される。この場
合、画面表示器２６の画面上には、＃１の画面として、
特性Ｓ１で示すように、振動信号の周波数と振幅の大き
さが時間軸に沿って順次表示される。この場合、振動信
号の振幅の大きさはその大きさに応じた色調の変化、例
えば青、黄色、赤による色調の変化として表示される。
【００２８】次に、時間ｔ１においてタイマ３０から再
び表示間隔信号が変換制御器２８に対して出力される
が、メモリ２０の内容がクリアされ、メモリ２０には新
たなデータが順次記憶される。そして時間ｔ２において
表示間隔信号による指定された時間Ｔが経過すると、メ
モリ２０のデータがウエーブレッド変換器２２に転送さ
れ、ウエーブレッド変換器２２の解析結果が画面表示器
２６の画面上に表示される。この場合＃２の画面として
解析結果が表示される。このような処理は、水車発電機
の停止に伴って起動・停止信号発生器４２から停止信号
が出力されるまで継続される。時間ｔｎで停止信号が出
力されたときには、水車発電機の起動から停止までの全
期間における水車発電機の軸振動の解析結果として画面
表示器２６の画面上には、＃１〜＃ｎの画面が順番に表
示されることになる。このとき、振動信号がウエーブレ
ッド変換器２２でウエーブレッド変換されるため、図２
の特性Ｓ２、Ｓ３で示すように、ホワールによる振動が
生じても、ホワールによる振動の状態を表示することが
できる。さらに、特性Ｓ４で示すように、異物がランナ
１２に衝突したときの異常振動のように、瞬時の振動の
状態を正確に表示することができる。
び表示間隔信号が変換制御器２８に対して出力される
が、メモリ２０の内容がクリアされ、メモリ２０には新
たなデータが順次記憶される。そして時間ｔ２において
表示間隔信号による指定された時間Ｔが経過すると、メ
モリ２０のデータがウエーブレッド変換器２２に転送さ
れ、ウエーブレッド変換器２２の解析結果が画面表示器
２６の画面上に表示される。この場合＃２の画面として
解析結果が表示される。このような処理は、水車発電機
の停止に伴って起動・停止信号発生器４２から停止信号
が出力されるまで継続される。時間ｔｎで停止信号が出
力されたときには、水車発電機の起動から停止までの全
期間における水車発電機の軸振動の解析結果として画面
表示器２６の画面上には、＃１〜＃ｎの画面が順番に表
示されることになる。このとき、振動信号がウエーブレ
ッド変換器２２でウエーブレッド変換されるため、図２
の特性Ｓ２、Ｓ３で示すように、ホワールによる振動が
生じても、ホワールによる振動の状態を表示することが
できる。さらに、特性Ｓ４で示すように、異物がランナ
１２に衝突したときの異常振動のように、瞬時の振動の
状態を正確に表示することができる。
【００２９】このように、本実施形態においては、振動
センサ１４の検出による振動信号を解析するに際して、
ウエーブレッド変換器２２において振動信号の情報とし
て時間軸において重複した情報を用いて解析しているた
め、振動信号の周波数ごとの振動の時間変化を求めるこ
とができ、瞬時の振動を正確にとらえたり、振動変化状
態を連続的に解析したりすることができる。
センサ１４の検出による振動信号を解析するに際して、
ウエーブレッド変換器２２において振動信号の情報とし
て時間軸において重複した情報を用いて解析しているた
め、振動信号の周波数ごとの振動の時間変化を求めるこ
とができ、瞬時の振動を正確にとらえたり、振動変化状
態を連続的に解析したりすることができる。
【００３０】また、本実施形態においては、振動信号の
周波数と振幅の大きさを表示するとともに、水車発電機
の負荷や回転速度などの振動パラメータも同一画面に表
示するようにしているため、運転員は、振動信号の周波
数と振幅の大きさを振動パラメータに関連づけて把握す
ることができる。
周波数と振幅の大きさを表示するとともに、水車発電機
の負荷や回転速度などの振動パラメータも同一画面に表
示するようにしているため、運転員は、振動信号の周波
数と振幅の大きさを振動パラメータに関連づけて把握す
ることができる。
【００３１】また、警報設定器３４に適切な警報値を設
定することで、水車発電機の振動の異常の有無を自動的
に監視することができるとともに、警報信号の発生に伴
う画像を画面表示器２６に表示することで水車発電機の
振動に異常が生じたことを運転員に報知することができ
るとともに、警報信号の発生によって水車発電機を自動
的に停止させることもできる。
定することで、水車発電機の振動の異常の有無を自動的
に監視することができるとともに、警報信号の発生に伴
う画像を画面表示器２６に表示することで水車発電機の
振動に異常が生じたことを運転員に報知することができ
るとともに、警報信号の発生によって水車発電機を自動
的に停止させることもできる。
【００３２】また、メモリ３８は、水車発電機の起動か
ら停止までの全期間における水車発電機の軸振動の解析
結果を時間軸に対応づけて記憶する解析結果記憶手段と
して構成されているため、メモリ３８に記憶された解析
結果の中から指定の時間における解析結果を選択して画
面表示器２６の画面上に表示することができる。この場
合、解析結果の時間を指定する時間指定手段としてキー
ボードを設けるとともに、このキーボードに指定された
時間の解析結果をメモリから取りだして画面表示器２６
に出力する解析結果選択手段としての制御器を設けるこ
とができる。これにより、画面表示器２６の画面上に制
御器の選択による解析結果を時間軸に対応づけて表示す
ることができる。
ら停止までの全期間における水車発電機の軸振動の解析
結果を時間軸に対応づけて記憶する解析結果記憶手段と
して構成されているため、メモリ３８に記憶された解析
結果の中から指定の時間における解析結果を選択して画
面表示器２６の画面上に表示することができる。この場
合、解析結果の時間を指定する時間指定手段としてキー
ボードを設けるとともに、このキーボードに指定された
時間の解析結果をメモリから取りだして画面表示器２６
に出力する解析結果選択手段としての制御器を設けるこ
とができる。これにより、画面表示器２６の画面上に制
御器の選択による解析結果を時間軸に対応づけて表示す
ることができる。
【００３３】前記実施形態においては、振動監視装置の
機能をそれぞれ独立した機器で構成したものについて述
べたが、各機器の有する機能及び動作をプログラムで記
述し、このプログラムにしたがって動作するコンピュー
タによって振動監視装置を構成することもできる。
機能をそれぞれ独立した機器で構成したものについて述
べたが、各機器の有する機能及び動作をプログラムで記
述し、このプログラムにしたがって動作するコンピュー
タによって振動監視装置を構成することもできる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転体の振動に伴う振動信号をウエーブレッド変換して
回転体の振動を解析するようにしているため、振動周波
数ごとの振動の時間変化を求めることができ、回転体の
瞬時の振動を正確にとらえたり、回転体の振動の変化状
態を連続的に解析することが可能になる。
回転体の振動に伴う振動信号をウエーブレッド変換して
回転体の振動を解析するようにしているため、振動周波
数ごとの振動の時間変化を求めることができ、回転体の
瞬時の振動を正確にとらえたり、回転体の振動の変化状
態を連続的に解析することが可能になる。
【図１】本発明の一実施形態を示す水車発電機の振動監
視装置の全体構成図である。
視装置の全体構成図である。
【図２】振動信号の解析結果を示す特性図である。
【図３】振動信号の時間的変化を示す特性図である。
【図４】振動信号をフーリエ変換したときの特性図であ
る。
る。
１０ 主軸 １２ ランナ １４ 振動センサ １６ 振動監視装置本体 １８ Ａ／Ｄ変換器 ２０ メモリ ２２ ウエーブレッド変換器 ２４ 画面制御器 ２６ 画面表示器 ２８ 変換制御器 ３０ タイマ ３２ メモリクリア制御器 ３４ 警報値設定器 ３６ 警報比較器 ３８ メモリ ４０ 振動パラメータ信号発生器 ４２ 起動・停止信号発生器 ４４ 起動準備信号発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大賀 幸治 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 大野 靖一郎 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 中川 博人 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 本田 誠司 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 萩原 春樹 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 Ｆターム(参考） 2G024 AD01 AD23 BA11 BA15 CA13 FA11 FA14 2G064 AA11 AB01 AB02 CC21 DD11
Claims (12)
- 【請求項１】 回転体の振動を検出して振動信号を生成
し、この振動信号をウエーブレット変換して前記回転体
の状態を解析し、この解析結果による振動信号の周波数
と振幅の大きさを時間軸に対応づけて出力する回転体の
振動監視方法。 - 【請求項２】 回転体の振動を検出して振動信号を生成
し、この振動信号をウエーブレット変換して前記回転体
の状態を解析し、この解析結果による振動信号の周波数
を時間軸に対応づけて出力すると共に、前記解析結果に
よる振動信号の振幅の大きさをその大きさに応じた色調
の変化として時間軸に対応づけて出力する回転体の振動
監視方法。 - 【請求項３】 回転体の回転速度と負荷及び前記回転体
の駆動に用いる水を貯留する上池と下池とを結ぶ水路間
の落差を検出し、各検出結果を回転体に関する解析結果
と共に時間軸に対応づけて出力する請求項１または２記
載の回転体の振動監視方法。 - 【請求項４】 回転体の負荷の状態を検出すると共に、
前記回転体の振動信号に含まれる周波数と振幅に関する
警報値を前記回転体の負荷に応じてそれぞれ設定し、設
定した各警報値と前記回転体に関する解析結果とを前記
回転体の負荷に応じて比較し、前記解析結果による振動
信号の周波数または振動信号の振幅の大きさが前記警報
値を超えたときに警報を発する請求項１、２または３記
載の回転体の振動監視方法。 - 【請求項５】 回転体の起動から停止までの全期間にお
ける回転体の解析結果を時間軸に対応づけて記憶し、記
憶した解析結果のうち指定の時間の解析結果を選択して
出力する請求項１または２記載の回転体の振動監視方
法。 - 【請求項６】 回転体は水車発電機である請求項１、
２、３、４または５記載の回転体の振動監視方法。 - 【請求項７】 回転体の振動を検出して振動信号を出力
する振動検出手段と、前記振動信号をウエーブレット変
換して前記回転体の状態を解析する解析手段と、この解
析手段の解析による振動信号の周波数と振幅の大きさを
時間軸に対応づけて表示する表示手段とを備えてなる回
転体の振動監視装置。 - 【請求項８】 回転体の振動を検出して振動信号を出力
する振動検出手段と、前記振動信号をウエーブレット変
換して前記回転体の状態を解析する解析手段と、この解
析手段の解析による振動信号の周波数を時間軸に対応づ
けて表示すると共に、前記解析結果による振動信号の振
幅の大きさをその大きさに応じた色調の変化として時間
軸に対応づけて表示する表示手段とを備えてなる回転体
の振動監視装置。 - 【請求項９】 回転体の回転速度を検出する回転速度検
出手段と、前記回転体の負荷の状態を検出する負荷検出
手段と、前記回転体の駆動に用いる水を貯留する上池と
下池とを結ぶ水路間の落差を検出する落差検出手段とを
備え、前記表示手段は、前記回転速度検出手段と前記負
荷検出手段および前記落差検出手段の検出出力を前記回
転体に関する解析結果と共に時間軸に対応づけて表示し
てなる請求項７または８記載の回転体の振動監視装置。 - 【請求項１０】 回転体の負荷の状態を検出する負荷検
出手段と、前記回転体の振動信号に含まれる周波数と振
幅に関する警報値を前記回転体の負荷に応じてそれぞれ
記憶する警報値記憶手段と、前記負荷検出手段と前記警
報値記憶手段及び前記解析手段の出力を取り込み、前記
警報値記憶手段に記憶された警報値と前記解析手段の解
析結果とを前記負荷検出手段の検出による負荷に応じて
比較し、前記解析手段の解析結果による振動信号の周波
数または振動信号の振幅の大きさが前記警報値を超えた
ときに警報を発する警報手段とを備えてなる請求項７ま
たは８記載の回転体の振動監視装置。 - 【請求項１１】 前記解析手段の解析結果として前記回
転体の起動から停止までの全期間における回転体の解析
結果を時間軸に対応づけて記憶する解析結果記憶手段
と、解析結果の時間を指定する時間指定手段と、この時
間指定手段により指定された時間の解析結果を前記解析
結果記憶手段から取り出して前記表示手段に出力する解
析結果選択手段とを備え、前記表示手段は、前記解析結
果選択手段の選択による解析結果を時間軸に対応づけて
表示してなる請求項７、８、９または１０記載の回転体
の振動監視装置。 - 【請求項１２】 前記回転体は水車発電機である請求項
７、８、９、１０または１１記載の回転体の振動監視装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11199834A JP2001027585A (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 回転体の振動監視方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11199834A JP2001027585A (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 回転体の振動監視方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001027585A true JP2001027585A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=16414426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11199834A Pending JP2001027585A (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 回転体の振動監視方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001027585A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007093221A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Meidensha Corp | 信号の波形分析方法とそのプログラム及び信号の波形分析方法を使用した車両運転特性の解析方法とそのプログラム |
| JP2008292288A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd | 減速機の軸受診断装置 |
| CN103471703A (zh) * | 2013-09-30 | 2013-12-25 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种高速叶片欠采样叶端振动信号的无混叠重构方法 |
| CN103499459A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-08 | 国家电网公司 | 水轮机碰磨故障预警方法 |
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| JPH11241945A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-09-07 | Mitsubishi Electric Corp | 異音検査装置 |
-
1999
- 1999-07-14 JP JP11199834A patent/JP2001027585A/ja active Pending
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| CN115655631A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-01-31 | 杭州兆华电子股份有限公司 | 一种基于水轮发电机在风洞环境中的声纹检测方法及装置 |
| CN115655631B (zh) * | 2022-12-12 | 2023-04-07 | 杭州兆华电子股份有限公司 | 一种基于水轮发电机在风洞环境中的声纹检测方法及装置 |
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