JP2539721B2 - 直流電動機の電機子診断用測定プロ―ブ及び電機子診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流電動機の電機子診
断用測定プローブ及び電機子診断装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、各種工場における種々の電
動装置や設備等の駆動動力源として直流電動機が多く使
用されている。上記直流電動機の電機子巻線は、使用中
に熱や環境、及び各種ストレスの影響を受けるので、経
年とともに巻線やライザー部に短絡が発生したり、接地
が発生したり、更には折損等の異常現象が発生したりす
ることがある。

【０００３】このような異常現象により生じる事故を防
止するために、従来より直流電動機の電機子異常検出を
行っており、その検出方法は種々提案されている。例え
ば、任意の２個のセグメントに直流電圧印加用の電極端
子をそれぞれ当接させて直流電圧を印加する。そして、
そのセグメント間に位置する適宜の２個の隣接するセグ
メントに電圧測定用の電極端子を当接させ、両端子間の
電圧を測定してその良否を判定する方法が知られてい
る。

【０００４】また、隣接セグメント間に一定電流を印加
し、そのセグメント間での電圧降下の違いからその良否
を判定する方法が用いられることもある。更に、測定端
子を１個づつずらしながらセグメントに当接する作業中
に、測定終了や測定結果の異常等をブザー音で知らせる
方式が用いられることもある。このようにして電機子の
異常を検出する技術は、例えば実開昭５８−０８０５８
０号公報により提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記直流電動機の場合
は、大型になると巻線数が１０００本以上にもなる。こ
のため、電圧測定を行う場合には数ｍｍ幅のセグメント
に測定端子を１個づつずらしながら当接させて行かなけ
ればならない。また、上記電圧測定の結果をチェックし
なければならないとともに、測定結果をセグメントの番
号に対応させて記録しなければならないので、測定・記
録作業が極めて煩わしくなる。したがって、これらの測
定・記録作業は複数の人々の共同作業で行わなければな
らず、作業効率が悪い問題があった。

【０００６】また、測定端子を１個づつずらしながらセ
グメントに当接させる作業中に、測定終了や測定結果の
異常をブザー音で知らせる方式はブザー音が入り乱れて
しまうので、発音されたブザー音が測定結果の異常報知
ブザー音であるのか、あるいは測定終了を知らせるため
のブザー音、すなわち、セグメント番号の増加を報知す
るためのブザー音であるのか分からなくなってしまう不
都合があった。

【０００７】このため、従来は目的とするセグメントを
実際に測定しているのか、あるいは目的のセグメントを
スキップしてしまったのかの確認を直接行うことができ
なっかたので、常に補助者の確認応答が必要になるとい
う問題があった。また、直流電動機の電機子の巻線は、
大きさや容量、あるいは結線方法等によって特性値が異
なっており、測定に際してはその電機子に対応した設定
値に基づいて診断する必要があり、その設定作業が非常
に面倒であった。本発明は上述の問題点にかんがみ、直
流電動機の電機子巻線の診断作業を一人の測定者で簡単
に行うことができるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明のプローブは、
電流印加用の一対の端子及び電圧検出用の一対の端子を
備えた電機子診断用測定プローブにおいて、測定作業の
確認をし、かつ電機子の良否の判定を行うための測定・
確認指示スイッチと、測定すべきセグメントの番号を設
定し、かつ現在測定中のセグメント番号の照合を行うた
めの設定・確認指示スイッチと、測定の途中で割り込ん
で測定を実行する任意のセグメントの番号を設定し、か
つ測定作業終了の選択を設定するためのセグメント設定
器とを設けたものである。

【０００９】また、本発明の他の特徴とするところは、
請求項１に記載の電機子診断用測定プローブから送られ
る測定信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、上記Ａ
／Ｄ変換手段によってディジタル化された測定信号を無
線送信する微弱電波送信機と、上記微弱電波送信機から
送られる測定信号を印加し、各測定毎の対象セグメント
番号を照合し、上記対象セグメントの設定値と上記測定
信号とを比較してその良否を判定するとともに、上記良
否判定の結果を記録する信号処理装置と、上記良否判定
の結果の良否を示す良否確認信号を音声信号に変換する
音声変換装置とを具備した直流電動機の電機子診断装置
である。

【００１０】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、請求項１に記載の電機子診断用測定プローブから送
られる測定信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、上
記Ａ／Ｄ変換手段によってディジタル化された測定信号
を無線送信する微弱電波送信機と、上記微弱電波送信機
から送られる電波を受信するための受信装置と、各測定
毎の対象セグメント番号を照合し、上記対象セグメント
の設定値と上記測定信号とを比較してその良否を判定す
るとともに、その良否判定の結果を記録する信号処理装
置と、上記良否判定の結果の良否を示す良否確認信号を
音声信号に変換する音声変換装置と、上記音声変換装置
から送られる出力を送信する音声送信機と、上記音声送
信機から送られる音声信号を受信する音声受信装置とを
具備した直流電動機の電機子診断装置である。

【００１１】

【作用】測定・確認指示スイッチ、被測定電機子のセグ
メント設定・確認指示スイッチ及びセグメント設定器が
電機子診断用測定プローブに設けられることにより、該
当するセグメントの番号を測定者が直接確認しながら電
機子診断用測定プローブを当接させることができ、測定
対象セグメントと後述する信号処理装置に設定されてい
る設定値との同定を行うことが可能となり、測定対象セ
グメントをスキップさせてしまう不都合が解消される。
また、測定者が測定開始及び確認を指示することが可能
なので、測定者のペースで診断を行うことができるよう
になる。

【００１２】また、各測定毎の測定セグメント番号を照
合して設定値と比較し、その良否を判定するとともに、
その結果を記録する信号処理装置とその良否判定の結果
の良否確認信号を音声信号に変換する音声変換装置とが
設けられることにより、検知対象セグメントと設定値と
の同定や、各セグメントの測定開始及び割り込みや終了
等を、一人の測定者が測定結果を合成音声で確認しなが
ら測定者のペースで診断を行うことができるようにな
る。

【００１３】また、上記電機子診断用測定プローブから
のＡ／Ｄ変換されてディジタル信号化された測定信号を
無線送信するとともに上記無線送信された測定信号を受
信し、各測定毎の対象セグメント番号を照合して設定値
と比較することによりその良否を判定するとともに、そ
の良否判定の結果を記録し、かつ音声によりその良否判
定の結果の良否を測定者に報知できるようにすることに
より、測定者は測定プローブを保持するのみでよくな
り、比較的広い範囲に渡って自由に動作することが可能
となる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面に基づき本発明の一実施例を
詳細に説明する。図１は本発明装置の一例を示すシステ
ム全体構成図、図２は音声受信装置の概略説明図、図３
はデータ検出送信装置の説明図、図４は測定プローブに
配設されているスイッチの説明図、図５はデータ処理ガ
イダンス指示装置の説明図をそれぞれ示している。

【００１５】図１に示したように、本実施例の電気子診
断装置はデータ検出送信装置Ａ、データ処理ガイダンス
指示装置Ｂ、音声受信装置Ｃ等によって構成されてい
る。また図３に示したように、データ検出送信装置Ａに
測定プローブ１が設けられており、ここに一対の電流印
加端子（図示せず）と一対の電圧検出端子（図示せず）
とが配設されている。これらの電流印加端子および電圧
検出端子は、隣接する二つのセグメントＳを跨ぐ形で装
着されている。

【００１６】この測定プローブ１には、図４のスイッチ
説明図に示すように、第１のスイッチ２及び第２のスイ
ッチ３が配設されている。第１のスイッチ２は、後述す
るデータ処理ガイダンス指示装置からの音声信号に対し
て作業の確認や、良否の判定を行うために配設されてい
る。また、第２のスイッチ３はセグメントＳの番号設定
や、現在測定中のセグメント番号の照合を行うために配
設されている。

【００１７】また、測定プローブ１にはこれらのスイッ
チ２，３の他に、セグメント設定器４が設けられてい
る。このセグメント設定器４は、測定の途中で割り込ん
で特定のセグメントＳの測定を行う場合や、任意のセグ
メントＳの番号を設定する場合等に用いられる。また、
このセグメント設定器４は測定作業終了の選択を設定す
ることもできる。

【００１８】なお、図３において、５は測定に必要な電
源を供給する定電流発生器、６は電流印加時に得られる
アナログの電圧信号をデジタル信号化するＡ／Ｄ変換器
である。また、７は入力演算処理装置（マイコン）であ
り、これは測定プローブ１に設けられている各スイッチ
２と３、セグメント設定器４、及びＡ／Ｄ変換器６等か
ら送られる各種入力信号を処理するとともに、必要デー
タを微弱電波送信機８へ出力するために設けられている
ものである。次いで、９はアンテナであって、微弱電波
送信機８から供給される信号はこのアンテナ９を介して
データ処理ガイダンス指示装置Ｂに送信される。

【００１９】第１および第２のスイッチ２，３及びセグ
メント設定器４を装備した測定プローブ１、定電流発生
器５、Ａ／Ｄ変換器６、入力演算処理装置７、微弱電波
送信機８、アンテナ９等によりでデータ検出送信装置Ａ
が構成されている。そして、このデータ検出送信装置Ａ
は小型／軽量に構成されており、容易に携帯できるよう
になっている。

【００２０】図５は、データ検出送信装置Ａから与えら
れるデータを処理するためのデータ処理ガイダンス指示
装置Ｂを示している。このデータ処理ガイダンス指示装
置Ｂには、データ検出送信装置Ａから送信される無線信
号を受信するためのアンテナ１０が設けられている。

【００２１】このアンテナ１０で受信された信号は、微
弱電波増幅器１１及び受信モデム１２を通してデジタル
符号化されて信号処理選別装置１３に与えられる。信号
処理選別装置１３は、マイクロコンピュータにより構成
されていて、受信モデム１２からのデジタル符号を受け
て信号の統計処理、データ選別、受信データの正常チェ
ック、各種スイッチ、設定器の条件を加味した作業指示
等を出力する。また、信号処理選別装置１３はホストパ
ソコン１４及び音声合成装置１５との間で送受信を行
い、適切な指示・判定のガイダンスを行う。

【００２２】一方、ホストパソコン１４は、信号処理選
別装置１３から送られてくるデータを受取り、信憑性チ
ェック、各種統計処理解析等を行い、信号処理選別装置
１３にデータ取り込み状態を示すとともに、ＣＴＲ表
示、及びデータ保存等の処理を行う。また、音声合成装
置１５は、信号処理選別装置１３からの音声コードを音
声信号に変えるために設けられている装置であり、この
音声合成装置１５の出力は音声ガイダンスとしてモニタ
ースピーカ１７から直接放送されたり、または、音声送
信機１６でもって電波に変換され、音声送信アンテナ１
８を介して送信されたりする。

【００２３】音声送信アンテナ１８から送信される音声
合成装置１５の出力は、音声受信装置Ｃの音声受信アン
テナ２１で受信される。音声受信装置Ｃは、図２に示す
ようにアンテナ２１、音声受信機２２、ヘッドホーン２
３等によって携帯可能に構成されていて、作業者に一式
装着される。

【００２４】音声受信アンテナ２１で受信された音声電
波は、音声受信機２２により音声信号に再度変換される
とともに、ヘッドホン２３により音声（振動音）に変換
されて発音される。これにより、作業者は音声合成装置
１５の出力を聞くことができる。なお、図５における１
９はデータ処理ガイダンス指示装置Ｂを構成する各装置
に駆動電源を供給するためのＤＣ自動電圧発生装置であ
る。また２０は台車であり、データ処理ガイダンス指示
装置Ｂはこの台車２０に搭載されて自由に移動できるよ
うになされている。

【００２５】本実施例においては、上記データ検出送信
装置Ａ、データ処理ガイダンス指示装置Ｂ、音声受信装
置Ｃの３つの装置間における情報の授受を全て無線で行
うようにしている。したがって、作業現場にはデータ検
出送信装置Ａおよび受信装置Ｃだけを持参すればよく、
作業現場の近くの電波到達範囲にデータ処理ガイダンス
指示装置Ｂを配置することにより、電機子の測定作業を
一人の測定者のみで行うことが可能である。

【００２６】なお、上記無線方式に代えて種々の方法を
用いることができる。すなわち、例えばデータ検出送信
装置Ａの入力演算処理装置７の各出力信号を、リード線
を用いてデータガイダンス指示装置Ｂの受信モデム１２
に入力する。そして、この入力信号を処理するとともに
処理結果を音声合成装置１５で音声信号に変換し、この
音声信号をモニタースピーカ１７に供給することによ
り、音声ガイダンスを直接聞いて応答操作することが可
能となる。

【００２７】次に、本発明装置を用いた直流電動機の電
機子コイルの診断作業について説明する。先ず、データ
処理ガイダンス指示装置Ｂの電源を投入するとともに、
測定プローブ１のスイッチ３でセグメント番号を設定し
てスタンバイ状態とする。次いで、被測定対象である直
流電動機Ｄの番号設定されたセグメントＳの２枚に、測
定プローブ１に設けられている一対２組の端子を接触さ
せ、測定・確認スイッチ２の入力操作で計測を始める。

【００２８】上述したように、直流電動機Ｄの電機子巻
線は、大きさ、容量、結線方法によって個々に異なり、
その周期性等のパターンも違ってくる。したがって、先
ず最初にこのパターン認識を行うため、例えば２０枚程
度のセグメントＳを連続測定し、被測定電動機Ｄの電機
子巻線の周期性等のパターン、絶対値の設定値として信
号処理選別装置１３に記憶する。この設定値は音声送信
機１６より、“設定値は○○ｍΩです”のように連絡さ
れて来るので、測定者はその設定値を認識しておき、後
述する各セグメントＳ毎の測定時の判断データとするも
のである。

【００２９】以降の測定は、測定プローブ１の端子をセ
グメントＳに１枚ずつずらして当接させる毎に、個々の
データに対して音声送信機１６より、“データ値○○ｍ
Ωです”のように連絡されて来るので、ＯＫならば測定
・確認スイッチ２を押し、ホストパソコン１４に該当す
るセグメントＳ毎にデータの取り込みを行う。一方、Ｎ
Ｇの場合は所定の確認時間内、例えば２秒以内に測定・
確認スイッチ２を押さないと自動的にキャンセルされる
ようになされている。

【００３０】上記測定プローブ１の端子をセグメントＳ
に当接させた際に、セグメントＳの表面状況、あるいは
当接位置によって検出値が変動する場合がある。しか
し、同一箇所のデータが安定するまで当接を継続する
と、ホストパソコン１４で認識後、“データ値○○ｍΩ
です”のように連絡して来るので、セグメントＳの表面
状況や当接位置によって検出値が変動する不都合を防止
できる。

【００３１】これらのセグメントＳ毎のデータ値がホス
トパソコン１４に取り込まれると、セグメントＳの番号
は測定毎に自動加算されて行く。また、途中で再測定等
が生じたためにセグメント番号の変更を行う場合は、セ
グメント設定器４の設定値を変え、セグメント設定・確
認スイッチ３でセグメント番号の設定をやり直すことが
できる。

【００３２】この場合、本実施例では次のようにしてセ
グメント番号の設定をやり直すようにしている。すなわ
ち、音声信号で“セグメント番号○○○○番ですか？”
と確認してくるようにするとともに、セグメント設定・
確認スイッチ３で応答するようにしている。

【００３３】そして、該当するセグメント番号が設定さ
れると、“セグメント番号○○○○より測定開始しま
す”と音声信号が送られ、その後測定を開始するように
している。また、途中でセグメント番号を確認する場合
は、セグメント設定器４のコードを所定の番号に設定す
れば、“只今のセグメント番号○○○○です”という音
声信号が得られる。

【００３４】以上のようにして測定が遂行される。そし
て、測定を終了する場合は、セグメント設定器４のコー
ドを“０”にしてセグメント設定・確認スイッチ３を押
す。このようにすると、“終わりますか”の音声確認が
あるので、これに答えてもう一度スイッチ３を押して測
定を終了させる。このようにして測定を行うことによ
り、一連の測定データはファイル名を付加して保存され
る。この場合の音声は、“終了。ファイル保存しまし
た”で終わり、装置は初期状態にスタンバイされる。な
お、保存データの解析やグラフ等の作成は、必要に応じ
て処理できるようにする。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上述したように、請求項１に記
載の発明によれば、測定信号を微小電圧で得ることがで
きるので、信号検出および信号処理を容易に、かつ高精
度に行うことができる。また、該当するセグメントの番
号を測定者が直接確認しながら電機子診断用測定プロー
ブを当接させることができるので、測定対象セグメント
と信号処理装置に設定されている設定値との同定を確実
に行うことが可能となり、測定対象セグメントのスキッ
プを解消することができる。さらに、測定開始及び確認
を測定者が指示することができるので、測定者のペース
で診断を行うことができる。

【００３６】請求項２に記載の発明によれば、検出した
微小電圧をＡ／Ｄ変換してから送信するので、上記検出
した微小電圧に含まれるノイズをＡ／Ｄ変換後に、演算
処理装置等により除去することができ、送信時にノイズ
が測定信号に重ね合わされても、診断精度が著しく低下
しないようにすることができる。また、検知対象セグメ
ントと設定値との同定や、各セグメントの測定開始及び
割り込みや終了等を、一人の測定者が測定結果を合成音
声で確認しながら、かつ測定者のペースでもって診断を
行うことができる。

【００３７】請求項３に記載の発明によれば、検出した
微小電圧をＡ／Ｄ変換してから送信するので、上記検出
した微小電圧に含まれるノイズをＡ／Ｄ変換後に、演算
処理装置等により除去することができ、送信時にノイズ
が測定信号に重ね合わされても、診断精度が著しく低下
しないようにすることができる。また、測定者は測定プ
ローブを保持するのみで測定を行うことができるように
なるとともに、比較的広い範囲に渡って自由に動くこと
が可能となる。さらに、データ読み込みを始め、次の作
業へ進む場合、必ず音声にて現状を直接確認することが
できるので、騒音等の悪環境下での人〜人への連絡や、
データ記入等のような余分な神経を使った作業を解消し
て作業効率を大幅に向上することができるとともに、ス
テップ毎のチェックを正確に行うことができ、ミスの発
生を大幅に減少させて高精度な診断を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一例を示すシステム全体の構成図
である。

【図２】音声受信装置の概略を説明するための構成図で
ある。

【図３】データ検出送信装置を説明するための構成図で
ある。

【図４】測定プローブに配設されているスイッチの説明
図である。

【図５】データ処理ガイダンス指示装置を説明するため
の構成図である。

【符号の説明】

１ 測定プローブ ２ 測定・確認指示スイッチ ３ セグメント設定・確認指示スイッチ ４ セグメント設定器 ５ 定電流発生器 ６ Ａ／Ｄ変換器 ７ 入力演算処理装置 ８ 微弱電波送信機 ９ アンテナ １０ データ受信アンテナ １１ 微弱電波増幅器 １２ 受信モデム １３ 信号処理選別装置 １４ ホストパソコン １５ 音声合成装置 １６ 音声送信装置 １７ モニタースピーカ １８ 音声送信アンテナ １９ ＤＣ自動電圧発生装置 ２０ 台車 ２１ 音声受信アンテナ ２２ 音声受信器 ２３ ヘッドホーン Ａ データ検出送信装置 Ｂ データ処理ガイダンス指示装置 Ｃ 音声受信装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−214376（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−6464（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−35970（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−80580（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電流印加用の一対の端子及び電圧検出用
   の一対の端子を備えた電機子診断用測定プローブにおい
   て、 測定作業の確認をし、かつ電機子の良否の判定を行うた
   めの測定・確認指示スイッチと、 測定すべきセグメントの番号を設定し、かつ現在測定中
   のセグメント番号の照合を行うための設定・確認指示ス
   イッチと、 測定の途中で割り込んで測定を実行する任意のセグメン
   トの番号を設定し、かつ測定作業終了の選択を設定する
   ためのセグメント設定器とを設けたことを特徴とする直
   流電動機の電機子診断用測定プローブ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電機子診断用測定プロ
   ーブから送られる測定信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換
   手段と、 上記Ａ／Ｄ変換手段によってディジタル化された測定信
   号を無線送信する微弱電波送信機と、 上記微弱電波送信機から送られる測定信号を印加し、各
   測定毎の対象セグメント番号を照合し、上記対象セグメ
   ントの設定値と上記測定信号とを比較してその良否を判
   定するとともに、上記良否判定の結果を記録する信号処
   理装置と、 上記良否判定の結果の良否を示す良否確認信号を音声信
   号に変換する音声変換装置とを設けたことを特徴とする
   直流電動機の電機子診断装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の電機子診断用測定プロ
   ーブから送られる測定信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換
   手段と、 上記Ａ／Ｄ変換手段によってディジタル化された測定信
   号を無線送信する微弱電波送信機と、 上記微弱電波送信機から送られる電波を受信するための
   受信装置と、 各測定毎の対象セグメント番号を照合し、上記対象セグ
   メントの設定値と上記測定信号とを比較してその良否を
   判定するとともに、上記良否判定の結果を記録する信号
   処理装置と、 上記良否判定の結果の良否を示す良否確認信号を音声信
   号に変換する音声変換装置と、 上記音声変換装置から送られる出力を送信する音声送信
   機と、 上記音声送信機から送られる音声信号を受信する音声受
   信装置とを設けたことを特徴とする直流電動機の電機子
   診断装置。