JP2002257622A - Device for detecting torsional natural frequency of rotor bar in induction motor - Google Patents

Device for detecting torsional natural frequency of rotor bar in induction motor

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JP2002257622A
JP2002257622A JP2001051910A JP2001051910A JP2002257622A JP 2002257622 A JP2002257622 A JP 2002257622A JP 2001051910 A JP2001051910 A JP 2001051910A JP 2001051910 A JP2001051910 A JP 2001051910A JP 2002257622 A JP2002257622 A JP 2002257622A
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JP
Japan
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vibration
frequency
induction motor
torque fluctuation
rotor bar
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Application number
JP2001051910A
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Japanese (ja)
Inventor
Tosuke Hirata
東助 平田
Isato Imai
勇人 今井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To forestall such a problem that vibration and noise are increased because of resonance of a rotor bar in an induction motor being variably driven by an inverter. SOLUTION: The device for detecting torsional natural frequency of the rotor bar in the induction motor is composed of a vibration sensor 11 which measures the vibration occurring in the induction motor 200 and outputs a vibration signal, a rotation sensor 10 which measures the number of revolutions of a shaft 1 of the induction motor 200 and outputs a revolution signal, a calculating means which includes a revolution counter 30, a calculator 32 and a fast Fourier transform device 33, carries out a frequency analysis of the vibration signal on the basis of these signals and extracts a torque fluctuation frequency and a vibration level at the torque fluctuation frequency corresponding to the number of revolutions at the time when the vibration signal is measured, a memory 34 which stores the torque fluctuation frequency and the vibration level at the torque fluctuation frequency extracted by the calculating means, a displaying device which displays the relationship between the torque fluctuation frequency and the vibration level stored in the memory 34 as a torsional vibration characteristic of the rotor bar in the induction motor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータで可変
速駆動される誘導電動機に係り、特に、誘導電動機のロ
ータバーのねじり固有振動数低下に伴なう振動や騒音の
増大を未然に防ぐようにした技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction motor driven at a variable speed by an inverter, and more particularly, to preventing an increase in vibration and noise accompanying a decrease in the torsional natural frequency of a rotor bar of the induction motor. Related technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】新幹線を始めとして鉄道車両は誘導電動
機をインバータで可変速駆動する方式が主になろうとし
ている。インバータで誘導電動機を駆動すると駆動電流
の脈動が大きくてトルク変動が大きいため、ロータバー
のねじり固有振動数とトルク脈動周波数(以下、トルク
変動周波数という)が一致して共振し、車内の振動や騒
音が増大することがある。
2. Description of the Related Art In a railway vehicle such as a Shinkansen, a system in which an induction motor is driven at a variable speed by an inverter is going to be mainly used. When an induction motor is driven by an inverter, the pulsation of the drive current is large and the torque fluctuation is large. Therefore, the torsional natural frequency of the rotor bar and the torque pulsation frequency (hereinafter referred to as the torque fluctuation frequency) resonate and resonate, causing vibration and noise in the vehicle. May increase.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】誘導電動機のロータの
斜視部分破断面を図5に示す。ロータバー3はロータコ
ア2のスロット(溝)36に微少な隙間をもって挿入さ
れており、部分的に加締め35によってロータコア2面
に押し付けられている。また、ロータバー3とロータコ
ア2の隙間にはワニス37が充填されている。さらに、
ロータバー3の軸方向両端はそれぞれ軸1と同心状に配
置された環状の短絡環4に接合されており、ロータコア
2の外周に多数配置されているロータバー3は、端部が
短絡環4により連結されている。
FIG. 5 is a partially broken perspective view of a rotor of an induction motor. The rotor bar 3 is inserted into a slot (groove) 36 of the rotor core 2 with a small gap, and is partially pressed against the surface of the rotor core 2 by crimping 35. A varnish 37 is filled in a gap between the rotor bar 3 and the rotor core 2. further,
Both ends in the axial direction of the rotor bar 3 are respectively joined to annular short-circuit rings 4 arranged concentrically with the shaft 1, and the rotor bars 3 arranged on the outer periphery of the rotor core 2 are connected at the ends by the short-circuit rings 4. Have been.

【0004】振動モデルとしては、ロータバー3のロー
タコア2側が固定され、自由端に短絡環4が質量として
付加された片持梁と見做すことができる。このような構
造において、ワニス37が脱落したり、加締め35が緩
んだりすると、片持梁としての固定点の剛性が低下し、
固有振動数が低下する。図6に、ロータバーのねじり振
動モードの例を示す。図の破線は誘導電動機が回転して
いない状態でのロータバー3を示し、ねじりモード1は
短絡環4が矢印A方向にねじられている状態を、ねじり
モード2は短絡環4が矢印A方向にねじられ同時にロー
タコア2が矢印B方向に回転力を受けている状態を示し
ている。
[0004] As a vibration model, the rotor bar 3 can be regarded as a cantilever in which the rotor core 2 side is fixed and a short-circuit ring 4 is added as a mass to a free end. In such a structure, if the varnish 37 falls off or the caulking 35 becomes loose, the rigidity of the fixed point as a cantilever decreases,
The natural frequency decreases. FIG. 6 shows an example of the torsional vibration mode of the rotor bar. The broken line in the figure shows the rotor bar 3 in a state where the induction motor is not rotating. In the torsion mode 1, the short-circuit ring 4 is twisted in the direction of arrow A. In the torsion mode 2, the short-circuit ring 4 is in the direction of arrow A. This shows a state in which the rotor core 2 is twisted and receives a rotational force in the direction of arrow B at the same time.

【0005】ロータバーのねじり固有振動数(以下、固
有振動数という)は製作当初では固有振動数がトルク変
動周波数よりも高く、トルク変動周波数と共振すること
はない。しかし、走行距離が増すにつれ、ワニス37が
脱落したり、加締め35が緩んだりする経年変化により
固有振動数が次第に低下し、トルク変動周波数と共振す
ることがある。しかし、従来ではロータバーのねじり固
有振動数を走行中に計測することが困難なため、定期検
査などのときに、車両が止まっている(電動機が停止し
ている)状態で、電動機に打撃などの衝撃を加えて振動
させることでロータバーのねじり固有振動数を調べてい
た。このため、定期検査と定期検査の間にロータバーの
ねじり固有振動数が低下して共振が発生し、車内の振動
や騒音が増大することがあった。
[0005] The torsional natural frequency of the rotor bar (hereinafter referred to as the natural frequency) has a natural frequency higher than the torque fluctuation frequency at the beginning of manufacture, and does not resonate with the torque fluctuation frequency. However, as the traveling distance increases, the natural frequency gradually decreases due to the secular change such as the varnish 37 falling off or the caulking 35 loosening, and may resonate with the torque fluctuation frequency. However, conventionally, it has been difficult to measure the torsional natural frequency of the rotor bar during traveling, and during periodic inspections, etc., when the vehicle is stopped (the motor is stopped) and the motor is hit, etc. The torsional natural frequency of the rotor bar was examined by vibrating by applying an impact. For this reason, the torsional natural frequency of the rotor bar decreases between the periodic inspections, and resonance occurs, and the vibration and noise in the vehicle may increase.

【0006】特開平9―117120号公報記載の技術
では、電動機の駆動軸側と反駆動軸側で固有振動数が異
なるようにすることにより、駆動軸側と反駆動軸側で同
時に共振することをなくして騒音を低減することを提案
している。しかし、経年変化により、固有振動数自体が
低下することは考慮されていない。本発明は、インバー
タで可変速駆動される誘導電動機のロータバーが共振し
て振動や騒音が増大することを未然に防止することを目
的とする。
In the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-117120, resonance is simultaneously performed on the drive shaft side and the non-drive shaft side by making the natural frequency different between the drive shaft side and the non-drive shaft side of the motor. It is proposed to eliminate noise and reduce noise. However, it is not considered that the natural frequency itself decreases due to aging. An object of the present invention is to prevent the rotor bar of an induction motor driven at a variable speed by an inverter from resonating and increasing vibration and noise.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】発明者等は、インバータ
制御の誘導電動機の回転数が変化するとそれに連れてト
ルク変動周波数が変化すること、つまり、ロータバーに
加わる加振力の周波数が連続的に変化すること、誘導電
動機のトルク変動により振動するのはロータバーであ
り、他の部分は無視してよいことに着目した。加振力の
周波数が連続的に変化すると、この加振力による振幅も
変化し、ロータバーの固有振動数と加振力の周波数が一
致したときに振幅は最大になる。したがって、電動機の
回転数が変化するときに、トルク変動周波数での振幅が
トルク変動周波数の変化に伴なってどのように変化する
かを検出すれば、振幅が最大となる周波数、すなわち、
ロータバーの固有振動数を知ることができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have found that when the rotational speed of an inverter-controlled induction motor changes, the torque fluctuation frequency changes accordingly, that is, the frequency of the exciting force applied to the rotor bar changes continuously. It is the rotor bar that vibrates due to the change and the torque fluctuation of the induction motor, and the other parts can be ignored. When the frequency of the exciting force changes continuously, the amplitude due to the exciting force also changes, and the amplitude becomes maximum when the natural frequency of the rotor bar matches the frequency of the exciting force. Therefore, when the rotation speed of the electric motor changes, if it is detected how the amplitude at the torque fluctuation frequency changes with the change of the torque fluctuation frequency, the frequency at which the amplitude becomes maximum, that is,
The natural frequency of the rotor bar can be known.

【0008】本発明は、上記目的を達成するために、誘
導電動機ロータバーのねじり固有振動数検出装置を、誘
導電動機に発生した振動を計測して振動信号を出力する
振動センサと、誘導電動機の軸の回転数を計測して回転
数信号を出力する回転検出器と、これらの信号に基づ
き、前記振動信号を周波数分析し、前記振動信号が計測
された時の回転数に対応するトルク変動周波数及びその
トルク変動周波数での振動レベルを取り出す計算手段
と、この計算手段で取出されたトルク変動周波数及びト
ルク変動周波数での振動レベルを記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶されたトルク変動周波数と振動レベ
ルとの関係を前記誘導電動機のロータバーのねじり振動
特性として表示する表示手段と、を含んで構成したもの
である。
In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for detecting a torsional natural frequency of an induction motor rotor bar, comprising: a vibration sensor for measuring a vibration generated in the induction motor to output a vibration signal; and a shaft of the induction motor. A rotation detector that measures the number of rotations and outputs a number of rotations signal, and based on these signals, analyzes the frequency of the vibration signal, and a torque fluctuation frequency corresponding to the number of rotations when the vibration signal is measured. Calculating means for extracting the vibration level at the torque fluctuation frequency; storage means for storing the torque fluctuation frequency and the vibration level at the torque fluctuation frequency extracted by the calculation means;
Display means for displaying the relationship between the torque fluctuation frequency and the vibration level stored in the storage means as torsional vibration characteristics of the rotor bar of the induction motor.

【0009】前記表示手段は、前記誘導電動機のロータ
バーの固有振動の周波数の予め設定された限界固有値
を、前記ねじり振動特性に併せて表示することができる
ように構成するのが望ましい。この限界固有値として
は、例えば6次、12次の変動トルク周波数があると
き、誘導電動機の上限回転数において、変動トルクが大
きい次数の変動トルク周波数に設定するのがよい。
Preferably, the display means is configured to display a preset limit eigenvalue of the frequency of the natural vibration of the rotor bar of the induction motor in accordance with the torsional vibration characteristic. As the limit eigenvalue, for example, when there is a sixth or twelfth fluctuating torque frequency, it is preferable to set the fluctuating torque frequency of a higher order fluctuating torque at the upper limit rotational speed of the induction motor.

【0010】上記トルク変動周波数は、電動機軸回転数
×[トルク変動次数×電動機極数]/2として算出する
ことができる。
The above-mentioned torque fluctuation frequency can be calculated as motor shaft speed × [torque fluctuation order × motor pole number] / 2.

【0011】また、前記振動センサは、振動を、軸受
箱、フレーム、ブラケットを含む非回転体側で計測する
ようにすればよい。
The vibration sensor may measure the vibration on the non-rotating body side including the bearing housing, the frame, and the bracket.

【0012】前記記憶手段は、複数の時点で測定された
ねじり振動特性を記憶することができ、さらに前記表示
手段は前記複数の時点で測定されたねじり振動特性を同
時に表示することができるように構成するのが望まし
い。前記複数の時点としては、例えば製作当初、つまり
誘導電動機の運転開始時点と、供用後の任意の時点であ
る。
The storage means can store torsional vibration characteristics measured at a plurality of time points, and the display means can simultaneously display the torsional vibration characteristics measured at the plurality of time points. It is desirable to configure. The plurality of times are, for example, at the beginning of manufacture, that is, at the start of operation of the induction motor, and at any time after operation.

【0013】前記表示手段はまた、直交二軸を備えた画
面を有するとともに、該二軸のうち、一軸を振動レベル
の大きさ、もう一方の軸を周波数にとって表示すること
が望ましい。
It is preferable that the display means has a screen having two orthogonal axes, and of the two axes, one axis is displayed with the magnitude of the vibration level and the other axis is displayed with the frequency.

【0014】なお、誘導電動機の回転数とトルク変動周
波数とは逓倍の関係にある。つまり、トルク変動周波数
は特定の周波数ではなく、電動機の回転数の変化につれ
て、逓倍の関係を保ちながら変化する。電動機の回転数
とトルク変動周波数とは通常、非整数倍の関係にある
が、一般に整数倍に近似しているので、以下、6次、1
2次のように、整数を用いて説明する。なお、トルク変
動周波数が回転数の何倍の関係にあるかは、インバータ
が決まれば決まる。
The number of rotations of the induction motor and the torque fluctuation frequency are in a multiple relationship. In other words, the torque fluctuation frequency is not a specific frequency, but changes with a change in the number of revolutions of the electric motor while maintaining a multiplying relationship. The rotation speed of the motor and the torque fluctuation frequency are usually in a non-integer multiple, but are generally approximated to an integer multiple.
Explanation will be made using integers as follows. It should be noted that how many times the torque fluctuation frequency is related to the number of revolutions is determined by determining the inverter.

【0015】以上のように構成した本発明において、例
えば、インバータ制御の誘導電動機で駆動される車両が
停止状態から最高速度に達するまでの間、または最高速
度から停止するまでの間に、トルク変動周波数と振動レ
ベルの関係を把握することができる。具体的には、車両
の速度が変動していく過程、すなわち、電動機の回転数
が変化していく過程で、振動センサの信号を一定時間だ
け、複数回、繰り返し取り込む。取り込んだデータは計
算手段でフーリエ変換して周波数分析される。周波数分
析することにより、データ取り込み時点での振動の周波
数と振動レベルとの関係が分かる。さらに、同時に取り
込んだ電動機の回転信号からそのときの電動機回転数を
求める。電動機の回転数とトルク変動周波数とは逓倍の
関係にあるから、回転数を逓倍した周波数すなわちトル
ク変動周波数の振動レベルを前記周波数分析結果から計
算手段で抽出し、トルク変動周波数とともに記憶手段へ
記憶する。
In the present invention configured as described above, for example, during a period from when the vehicle driven by the inverter-controlled induction motor reaches the maximum speed to when the vehicle reaches the maximum speed, or when the vehicle stops from the maximum speed, the torque fluctuation may occur. The relationship between the frequency and the vibration level can be grasped. Specifically, during a process in which the speed of the vehicle fluctuates, that is, in a process in which the rotational speed of the electric motor changes, the signal of the vibration sensor is repeatedly taken in a plurality of times for a certain period of time. The fetched data is subjected to Fourier transform by a calculation means and frequency analyzed. By performing the frequency analysis, the relationship between the vibration frequency and the vibration level at the time of data acquisition can be understood. Further, the motor rotation speed at that time is obtained from the rotation signal of the motor taken in at the same time. Since the rotation speed of the electric motor and the torque fluctuation frequency are in a multiplying relationship, the frequency obtained by multiplying the rotation speed, that is, the vibration level of the torque fluctuation frequency is extracted by the calculation means from the frequency analysis result and stored in the storage means together with the torque fluctuation frequency. I do.

【0016】振動信号の取り込みから記憶手段への記憶
までの上記過程を、車両の増速中または減速中の間、所
定の時間間隔ごと、あるいは所定の回転数ごとに繰り返
すことにより、増速または減速中のトルク変動周波数に
対する振動レベルの変動曲線が記憶手段へ蓄えられる。
The above-mentioned process from the capture of the vibration signal to the storage in the storage means is repeated during a predetermined time interval or at a predetermined rotation speed while the vehicle is accelerating or decelerating. The fluctuation curve of the vibration level with respect to the torque fluctuation frequency is stored in the storage means.

【0017】増速または減速が終了すると、記憶手段に
蓄えられた、トルク変動周波数に対する振動レベルの関
係が表示手段により表示される。トルク変動周波数とロ
ータバーのねじり固有振動数とが一致すると、共振によ
りロータバーの振動が増大する。逆に、トルク変動周波
数とロータバーのねじり固有振動数が離れると振動は減
少する。すなわち、トルク変動周波数を横軸にとり、ト
ルク変動周波数に対する振動レベルを縦軸にとって、記
憶手段に蓄えられたトルク変動周波数に対する振動レベ
ルの関係を表示手段にグラフ表示すると、凸状の共振曲
線が得られる。
When the speed increase or the deceleration is completed, the display means displays the relationship between the torque fluctuation frequency and the vibration level stored in the storage means. When the torque fluctuation frequency matches the torsional natural frequency of the rotor bar, the vibration of the rotor bar increases due to resonance. Conversely, when the torque fluctuation frequency and the torsional natural frequency of the rotor bar are separated, the vibration decreases. That is, when the torque fluctuation frequency is plotted on the horizontal axis and the vibration level for the torque fluctuation frequency is plotted on the vertical axis, the relationship between the vibration level and the torque fluctuation frequency stored in the storage means is graphically displayed on the display means, and a convex resonance curve is obtained. Can be

【0018】トルク変動周波数に共振するのは主として
ロータバーであるので、前記凸状の共振曲線がすなわち
ロータバーのねじり振動特性であり、前記凸状のピーク
となる周波数がロータバーのねじり固有振動数である。
誘導電動機の使用開始時点でのロータバーのねじり固有
振動数を上記の方法で確認しておけば、誘導電動機の使
用中に、その時点におけるねじり固有振動数が使用開始
時点でのロータバーのねじり固有振動数に対してどのよ
うに変化したかを容易に確認でき、ロータバーが共振し
て振動や騒音が増大することを未然に防止することが可
能になる。
Since the rotor bar resonates mainly with the torque fluctuation frequency, the convex resonance curve is the torsional vibration characteristic of the rotor bar, and the peak frequency of the convexity is the torsional natural frequency of the rotor bar. .
If the torsional natural frequency of the rotor bar at the start of use of the induction motor is confirmed by the above method, the torsional natural frequency of the rotor bar at the time of use of the induction motor during the use of the induction motor is determined. It is possible to easily confirm how the number has changed with respect to the number, and it is possible to prevent the vibration and noise from increasing due to the resonance of the rotor bar.

【0019】記憶手段に、異なる時点でのトルク変動周
波数に対する振動レベルの関係を記憶することができる
ようにしておけば、製作当初のトルク変動周波数に対す
る振動レベルの関係を記憶しておき、最も新しいデータ
と並べて表示することにより、振動の知識がない人でも
容易に固有振動数の変化を読み取ることができる。
If the relationship between the vibration level and the torque fluctuation frequency at different points in time can be stored in the storage means, the relationship between the vibration level and the torque fluctuation frequency at the beginning of manufacture is stored, and the most recent By displaying the data alongside the data, even a person who has no knowledge of vibration can easily read the change in the natural frequency.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図8により説明する。図1に、本実施の形態に係る車
両用誘導電動機ロータバーのねじり固有振動数検出装置
100の外観を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an external appearance of a torsional natural frequency detection device 100 for a rotor bar of an induction motor for a vehicle according to this embodiment.

【0021】図1において、車両用誘導電動機ロータバ
ー3のねじり固有振動数検出装置100は、測定器本体
16と、車両用誘導電動機200に取付けられ車両用誘
導電動機200の振動を計測し対応する振動信号を出力
する振動センサ11と、測定器本体16の入力端子14
と振動センサ11とを接続するケーブル12と、電動機
軸1の先端に取付けられたエンコーダ9の凹凸を計数す
ることにより回転数を計測する回転検出器(回転セン
サ)10と、回転検出器10と測定器本体16の入力端
子15とを接続するケーブル13と、を含んで構成され
ている。
In FIG. 1, the torsional natural frequency detecting device 100 of the induction motor rotor bar 3 for a vehicle is mounted on the measuring instrument body 16 and the induction motor 200 for the vehicle, measures the vibration of the induction motor 200 for the vehicle, and responds to the vibration. A vibration sensor 11 for outputting a signal, and an input terminal 14 of a measuring instrument body 16
A rotation sensor (rotation sensor) 10 for measuring the number of rotations by counting irregularities of an encoder 9 attached to the tip of the motor shaft 1; And a cable 13 for connecting to the input terminal 15 of the measuring instrument body 16.

【0022】測定器本体16は、図1、図2に示すよう
に、入力端子14に接続された増幅器29、増幅器29
に接続されたA/D変換器31、A/D変換器31に接
続された高速フーリエ変換器33、高速フーリエ変換器
33に接続され、測定を開始するスタートスイッチ25
及び測定を終了させるストップスイッチ26、入力端子
15に接続されたA/D変換器28、A/D変換器28
に接続された回転数計数器30、回転数計数器30に接
続された演算器32、演算器32に接続されたモータ極
数設定器17及びトルク変動次数設定器19、同じく演
算器32に接続された記憶手段であるメモリ34、メモ
リ34に接続されたメモリ選択器20および表示手段で
ある表示器23、表示器23に接続された周波数範囲設
定器18及び表示次数設定器21、同じく表示器23に
接続された限界固有値設定器22及びリセットスイッチ
24、電源スイッチ27、を含んで構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the measuring instrument main body 16 includes an amplifier 29 connected to the input terminal 14 and an amplifier 29.
, An A / D converter 31 connected to the A / D converter 31, a fast Fourier converter 33 connected to the A / D converter 31, and a start switch 25 connected to the fast Fourier converter 33 to start measurement
And a stop switch 26 for terminating the measurement, an A / D converter 28 connected to the input terminal 15, and an A / D converter 28.
, A computing device 32 connected to the computing device 32, a motor pole number setting device 17 and a torque fluctuation order setting device 19 connected to the computing device 32, and also connected to the computing device 32. Memory 34, a memory selector 20 connected to the memory 34 and a display 23 as display means, a frequency range setting device 18 and a display order setting device 21 connected to the display 23, and a display 23, a limit eigenvalue setting unit 22, a reset switch 24, and a power switch 27.

【0023】高速フーリエ変換器33の出力側は、前記
演算器32に接続され、回転数計数器30と演算器32
と高速フーリエ変換器33を含んで計算手段が構成され
ている。
The output side of the fast Fourier transformer 33 is connected to the computing unit 32, and the rotation number counter 30 and the computing unit 32
And a fast Fourier transformer 33 to form a calculation means.

【0024】周波数範囲設定器18は検出したい固有振
動数の範囲を大まかに指定する。モータ極数設定器17
は測定対象電動機200の極数を設定する。トルク変動
次数設定器19はロータバーの加振力となるトルク変動
次数、即ち電動機回転数に対する倍数を設定する。トル
ク変動次数は、測定対象電動機200を可変速駆動する
インバータで決まる。メモリ選択器20は測定結果を格
納する場所を指定する。表示次数設定器21は表示する
トルク変動次数成分を指定する。表示器23は測定結果
を表示する。限界固有値設定器22はロータバーがトル
ク変動と共振しないための限界の固有振動数を限界固有
値として指定する。
The frequency range setting unit 18 roughly specifies the range of the natural frequency to be detected. Motor pole number setting device 17
Sets the number of poles of the motor 200 to be measured. The torque fluctuation order setting device 19 sets a torque fluctuation order which is an exciting force of the rotor bar, that is, a multiple of the motor rotation speed. The torque fluctuation order is determined by an inverter that drives the electric motor 200 to be measured at a variable speed. The memory selector 20 specifies a location where the measurement result is stored. The display order setting device 21 specifies a torque fluctuation order component to be displayed. The display 23 displays the measurement result. The limit eigenvalue setting unit 22 designates, as a limit eigenvalue, a limit natural frequency at which the rotor bar does not resonate with the torque fluctuation.

【0025】測定対象電動機200は、固定子を内装
し、軸受5を介して軸1を支持するブラケット7と、軸
1に固定されたロータコア2と、ロータコア2に取りつ
けられたロータバー3と、ロータバー3の軸方向端部に
取り付けられた短絡環4と、を含んで構成されている。
前記回転検出器10及び振動センサ11はブラケット7
の軸方向端面に取りつけられている。なお、測定対象電
動機200は、インバータによる可変速駆動が行なわれ
るようになっている。
The electric motor 200 to be measured includes a stator 7 therein, a bracket 7 for supporting the shaft 1 via a bearing 5, a rotor core 2 fixed to the shaft 1, a rotor bar 3 attached to the rotor core 2, and a rotor bar. 3 and a short-circuit ring 4 attached to the axial end of the shaft 3.
The rotation detector 10 and the vibration sensor 11 include a bracket 7
Is mounted on the end face in the axial direction. The motor 200 to be measured is driven at a variable speed by an inverter.

【0026】図1に示す測定対象電動機200の軸1は
インバータによる駆動で回転するが、その際、駆動電流
の脈動のため、ロータバー3に変動トルクが加わり振動
が発生する。その振動がロータコア2から軸1を介して
軸受5へ伝わり、さらにブラケット7へと伝わる。ブラ
ケット7へ伝わった振動は振動センサ11で検出され、
ケーブル12を介して入力端子14より測定器本体16
内に入力される。
The shaft 1 of the electric motor 200 to be measured shown in FIG. 1 is rotated by driving by an inverter. At this time, a fluctuation torque is applied to the rotor bar 3 due to the pulsation of the driving current, and vibration is generated. The vibration is transmitted from the rotor core 2 to the bearing 5 via the shaft 1 and further transmitted to the bracket 7. The vibration transmitted to the bracket 7 is detected by the vibration sensor 11,
Measuring instrument body 16 from input terminal 14 via cable 12
Is entered in

【0027】一方、軸1の反駆動軸側にはエンコーダ9
が取付けられており、エンコーダ9の周縁に刻まれた凹
凸を回転検出器10で読み取り、ケーブル13を介して
入力端子15より測定器本体16内に入力される。図2
の構成は回転センサとして速度発電機を用いる場合を想
定しており、エンコーダ9の周縁に刻まれた凹凸を回転
検出器10で読み取って出力する場合は、回転検出器1
0の出力がディジタル信号であるので、A/D変換器2
8は不用である。
On the other hand, on the side opposite to the drive shaft of the shaft 1, an encoder 9 is provided.
The rotation detector 10 reads irregularities engraved on the peripheral edge of the encoder 9, and inputs the irregularities into the measuring device main body 16 from the input terminal 15 via the cable 13. FIG.
Is assumed to use a speed generator as a rotation sensor. When the rotation detector 10 reads and outputs irregularities engraved on the periphery of the encoder 9, the rotation detector 1
0 is a digital signal, the A / D converter 2
8 is unnecessary.

【0028】入力端子14、15から測定器本体16内
に入力された振動信号及び回転信号が、検出結果として
表示器23において表示されるまでの計算処理を図2〜
図4により説明する。
The calculation process until the vibration signal and the rotation signal input from the input terminals 14 and 15 into the measuring instrument main body 16 are displayed on the display 23 as a detection result will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0029】測定器本体16における信号の流れを図2
に示す。
FIG. 2 shows a signal flow in the measuring instrument main body 16.
Shown in

【0030】測定器本体16内において、入力端子14
から入力された振動信号は、増幅器29で増幅された後
A/D変換器31へ送られ、ディジタル量へ変換され
る。A/D変換器31でディジタル量へ変換された振動
信号は、高速フーリエ変換器33でフーリエ変換されて
周波数領域のデータ、すなわち実数部と虚数部をもった
複素数のデータへ変換される。高速フーリエ変換器33
ではさらに、実数部と虚数部のそれぞれの二乗和の平方
根をとって振幅を計算する。すなわち、
In the measuring instrument body 16, the input terminal 14
Is input to the A / D converter 31 after being amplified by the amplifier 29, and is converted into a digital value. The vibration signal converted into a digital quantity by the A / D converter 31 is Fourier-transformed by the fast Fourier transformer 33 and is converted into frequency domain data, that is, complex data having a real part and an imaginary part. Fast Fourier Transformer 33
Then, the amplitude is calculated by taking the square root of the sum of the squares of the real part and the imaginary part. That is,

【0031】[0031]

【数1】 Ai:i番目の周波数の振幅 (Re):i番目の周波数の実数部の大きさ (Im):i番目の周波数の虚数部の大きさ である。(Equation 1) Ai: the amplitude of the i-th frequency (Re) i : the size of the real part of the i-th frequency (Im) i : the size of the imaginary part of the i-th frequency

【0032】A/D変換器31のサンプル間隔をΔt
(秒)、データの取り込み個数をN個とすると、周波数
データは0Hzから1/Δt(Hz)毎に、N/2個得
られる。したがって、最大周波数はN/2Δt(Hz)
となる。計算されたN/2個の周波数と振幅、すなわ
ち、周波数分析の結果は演算器32へ送られる。
The sampling interval of the A / D converter 31 is Δt
(Seconds), assuming that the number of fetched data is N, N / 2 frequency data are obtained every 1 / Δt (Hz) from 0 Hz. Therefore, the maximum frequency is N / 2Δt (Hz)
Becomes The calculated N / 2 frequencies and amplitudes, ie, the results of the frequency analysis, are sent to the calculator 32.

【0033】一方、回転信号は測定器本体16内におい
て、A/D変換器28でディジタル量へ変換された後、
回転計数器30で回転数を計数される。先に述べたよう
に、図1に示すエンコーダを用いた回転センサの場合
は、その出力は直接、回転計数器30へ入力され、回転
数が出力される。得られた回転数は演算器32へ送られ
る。
On the other hand, the rotation signal is converted into a digital quantity by the A / D converter 28 in the measuring instrument main body 16, and
The rotation counter 30 counts the number of rotations. As described above, in the case of the rotation sensor using the encoder shown in FIG. 1, its output is directly input to the rotation counter 30, and the number of rotations is output. The obtained rotation speed is sent to the calculator 32.

【0034】演算器32は、モータ極数設定器17で指
定されたモータの極数Pとトルク変動次数設定器19で
指定されたトルク変動次数Tを用いて周波数分析結果の
内、どの周波数のデータをメモリへ格納すべきかを決め
る。メモリ34へ送る周波数F(Hz)は、そのときの
回転数をn(回転/秒)とすると、下記(2)式で与え
られる。
The computing unit 32 uses the motor pole number P specified by the motor pole number setting unit 17 and the torque fluctuation order T specified by the torque fluctuation order setting unit 19 to determine which frequency of the frequency analysis results. Decide if data should be stored in memory. The frequency F (Hz) sent to the memory 34 is given by the following equation (2), where n (rotation / sec) is the number of rotations at that time.

【0035】F=n×T×P/2 ‥‥‥(2) 周波数分析データは離散データであるため、メモリ34
へ送る周波数Fと周波数分析データがぴったり合うこと
は殆どないが、最も近い周波数のデータが採用される。
また、トルク変動次数Tは、6次、12次のように整数
で指定するが、実際の演算は、できるだけ正確なトルク
変動次数に近い値(非整数)を用いるのが望ましい。
F = n × T × P / 2 (2) Since the frequency analysis data is discrete data,
Although the frequency F to be sent to the frequency analysis data and the frequency analysis data hardly match each other, data of the closest frequency is adopted.
Further, the torque fluctuation order T is designated by an integer such as a sixth order or a twelfth order, but it is desirable to use a value (a non-integer) as close as possible to an accurate torque fluctuation order in an actual calculation.

【0036】なお、トルク変動次数は複数個指定できる
ので、トルク変動次数を複数個指定したときは、メモリ
34へ送る周波数も複数個になる。
Since a plurality of torque fluctuation orders can be designated, when a plurality of torque fluctuation orders are designated, a plurality of frequencies are sent to the memory 34.

【0037】これらの関係を図で示すと図3のようにな
る。電動機が増速(減速)している間にΔt秒の間隔で
N個の振動データ(時間波形)が取り込まれ、高速フー
リエ変換器33はこの振動データについて周波数分析を
行って、得られた結果を演算器32に出力する。図3に
示す各波形は、周波数分析の結果を模式的に示してい
る。回転数計数器30は回転信号から電動機の回転数を
算出し、演算器32に出力する。演算器32は、モータ
極数P、トルク変動次数Tおよび回転数nからメモリ3
4へ送る周波数F(Hz)を前記(2)式で算出し、算
出した周波数に対応する振動レベルを、高速フーリエ変
換器33から入力された周波数分析結果から取出す。取
出された振動レベルは対応する周波数とともにメモリ3
4へ送られる。メモリ34へのデータ転送が終ると次の
N個の振動データが取込まれ、上記と同じ操作が繰り返
される。図3では、メモリ34へ送る周波数F(Hz)
は、各回転数毎に、2個設定されており、トルク変動次
数Tが2種類(6次、12次)設定されていることを示
している。
FIG. 3 shows these relationships in a diagram. While the motor is accelerating (decelerating), N pieces of vibration data (time waveform) are captured at intervals of Δt seconds, and the fast Fourier transformer 33 performs a frequency analysis on the vibration data and obtains a result. Is output to the arithmetic unit 32. Each waveform shown in FIG. 3 schematically shows the result of the frequency analysis. The rotation number counter 30 calculates the rotation number of the electric motor from the rotation signal and outputs the calculated rotation number to the calculator 32. The arithmetic unit 32 stores the number of motor poles P, the order of torque fluctuation T and the number of rotations n in the memory 3.
The frequency F (Hz) to be sent to F.4 is calculated by the above equation (2), and the vibration level corresponding to the calculated frequency is extracted from the frequency analysis result input from the fast Fourier transformer 33. The retrieved vibration level is stored in memory 3 along with the corresponding frequency.
Sent to 4. When the data transfer to the memory 34 is completed, the next N pieces of vibration data are fetched, and the same operation as described above is repeated. In FIG. 3, the frequency F (Hz) sent to the memory 34 is shown.
Indicates that two torque fluctuation orders T are set (sixth and twelfth orders) for each rotation speed.

【0038】メモリ34は、送られてきた周波数と振幅
データ(振動レベル)を組み合わせて格納する。メモリ
34は図4に示すように、メモリ1とメモリ2の二系統
に分かれており、メモリ1は上書きができ、リセットス
イッチでクリアすることもできるようになっている。メ
モリ2は上書きができるが、リセットスイッチでクリア
することはできない。送られてきたデータをどちらに格
納するかはメモリ選択器20で選択することができる。
最新のデータはメモリ1に格納し、製作当初のデータな
ど比較のために使うデータをメモリ2へ格納しておくと
よい。
The memory 34 stores the transmitted frequency and amplitude data (vibration level) in combination. As shown in FIG. 4, the memory 34 is divided into two systems, a memory 1 and a memory 2, and the memory 1 can be overwritten and can be cleared by a reset switch. The memory 2 can be overwritten, but cannot be cleared by the reset switch. The memory selector 20 can select which of the transmitted data is to be stored.
It is preferable that the latest data be stored in the memory 1 and the data used for comparison, such as the data at the beginning of production, be stored in the memory 2.

【0039】スタートスイッチ25が押されると測定が
開始され、振動データの取り込みからメモリ34への格
納までの処理はストップスイッチ26が押されるまで続
けられる。
When the start switch 25 is pressed, the measurement starts, and the processing from the capture of the vibration data to the storage in the memory 34 is continued until the stop switch 26 is pressed.

【0040】ストップスイッチ26が押されると、表示
次数設定器21で指定された次数のデータのうち、周波
数範囲設定器18で指定した範囲のデータが、図1に示
すような形式で表示器23に表示される。
When the stop switch 26 is pressed, the data in the range specified by the frequency range setting unit 18 out of the data of the order specified by the display order setting unit 21 is displayed in the format shown in FIG. Will be displayed.

【0041】さらに、共振しないための限界値として限
界固有値設定器22に指定した固有値が前記データと共
に表示される。
Further, the eigenvalue specified in the limit eigenvalue setting unit 22 is displayed together with the data as a limit value for preventing resonance.

【0042】また、表示器23に表示されている全デー
タ及びメモリ1に記憶されているデータは、リセットス
イッチ24を押すことにより消去することができる。
All data displayed on the display 23 and data stored in the memory 1 can be erased by pressing the reset switch 24.

【0043】次に、本実施の形態の作用効果を説明す
る。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.

【0044】加振力となるトルク変動の一例を図7と図
8に示す。このトルク変動は、インバータからの駆動電
流の脈動に起因し、駆動基本トルクの周波数に対して約
6倍(6次)及び約12倍(12次)の周波数での変動
トルクがあり、図7に示すように、6次の変動トルク成
分は12次の変動トルク成分よりもかなり大きい。云い
かえると、6次のトルク変動周波数に共振した場合、振
動が大きくなることを意味する。図8に電動機極数4の
場合の6次及び12次の変動トルクの周波数範囲を電動
機回転数に対比して示すが、モータ回転数が上限まで上
がると、6次の変動トルクの周波数もかなり高くなるこ
とがわかる。図8の場合、モータ回転数が上限の500
0回転(RPM)の場合、6次の変動トルクの周波数は
ほぼ900Hzである。このことは、この誘導電動機の
ロータバーの固有振動数が900Hzにまで低下(通常
は、ロータバーの固有振動数は900Hzよりも大き
い)すると、誘導電動機の上限回転数で6次のトルク変
動周波数と一致して共振し、振動が大きくなることを意
味する。
FIGS. 7 and 8 show an example of a torque variation as an exciting force. This torque fluctuation is caused by the pulsation of the driving current from the inverter, and there is a fluctuation torque at a frequency of about 6 times (sixth order) and about 12 times (12th order) with respect to the frequency of the driving basic torque. As shown in the figure, the sixth-order variable torque component is considerably larger than the twelfth-order variable torque component. In other words, when resonance occurs at the sixth torque fluctuation frequency, it means that the vibration increases. FIG. 8 shows the frequency range of the sixth and twelfth fluctuation torque in the case of the motor pole number 4 in comparison with the motor rotation speed. When the motor rotation speed increases to the upper limit, the frequency of the sixth fluctuation torque is considerably increased. It turns out that it becomes high. In the case of FIG.
In the case of zero rotation (RPM), the frequency of the sixth-order fluctuation torque is approximately 900 Hz. This means that when the natural frequency of the rotor bar of the induction motor decreases to 900 Hz (usually, the natural frequency of the rotor bar is higher than 900 Hz), the torque fluctuation frequency of the sixth order at the upper limit rotation speed of the induction motor is reduced. This means that they resonate and the vibration increases.

【0045】なお、例えば電動機回転数1000RPM
のときの6次の変動トルク周波数は、前記(2)式でト
ルク変動次数Tを6として算出した場合200Hzであ
るのに対して、図8では200Hzよりも低い値となっ
ているのは、さきにも述べたように、回転数とトルク変
動周波数とは一般に整数倍に近似しているもの、正確に
は非整数倍の関係にあるためである。つまり、6倍と呼
称しても、正確には、5.8倍前後となるため、(2)
式でトルク変動次数Tとして6を用いてトルク変動周波
数を算出すると、図8に示す正確な回転数とトルク変動
周波数の関係で得られる周波数とずれが生ずることにな
る。
It should be noted that, for example, the motor rotation speed is 1000 RPM.
In this case, the sixth-order fluctuation torque frequency is 200 Hz when the torque fluctuation order T is calculated as 6 in the equation (2), whereas in FIG. 8, the value is lower than 200 Hz. As described above, the rotational speed and the torque fluctuation frequency are generally approximated to an integral multiple, but more precisely, are related to a non-integer multiple. In other words, even if it is called 6 times, it is exactly 5.8 times, so (2)
When the torque fluctuation frequency is calculated using the equation 6 as the torque fluctuation order T, a deviation occurs from the frequency obtained in the accurate relationship between the rotational speed and the torque fluctuation frequency shown in FIG.

【0046】以下、本実施の形態の車両用誘導電動機ロ
ータバーのねじり固有振動数検出装置100を用いて操
作者がロータバーのねじり固有振動数を監視する手順を
説明する。
Hereinafter, a procedure in which the operator monitors the torsional natural frequency of the rotor bar using the vehicle induction motor rotor bar torsional natural frequency detecting apparatus 100 of the present embodiment will be described.

【0047】電源スイッチ27を「ON」にし、モータ
の極数設定器17に例えば4(4極のモータの場合)を
セットし、周波数範囲設定器18の上限を1200H
z、下限を600Hzにセットし、トルク変動次数設定
器19のch1(チャンネル1)を6次、ch2(チャ
ンネル2)を12次にセットし、メモリ選択器20はc
h1(メモリ1)を選択し、限界固有値設定器22に限
界固有値として900Hzをセットし、表示次数設定器
21に12次をセットする。
The power switch 27 is turned ON, the motor pole number setting device 17 is set to, for example, 4 (for a four-pole motor), and the upper limit of the frequency range setting device 18 is set to 1200H.
z, the lower limit is set to 600 Hz, ch1 (channel 1) of the torque fluctuation order setting device 19 is set to 6th order, ch2 (channel 2) is set to 12th order, and the memory selector 20 is set to c
h1 (memory 1) is selected, 900 Hz is set as the limit eigenvalue in the limit eigenvalue setting device 22, and the 12th order is set in the display order setting device 21.

【0048】限界固有値を900Hzとしたのは、先に
も述べたように、モータ回転数が上限の5000回転
(RPM)の場合、6次の変動トルクの周波数がほぼ9
00Hzであり、6次の変動トルクとの共振を避けたい
ことによる。また、表示次数設定器21に12次をセッ
トしたのは、6次の変動トルクの周波数は電動機上限回
転数が5000RPMのとき900Hzが上限であり、
900Hz以上の周波数、つまりロータバーの固有振動
数が存在している周波数領域でのデータが得られず、ロ
ータバーの現在の固有振動数が確認できないためであ
る。表示次数設定器21に12次をセットして12次の
トルク変動周波数における振動レベルを画面表示すれ
ば、図1に例示するように、900Hz以上の周波数で
の振動レベルの変化が表示され、ロータバーの固有振動
数が現在どの位置にあるかが確認できる。
The reason why the limit eigenvalue is set to 900 Hz is that, as described above, when the motor rotation speed is the upper limit of 5000 rotations (RPM), the frequency of the sixth-order fluctuating torque is approximately 9 Hz.
00 Hz, because it is desired to avoid resonance with the sixth-order fluctuation torque. Also, the twelfth order is set in the display order setting unit 21 because the upper limit of the frequency of the sixth order fluctuation torque is 900 Hz when the motor upper limit rotational speed is 5000 RPM.
This is because data in a frequency region of 900 Hz or more, that is, in a frequency region where the natural frequency of the rotor bar exists, cannot be obtained, and the current natural frequency of the rotor bar cannot be confirmed. If the twelfth order is set in the display order setting device 21 and the vibration level at the twelfth torque fluctuation frequency is displayed on the screen, a change in the vibration level at a frequency of 900 Hz or more is displayed as illustrated in FIG. The position where the natural frequency of is currently located can be confirmed.

【0049】モータが回転を始め、車両が動き出した
時、スタートスイッチ25を押して測定を開始する。車
両が増速を終わり最高速度に達したらストップスイッチ
26を押すと、メモリ34に格納された周波数およびそ
の周波数に対応する振動レベルのデータが読み出され、
表示器23の画面上に、図1上部に示すように、12次
のトルク変動周波数と振動レベルの関係が実線で表示さ
れる。同時に画面上には、誘導電動機の製作当初あるい
は使用開始時点に測定され、メモリ2に格納された周波
数と振動レベルの関係が点線で表示されるとともに、限
界固有値が一点鎖線で表示される。12次のトルク変動
周波数―振動レベルカーブのピークとなるところがロー
タバー固有振動数であるから、振動の知識のない操作者
でも現在の固有振動数を読み取ることができるし、表示
されている限界固有値への近づき具合から補修が必要か
どうかを容易に判断できる。
When the motor starts to rotate and the vehicle starts moving, the start switch 25 is pressed to start the measurement. When the vehicle has finished accelerating and has reached the maximum speed, when the stop switch 26 is pressed, the frequency stored in the memory 34 and the data of the vibration level corresponding to the frequency are read,
On the screen of the display 23, as shown in the upper part of FIG. 1, the relationship between the twelfth order torque fluctuation frequency and the vibration level is displayed by a solid line. At the same time, the relationship between the frequency and the vibration level measured at the beginning of the production or use of the induction motor and stored in the memory 2 is displayed on the screen by a dotted line, and the limit eigenvalue is displayed by a dashed line. The peak of the twelfth torque fluctuation frequency-vibration level curve is the rotor bar natural frequency, so that even an operator without knowledge of vibration can read the current natural frequency and go to the displayed limit natural value. It is easy to judge whether or not repair is necessary based on the degree of approach.

【0050】なお、電動機の上限回転数、電動機極数、
及びトルク変動の次数(例えば6)から、容易に上記9
00Hzに相当する周波数は算出できるから、限界固有
値は必ずしも表示されていなくともよい。
The upper limit rotation speed of the motor, the number of motor poles,
And the order of torque fluctuation (for example, 6), the above 9
Since the frequency corresponding to 00 Hz can be calculated, the limit eigenvalue does not necessarily have to be displayed.

【0051】なお、上記実施の形態では、誘導電動機の
振動を、誘導電動機の非回転体側であるブラケット7に
装着された振動センサ11を介して検出しているが、ブ
ラケット7に限らず、同じく非回転体側の軸受箱やフレ
ームに装着された振動センサを介して検出するようにし
てもよい。また、直接、軸1の振動を光学的、あるいは
磁気的に、非接触で検出するようにしてもよい。
In the above embodiment, the vibration of the induction motor is detected via the vibration sensor 11 mounted on the bracket 7 on the non-rotating body side of the induction motor. The detection may be performed via a vibration sensor mounted on a bearing box or frame on the non-rotating body side. Further, the vibration of the shaft 1 may be directly detected optically or magnetically in a non-contact manner.

【0052】本実施の形態によれば、車両が停止状態か
らスタートして最高速度になるとき、および最高速度か
ら減速して停止状態になるときに、誘導電動機のトルク
変動周波数と振動レベルカーブを得ることができるの
で、車両の定期検査を待つことなく、ロータバーの最新
の固有振動数を知ることができる。このため、補修の時
期を正確に知ることができ、ロータバーの共振により車
両の騒音の増大を未然に防止することができる。
According to the present embodiment, when the vehicle starts from the stop state and reaches the maximum speed, and when the vehicle decelerates from the maximum speed and enters the stop state, the torque fluctuation frequency and the vibration level curve of the induction motor are changed. Therefore, the latest natural frequency of the rotor bar can be known without waiting for the periodic inspection of the vehicle. Therefore, it is possible to accurately know the time of the repair, and it is possible to prevent the noise of the vehicle from increasing due to the resonance of the rotor bar.

【0053】さらに、固有振動数は周波数―振動レベル
カーブのピークとなって明瞭に現れ、変動トルクと共振
する限界の振動数も併せて表示することができるから、
振動の知識のない操作者でも容易に診断を行うことがで
きる。
Furthermore, the natural frequency clearly appears as a peak of the frequency-vibration level curve, and the limit frequency at which resonance with the fluctuating torque can be displayed together.
Even an operator without knowledge of vibration can easily make a diagnosis.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば、インバータで可変速駆
動される誘導電動機のロータバーが共振して振動や騒音
が増大することを未然に防止することが可能になる。
According to the present invention, it is possible to prevent the rotor bar of the induction motor driven at variable speed by the inverter from resonating and increasing the vibration and noise.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る車両用誘導電動機ロ
ータバーのねじり固有振動数検出装置の構成を示す外観
図である。
FIG. 1 is an external view showing a configuration of a torsional natural frequency detecting device for a rotor bar of an induction motor for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示された測定器本体の内部の構成と信号
の流れを示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration and a signal flow of the measuring instrument main body shown in FIG.

【図3】図2に示された測定器本体で求められた周波数
分析結果の一例を示す概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a frequency analysis result obtained by the measuring instrument main body shown in FIG.

【図4】図2に示されたメモリの構成内容の一例を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration content of a memory illustrated in FIG. 2;

【図5】車両用誘導電動機のロータバーの構造例を示す
部分破断面図である。
FIG. 5 is a partially broken sectional view showing a structural example of a rotor bar of the induction motor for a vehicle.

【図6】ロータバーのねじり振動モードの変形パターン
の例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a deformation pattern of a torsional vibration mode of a rotor bar.

【図7】車両用誘導電動機のトルク変動次数成分の大き
さの一例を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing an example of the magnitude of a torque fluctuation order component of a vehicle induction motor.

【図8】車両用誘導電動機のトルク変動次数成分の周波
数範囲の一例を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing an example of a frequency range of a torque fluctuation order component of an induction motor for a vehicle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 軸 3 ロータバー 7 ブラケット 9 エンコーダ 10 回転センサ 11 振動センサ 16 測定器本体 17 モータ極数設定器 18 周波数範囲設定器 19 トルク変動次数設定器 20 メモリ選択スイッチ 21 表示次数設定器 22 限界固有値設定器 23 表示器 32 演算器 33 高速フーリエ変換器 34 メモリ 100車両用誘導電動機ロータバーのねじり固有振動数
検出装置 200車両用誘導電動機
1 axis 3 Rotor bar 7 Bracket 9 Encoder 10 Rotation sensor 11 Vibration sensor 16 Measuring instrument body 17 Motor pole number setting device 18 Frequency range setting device 19 Torque fluctuation order setting device 20 Memory selection switch 21 Display order setting device 22 Limit eigenvalue setting device 23 Display 32 Arithmetic unit 33 Fast Fourier Transformer 34 Memory 100 Induction motor for vehicle Induction motor for detecting torsional natural frequency of rotor bar 200 Induction motor for vehicle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G024 AD25 CA09 CA14 DA09 FA04 FA15 2G064 AA12 AB11 BA02 CC26 CC43 CC57 DD09 DD12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G024 AD25 CA09 CA14 DA09 FA04 FA15 2G064 AA12 AB11 BA02 CC26 CC43 CC57 DD09 DD12

Claims (5)

【特許請求の範囲】[The claims] 【請求項1】 誘導電動機に発生した振動を計測して振
動信号を出力する振動センサと、誘導電動機の軸の回転
数を計測して回転数信号を出力する回転検出器と、これ
らの信号に基づき、前記振動信号を周波数分析し、前記
振動信号が計測された時の回転数に対応するトルク変動
周波数及びそのトルク変動周波数での振動レベルを取り
出す計算手段と、この計算手段で取出されたトルク変動
周波数及びトルク変動周波数での振動レベルを記憶する
記憶手段と、この記憶手段に記憶されたトルク変動周波
数と振動レベルとの関係を前記誘導電動機のロータバー
のねじり振動特性として表示する表示手段と、を有して
なる誘導電動機ロータバーのねじり固有振動数検出装
置。
1. A vibration sensor that measures vibration generated in an induction motor and outputs a vibration signal, a rotation detector that measures a rotation speed of a shaft of the induction motor and outputs a rotation speed signal, Calculating means for analyzing the frequency of the vibration signal and extracting a torque fluctuation frequency and a vibration level at the torque fluctuation frequency corresponding to the rotation speed at the time when the vibration signal is measured; and a torque extracted by the calculation means. Storage means for storing the vibration level at the fluctuation frequency and the torque fluctuation frequency, and display means for displaying the relationship between the torque fluctuation frequency and the vibration level stored in the storage means as torsional vibration characteristics of the rotor bar of the induction motor, A torsional natural frequency detection device for an induction motor rotor bar, comprising:
【請求項2】 請求項1記載のねじり固有振動数検出装
置において、前記表示手段は、前記誘導電動機のロータ
バーの固有振動の周波数の予め設定された限界固有値
を、前記ねじり振動特性に併せて表示することができる
ように構成されていることを特徴とする誘導電動機ロー
タバーのねじり固有振動数検出装置。
2. The torsional natural frequency detecting device according to claim 1, wherein said display means displays a preset limit natural value of a frequency of a natural vibration of a rotor bar of said induction motor in accordance with said torsional vibration characteristic. A torsion natural frequency detection device for an induction motor rotor bar, characterized in that the device is configured to be able to perform the operation.
【請求項3】 請求項1または2記載のねじり固有振動
数検出装置において、トルク変動周波数は、電動機軸回
転数×[トルク変動次数×電動機極数]/2であること
を特徴とする誘導電動機ロータバーのねじり固有振動数
検出装置。
3. The induction motor according to claim 1, wherein the torque fluctuation frequency is a motor shaft rotation speed × [torque fluctuation order × motor pole number] / 2. Rotor bar torsional natural frequency detector.
【請求項4】 請求項1〜3のうちのいずれか1項記載
のねじり固有振動数検出装置において、前記振動センサ
は、振動を、軸受箱、フレーム、ブラケットを含む非回
転体側で計測することを特徴とする誘導電動機ロータバ
ーのねじり固有振動数検出装置。
4. The torsional natural frequency detecting device according to claim 1, wherein the vibration sensor measures the vibration on a non-rotating body side including a bearing box, a frame, and a bracket. A torsional natural frequency detecting device for an induction motor rotor bar characterized by the following:
【請求項5】 請求項1〜4のうちのいずれか1項に記
載のねじり固有振動数検出装置において、前記記憶手段
は、複数の時点で測定されたねじり振動特性を記憶する
ことができ、さらに前記表示手段は前記複数の時点で測
定されたねじり振動特性を同時に表示することができる
ように構成されていることを特徴とする誘導電動機ロー
タバーのねじり固有振動数検出装置。
5. The torsional natural frequency detection device according to claim 1, wherein the storage unit can store torsional vibration characteristics measured at a plurality of time points, Further, the display means is configured to be able to simultaneously display the torsional vibration characteristics measured at the plurality of time points, wherein the torsional natural frequency of the induction motor rotor bar is detected.
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