JP2007288829A - Method and device for detecting abnormality of machine - Google Patents
Method and device for detecting abnormality of machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007288829A JP2007288829A JP2006109887A JP2006109887A JP2007288829A JP 2007288829 A JP2007288829 A JP 2007288829A JP 2006109887 A JP2006109887 A JP 2006109887A JP 2006109887 A JP2006109887 A JP 2006109887A JP 2007288829 A JP2007288829 A JP 2007288829A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- machine
- inverter
- abnormality
- abnormal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、機械に取り付けて使用するインバータの機械故障・機械劣化検出方法に関する。 The present invention relates to a machine failure / machine deterioration detection method for an inverter used by being attached to a machine.
従来、モータの過負荷を検出する方法として外乱トルクオブザーバの値と閾値との比較でモータの過負荷を検出するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このインバータの機械故障検出方法は、外部からの入力信号に頼っておりインバータ自身で検出はしていない。図3は、従来の機械故障検出方法を示す構成図である。
図3において、112,113,114、Te、ωは、モータに与える指令電流値Iaの外乱トルクを加味したモータ及び機械の動作をモデル化して示したものである。また、115、116、117、118、<Te>は、外乱トルクオブザーバを示しており、外乱トルクの推定値を出力したものである。この値をもって指令電流値Iaを操作し外乱トルクの影響が少ないモータ角速度ωを得ようとしている。この外乱トルクオブザーバの値<Te>がある閾値以上か否かを判断し閾値以上のときはモータ過負荷と判断している。
このように、従来の過負荷検出方法では、外乱トルクオブザーバの値を使用して機械故障を検出するという方法がとられていた。
また、他の従来例として、機械側の異常信号をインバータに入力するものもある。図4は、従来のインバータの外部異常検出方法を示す構成図である。図4において、機械120から出力された異常信号123がインバータの外部異常端子121に入力され、異常出力端子122に出力される。同時に外部異常端子121はモータ停止信号8としてモータ制御部5に入力されモータ2を停止させていた。
This inverter mechanical failure detection method relies on an external input signal and does not detect the inverter itself. FIG. 3 is a block diagram showing a conventional mechanical failure detection method.
In FIG. 3, 112, 113, 114, Te, and ω are modeled and shown operations of the motor and the machine in consideration of the disturbance torque of the command current value Ia given to the motor.
Thus, in the conventional overload detection method, a method of detecting a mechanical failure using the value of the disturbance torque observer has been adopted.
As another conventional example, there is one in which an abnormal signal on the machine side is input to an inverter. FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional external abnormality detection method for an inverter. In FIG. 4, the abnormality signal 123 output from the machine 120 is input to the external abnormality terminal 121 of the inverter and output to the abnormality output terminal 122. At the same time, the external abnormality terminal 121 is input to the motor control unit 5 as the motor stop signal 8 to stop the motor 2.
ところが、従来の機械故障検出方法では、外乱トルクオブザーバの値がある閾値以上か否かを判断し閾値以上のときは異常と判断しているので、その異常判断の精度は外乱トルクオブザーバの検出精度に依存している。外乱トルクオブザーバはいくつかのパラメータを有しそれぞれの設定精度がそのまま外乱トルクオブザーバの検出精度を左右するため異常判断の精度を上げるためには高精度なパラメータ設定が必要になる。オブザーバは計算によって状態をシミュレートしているため、パラメータ設定が正しくないと計算結果が実態とかけはなれ異常判断の信頼性が下がるという問題があった。
また、外部からの入力信号に頼ってインバータ自身で検出していない場合は、機械システム側の検出に依存する。このため、機械システムの検出誤差がインバータにそのまま入力されることによってシステム全体の異常検出誤差になる問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、機械システムにあわせた2つのパラメータの設定だけでインバータ自身で機械システムの故障または劣化を検出することができる、操作・設定が簡単で機械システムの検出誤差のない高精度の異常検出方法とその装置を提供することを目的とする。
However, in the conventional mechanical failure detection method, it is determined whether or not the value of the disturbance torque observer is above a certain threshold, and if it is above the threshold, it is determined to be abnormal. Depends on. The disturbance torque observer has several parameters, and each setting accuracy directly affects the detection accuracy of the disturbance torque observer. Therefore, in order to increase the accuracy of abnormality determination, high-precision parameter setting is required. Since the observer simulates the state by calculation, there is a problem that if the parameter setting is not correct, the calculation result is inconsistent with the actual condition and the reliability of the abnormality determination is lowered.
Further, when the inverter itself does not detect it by relying on the input signal from the outside, it depends on the detection on the mechanical system side. For this reason, there is a problem that an abnormality detection error of the entire system is caused by inputting the detection error of the mechanical system as it is to the inverter.
The present invention has been made in view of such problems, and the inverter itself can detect a failure or deterioration of the mechanical system by simply setting two parameters according to the mechanical system. An object of the present invention is to provide a highly accurate abnormality detection method and apparatus free from mechanical system detection errors.
上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたものである。
請求項1に記載の発明は、インバータにより駆動されるモータに接続された機械の異常を検出する方法において、前記モータの出力周波数とモータ電流の条件を予め設定し、運転時の出力周波数とモータ電流の値が前記設定された二つの条件を満たしたときに機械の異常と判定し、異常信号を出力するものである。
請求項2に記載の発明は、機械に接続されたモータを駆動するインバータと、前記インバータ内に設けたインバータ主回路を制御するモータ制御部と、前記機械の異常を検出する異常検出部とからなり、前記機械が故障や劣化など異常が発生したときに異常信号を出力する機械の異常検出装置において、前記異常検出部は、前記インバータ内に設けられ、前記モータの出力周波数を検出する周波数検出器と、前記モータの電流を検出する電流検出器と、前記モータの周波数を予め設定する異常周波数設定器と、異常電流の値を予め設定する異常電流設定器と、前記二つの設定器の値と前記運転時の二つの値とをそれぞれ比較する比較器とからなるものである。
請求項3に記載の発明は、インバータにより駆動されるモータに接続された機械の異常を検出する方法において、前記モータの回転速度とモータ電流の条件を予め設定し、運転時の回転速度とモータ電流の値が前記設定された二つの条件を満たしときに機械の異常と判定し、異常信号を出力するものである。
請求項4に記載の発明は、機械に接続されたモータを駆動するインバータと、前記インバータ内に設けたインバータ主回路を制御するモータ制御部と、前記機械の異常を検出する異常検出部とからなり、前記機械が故障や劣化など異常が発生したときに異常信号を出力する機械の異常検出装置において、前記異常検出部は、前記インバータ内に設けられ、前記モータの回転速度を検出する速度検出器と、前記モータの電流を検出する電流検出器と、前記モータの速度を予め設定する異常速度設定器と、異常電流の値を予め設定する異常電流設定器と前記二つの設定器の値と前記運転時の二つの値とをそれぞれ比較する比較器とからなるものである。
In order to solve the above problem, the present invention is as follows.
According to a first aspect of the present invention, in the method for detecting an abnormality of a machine connected to a motor driven by an inverter, conditions for the output frequency and motor current of the motor are set in advance, and the output frequency and motor during operation are set. When the current value satisfies the two set conditions, it is determined that the machine is abnormal and an abnormality signal is output.
The invention according to claim 2 includes an inverter that drives a motor connected to a machine, a motor control unit that controls an inverter main circuit provided in the inverter, and an abnormality detection unit that detects an abnormality of the machine. In the abnormality detection device for a machine that outputs an abnormality signal when an abnormality such as failure or deterioration occurs in the machine, the abnormality detection unit is provided in the inverter and detects the output frequency of the motor. A current detector for detecting the current of the motor, an abnormal frequency setter for presetting the frequency of the motor, an abnormal current setter for presetting the value of the abnormal current, and the values of the two setters And a comparator for comparing the two values during operation.
According to a third aspect of the present invention, in the method for detecting an abnormality of a machine connected to a motor driven by an inverter, conditions for the rotational speed and motor current of the motor are set in advance, and the rotational speed and motor during operation are set. When the current value satisfies the two set conditions, it is determined that the machine is abnormal, and an abnormal signal is output.
The invention according to claim 4 includes an inverter that drives a motor connected to a machine, a motor control unit that controls an inverter main circuit provided in the inverter, and an abnormality detection unit that detects an abnormality of the machine. In the abnormality detection device for a machine that outputs an abnormality signal when an abnormality such as failure or deterioration occurs in the machine, the abnormality detection unit is provided in the inverter and detects the rotational speed of the motor. A current detector for detecting the current of the motor, an abnormal speed setter for presetting the speed of the motor, an abnormal current setter for presetting the value of the abnormal current, and the values of the two setters It comprises a comparator that compares the two values during operation.
請求項1、2に記載の発明によると、モータの出力周波数とモータ電流の条件を予めインバータで設定することにより異常を検出できるので、オブザーバによる検出に比べて簡単な操作・設定で機械システムの検出誤差がなくなりモータ停止や異常情報の出力などシステム全体の精度が向上することができる。
請求項3、4に記載の発明によると、モータの回転速度とモータ電流の条件を予めインバータで設定することによりモータ速度を検出するだけで、より実際の機械の動作に相当する異常を検出できるので、機械システムに合った異常検出ができ、システム全体の異常検出精度をさらに向上させることができる。
According to the first and second aspects of the present invention, since the abnormality can be detected by setting the motor output frequency and the motor current condition in advance by the inverter, the operation of the mechanical system can be performed with simple operation and setting compared to the detection by the observer. The detection error is eliminated, and the accuracy of the entire system can be improved, such as stopping the motor and outputting abnormality information.
According to the third and fourth aspects of the present invention, it is possible to detect an abnormality corresponding to the actual operation of the machine more simply by detecting the motor speed by previously setting the conditions of the motor rotation speed and the motor current with the inverter. Therefore, abnormality detection suitable for the mechanical system can be performed, and abnormality detection accuracy of the entire system can be further improved.
以下、本発明を具体的実施例について、図に基づいて説明する。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1を示すブロック図であり、機械の異常をモータの出力周波数とモータ電流をインバータにより検出する構成を示している。
図において、1は三相の電源、2は三相のモータ、3はインバータ主回路、4はインバータ制御回路、5はモータ制御部、6は異常検出部、7は検出した異常信号、8はモータ停止信号、9は異常周波数設定器、10は周波数検出器、11、14は比較器、12は異常電流設定器、13は電流検出器である。
インバータ主回路3は、三相の電源1と三相のモータ2に接続されている。インバータ主回路3は内部のスイッチング素子(不図示)のon/offを制御するインバータ制御回路4と接続されている。インバータ主回路3とモータ2の間にはモータ2に流れる駆動電流を検出するCTが接続されている。モータ2は様々な機械に装着され使用されるが機械の異常条件は機械によって異なっている。
つぎに、本実施例の動作について説明する。
(1)先ず、モータ2の出力周波数とモータ電流の値を設定する。
インバータが検出可能な機械の異常は、出力周波数とモータ電流の条件で決めることが可能なので機械120の異常条件を、異常周波数設定器9と異常電流設定器12によりインバータ内蔵のオペレータなどを使ってインバータパラメータとして設定する。
例えば、機械120の動作に合わせて回転速度の値は下限を設定し、トルクの値は上限を設定する。
(2)モータ2を駆動させる。
(3)正常時
機械120が正常状態の場合、モータの電流と出力周波数はCTを介してインバータ制御回路4の中の異常検出部6の電流検出器13と周波数検出器10に入力されるが、検出器の値が設定値内であれば、比較器11、14は動作しないので、異常信号7は出力しない。
(4)異常時
機械120が故障や機械の劣化など異常状態の場合、出力周波数とモータ電流の値の組み合わせが設定値外になると比較器11と比較器14が動作して異常信号7が出力する。
異常検出部6は、周波数検出器10で検出したモータの出力周波数と異常周波数設定器9を比較器11で比較し論理信号(論理値)16を出力する。同様に、電流検出器13で検出したモータ電流値と異常電流設定器12で設定した値とを比較器14で比較し論理値17を出力する。論理演算器(論理積)15は、論理値16と論理値17の両方の入力により異常信号7を出力しインバータ外部に知らせる。
(5)モータ停止
機械120が正常状態の場合は運転を継続するが、故障や機械の劣化など異常状態の場合は、異常信号7はモータ停止信号8としてモータ制御部5に入力されインバータ主回路3のスイッチング素子(不図示)をoffさせてモータの回転を止める。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, and shows a configuration in which an abnormality in a machine is detected by a motor output frequency and a motor current by an inverter.
In the figure, 1 is a three-phase power source, 2 is a three-phase motor, 3 is an inverter main circuit, 4 is an inverter control circuit, 5 is a motor control unit, 6 is an abnormality detection unit, 7 is an abnormal signal detected, and 8 is A motor stop signal, 9 is an abnormal frequency setting device, 10 is a frequency detector, 11 and 14 are comparators, 12 is an abnormal current setting device, and 13 is a current detector.
The inverter
Next, the operation of this embodiment will be described.
(1) First, the output frequency of the motor 2 and the value of the motor current are set.
The abnormality of the machine that can be detected by the inverter can be determined by the condition of the output frequency and the motor current. Set as an inverter parameter.
For example, in accordance with the operation of the machine 120, the rotation speed value sets a lower limit, and the torque value sets an upper limit.
(2) The motor 2 is driven.
(3) Normal When the machine 120 is in a normal state, the motor current and output frequency are input to the current detector 13 and the frequency detector 10 of the abnormality detection unit 6 in the inverter control circuit 4 via CT. If the value of the detector is within the set value, the
(4) At the time of abnormality When the machine 120 is in an abnormal state such as a failure or machine deterioration, when the combination of the output frequency and the motor current value is outside the set value, the
The abnormality detector 6 compares the output frequency of the motor detected by the frequency detector 10 with the abnormal frequency setter 9 by the
(5) Motor stop When the machine 120 is in a normal state, the operation is continued, but in an abnormal state such as a failure or machine deterioration, the abnormal signal 7 is input to the motor control unit 5 as the motor stop signal 8 and the inverter main circuit The switching element 3 (not shown) is turned off to stop the rotation of the motor.
図2は、本発明の実施例2を示すブロック図であり、機械の異常をモータの回転速度と電流検出が可能なインバータにより検出する構成を示している。
本実施例の動作は、速度検出器でモータ速度を検出することが異なるだけで実施例1と概略同じである。
この場合、三相のモータが装着される機械に合わせて異常電流、異常速度の組み合わせをオペレータなどにより設定することで機械の故障または機械の劣化を検出することができる。
例えば、エレベータやクレーンなど巻き上げ・巻下用途では負荷の釣り落とし検出をさせるために、異常速度設定値と異常電流設定値を通常より大きな値に設定しておく。こうすることによりインバータ自身で機械の異常を検出しインバータ外部に知らせることができる。ブレーキ開閉機能を内蔵したインバータであればインバータ自身でブレーキも閉じることが可能になる。
また、コンベア用途では通常一定速度で運転するが、負荷の異常などでコンベアが想定以上の低速になったり止まってしまう場合が考えられる。この状態を検出させるために異常速度の設定値を通常速度より小さな値にし、異常電流の設定値を通常負荷よりも大きな値に設定しておく。こうすることによりインバータ自身でコンベアの異常を検出し止めることができる。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, and shows a configuration in which an abnormality of the machine is detected by an inverter capable of detecting the motor rotation speed and current.
The operation of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except that the motor speed is detected by the speed detector.
In this case, a machine failure or machine deterioration can be detected by setting a combination of an abnormal current and an abnormal speed by an operator or the like in accordance with the machine on which the three-phase motor is mounted.
For example, in hoisting and unwinding applications such as elevators and cranes, the abnormal speed set value and the abnormal current set value are set to larger values than usual in order to detect load dropout. By doing so, the inverter itself can detect a machine abnormality and notify the outside of the inverter. If the inverter has a built-in brake opening / closing function, the inverter itself can close the brake.
Moreover, although it is normally operated at a constant speed in the conveyor application, there may be a case where the conveyor becomes slower than expected or stops due to a load abnormality or the like. In order to detect this state, the set value of the abnormal speed is set to a value smaller than the normal speed, and the set value of the abnormal current is set to a value larger than the normal load. By doing so, it is possible to detect and stop the abnormality of the conveyor by the inverter itself.
1 電源
2 モータ
3 インバータ主回路
4 インバータ制御回路
5 モータ制御部
6 異常検出部
7 異常信号
8 モータ停止信号
9 異常周波数設定器
10 周波数検出器
11、14 比較器
12 異常電流設定器
13 電流検出器
15 論理演算器(論理積)
16、17 論理信号(論理値)
18 異常速度設定器
19 速度検出器
112、117 比例動作部
113 加算部
114 積分動作部
115 微分動作部
116 加算部
118 ローパスフィルタ
120 機械
121 インバータの外部異常端子
122 異常出力端子
123 機械からの異常信号
<Te> 外乱トルクオブザーバ
Te 外乱トルク
ω モータ角速度
Ia 指令電流値
DESCRIPTION OF
16, 17 Logic signal (logical value)
18 Abnormal speed setter 19
<Te> Disturbance torque observer
Te Disturbance torque ω Motor angular velocity
Ia Command current value
Claims (4)
前記モータの出力周波数とモータ電流の条件を予め設定し、運転時の出力周波数とモータ電流の値が前記設定された二つの条件を満たしたときに機械の異常と判定し、異常信号を出力することを特徴とする機械の異常検出方法。 In a method for detecting an abnormality in a machine connected to a motor driven by an inverter,
The conditions of the motor output frequency and motor current are set in advance, and when the output frequency and motor current values during operation satisfy the two set conditions, it is determined that the machine is abnormal and an abnormal signal is output. An abnormality detection method for a machine characterized by the above.
前記異常検出部は、前記インバータ内に設けられ、前記モータの出力周波数を検出する周波数検出器と、前記モータの電流を検出する電流検出器と、前記モータの周波数を予め設定する異常周波数設定器と、異常電流の値を予め設定する異常電流設定器と、前記二つの設定器の値と前記運転時の二つの値とをそれぞれ比較する比較器とからなることを特徴とする機械の異常検出装置。 An inverter that drives a motor connected to a machine, a motor control unit that controls an inverter main circuit provided in the inverter, and an abnormality detection unit that detects an abnormality of the machine. In an abnormality detection device for a machine that outputs an abnormality signal when an abnormality occurs,
The abnormality detection unit is provided in the inverter, and detects a frequency detector that detects the output frequency of the motor, a current detector that detects the current of the motor, and an abnormal frequency setting device that presets the frequency of the motor. And an abnormal current setter for presetting the value of the abnormal current, and a comparator for comparing the values of the two setters with the two values during operation, respectively. apparatus.
前記モータの回転速度とモータ電流の条件を予め設定し、運転時の回転速度とモータ電流の値が前記設定された二つの条件を満たしときに機械の異常と判定し、異常信号を出力することを特徴とする機械の異常検出方法。 In a method for detecting an abnormality in a machine connected to a motor driven by an inverter,
The motor speed and motor current conditions are set in advance, and when the rotational speed and motor current values during operation satisfy the two set conditions, it is determined that the machine is abnormal and an abnormal signal is output. A machine abnormality detection method characterized by the above.
前記異常検出部は、前記インバータ内に設けられ、前記モータの回転速度を検出する速度検出器と、前記モータの電流を検出する電流検出器と、前記モータの速度を予め設定する異常速度設定器と、異常電流の値を予め設定する異常電流設定器と前記二つの設定器の値と前記運転時の二つの値とをそれぞれ比較する比較器とからなることを特徴とする機械の異常検出装置。 An inverter that drives a motor connected to a machine, a motor control unit that controls an inverter main circuit provided in the inverter, and an abnormality detection unit that detects an abnormality of the machine. In an abnormality detection device for a machine that outputs an abnormality signal when an abnormality occurs,
The abnormality detection unit is provided in the inverter and detects a rotation speed of the motor, a current detector that detects the current of the motor, and an abnormal speed setting device that presets the speed of the motor. And an abnormal current setter for presetting the value of the abnormal current, and a comparator for comparing the values of the two setters and the two values at the time of operation, respectively. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006109887A JP2007288829A (en) | 2006-04-12 | 2006-04-12 | Method and device for detecting abnormality of machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006109887A JP2007288829A (en) | 2006-04-12 | 2006-04-12 | Method and device for detecting abnormality of machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007288829A true JP2007288829A (en) | 2007-11-01 |
Family
ID=38760109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006109887A Pending JP2007288829A (en) | 2006-04-12 | 2006-04-12 | Method and device for detecting abnormality of machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007288829A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101430737B1 (en) | 2012-08-31 | 2014-08-14 | 세메스 주식회사 | Error detection method and Substrate treating method |
US9810743B2 (en) | 2014-05-13 | 2017-11-07 | Hitachi, Ltd. | Deterioration diagnosis system |
CN112775719A (en) * | 2019-11-07 | 2021-05-11 | 大隈株式会社 | Method and device for diagnosing abnormality of feed shaft device |
-
2006
- 2006-04-12 JP JP2006109887A patent/JP2007288829A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101430737B1 (en) | 2012-08-31 | 2014-08-14 | 세메스 주식회사 | Error detection method and Substrate treating method |
US9810743B2 (en) | 2014-05-13 | 2017-11-07 | Hitachi, Ltd. | Deterioration diagnosis system |
CN112775719A (en) * | 2019-11-07 | 2021-05-11 | 大隈株式会社 | Method and device for diagnosing abnormality of feed shaft device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008079441A (en) | Motor controller and controller comprising the same | |
CN112147507B (en) | Motor band-type brake state detection method and system based on closed-loop control | |
JP2007219991A (en) | Abnormal load detection device | |
US10444288B2 (en) | Abnormality diagnosing device and abnormality diagnosing method | |
JPH11332002A (en) | Controller of motor for electric vehicle | |
JP2007288829A (en) | Method and device for detecting abnormality of machine | |
US10396699B2 (en) | Anomaly diagnosing device and anomaly diagnosing method | |
JP4720334B2 (en) | Offset converter for PWM converter | |
JP2011063404A (en) | Door control device of elevator | |
JP2009270978A (en) | Breaking detecting device and breaking detecting technique of rotary encoder | |
WO2017135258A1 (en) | Cooling fan control device | |
JP5240846B2 (en) | Fan monitoring and control device | |
JP2009303427A (en) | Motor driving unit | |
JP2007185022A (en) | Fan controller | |
CN108802611B (en) | Abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method | |
JP6848845B2 (en) | Servo motor load condition diagnostic device and load status diagnostic method | |
JP2009519445A (en) | Monitoring device or monitoring method for driving device | |
JPH10315173A (en) | Abnormality detector for robot | |
TWI782298B (en) | Power conversion device and predictive diagnosis method therefor | |
KR101531340B1 (en) | Servo motor control system | |
JP2009058338A (en) | Rotary encoder and electronic control system | |
JP2007288891A (en) | Power converter | |
JP2002350184A (en) | Failure detection method for encoder for ac servo | |
KR100365921B1 (en) | Apparatus and method for controlling apparatus | |
WO2021039377A1 (en) | Electric power converting device |