JP2018121378A - Method for detecting abnormality of running motor for railway vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a method for detecting an abnormality of a running motor for a railway vehicle that can detect occurrences of abnormalities of the running motor with high accuracy, utilizing equipment monitoring data of the railway vehicle, without being affected by differences in conditions such as an ambient temperature and a boarding rate.SOLUTION: The method for detecting an abnormality of a running motor for a railway vehicle includes: a first step of receiving and memorizing temperature information on the running motor and electric current value information on the running motor collected by a data collection system mounted on the railway vehicle; a second step of calculating an RMS value (a root-mean-square of accumulated electric current values) during predetermined time on the basis of the memorized electric current value information on the running motor; and a third step of calculating a regression line by a multiple regression analysis, using at least the RMS value and the square of the RMS value as explanatory variables and the temperature of the running motor as a dependent variable, and performing a process for determining a state of the running motor, using the calculated regression line and the temperature information and the electric current value information collected at the first step.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、鉄道車両の電動車における駆動用誘導電動機(走行モータ)の故障発生を未然に防止するために駆動用誘導電動機の状態を監視し異常を検知する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for detecting an abnormality by monitoring the state of a drive induction motor in order to prevent a failure of a drive induction motor (travel motor) in an electric vehicle of a railway vehicle.

電気車(電動車)においては、長期間の運用により駆動用誘導電動機の部品が劣化もしくは故障したり塵埃の付着等により冷却能力が低下したりした場合、異常発熱を起こして機能停止に陥り、列車の運行に支障を来たすおそれがある。また、駆動用誘導電動機が故障してから修理すると、メンテナンスコストが高くなってしまう。
そこで、従来、電気車の駆動用誘導電動機の冷却能力が低下したことを把握してメンテナンス要求を行うようにした異常検知技術が提案されている(特許文献1)。
In an electric car (electric car), if the parts of the drive induction motor deteriorate or fail due to long-term operation, or if the cooling capacity decreases due to the adhesion of dust, etc., abnormal heat generation occurs and the function stops. There is a risk of hindering train operation. In addition, if the drive induction motor is repaired after a failure, the maintenance cost increases.
Therefore, conventionally, an abnormality detection technique has been proposed in which a maintenance request is made after grasping that the cooling capacity of the induction motor for driving an electric vehicle has decreased (Patent Document 1).

特許文献1に開示されている電気車の駆動用誘導電動機の異常検知技術は、VVVF(可変電圧可変周波数制御)方式のインバータ装置により駆動される誘導電動機を使用している電気車において、トルク電流指令値とトルク電流実際値とに基づいて誘導電動機の2次抵抗補正値を算出して2次抵抗を補正し、補正後の2次抵抗値および基準2次抵抗値と誘導電動機のロータの材質によって決まるロータ温度係数とに基づいて、誘導電動機のロータ温度を推定し、推定温度がメンテナンスが必要となる設定温度を超えた場合にメンテナンスを促すとともに、誘導電動機の過負荷を防止するため、電流値を補正したり、一時的に誘導電動機を開放したりするものである。   An abnormality detection technique for an induction motor for driving an electric vehicle disclosed in Patent Document 1 is based on a torque current in an electric vehicle using an induction motor driven by a VVVF (variable voltage variable frequency control) type inverter device. Based on the command value and the actual torque current value, the secondary resistance correction value of the induction motor is calculated to correct the secondary resistance. The corrected secondary resistance value, the reference secondary resistance value, and the rotor material of the induction motor To estimate the rotor temperature of the induction motor based on the rotor temperature coefficient determined by, and to prompt maintenance when the estimated temperature exceeds the set temperature that requires maintenance, and to prevent overload of the induction motor The value is corrected or the induction motor is temporarily opened.

一方、測定したデータを分析して装置の状態を判定する技術として、実車データを蓄積するためのデータ蓄積部と、シミュレーションデータを特異値分解して第1の特徴量を求めるとともに実車データを特異値分解して第2の特徴量を求めるSVD処理部とを設け、第1の特徴量を第1のマハラノビス距離に変換して第1のマハラノビス距離に基づいて電車制御装置の状態を判定するための異常判定しきい値を設定し、第2の特徴量を第2のマハラノビス距離に変換し、第2のマハラノビス距離と異常判定しきい値とを比較した結果に基づいて電車制御装置の状態を判定するようにした発明がある(特許文献2)。   On the other hand, as a technique for analyzing the measured data to determine the state of the device, a data storage unit for storing actual vehicle data, and a first feature amount by obtaining a singular value decomposition of the simulation data and determining the actual vehicle data An SVD processing unit that performs value decomposition to obtain a second feature value, converts the first feature value into a first Mahalanobis distance, and determines the state of the train control device based on the first Mahalanobis distance; The abnormality determination threshold value is set, the second feature value is converted into the second Mahalanobis distance, and the state of the train control device is determined based on the comparison result between the second Mahalanobis distance and the abnormality determination threshold value. There is an invention in which the determination is made (Patent Document 2).

特開平11−262102号公報JP-A-11-262102 特開2013−55777号公報JP 2013-55777 A

上記特許文献1に開示されている電気車の駆動用誘導電動機の異常検知技術は、誘導電動機のロータ温度を推定し、推定温度と一定に設定されたしきい値との比較により異常発生を検知するため、誘導電動機の重大な故障の発生を未然に防止することができるものの、異常を検知するためのしきい値は設計上許容される最大温度により設定されるため、あまり低く設定することができない。   The abnormality detection technique for an induction motor for driving an electric vehicle disclosed in Patent Document 1 estimates the rotor temperature of the induction motor, and detects an abnormality by comparing the estimated temperature with a constant threshold value. Therefore, although it is possible to prevent the occurrence of a serious failure of the induction motor, the threshold value for detecting an abnormality is set by the maximum temperature allowed by design, so it may be set too low. Can not.

一方、鉄道車両用の駆動用誘導電動機(以下、走行モータと称する)は、外気温度や乗車率等によって発熱の仕方に差異があり、走行モータにかかる負荷が低い場合には、粉塵等の付着により走行モータの冷却性能が低下した場合でも、推定温度が異常を検知するためのしきい値に達しないことがある。したがって単純に上記特許文献1に開示されている異常検知技術により電動機の温度を監視するだけでは、異常の発生を早期に検知することが困難であるという課題がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、鉄道車両の機器モニタリングデータを利用して、外気温度や乗車率等の条件の差異に影響されずに、走行モータの異常の発生を高い精度で検知することができる異常検知方法を提供することを目的とする。
On the other hand, drive induction motors for railway vehicles (hereinafter referred to as travel motors) differ in the way they generate heat depending on the outside air temperature, boarding rate, etc., and when the load on the travel motor is low, dust or the like adheres. Even if the cooling performance of the traveling motor is reduced due to the above, the estimated temperature may not reach the threshold value for detecting an abnormality. Therefore, there is a problem that it is difficult to detect the occurrence of an abnormality at an early stage by simply monitoring the temperature of the electric motor using the abnormality detection technique disclosed in Patent Document 1.
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the use of railway vehicle equipment monitoring data can generate an abnormality in a travel motor without being affected by differences in conditions such as outside air temperature and boarding rate. An object of the present invention is to provide an abnormality detection method capable of detecting with high accuracy.

なお、上記特許文献2に開示されている発明は、実車データを取得し蓄積する点および実車データとしてモータの電流値を選択する点、取得したデータを統計的に分析する点で本発明と類似するものの、異常検知の対象が走行モータではなく、電車制御装置の異常を検知するものであるとともに、シミュレーションデータを使用するようにしているため事前にシミュレーションを行う必要がある点や、分析の際にマハラノビス距離を用いて判定している点で、以下に説明する本発明とは異なる。   The invention disclosed in Patent Document 2 is similar to the present invention in that the actual vehicle data is acquired and accumulated, the motor current value is selected as the actual vehicle data, and the acquired data is analyzed statistically. However, the abnormality detection target is not a traveling motor but an abnormality in the train control device, and since simulation data is used, it is necessary to perform a simulation in advance or during analysis. The present invention is different from the present invention described below in that it is determined using the Mahalanobis distance.

上記課題を解決するために、本発明に係る鉄道車両用走行モータの異常検知方法は、
鉄道車両に搭載されたデータ収集システムによって収集された走行モータの推定温度情報および走行モータの電流値情報を受信し記憶する第1ステップと、
記憶された走行モータの電流値情報に基づいて、所定時間におけるRMS値(累積電流値の二乗平均平方根)を、走行モータごとに算出する第2ステップと、
少なくとも前記RMS値および該RMS値の2乗を説明変数としかつ走行モータの推定温度を従属変数として重回帰分析により回帰線を算出し、算出した回帰線と前記第1ステップで収集した推定温度情報および電流値情報を用いて走行モータの状態を判断する処理を行う第3ステップと、を含むようにしたものである。
In order to solve the above problems, an abnormality detection method for a railway vehicle travel motor according to the present invention includes:
A first step of receiving and storing estimated temperature information of the traveling motor and current value information of the traveling motor collected by a data collection system mounted on the railway vehicle;
A second step of calculating, for each traveling motor, an RMS value (root mean square of accumulated current value) based on the stored traveling motor current value information;
A regression line is calculated by multiple regression analysis using at least the RMS value and the square of the RMS value as explanatory variables and the estimated temperature of the traveling motor as a dependent variable, and the calculated regression line and the estimated temperature information collected in the first step And a third step for performing a process of determining the state of the traveling motor using the current value information.

上記方法によれば、走行モータの電流値情報を収集して所定時間におけるRMS値を算出し、RMS値およびRMS値の2乗を説明変数として重回帰分析の手法によって回帰線を算出し、算出した回帰線と収集した走行モータの推定温度情報および電流値情報とを用いて走行モータの状態を判断するため、乗車率等の条件の差異に影響されずに、走行モータの異常の発生を高い精度で検知することができる。   According to the above method, the current value information of the traveling motor is collected, the RMS value at a predetermined time is calculated, the regression line is calculated by the multiple regression analysis method using the RMS value and the square of the RMS value as an explanatory variable, and the calculation is performed. Because the travel motor state is judged using the collected regression line and the collected estimated temperature information and current value information of the travel motor, the occurrence of the travel motor abnormality is high without being influenced by the difference in conditions such as the boarding rate. It can be detected with accuracy.

ここで、望ましくは、前記第3ステップにおいては、前記回帰線を、前記第1ステップで収集した温度情報および前記第2ステップで算出されたRMS値をパラメータとして標本をプロットしたグラフにおける集団を内包する位置まで、平行移動して前記境界線を設定するようにする。
このように、集団を内包する位置に境界線を設定し、設定された境界線と収集した温度情報および電流値情報とを用いて走行モータの状態を判断するため、走行モータの異常の発生をより高い精度で検知することができる。
Preferably, in the third step, the regression line includes a population in a graph in which samples are plotted with the temperature information collected in the first step and the RMS value calculated in the second step as parameters. The boundary line is set by parallel movement to the position to be performed.
In this way, a boundary line is set at a position including the group, and the state of the traveling motor is determined using the set boundary line and the collected temperature information and current value information. It can be detected with higher accuracy.

また、望ましくは、前記第3ステップの前記走行モータの状態を判断する処理においては、前記第1ステップで収集した温度情報と前記第2ステップで算出されたRMS値が前記境界線を越えた回数を計数し、その計数値が予め設定した所定回数よりも大きいか否か判定し、計数値が予め設定した所定回数よりも大きい場合に異常を知らせる情報を出力するようにする。
このように、温度情報およびRMS値度が境界線を越えた回数を計数し、当該計数値が予め設定した所定回数よりも大きいか否か判定して異常を知らせる情報を出力することにより、比較的簡単な処理により異常の発生の有無の判定を行うことができるとともに、判定結果および報知の信頼性を高めることができる。
Preferably, in the process of determining the state of the traveling motor in the third step, the number of times that the temperature information collected in the first step and the RMS value calculated in the second step exceed the boundary line. Is determined, and it is determined whether or not the count value is larger than a predetermined number of times set in advance. When the count value is larger than the predetermined number of times set in advance, information notifying abnormality is output.
In this way, the number of times that the temperature information and the RMS value degree exceed the boundary line are counted, and it is determined whether the count value is larger than a predetermined number of times set in advance. It is possible to determine whether or not an abnormality has occurred with a simple process, and to improve the reliability of the determination result and notification.

さらに、望ましくは、前記第3ステップの前記走行モータの状態を判断する処理においては、前記境界線を越えた回数の変化率を算出し、当該変化率が予め設定した所定値よりも大きいか否か判定し、変化率が予め設定した所定値よりも大きい場合に異常を知らせる情報を出力するようにする。   Further preferably, in the process of determining the state of the traveling motor in the third step, a change rate of the number of times exceeding the boundary line is calculated, and whether or not the change rate is larger than a predetermined value set in advance. If the rate of change is larger than a predetermined value set in advance, information notifying abnormality is output.

このように、境界線を越えた回数の変化率を算出し、変化率が予め設定した所定値よりも大きいか否か判定して異常を知らせる情報を出力することにより、回数のみに基づいて判定する場合に比べて、より迅速に異常の発生を検知して報知することができる。   In this way, the rate of change of the number of times exceeding the boundary line is calculated, and whether or not the rate of change is larger than a predetermined value set in advance is determined and output based on the number of times by outputting information notifying abnormality. Compared to the case, the occurrence of abnormality can be detected and notified more quickly.

また、前記第3ステップの重回帰分析による回帰線の算出においては、さらに外気温度を説明変数として含んで算出するようにしてもよい。重回帰分析による回帰線の算出において外気温度を説明変数として含むことによって、より精度の高い異常検知を行うことができる。   In the calculation of the regression line by the multiple regression analysis in the third step, the calculation may be performed by further including the outside air temperature as an explanatory variable. By including the outside air temperature as an explanatory variable in the calculation of the regression line by multiple regression analysis, more accurate abnormality detection can be performed.

本発明によれば、鉄道車両の機器モニタリングデータを利用して、外気温度や乗車率等の条件の差異に影響されずに、走行モータの異常の発生を高い精度で検知することができるという効果がある。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to detect the occurrence of an abnormality in a travel motor with high accuracy without being affected by differences in conditions such as outside air temperature and boarding rate using equipment monitoring data of a railway vehicle. There is.

本発明に係る鉄道車両用走行モータの異常検知方法を実施する上で必要なデータを収集するシステムの概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the system which collects data required when implementing the abnormality detection method of the traveling motor for rail vehicles which concerns on this invention. (A)は通常の営業列車における試験で得られた走行モータの推定温度の日毎の最大値の推移を示すグラフ、(B)は走行モータの推定温度の日毎の最大値の頻度を、横軸に推定温度をとって示すグラフである。(A) is a graph showing the transition of the daily maximum value of the estimated temperature of the traveling motor obtained in a test on a normal business train, (B) is the frequency of the daily maximum value of the estimated temperature of the traveling motor, the horizontal axis Is a graph showing the estimated temperature. 走行試験で得られたモータの推定温度、外気温度、乗車率、モータ電流値、車両速度の各データの1日の推移を示すグラフである。It is a graph which shows transition of 1 day of each data of the estimated temperature of the motor obtained by the driving | running | working test, external temperature, boarding rate, motor current value, and vehicle speed. (A)は収集されたデータ(標本)を瞬時電流値および走行モータの推定温度をパラメータとして示したグラフ、(B)は収集されたデータより算出された2時間RMS値と走行モータの推定温度をパラメータとしてプロットした点と判定に用いる境界線との関係を示すグラフである。(A) is a graph showing the collected data (sample) with the instantaneous current value and the estimated temperature of the traveling motor as parameters, and (B) is the 2-hour RMS value calculated from the collected data and the estimated temperature of the traveling motor. It is a graph which shows the relationship between the point plotted as a parameter, and the boundary line used for determination. 収集されたデータを、累積時間を変化させた場合におけるRMS値および走行モータ推定温度をパラメータとしてプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the collected data as a parameter in the RMS value and driving | running | working motor estimated temperature at the time of changing accumulation time. 走行試験で得られた各データおよび算出された2時間RMS値の1日の推移を示すグラフである。It is a graph which shows 1-day transition of each data obtained by the running test, and the calculated 2 hour RMS value. 本発明の一実施形態に係る鉄道車両用走行モータの異常検知方法における処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process in the abnormality detection method of the traveling motor for rail vehicles which concerns on one Embodiment of this invention. 実施形態に係る鉄道車両用走行モータの異常検知方法におけるしきい値の設計の考え方を示す図である。It is a figure which shows the idea of the design of the threshold value in the abnormality detection method of the traveling motor for rail vehicles which concerns on embodiment.

以下、本発明に係る鉄道車両用走行モータの異常検知方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明に係る鉄道車両用走行モータの異常検知方法は、走行中の列車において取集した温度データ等に基づいて、各電動車の走行モータの状態を把握し、走行モータが異常発熱を起こす早い段階で異常の発生を検知するものである。そこで、異常検知に必要なデータの収集システムおよび該システムにより収集されたデータに基づいて走行モータの状態を判定し報知する走行モータの異常検知システムの構成について、図1を用いて先ず説明する。
Hereinafter, an embodiment of an abnormality detection method for a railway vehicle travel motor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The abnormality detection method for a railway vehicle travel motor according to the present invention grasps the state of the travel motor of each electric vehicle based on temperature data collected in a traveling train, and the travel motor quickly generates abnormal heat. The occurrence of abnormality is detected at the stage. A configuration of a data collection system necessary for abnormality detection and a structure of a travel motor abnormality detection system that determines and notifies the state of the travel motor based on the data collected by the system will be described first with reference to FIG.

図1には、走行中の列車からデータを収集するシステム10および収集されたデータに基づいて走行モータの異常を検知する異常検知システム20の概要が示されている。
図1に示されているように、1編成の列車の各車両A,B,C……には、数両に1台の割合で走行モータ11および駆動用VVVFインバータ12が搭載された電動車(図では車両B)が連結されており、VVVFインバータ12にはコントローラ(制御装置)CNTが設けられている。本実施形態におけるデータ収集システム10は、列車に設けられているデータ伝送路13を利用して、各電動車のVVVFインバータ12……から温度データを収集可能な構成としている。
FIG. 1 shows an outline of a system 10 that collects data from a running train and an abnormality detection system 20 that detects an abnormality of a traveling motor based on the collected data.
As shown in FIG. 1, each vehicle A, B, C... Of a train of trains is equipped with a traveling motor 11 and a driving VVVF inverter 12 at a ratio of one to several vehicles. (Vehicle B in the figure) is connected, and the VVVF inverter 12 is provided with a controller (control device) CNT. The data collection system 10 in the present embodiment is configured to collect temperature data from the VVVF inverters 12 of each electric vehicle using a data transmission path 13 provided in the train.

また、収集するモータ温度は温度センサによる実測値でも良いが、モータの温度を検出するための温度センサを設置する箇所は環境条件が過酷であり、そのような箇所に設置した場合、センサの信頼性や耐用年数に難がある。一方、本実施形態における電動車のVVVFインバータ12は、コントローラCNTがソフトウェア処理によってトルク電流指令値とトルク電流実際値とに基づいて誘導電動機の2次抵抗補正値を算出し、補正後の2次抵抗値および基準2次抵抗値を比較することにより誘導電動機のロータ温度の推定を行うように構成されている。   The collected motor temperature may be an actual value measured by the temperature sensor, but the location where the temperature sensor for detecting the temperature of the motor is installed has severe environmental conditions. There is difficulty in property and service life. On the other hand, in the VVVF inverter 12 of the electric vehicle in this embodiment, the controller CNT calculates the secondary resistance correction value of the induction motor based on the torque current command value and the actual torque current value by software processing, and the corrected secondary resistance The rotor temperature of the induction motor is estimated by comparing the resistance value and the reference secondary resistance value.

本実施形態においては、コントローラCNTが推定したモータの温度データを、当該車両に設けられている伝送端末装置14Bによって所定周期(例えば10秒)で取得し、データ伝送路13を介して例えば先頭車両(1号車)に設けられている中央端末装置15へ伝送するように構成することとした。   In this embodiment, the temperature data of the motor estimated by the controller CNT is acquired at a predetermined cycle (for example, 10 seconds) by the transmission terminal device 14B provided in the vehicle, and for example, the leading vehicle is transmitted via the data transmission path 13. The transmission is made to the central terminal device 15 provided in (No. 1 car).

さらに、VVVFインバータ12のコントローラCNTは、モータに流す電流値の大きさを把握しているので、伝送端末装置14BはコントローラCNTからモータの電流値情報も取得して、データ伝送路13を介して中央端末装置15へ伝送する。
中央端末装置15は、データ伝送路13を介して収集した温度データおよびモータの電流値情報を、電動車識別情報(号車情報)と共に例えばハードディスクや半導体メモリのような記憶装置を備えた記録装置16に格納し、無線通信機能を有する送信ユニット17が地上側装置20へ収集データを定期的に送信するように構成されている。
記録装置16には、当該列車の識別情報(編成番号)が格納されており、中央端末装置15が収集データを送信する際には、収集した温度データおよびモータの電流値データと共に列車の識別情報と電動車識別情報を送信する。なお、記録装置16は、サーバーであっても良い。
Furthermore, since the controller CNT of the VVVF inverter 12 knows the magnitude of the current value flowing through the motor, the transmission terminal device 14B also acquires the current value information of the motor from the controller CNT and passes through the data transmission path 13. Transmit to the central terminal device 15.
The central terminal device 15 records temperature data and motor current value information collected via the data transmission path 13 together with electric vehicle identification information (car information) and a recording device 16 having a storage device such as a hard disk or semiconductor memory. And the transmission unit 17 having a wireless communication function is configured to periodically transmit the collected data to the ground side device 20.
The recording device 16 stores the identification information (train number) of the train. When the central terminal device 15 transmits the collected data, the train identification information together with the collected temperature data and motor current value data. And the electric vehicle identification information are transmitted. The recording device 16 may be a server.

走行モータの異常検知システム20は、車上側のデータ収集システム10の送信ユニット17から送信された収集データを受信するデータ受信部21と、受信した収集データを記憶するハードディスクや半導体メモリのようなデータ格納部22を備える。また、走行モータの異常検知システム20は、受信したデータ(温度データおよび電流値データ)を分析して異常検知の判定基準となるしきい値としての境界線を算出する境界線算出部23と、算出された境界線と収集されたデータとを比較して走行モータの異常状態を判定する判定処理部24と、判定結果を記憶する結果格納部25と、アラート(警報)情報を外部の携帯情報端末30等へ送信するアラート発信部26を備える。   The traveling motor abnormality detection system 20 includes a data receiving unit 21 that receives the collected data transmitted from the transmission unit 17 of the data collection system 10 on the upper side of the vehicle, and data such as a hard disk or semiconductor memory that stores the received collected data. A storage unit 22 is provided. Further, the travel motor abnormality detection system 20 analyzes the received data (temperature data and current value data) and calculates a boundary line as a threshold value that is a determination criterion for abnormality detection; A determination processing unit 24 that compares the calculated boundary line with the collected data to determine an abnormal state of the traveling motor, a result storage unit 25 that stores the determination result, and alert (alarm) information as external portable information An alert transmission unit 26 that transmits to the terminal 30 or the like is provided.

なお、上記境界線算出部23および判定処理部24の機能は、CPU(マイクロプロセッサ)のような演算装置、ROMやRAMなどの記憶装置、キーボードのような入力装置および表示装置のような出力装置を備えたパーソナルコンピュータと、その記憶装置に記憶されるプログラムとによって実現することができる。かかるパーソナルコンピュータのハードウェア構成自体は自明であるのでその図示は省略する。
次に、走行モータの異常検知システム20における境界線算出処理とモータ異常検知判定処理の詳細を、本発明を開発するに至った過程とともに説明する。
Note that the functions of the boundary line calculation unit 23 and the determination processing unit 24 are an arithmetic device such as a CPU (microprocessor), a storage device such as a ROM or a RAM, an input device such as a keyboard, and an output device such as a display device. And a program stored in the storage device. Since the hardware configuration itself of such a personal computer is self-evident, its illustration is omitted.
Next, details of the boundary line calculation process and the motor abnormality detection determination process in the abnormality detection system 20 for the traveling motor will be described together with the process leading to the development of the present invention.

本発明者らは、本発明の走行モータ異常検知システムの開発に先立って、走行中の列車における走行モータの推定温度を、約半年にわたってVVVFインバータのコントローラから取得する試験を行なった。
図2(A)に、通常の営業列車における試験で得られた走行モータの推定温度の日毎の最大値の推移を、横軸に日をとって示す。また、図2(B)に、走行モータの推定温度の日毎の最大値の頻度を、横軸に推定温度をとって示す。
Prior to the development of the traveling motor abnormality detection system of the present invention, the present inventors conducted a test to obtain the estimated temperature of the traveling motor in the traveling train from the controller of the VVVF inverter for about six months.
FIG. 2 (A) shows the transition of the maximum daily value of the estimated temperature of the travel motor obtained in the test on a normal business train, with the horizontal axis indicating the day. FIG. 2B shows the frequency of the daily maximum value of the estimated temperature of the travel motor with the estimated temperature on the horizontal axis.

図2より、モータの推定温度の最高値は150℃であり、その最高値および設計上許容される最大温度により設定されるしきい値との比較により、走行モータの異常を検知することは可能であることが分かる。しかし、最高推定温度は外気温度やモータの負荷すなわち乗車率や走行条件(車両速度等)等によって大きくばらつくため、実績最大推定温度の150℃をしきい値とする異常検知方式は感度が低いと考えられる。
そこで、次に、統計的分析を行うため、走行モータの推定温度の他に、外気温度や乗車率、モータ電流値、車両速度を走行中の列車から取得する試験を行なった。なお、乗車率は、従来から空気バネに設けられている車体重量を測定する重量計の測定値から換算する方式があるので、それを利用して取得した。
From Fig. 2, the maximum estimated temperature of the motor is 150 ° C, and it is possible to detect an abnormality in the running motor by comparing the maximum value and the threshold set by the maximum temperature allowed by design. It turns out that it is. However, the maximum estimated temperature varies greatly depending on the outside air temperature, motor load, that is, the occupancy rate and driving conditions (vehicle speed, etc.), etc. Conceivable.
Then, in order to perform a statistical analysis, in addition to the estimated temperature of the traveling motor, a test was performed in which the outside air temperature, the boarding rate, the motor current value, and the vehicle speed were acquired from the traveling train. In addition, since there is a method of converting from the measured value of a weighing scale that measures the weight of the vehicle body conventionally provided in the air spring, the occupancy rate is obtained by using it.

図3に、上記試験で得られた各データの1日の推移を、横軸に時間をとって示す。図3からは、走行モータの推定温度と他の測定項目との明確な相関は見て取れない。
本発明者らは、走行モータは電気エネルギーを回転エネルギーに変換する装置であり損失の一部が熱として発生してモータの温度が上昇すると考えられることから、モータの電流値が重回帰分析における説明変数として有力な候補であると予想し、上記試験で取得したモータ電流値(瞬間値)と推定温度との関係を示すグラフを作成した。そのグラフを図4(A)に示す。図4(A)からは、推定温度と電流値との間に相関は見られない。
FIG. 3 shows the daily transition of each data obtained in the above test with time on the horizontal axis. From FIG. 3, a clear correlation between the estimated temperature of the traveling motor and other measurement items cannot be seen.
The present inventors consider that a traveling motor is a device that converts electrical energy into rotational energy, and a part of the loss is generated as heat and the motor temperature rises. A graph showing the relationship between the motor current value (instantaneous value) obtained in the above test and the estimated temperature was prepared by predicting that it was a promising explanatory variable. The graph is shown in FIG. FIG. 4A shows no correlation between the estimated temperature and the current value.

そこで、次に、ある時間での累積モータ電流値のRMS(二乗平均平方根)をとり、それと推定温度との関係を示すグラフを作成した。そのグラフを図5(A)〜(D)に示す。図5のうち、(A)は0.5時間の累積電流値のRMS、(B)は1時間の累積電流値のRMS、(C)は2時間の累積電流値のRMS、(D)は3時間の累積電流値のRMSをそれぞれ横軸にとって示したものである。また、各グラフにおける相関係数Rを計算したところ、(A)のグラフの相関係数Rは0.568、(B)のグラフの相関係数Rは0.716、(C)のグラフの相関係数Rは0.777、(D)のグラフの相関係数Rは0.692であった。これより、2時間の累積電流値のRMSとモータ推定温度との相関が最も良いことが分かる。
なお、RMS値を算出する累積時間は一義的に決まるものではなく、車種(車体構造)や使用するモータ(誘導電動機)の種類(仕様)、走行条件等によって異なると考えられるので、最適な値は試験を行なって決定すればよい。
Then, the graph which shows RMS (root mean square) of the accumulated motor current value in a certain time, and shows the relationship with the estimated temperature was created. The graphs are shown in FIGS. In FIG. 5, (A) is the RMS of the cumulative current value for 0.5 hour, (B) is the RMS of the cumulative current value of 1 hour, (C) is the RMS of the cumulative current value of 2 hours, and (D) is The RMS of the accumulated current value for 3 hours is shown on the horizontal axis. Further, the calculated correlation coefficient R 2 in each graph, the correlation coefficient of the graph of (A) R 2 is 0.568, the correlation coefficient of the graph of (B) R 2 is 0.716, (C) the correlation coefficient R 2 graphs 0.777, the correlation coefficient R 2 of the graph of (D) was 0.692. From this, it can be seen that the correlation between the RMS of the accumulated current value for 2 hours and the estimated motor temperature is the best.
Note that the accumulated time for calculating the RMS value is not uniquely determined, and is considered to vary depending on the vehicle type (body structure), the type (specification) of the motor (induction motor) used, traveling conditions, etc. Can be determined by conducting a test.

図6に、前記試験で得られたモータ電流値(瞬間値)から計算した2時間の累積電流値RMSの1日の推移を、他の測定項目(推定温度、外気温度、乗車率、モータ電流値、車両速度)の1日の推移と共に示す。推定温度と2時間RMS値とを比較すると、上昇と下降の全体的な傾向は一致しており、相関があることが見て取れる。
次に、本発明者らは、前記試験で得られたデータに対して、モータ推定温度を従属変数(目的変数)とし、説明変数としてモータ電流の2時間RMS値IRMSとRMS値の2乗IRMSと外気温度Taとを選択して重回帰分析を実施した。
FIG. 6 shows the daily transition of the 2-hour cumulative current value RMS calculated from the motor current value (instantaneous value) obtained in the above test, with other measurement items (estimated temperature, outside air temperature, boarding rate, motor current). Value, vehicle speed) along with the daily transition. Comparing the estimated temperature with the 2-hour RMS value, it can be seen that the overall trend of rising and falling is consistent and correlated.
Next, the inventors set the estimated motor temperature as a dependent variable (objective variable) for the data obtained in the above test, and the 2-hour RMS value IRMS of the motor current and the squared RMS of the RMS value as explanatory variables. 2 and the outside air temperature Ta were selected and a multiple regression analysis was performed.

上記3つの説明変数であるIRMSとIRMSとTaを用いた重回帰式は、次式
従属変数(モータ推定温度)=a+b×IRMS+c×IRMS+d×Ta ……(1)
で示される。
次に、前記試験により10秒周期で取得した約半年分の実測値を用いて、重回帰分析により統計的処理を実施することによって、上記式(1)における定数aおよび係数b,c,dを決定した。その結果、次のモデル式
モータ推定温度=-19.702+0.001×IRMS+1.683×IRMS−0.025×Ta ……(2)
が得られた。なお、上記式(1)における定数aおよび係数b,c,dの値は、最小二乗法で回帰線を算出して決定しても良いが、重回帰分析機能を有する種々のソフトウェアが市販されているので、それを利用して得ることもできる。
上記モデル式(2)より、外気温度Taの項の係数は0.025と小さく、この項は無視してもそれほど大きな誤差は生じないことが分かる。
The multiple regression equation using IRMS, IRMS 2 and Ta, which are the above three explanatory variables, is the following equation. Dependent variable (motor estimated temperature) = a + b × IRMS 2 + c × IRMS + d × Ta (1)
Indicated by
Next, by performing statistical processing by multiple regression analysis using the measured values for about half a year acquired at a cycle of 10 seconds by the test, the constant a and the coefficients b, c, d in the above formula (1) are used. It was determined. As a result, the following model formula: Estimated motor temperature = -19.702 + 0.001 x IRMS 2 + 1.683 x IRMS-0.025 x Ta (2)
was gotten. Note that the values of the constant a and the coefficients b, c, d in the above formula (1) may be determined by calculating a regression line by the least square method, but various software having multiple regression analysis functions are commercially available. So you can get it using it.
From the above model equation (2), it can be seen that the coefficient of the term of the outside air temperature Ta is as small as 0.025, and even if this term is ignored, no significant error occurs.

図4(B)は、推定温度と2時間RMS値との関係を示す図5(C)のグラフに、上記モデル式の外気温度Taの項を省略した式で表わされる回帰線Dを表わしたものを模式的に示したものである。本発明では、この回帰線Dをほぼ上方あるいは該回帰線Dと直交する方向へ、集団すなわち全ての標本(実測値)を包含する位置まで平行移動させ、これを異常検知の判定の際の境界線(しきい値)Eとすることとした。さらに、実績の最大値に基づくしきい値線Fを設けて、回帰線Dとしきい値線Fの最小値から構成される境界線を設けても良い。また、上記平行移動の量は一義的に決まるものではなく、車種(車体構造)や使用するモータ(誘導電動機)の種類(仕様)、走行条件等によって異なるので、最適な値は試験を行なって決定すればよい。   FIG. 4B shows a regression line D represented by an equation in which the term of the outside air temperature Ta in the above model equation is omitted from the graph of FIG. 5C showing the relationship between the estimated temperature and the 2-hour RMS value. This is a schematic representation of the object. In the present invention, this regression line D is translated substantially upward or in a direction orthogonal to the regression line D to a position that includes a group, that is, all samples (actual measurement values), and this is the boundary for the determination of abnormality detection. The line (threshold value) E was used. Further, a threshold line F based on the actual maximum value may be provided, and a boundary line constituted by the regression line D and the minimum value of the threshold line F may be provided. The amount of parallel movement is not uniquely determined, and varies depending on the vehicle type (body structure), the type (specification) of the motor (induction motor) used, the running conditions, etc. Just decide.

なお、図4(B)は、標本(実測値)をモータ推定温度と累積モータ電流値RMSと外気温度をパラメータとする三次元座標上にプロットしたグラフに式(2)で表わされる線を示したものを、モータ推定温度および累積モータ電流値RMSをパラメータとする二次元座標に投影したものとみなすことができる。これより、式(2)における外気温度Taの項を省略しない式で表わされる回帰線を三次元座標上に表わしたものを、集団を包含する位置まで上方へ移動して、境界線を決定することも可能であることが分かる。   FIG. 4B shows a line represented by the equation (2) in a graph in which the sample (actually measured value) is plotted on three-dimensional coordinates using the estimated motor temperature, the accumulated motor current value RMS, and the outside air temperature as parameters. Can be regarded as being projected onto two-dimensional coordinates using the estimated motor temperature and the accumulated motor current value RMS as parameters. From this, the regression line represented by the expression that does not omit the term of the outside air temperature Ta in the expression (2) is moved upward to a position including the group to determine the boundary line. It turns out that it is also possible.

本発明者らは、前記分析結果および試験結果から、以下に説明するような走行モータの異常検知方法を開発した。
図7は、図1に示す走行モータの異常検知システム20の境界線算出部23および判定処理部24によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。なお、以下に説明する処理は、検知対象の列車が複数の電動車を備える場合、電動車(走行モータ)ごとに実行してもよいし、車種や線区毎にまとめて実施してもよい。
The present inventors have developed a traveling motor abnormality detection method as described below from the analysis results and test results.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of processes executed by the boundary calculation unit 23 and the determination processing unit 24 of the abnormality detection system 20 for the travel motor illustrated in FIG. In addition, when the train to be detected includes a plurality of electric vehicles, the processing described below may be executed for each electric vehicle (travel motor), or may be executed for each vehicle type or line section. .

図7に示すように、走行モータの異常検知システム20は、先ず、評価対象の車両(列車)が営業開始から1年以内のものであるか否か判定する(ステップS1)。営業開始から1年以内の判定を行うのは、正常な状態の走行モータの稼動による実績データを判断の基礎データとして取得するとともに、通年(全季節)のデータを取得しておくのが望ましいためである。なお、本実施例の異常検知方法は、走行モータの劣化による異常の発生を早期に検知するためのものであるので、通年のデータを取得できれば、営業開始から1年以内の車両についてのデータ取得に限定されるものでない。   As shown in FIG. 7, the travel motor abnormality detection system 20 first determines whether the vehicle (train) to be evaluated is within one year from the start of business (step S1). The reason for judging within one year from the start of business is that it is desirable to obtain the actual data from the operation of the running motor in the normal state as basic data for judgment and to obtain the data for the whole year (all seasons). It is. In addition, since the abnormality detection method of a present Example is for detecting the generation | occurrence | production of the abnormality by deterioration of a traveling motor at an early stage, if the data for a full year can be acquired, the data acquisition for vehicles within one year from the start of business will be performed. It is not limited to.

上記ステップS1で、営業開始から1年以内のものである(Yes)と判定すると、ステップS2へ移行して、しきい値となる境界線の算出処理を開始し、起動から4時間以上経過しているか否か判断する。そして、4時間以上経過していない(No)と判定すると境界線の算出のための計算をしないで当該処理を終了する。図3のグラフからも分かるように、4時間程度経過しないとモータの温度が安定しないためである。
ステップS2で、起動から4時間以上経過した(Yes)と判定すると、ステップS3へ移行して、営業走行中であるか否か判断する。そして、営業走行中でない(No)と判定すると境界線の算出のための計算をしないで当該処理を終了する。判断の基礎データとして、営業走行中の実績データを用いているためである。
If it is determined in the above step S1 that it is within one year from the start of business (Yes), the process proceeds to step S2 to start calculation processing of a boundary line serving as a threshold, and 4 hours or more have elapsed since the start. Judge whether or not. If it is determined that four hours or more have not elapsed (No), the processing is terminated without performing calculation for calculating the boundary line. As can be seen from the graph of FIG. 3, the temperature of the motor is not stable until about 4 hours have passed.
If it is determined in step S2 that four hours or more have passed since the start (Yes), the process proceeds to step S3, and it is determined whether or not the vehicle is traveling. When it is determined that the vehicle is not in business travel (No), the process is terminated without performing calculation for calculating the boundary line. This is because performance data during business travel is used as basic data for judgment.

また、ステップS3で営業走行中である(Yes)と判定すると、ステップS4へ進んでしきい値となる境界線の算出処理を開始し、先ず走行モータの電流値の2時間RMS値を算出する。続いて、算出されたRMS値を用いて重回帰分析の手法により、図4(B)における回帰線Dを前述したモデル式を使用して算出し、その回帰線Dを平行移動して中央の集団を内包する境界線Eを決定し(ステップS5)、該境界線情報を記憶装置に格納して処理を終了する(ステップS6)。さらに、実績データの最大値に基づいて、図4(B)に示されているしきい値線Fも決定して記憶しても良い。   If it is determined in step S3 that the vehicle is traveling in business (Yes), the process proceeds to step S4 to start calculation processing of a boundary line serving as a threshold, and first, the 2-hour RMS value of the current value of the traveling motor is calculated. . Subsequently, the regression line D in FIG. 4B is calculated using the above-described model formula by the method of multiple regression analysis using the calculated RMS value, and the regression line D is translated to the center. A boundary line E including the group is determined (step S5), the boundary line information is stored in the storage device, and the process is terminated (step S6). Further, the threshold line F shown in FIG. 4B may be determined and stored based on the maximum value of the performance data.

一方、最初のステップS1で、評価対象車両が営業開始から1年以内でない(No)と判定すると、ステップS7へ移行して判定処理を開始し、先ず起動から4時間以上経過しているか否か判断する。そして、4時間以上経過していない(No)と判定すると境界線の算出のための計算をしないで当該処理を終了する。
ステップS7で、起動から4時間以上経過した(Yes)と判定すると、ステップS8へ移行して、営業走行中であるか否か判断する。そして、営業走行中でない(No)と判定すると境界線の算出のための計算をしないで当該処理を終了する。
On the other hand, if it is determined in the first step S1 that the vehicle to be evaluated is not within one year from the start of business (No), the process proceeds to step S7 to start the determination process, and whether or not four hours have passed since the start. to decide. If it is determined that four hours or more have not elapsed (No), the processing is terminated without performing calculation for calculating the boundary line.
If it is determined in step S7 that four hours or more have elapsed since the start (Yes), the process proceeds to step S8, and it is determined whether or not the vehicle is traveling. When it is determined that the vehicle is not in business travel (No), the process is terminated without performing calculation for calculating the boundary line.

また、ステップS8で営業走行中である(Yes)と判定すると、ステップS9へ進み、走行モータの電流値の2時間RMS値を算出する。
その後、ステップS10へ進んで、算出された値とステップS6で記憶装置に格納した境界線情報とを比較して、境界線を越えた回数を計数する(ステップS11)。そして、境界線を越えた回数(カウント値)が所定の回数以上であるか否か判定する(ステップS12)。ここで、境界線を越えた回数(カウント値)が所定の回数以上である(Yes)と判定すると、ステップS13へ移行してアラートを発信(もしくはアラームを発報)してから、ステップS17へ進んで判定結果を記憶装置に格納して当該処理を終了する。
If it is determined in step S8 that the vehicle is traveling in business (Yes), the process proceeds to step S9, and the 2-hour RMS value of the current value of the traveling motor is calculated.
Thereafter, the process proceeds to step S10, the calculated value is compared with the boundary line information stored in the storage device in step S6, and the number of times of exceeding the boundary line is counted (step S11). Then, it is determined whether or not the number of times of exceeding the boundary line (count value) is equal to or greater than a predetermined number of times (step S12). Here, if it is determined that the number of times of crossing the boundary line (count value) is equal to or greater than the predetermined number of times (Yes), the process proceeds to step S13 to issue an alert (or issue an alarm), and then to step S17. Then, the determination result is stored in the storage device, and the process ends.

また、ステップS12で、境界線を越えた回数(カウント値)が所定の回数以上でない(No)と判定すると、ステップS14へ進んでカウント値の変化率(前日比)を算出し、算出された変化率が所定のしきい値以上であるか否か判定する(ステップS15)。そして、算出された変化率がしきい値以上である(Yes)と判定すると、ステップS16へ移行して、アラートを発信してから、ステップS17へ進んで判定結果を記憶装置に格納して当該処理を終了する。変化率が所定値以上であるか否かの判定(ステップS15)を行うことで、境界線を越える回数が少なくても急に回数の変化率が大きくなった場合にはアラートを発信して注意を促すことができる。   If it is determined in step S12 that the number of times that the boundary line has been exceeded (count value) is not equal to or greater than the predetermined number (No), the process proceeds to step S14 to calculate the rate of change of the count value (comparison with the previous day). It is determined whether or not the rate of change is greater than or equal to a predetermined threshold (step S15). If it is determined that the calculated rate of change is equal to or greater than the threshold (Yes), the process proceeds to step S16, an alert is transmitted, the process proceeds to step S17, and the determination result is stored in the storage device. The process ends. By determining whether or not the rate of change is greater than or equal to a predetermined value (step S15), if the rate of change of the number of times suddenly increases even if the number of times of crossing the boundary line is small, an alert is sent and attention is paid Can be encouraged.

図8(A)にステップS12の判定のイメージを、図8(B)にステップS15の判定のイメージを、横軸に日付をとって示す。
走行モータが故障する前であっても、走行モータの劣化が進むと発熱量が増加して温度が上昇し、境界線を越える回数が次第に多くなる。また、走行モータの劣化が進むと、回数の変化率が次第に高くなると予想される。図7に示す走行モータの異常検知処理のフローチャートでは、図8(A)に示すように境界線を越える回数が次第に多くなって所定回数をオーバーするか、図8(B)に示すように回数の変化率が急に高くなって所定値をオーバーすると、アラートを発信するため、走行モータの故障の予兆を的確に捉えて異常の発生を報知することができる。
FIG. 8A shows an image of the determination in step S12, FIG. 8B shows an image of the determination in step S15, and the horizontal axis shows the date.
Even before the traveling motor breaks down, as the traveling motor deteriorates, the amount of heat generation increases and the temperature rises, and the number of times that the boundary line is exceeded gradually increases. Moreover, it is expected that the rate of change in the number of times will gradually increase as the traveling motor deteriorates. In the flowchart of the abnormality detection process for the traveling motor shown in FIG. 7, the number of times exceeding the boundary line gradually increases as shown in FIG. 8 (A) and exceeds the predetermined number, or the number of times as shown in FIG. 8 (B). When the rate of change of the vehicle suddenly increases and exceeds a predetermined value, an alert is transmitted. Therefore, the occurrence of abnormality can be notified by accurately grasping a sign of a failure of the traveling motor.

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、図7のフローチャートでは、ステップS12で境界線を越えた回数が所定の回数以上であると判定したとき、またはステップS15で回数の変化率がしきい値以上であると判定したときにアラートを発信しているが、ステップS12で境界線を越えた回数が所定の回数以上であると判定しかつステップS15で回数の変化率がしきい値以上であると判定したとき(論理積条件成立時)にアラートを発信するようにしてもよい。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment. For example, in the flowchart of FIG. 7, an alert is issued when it is determined in step S12 that the number of times the boundary has been exceeded is greater than or equal to a predetermined number, or in step S15 that the rate of change in the number of times is greater than or equal to a threshold value. But when it is determined in step S12 that the number of times the boundary has been exceeded is greater than or equal to a predetermined number and in step S15 it is determined that the rate of change of the number is greater than or equal to a threshold value (logical condition is satisfied) An alert may be sent at a time.

また、上記実施例の走行モータの異常検知方法では、境界線を算出する際に、重回帰分析で外気温度を説明変数に含んで算出したモデル式において外気温度の項を省略して回帰線を決定するとしたが、外気温度を説明変数に含んだモデル式に基づいて回帰線を決定してもよい。さらに、重回帰分析における説明変数に車両速度を含めて回帰線を算出し境界線を決定するようにしてもよい。
また、上記実施例の走行モータの異常検知方法では、重回帰式(1)を使用して係数を決定する際に、モータ温度としてVVVFインバータのコントローラが算出した推定温度を使用しているが、温度センサを用いて実測したモータ温度を使用するようにしても良い。
Further, in the traveling motor abnormality detection method of the above embodiment, when calculating the boundary line, the regression line is calculated by omitting the term of the outside air temperature in the model formula calculated by including the outside air temperature as an explanatory variable by the multiple regression analysis. Although it is determined, the regression line may be determined based on a model formula including the outside air temperature as an explanatory variable. Further, the boundary line may be determined by calculating the regression line including the vehicle speed in the explanatory variable in the multiple regression analysis.
Moreover, in the abnormality detection method for the travel motor of the above embodiment, when the coefficient is determined using the multiple regression equation (1), the estimated temperature calculated by the controller of the VVVF inverter is used as the motor temperature. You may make it use the motor temperature measured using the temperature sensor.

10 データ収集システム
20 地上側装置(異常検知システム)
11 走行モータ
12 VVVFインバータ
13 データ伝送路
14A,14B,14C 伝送端末装置
15 中央端末装置
16 記録装置
17 送信ユニット
21 データ受信部
22 データ格納部
23 境界線算出部
24 判定処理部
25 結果格納部
26 アラート発信部
10 Data collection system 20 Ground side device (abnormality detection system)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Traveling motor 12 VVVF inverter 13 Data transmission path 14A, 14B, 14C Transmission terminal device 15 Central terminal device 16 Recording device 17 Transmission unit 21 Data receiving part 22 Data storage part 23 Boundary line calculation part 24 Judgment processing part 25 Result storage part 26 Alert dispatcher

Claims (5)

鉄道車両に搭載されたデータ収集システムによって収集された走行モータの温度情報および走行モータの電流値情報を受信し記憶する第1ステップと、
記憶された走行モータの電流値情報に基づいて、所定時間におけるRMS値(累積電流値の二乗平均平方根)を、走行モータごとに算出する第2ステップと、
少なくとも前記RMS値および該RMS値の2乗を説明変数としかつ走行モータの温度を従属変数として重回帰分析により回帰線を算出し、算出した回帰線と前記第1ステップで収集した温度情報および電流値情報を用いて走行モータの状態を判断する処理を行う第3ステップと、
を含むことを特徴とする鉄道車両用走行モータの異常検知方法。
A first step of receiving and storing travel motor temperature information and travel motor current value information collected by a data collection system mounted on a railway vehicle;
A second step of calculating, for each traveling motor, an RMS value (root mean square of accumulated current value) based on the stored traveling motor current value information;
A regression line is calculated by multiple regression analysis using at least the RMS value and the square of the RMS value as explanatory variables and the temperature of the traveling motor as a dependent variable, and the calculated regression line and the temperature information and current collected in the first step A third step of performing a process of determining the state of the traveling motor using the value information;
An abnormality detection method for a railway vehicle travel motor, comprising:
前記第3ステップにおいては、前記回帰線を、前記第1ステップで収集した温度情報および前記第2ステップで算出されたRMS値をパラメータとして標本をプロットしたグラフにおける集団を内包する位置まで、平行移動して前記境界線を設定することを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用走行モータの異常検知方法。   In the third step, the regression line is translated to a position including a group in a graph in which samples are plotted with the temperature information collected in the first step and the RMS value calculated in the second step as parameters. The abnormality detection method for a railway vehicle travel motor according to claim 1, wherein the boundary line is set. 前記第3ステップの前記走行モータの状態を判断する処理においては、前記第1ステップで収集した温度情報と前記第2ステップで算出されたRMS値が前記境界線を越えた回数を計数し、その計数値が予め設定した所定回数よりも大きいか否か判定し、計数値が予め設定した所定回数よりも大きい場合に異常を知らせる情報を出力することを特徴とする請求項2に記載の鉄道車両用走行モータの異常検知方法。   In the process of determining the state of the traveling motor in the third step, the number of times the temperature information collected in the first step and the RMS value calculated in the second step exceed the boundary line are counted, 3. The railway vehicle according to claim 2, wherein it is determined whether or not the count value is larger than a predetermined number of times set, and information notifying abnormality is output when the count value is larger than a predetermined number of times set in advance. An abnormality detection method for a traveling motor. 前記第3ステップの前記走行モータの状態を判断する処理においては、前記境界線を越えた回数の変化率を算出し、当該変化率が予め設定した所定値よりも大きいか否か判定し、変化率が予め設定した所定値よりも大きい場合に異常を知らせる情報を出力することを特徴とする請求項3に記載の鉄道車両用走行モータの異常検知方法。   In the process of determining the state of the traveling motor in the third step, a change rate of the number of times exceeding the boundary line is calculated, it is determined whether or not the change rate is larger than a predetermined value, 4. The method for detecting an abnormality of a railway vehicle travel motor according to claim 3, wherein information indicating an abnormality is output when the rate is larger than a predetermined value set in advance. 前記走行モータは可変電圧可変周波数制御方式のインバータ装置により駆動される誘導電動機であり、前記インバータ装置は前記誘導電動機のロータ温度を推定し該推定ロータ温度に基づいて電流制御を行うように構成され、
前記第1ステップにおける前記温度情報は前記推定ロータ温度の情報であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の鉄道車両用走行モータの異常検知方法。
The travel motor is an induction motor driven by a variable voltage variable frequency control type inverter device, and the inverter device is configured to estimate a rotor temperature of the induction motor and perform current control based on the estimated rotor temperature. ,
The abnormality detection method for a railway vehicle travel motor according to claim 1, wherein the temperature information in the first step is information on the estimated rotor temperature.
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