JP4926166B2 - モータの内側または外側に取り付けるためのインターフェースモジュール - Google Patents

Description

本発明は、モータ、特に電動機の内側または外側に取り付けるためのインターフェースモジュールであって、第１のセンサ構成要素からの第１のセンサ信号の取得および処理のための処理装置を備え、第１のセンサ構成要素が第１の物理量を検出しかつ第１のセンサ信号を供給するように設計されているインターフェースモジュールに関する。

例えば軸受損傷による電動機の計画的でない故障は、例えば生産ラインのような複雑な機械および設備の故障をもたらす。これが事後負担の原因となる。このために、モータの使用時にはモータの診断能力に大きな関心が寄せられる。この場合に、特に軸受監視およびブレーキ監視が関心の中心にある。

このためにモータにおいて、回転子位置の決定のための発信器のほかに、巻線温度の検出のための温度センサおよび／または軸受監視およびブレーキ監視のための振動センサも使用される。これらのセンサは温度または振動を検出し、それに関して相応のセンサ信号を供給する。

図１に示されている一般的に知られたモータ１が、センサ装置として、発信器２および振動センサ３を有する。発信器２は、モータ１における図１に描かれていない回転子の位置を決定するために用いられる。発信器２はモータ１の外面の発信器構成空間内にインターフェースモジュール５と共に配置されている。インターフェースモジュール５は発信器信号を検出し、それからモータ１の現在回転数を決定する。インターフェースモジュール５のＡ／Ｄ変換器を介して、現在の回転数のアナログ信号がディジタル信号に変換される。更に、ディジタル信号は信号線７を介してコンバータ８に出力される。

振動センサ３は軸受監視のために用いられる。振動センサ３の評価のために、これの振動信号が信号線１０を介して評価装置１１に伝達される。更に、場合によっては、図１に描かれていない線を介して相応の情報信号がコンバータ８に供給される。

コンバータ８は、現在回転数を予め与えられた目標回転数と比較し、電力線９を介してモータ１に供給される電力を相応に制御する。振動センサ３によって検出された振動信号も、モータ１の電力制御の際に考慮することができる。

発信器２および振動センサ３を備えたモータ１の欠点は、モータ１へのセンサ装置２および３の取付けおよびセンサ装置２および３とそれらに付属の評価および制御装置５，８および１１との接続に作業的に費用がかかることにある。

したがって、本発明の課題は、モータ組立時の簡単化、モータ、その内側または外側に取り付けられるセンサ装置および付属の評価または制御構成要素の組立時における簡単化を可能にする装置を提供することにある。

この課題は、本発明によれば、モータ、特に電動機の内側または外側に配置のためのインターフェースモジュールであって、第１のセンサ構成要素からの第１のセンサ信号の取得および処理のための処理装置を備え、第１のセンサ構成要素が第１の物理量を検出しかつ第１のセンサ信号を供給するように設計されているインターフェースモジュールにおいて、処理装置が、付加的に第２のセンサ構成要素からの第２のセンサ信号を取得しかつ処理するように設計されていて、第２のセンサ構成要素が第２の物理量を検出しかつ第２のセンサ信号を供給するように設計されていることによって解決される。

図１に描かれているように、多数のセンサ装置２および３をモータの内側または外側に取り付ける場合に、従来技術によれば、各センサ装置について、モータ１に配置されていない評価、処理または制御装置８および１１にモータ１から導かれる付属の信号線７または１０を実装しなければならないという問題が発生する。これに対して、本発明によるインターフェースモジュールに関しては、種々のセンサのセンサ信号が共通な線を介して、モータに配置されていない評価または制御装置に伝達される。これは、多数のセンサ構成要素のセンサ信号に共通な評価も簡単化する。インターフェースモジュールは、第１および第２のセンサ構成要素のセンサ信号に加えて、なおも他のセンサ構成要素のセンサ信号がインターフェースモジュールを介して処理されるように設計されているとよい。

両センサ信号のための処理装置が共通のＡ／Ｄ変換装置および／または共通のバスインターフェースを含んでいることが有利である。これは、異なるセンサ構成要素のセンサ信号の共通な伝送を容易化する。

本発明は、第１の物理量が第２の物理量と相違している場合にも適用可能である。この場合に、第１および第２の物理量の相違とは、検出される物理量が異なる単位を有することであると理解される。したがって、本発明は種々のセンサ様式に利用可能である。

例えば、第１のセンサ構成要素および／または第２のセンサ構成要素が発信器、温度センサまたは振動センサである。最初に既に述べたように、発信器に加えて、とりわけ温度センサおよび振動センサがモータ監視の場合に使用される。したがって、本発明はモータ監視にも適用可能である。

インターフェースモジュールはハードウェア構成要素およびソフトウェア構成要素を含むことが好ましい。これらの構成要素はセンサ信号の評価または記憶のために用いることができる。ハードウェア構成要素およびソフトウェア構成要素をインターフェースモジュールに組み込むことによって、インターフェースモジュール内部でのセンサ信号の評価が極めて簡単化される。

更に、インターフェースモジュールが第１のセンサ構成要素および／または第２のセンサ構成要素を含むとよい。インターフェースモジュール内に少なくとも１つのセンサ構成要素を組み込むことによって、モータへのセンサ要素の取付けの付加的な作業費用をなしで済ませることができる。この場合にセンサ構成要素が、それの動作方法およびそれによって制御されるモータ構成要素、例えばモータの少なくとも１つの軸受またはブレーキに対して、工場において既に初期化されるならば、特に有利である。それによってシステム全体の運転開始のための費用が明白に低減される。

本発明において、モータの温度の検出およびモータの温度モデルのための入力量の供給のための第１のセンサ構成要素が、モータの軸受の監視のために使用可能であるとよい。これはモータの軸受の信頼できる監視を保証する。

特に、インターフェースモジュールがモータに差し込み可能であるとよい。これは、インターフェースモジュールのハウジングをプラグとして実施することによって達成することができる。それによってモータの内側または外側へのインターフェースモジュールの取付けも簡単に実施することができ、僅かな作業および時間費用につながる。

本発明を添付図面に基づいて更に詳細に説明する。添付図面において、図１は従来技術によるインターフェースモジュールを示し、図２は本発明によるセンサおよびインターフェースモジュールを示す。

以下において詳しく述べる実施例は本発明の有利な実施形態である。

図２のモータ１２は、図１からのモータ１と同様に、発信器１３および振動センサ１４を有する。モータ１２の場合には振動センサ１４が改善された軸受監視のためにモータ１２の内部に配置されている。モータ１２の回転子の位置を決定するための発信器１３は本発明によるセンサおよびインターフェースモジュール１５と一緒に発信器取付けスペース１６の内部にある。発信器取付けスペース１６はモータ１２に固定されている。

振動センサ１４に対する代替または追加として、少なくとも１つの温度センサをモータ１２の内側または外側に取り付けることも考えられ得る。同様に、振動センサ１４に加えて更に他の振動センサをモータの内側または外側に配置してもよい。

本発明によるセンサおよびインターフェースモジュール１５は、線１７および１８を介して、発信器１３および振動センサ１４からのセンサ信号を検出する。この場合に、センサおよびインターフェースモジュール１５は、代替として、２つよりも多いセンサ装置からセンサ信号を検出するように設計することもできる。付加的に、センサおよびインターフェースモジュール１５はバスシステム１９に接続されている。この場合に、センサおよびインターフェースモジュール１５は、現在回転数の決定のほかに、振動センサ１４の振動信号の評価も可能にする評価装置を備えている。本発明によるセンサおよびインターフェースモジュール１５を有するモータ１２の場合には、図１の例におけるような評価装置１１の取り付けがなしで済まされる。センサおよびインターフェースモジュール１５は、Ａ／Ｄ変換器も有する。

センサおよびインターフェースモジュール１５は、発信器信号および振動信号の評価後に、バスシステム１９を介して、例えばイーサネットフォーマットにしたがって評価信号をモータ１２のコンバータ２０に出力する。コンバータ２０は、検出された値と予め与えられた目標値との比較後に、電力線２１を介してモータ１２に供給される電力を比較結果に応じて制御する。

しかし、同様に、例えば軸受状態のような本発明を用いて検出された値を上位の制御装置に知らせることも可能である。従来技術にしたがって軸受状態の指示が単にモータ１２において行なわれだけであり、これはモータ１２の使用者にとって不利である。バスシステム１９に接続された上位の制御装置において軸受状態を表示することによって、モータ１２の能力の満足できる十分な利用がモータ１２の使用者にとって簡単である。

更に、コンバータ２０の内側または外側に、センサ装置１３および１４によって検出されるセンサ信号の評価のための評価装置が取り付けられるとよい。この場合に、センサおよびインターフェースモジュール１５は、センサ信号をバスシステム１９によるデータ伝送のためのフォーマットに変換する部分評価装置または処理装置だけを含む。

本発明によるセンサおよびインターフェースモジュール１５を介して双方向のデータ伝送も可能であるとよい。

このやり方で、上位のシステムまたはコンバータ２０を介する１つ以上のセンサ装置の制御も保証されている。したがって、本発明によるセンサおよびインターフェースモジュール１５を介して、中央インテリジェンス装置がモータの内側または外側に装備されている。

モータの内側または外側における多数のセンサによる唯一のＡ／Ｄ変換器もしくは唯一のデータインターフェースの共通使用によって、モータの製造および設置コストが明白に低減される。

従来技術によるインターフェースモジュールを示す概略図 本発明によるセンサおよびインターフェースモジュールを示す概略図

符号の説明

１２ モータ
１３ センサ装置（発信器）
１４ センサ装置（振動センサ）
１５ センサおよびインターフェースモジュール
１６ 発信器取付けスペース
１７ 線
１８ 線
１９ バスシステム
２０ コンバータ
２１ 電力線

Claims (1)

1. 電動機（以降、モータ（１２）とも表現する）の内側または外側に取り付けられるインターフェースモジュール（１５）であって、第１のセンサ構成要素（１３）の第１のセンサ信号の取得および処理のための処理装置を備え、第１のセンサ構成要素（１３）が第１の物理量を検出しかつ第１のセンサ信号を供給するように設計されているインターフェースモジュール（１５）において、
   前記処理装置が、前記第１のセンサ構成要素（１３）とは別に、２つ以上の第２のセンサ構成要素（１４）からの第２のセンサ信号を付加的に取得しかつ処理するように設計されていて、前記２つ以上の第２のセンサ構成要素（１４）が異なった種類の第２の物理量を検出してそれらに各々対応した第２のセンサ信号を供給するように設計されており、
   前記処理装置が、外部の制御ユニットに両センサ信号を伝送するための共通な線に接続されており、
   前記各センサ信号に基づく各検出値のうちの少なくとも一つが、前記モータの軸受監視に関する検出値であり、前記各検出値が表示され、かつ
   当該インターフェースモジュール（１５）が、両方向データ転送可能なインターフェース装置である
   ことを特徴とするインターフェースモジュール。

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