JP5857976B2 - Degradation diagnosis apparatus and degradation diagnosis method for low-voltage AC motor - Google Patents

Degradation diagnosis apparatus and degradation diagnosis method for low-voltage AC motor Download PDF

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本発明は、低圧交流電動機の固定子鉄心に巻回されているコイルの劣化状態を診断する低圧交流電動機の劣化診断装置及び劣化診断方法に関する。   The present invention relates to a deterioration diagnosis device and a deterioration diagnosis method for a low voltage AC motor for diagnosing a deterioration state of a coil wound around a stator core of a low voltage AC motor.

交流600V以下の駆動電圧で駆動される低圧交流電動機では、接地異常はアース端子間の電圧を測定することによって容易に検知できるが、固定子鉄心に巻回されたコイルのレアショート等の短絡を検知することは容易ではない。特に固定子鉄心の端面から露出しているコイル部分は、汚損やダストの影響によって劣化することにより短絡しやすい。このような背景から、従来より、コイルの短絡を検知する技術が提案されている。具体的には、特許文献1には、コイルの端子間から得られるインダクタンス成分及びキャパシタ成分に基づいてコイルの短絡を検知する技術が記載されている。また、特許文献2には、磁石を利用してコイルに逆起電圧を発生させ、逆起電圧の発生パターンに基づいてコイルの短絡を検知する技術が記載されている。   In a low-voltage AC motor driven with a drive voltage of AC 600 V or less, a grounding abnormality can be easily detected by measuring the voltage between the ground terminals, but short-circuiting such as a rare short of a coil wound around the stator core can be detected. It is not easy to detect. In particular, the coil portion exposed from the end face of the stator core is likely to be short-circuited due to deterioration caused by contamination and dust. From such a background, conventionally, a technique for detecting a short circuit of a coil has been proposed. Specifically, Patent Document 1 describes a technique for detecting a short circuit of a coil based on an inductance component and a capacitor component obtained from between the terminals of the coil. Patent Document 2 describes a technique for generating a counter electromotive voltage in a coil using a magnet and detecting a short circuit of the coil based on a pattern of generating the counter electromotive voltage.

特開2010−261914号公報JP 2010-261914 A 特開2001−289923号公報JP 2001-289923 A 特開2004−77469号公報JP 2004-77469 A 特開2000−275168号公報JP 2000-275168 A 特開平9−222393号公報JP-A-9-222393

しかしながら、特許文献1,2に記載の技術によれば、コイルに短絡が発生していることは検知できるが、コイルのどの部分で短絡が発生しているのかを特定できない。このため、特許文献1,2に記載の技術では、初期から中期の段階にある短絡を補修することによってコイルの絶縁状態を回復させ、コイルの短絡による不具合を未然に防止することはできない。なお、このような問題を解決するために、短絡部位を目視で特定する方法を用いることが考えられる。しかしながら、コイルの変色や劣化が進んだ短絡の進行度合いが末期の段階では短絡部位を目視で特定することはできるが、短絡の進行度合いが初期から中期の段階ではコイルは大きく変色又は劣化していないために短絡部位を目視で特定することは容易ではない。   However, according to the techniques described in Patent Documents 1 and 2, it can be detected that a short circuit has occurred in the coil, but it cannot be specified in which part of the coil the short circuit has occurred. For this reason, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, it is impossible to recover the insulation state of the coil by repairing the short circuit from the initial stage to the middle stage, and to prevent problems due to the short circuit of the coil. In order to solve such a problem, it is conceivable to use a method of visually identifying the short-circuited portion. However, it is possible to visually identify the short-circuited part when the progress of the short-circuiting, in which the discoloration or deterioration of the coil has progressed, is in the final stage, but the coil is greatly discolored or deteriorated from the initial to the middle stage of the short-circuiting. Therefore, it is not easy to visually identify the short circuit site.

一方、交流600Vより大きい駆動電圧で駆動される高圧交流電動機については、絶縁物に単色光を照射し、単色光に対する絶縁物の反射吸光度に基づいて絶縁物内部の劣化度を測定する技術が提案されている(特許文献3〜5参照)。この技術によれば、短絡の進行度合いが初期から中期の段階であってもコイルの短絡部位を特定することができる。ところが、高圧交流電動機では、絶縁物は、何重にも巻回され、厚くなっているのに対して、低圧交流電動機では、コイルは導体を絶縁皮膜によって被覆したエナメル線により形成され、絶縁皮膜の厚さは数μm程度と非常に薄い。このため、特許文献3〜5記載の技術を低圧交流電動機に適用したとしても、劣化に伴う絶縁皮膜の反射吸光度の変化が非常に小さいために、絶縁皮膜の短絡部位を特定することは困難である。   On the other hand, for high-voltage AC motors driven at a driving voltage higher than AC 600V, a technique is proposed in which the insulation is irradiated with monochromatic light and the degree of deterioration inside the insulation is measured based on the reflected absorbance of the insulation against monochromatic light. (See Patent Documents 3 to 5). According to this technique, it is possible to identify the short-circuited portion of the coil even if the progress of the short-circuiting is from the initial stage to the middle stage. However, in a high-voltage AC motor, the insulator is wound many times and thickened, whereas in a low-voltage AC motor, the coil is formed by an enameled wire in which a conductor is covered with an insulating film. Is as thin as several μm. For this reason, even if the techniques described in Patent Documents 3 to 5 are applied to a low-voltage AC electric motor, it is difficult to specify the short-circuit portion of the insulating film because the change in the reflection absorbance of the insulating film due to deterioration is very small. is there.

このような背景から、短絡の進行度合いに関係なく低圧交流電動機が有するコイルの短絡部位を特定可能な技術の提供が期待されていた。   From such a background, it has been expected to provide a technique capable of specifying a short-circuited portion of a coil included in a low-voltage AC motor regardless of the degree of progress of the short-circuit.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、短絡の進行度合いに関係なくコイルの短絡部位を特定可能な低圧交流電動機の劣化診断装置及び劣化診断方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a deterioration diagnosis device and a deterioration diagnosis method for a low-voltage AC motor that can identify a short-circuit portion of a coil regardless of the degree of progress of the short-circuit. is there.

本発明に係る低圧交流電動機の劣化診断装置は、低圧交流電動機の固定子鉄心に巻回されているコイルの光沢レベルを検出する光沢センサと、前記光沢センサによって検出されたコイルの光沢レベルに基づいて該コイルの劣化状態を診断する診断手段と、を備えることを特徴とする。   A degradation diagnosis apparatus for a low-voltage AC motor according to the present invention is based on a gloss sensor for detecting a gloss level of a coil wound around a stator core of a low-voltage AC motor, and a gloss level of the coil detected by the gloss sensor. Diagnostic means for diagnosing the deterioration state of the coil.

本発明に係る低圧交流電動機の劣化診断装置は、上記発明において、前記固定子鉄心の軸方向端面から露出しているコイルの光沢レベルを検出可能な位置に前記光沢センサを配置し、固定子鉄心の中心軸を回転軸として固定子鉄心の周方向に該光沢センサを回転させる回転機構を備えることを特徴とする。   The deterioration diagnosis apparatus for a low-voltage AC motor according to the present invention is the above-described invention, wherein the gloss sensor is arranged at a position where the gloss level of the coil exposed from the axial end surface of the stator core can be detected, and the stator core And a rotation mechanism that rotates the gloss sensor in the circumferential direction of the stator core with the center axis of the rotation axis as a rotation axis.

本発明に係る低圧交流電動機の劣化診断装置は、上記発明において、前記光沢センサを複数備え、各光沢センサは互いに異なるコイル位置の光沢レベルを検出することを特徴とする。   The deterioration diagnosis apparatus for a low-voltage AC electric motor according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a plurality of the gloss sensors are provided, and each gloss sensor detects a gloss level at a different coil position.

本発明に係る低圧交流電動機の劣化診断装置は、上記発明において、前記コイルは、導体を絶縁皮膜によって被覆したエナメル線によって形成されていることを特徴とする。   The deterioration diagnosis apparatus for a low-voltage AC motor according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the coil is formed of an enameled wire in which a conductor is covered with an insulating film.

本発明に係る低圧交流電動機の劣化診断方法は、低圧交流電動機の固定子鉄心に巻回されているコイルの光沢レベルを検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出されたコイルの光沢レベルに基づいて該コイルの劣化状態を診断する診断ステップと、を含むことを特徴とする。   The degradation diagnosis method for a low-voltage AC motor according to the present invention is based on a detection step for detecting a gloss level of a coil wound around a stator core of the low-voltage AC motor, and a gloss level of the coil detected in the detection step. And a diagnostic step of diagnosing the deterioration state of the coil.

本発明に係る低圧交流電動機の劣化診断装置及び劣化診断方法によれば、コイルの光沢レベルに基づいてコイルの劣化状態を診断するので、短絡の進行度合いに関係なくコイルの短絡部位を特定することができる。   According to the deterioration diagnosis device and the deterioration diagnosis method for a low-voltage AC motor according to the present invention, the deterioration state of the coil is diagnosed based on the gloss level of the coil, and therefore the short-circuit portion of the coil is specified regardless of the degree of progress of the short-circuit. Can do.

図1Aは、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断装置及び劣化診断方法が適用される低圧交流電動機の構成を示す回転軸方向断面図である。FIG. 1A is a cross-sectional view in the direction of the rotation axis showing the configuration of a low-voltage AC motor to which a degradation diagnosis device and degradation diagnostic method for a low-voltage AC motor according to an embodiment of the present invention is applied. 図1Bは、図1Aに示す低圧交流電動機の径方向断面図である。1B is a radial cross-sectional view of the low-voltage AC motor shown in FIG. 1A. 図1Cは、図1A,図1Bに示すコイルの構成を示す断面図である。1C is a cross-sectional view showing the configuration of the coil shown in FIGS. 1A and 1B. 図2Aは、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断装置をy方向から見た図である。FIG. 2A is a view of a deterioration diagnosis device for a low-voltage AC motor according to an embodiment of the present invention as seen from the y direction. 図2Bは、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断装置をx方向から見た図である。FIG. 2B is a view of a deterioration diagnosis apparatus for a low-voltage AC motor, which is an embodiment of the present invention, as viewed from the x direction. 図3は、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断システムの構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a deterioration diagnosis system for a low-voltage AC motor according to an embodiment of the present invention. 図4は、固定子鉄心の一方の端面から露出しているコイルの劣化状態を診断する際の劣化診断装置の配置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of the deterioration diagnosis device when diagnosing the deterioration state of the coil exposed from one end face of the stator core. 図5は、固定子鉄心の端面から露出しているコイルの劣化状態を診断する際のセンサ支持部材の動きを示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the movement of the sensor support member when diagnosing the deterioration state of the coil exposed from the end face of the stator core. 図6は、センサ支持部材の回転角度と光沢センサによって検出された光沢レベルとの関係の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the rotation angle of the sensor support member and the gloss level detected by the gloss sensor. 図7は、光沢センサによって検出された光沢レベルの経時変化の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the gloss level detected by the gloss sensor. 図8は、固定子鉄心の他方の端面から露出しているコイルの劣化状態を診断する際の劣化診断装置の配置を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the arrangement of the deterioration diagnosis device when diagnosing the deterioration state of the coil exposed from the other end face of the stator core.

〔低圧交流電動機の構成〕
始めに、図1A〜図1Cを参照して、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断装置及び劣化診断方法が適用される低圧交流電動機の構成について説明する。但し、本発明が適用される低圧交流電動機の構成は図1A〜図1Cに示す構成に限定されることはない。
[Configuration of low-voltage AC motor]
First, with reference to FIG. 1A to FIG. 1C, a configuration of a low-voltage AC motor to which a low-voltage AC motor deterioration diagnosis device and a deterioration diagnosis method according to an embodiment of the present invention are applied will be described. However, the configuration of the low-voltage AC motor to which the present invention is applied is not limited to the configuration shown in FIGS. 1A to 1C.

図1A,図1Bはそれぞれ、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断装置及び劣化診断方法が適用される低圧交流電動機の回転軸方向断面図及び径方向断面図である。図1Cは、図1A,図1Bに示すコイルの構成を示す断面図である。なお、以下の説明においては、低圧交流電動機の回転軸方向をx方向、水平面内においてx方向に直交する方向をy方向、x方向及びy方向に直交する方向をz方向(鉛直方向)と定義する。   FIG. 1A and FIG. 1B are respectively a sectional view in a rotating shaft direction and a sectional view in a radial direction of a low-voltage AC motor to which a degradation diagnosis device and degradation diagnostic method for a low-voltage AC motor according to an embodiment of the present invention are applied. 1C is a cross-sectional view showing the configuration of the coil shown in FIGS. 1A and 1B. In the following description, the rotational axis direction of the low-voltage AC motor is defined as the x direction, the direction orthogonal to the x direction in the horizontal plane is defined as the y direction, and the direction orthogonal to the x direction and the y direction is defined as the z direction (vertical direction). To do.

図1A,図1Bに示すように、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断装置及び劣化診断方法が適用される低圧交流電動機1は、支持台2と、中心軸方向をx方向として支持台2上に載置された円筒形状のフレーム3と、を備えている。フレーム3内には、電動機本体10が収容されている。電動機本体10は、インナーロータ型の電動機によって構成され、円筒形状の固定子鉄心11と、固定子鉄心11の内周部に所定間隔をあけて配置された回転子12と、を備えている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, a low voltage AC motor 1 to which a deterioration diagnosis device and a deterioration diagnosis method for a low voltage AC motor according to an embodiment of the present invention is applied includes a support 2 and a central axis direction in the x direction. And a cylindrical frame 3 placed on the support base 2. An electric motor main body 10 is accommodated in the frame 3. The electric motor main body 10 is constituted by an inner rotor type electric motor, and includes a cylindrical stator core 11 and a rotor 12 arranged at a predetermined interval on an inner peripheral portion of the stator core 11.

固定子鉄心11は、中心軸方向をx方向としてフレーム3内に配置されている。固定子鉄心11は、周方向に沿って略等間隔に形成された複数のティース部11a及びスロット部11bを備えている。各ティース部11aには、固定子鉄心11の一方の端面側から隣接する2つのスロット部11bの一方にコイル11cを挿通した後、コイル11cを折り返して固定子鉄心11の他方の端面側から隣接する2つのスロット部11bの他方にコイル11cを挿通することによって、コイル11cが巻回されている。図1Cに示すように、コイル11cは、導体11c1を数μm程度の厚さの絶縁皮膜11c2により被覆したエナメル線の束によって形成されている。   The stator core 11 is disposed in the frame 3 with the central axis direction as the x direction. The stator core 11 includes a plurality of teeth portions 11a and slot portions 11b formed at substantially equal intervals along the circumferential direction. After inserting the coil 11c into one of the two slot parts 11b adjacent from one end surface side of the stator core 11 to each teeth part 11a, the coil 11c is folded and adjacent from the other end surface side of the stator core 11 The coil 11c is wound by inserting the coil 11c into the other of the two slot portions 11b. As shown in FIG. 1C, the coil 11c is formed by a bundle of enamel wires in which a conductor 11c1 is covered with an insulating film 11c2 having a thickness of about several μm.

回転子12は、円筒形状の回転子鉄心12aと、回転子鉄心12aの内周部に挿通、支持された回転シャフト12bと、周方向に沿って回転子鉄心12aの外周面上に略等間隔で配置されたロータバー12cと、を備えている。回転子12は、固定子鉄心11の内周部に着脱自在に配置されている。   The rotor 12 is arranged at substantially equal intervals on the outer circumferential surface of the rotor core 12a along the circumferential direction with a cylindrical rotor core 12a, a rotating shaft 12b inserted and supported in the inner peripheral portion of the rotor core 12a. And a rotor bar 12c arranged in the above. The rotor 12 is detachably disposed on the inner peripheral portion of the stator core 11.

このような構成を有する低圧交流電動機1では、固定子鉄心11のx方向端面から露出しているコイル11cは、スロット部11b内に挿通されているコイル11cと比較して汚損やダストの影響を受けやすい。また、コイル11cを形成する絶縁皮膜11c2は薄いために、汚損やダストの影響によって劣化しやすい。そこで、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断装置は、以下のようにして固定子鉄心11のx方向端面から露出しているコイル11cの劣化を検出することにより、短絡の進行度合いに関係なくコイル11cの短絡部位を特定する。以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断装置及び劣化診断方法について説明する。   In the low voltage AC electric motor 1 having such a configuration, the coil 11c exposed from the end surface in the x direction of the stator core 11 is less affected by fouling and dust than the coil 11c inserted in the slot portion 11b. Easy to receive. In addition, since the insulating film 11c2 forming the coil 11c is thin, it is likely to be deteriorated by the influence of contamination and dust. Therefore, the deterioration diagnosis device for a low-voltage AC motor according to an embodiment of the present invention detects the deterioration of the coil 11c exposed from the end surface in the x direction of the stator core 11 as described below, thereby progressing the short circuit. The short-circuit part of the coil 11c is specified regardless of the degree. Hereinafter, a deterioration diagnosis device and a deterioration diagnosis method for a low-voltage AC motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔劣化診断装置の構成〕
始めに、図2A,図2B,図3を参照して、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断装置の構成について説明する。図2A,図2Bはそれぞれ、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断装置をy方向及びx方向から見た図である。図3は、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断システムの構成を示すブロック図である。
[Configuration of deterioration diagnosis device]
First, with reference to FIG. 2A, FIG. 2B, and FIG. 3, the structure of the degradation diagnosis apparatus of the low voltage | pressure AC motor which is one Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 2A and FIG. 2B are views of the degradation diagnosis device for a low-voltage AC motor that is an embodiment of the present invention, as seen from the y direction and the x direction, respectively. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a deterioration diagnosis system for a low-voltage AC motor according to an embodiment of the present invention.

図2A,図2Bに示すように、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断装置20は、x方向に間隔を空けて配設された一対の架台21a,21bと、一対の架台21a,21b上に固定された一対の回転機構22a,22bと、一対の回転機構22a,22bによってx方向を回転軸方向として回転支持される回転軸23と、を備えている。回転軸23には、センサ支持部材24が設けられている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, a degradation diagnosis device 20 for a low-voltage AC motor that is an embodiment of the present invention includes a pair of mounts 21a and 21b and a pair of mounts that are spaced apart in the x direction. A pair of rotation mechanisms 22a and 22b fixed on 21a and 21b, and a rotation shaft 23 rotatably supported by the pair of rotation mechanisms 22a and 22b with the x direction as the rotation axis direction are provided. A sensor support member 24 is provided on the rotation shaft 23.

センサ支持部材24は、回転軸23に立設された板状の部材24aと部材24aの一方の面に間隔を空けて立設された板状の部材24b,24cとを備えるコの字状の部材によって形成されている。センサ支持部材24は、回転軸23の中心軸方向における位置、部材24aの一方の面に対する部材24b,24cの高さ、及び部材24bと部材24cとの間の距離が調整可能なように構成されている。   The sensor support member 24 includes a plate-like member 24a erected on the rotating shaft 23 and plate-like members 24b and 24c erected on one surface of the member 24a with a space therebetween. It is formed by a member. The sensor support member 24 is configured such that the position of the rotation shaft 23 in the central axis direction, the height of the members 24b and 24c with respect to one surface of the member 24a, and the distance between the member 24b and the member 24c can be adjusted. ing.

部材24bと部材24cとによって挟まれた部材24aの一方の面と部材24bと部材24cとの対向面とにはそれぞれ、診断対象物の光沢レベルを検出する光沢センサ25a及び光沢センサ25b,25cが配設されている。光沢センサ25a〜25cは、診断対象物からの反射光から正反射光成分のみを抽出し、抽出された正反射光成分のレベルを光沢レベルとして検出する。   A gloss sensor 25a and gloss sensors 25b and 25c for detecting the gloss level of the diagnostic object are respectively provided on one surface of the member 24a sandwiched between the member 24b and the member 24c and on the opposing surface of the member 24b and the member 24c. It is arranged. The gloss sensors 25a to 25c extract only the regular reflection light component from the reflected light from the diagnostic object, and detect the level of the extracted regular reflection light component as the gloss level.

なお、センサ支持部材24に設けられる光沢センサの数は3つに限定されることはない。例えば、光沢センサを部材24a〜24cから着脱可能にし、光沢レベルを測定する位置に合わせて部材24a〜24cに光沢センサを設置するようにしてもよい。これにより、より少ない数で診断対象物の光沢レベルを検出することができる。また、4つ以上の光沢センサを設けることによって、より多くの位置で診断対象物の光沢レベルを検出できるようにしてもよい。   The number of gloss sensors provided on the sensor support member 24 is not limited to three. For example, the gloss sensor may be detachable from the members 24a to 24c, and the gloss sensor may be installed on the members 24a to 24c in accordance with the position where the gloss level is measured. Thereby, the gloss level of the diagnostic object can be detected with a smaller number. Further, by providing four or more gloss sensors, the gloss level of the diagnostic object may be detected at more positions.

図3に示すように、光沢センサ25a〜25cにはそれぞれ増幅器26a,26b,26cが接続されている。増幅器26a〜26cはそれぞれ、光沢センサ25a〜25cが検出した光沢レベル信号を増幅した後、コイル劣化診断装置27に入力する。コイル劣化診断装置27は、パーソナルコンピュータやワークステーション等の情報処理装置によって構成されている。コイル劣化診断装置27は、回転軸23を回転させる回転機構22a,22bの動作を制御すると共に、増幅器26a〜26cから入力された光沢レベル信号に基づいて診断対象物の劣化状態を診断する。   As shown in FIG. 3, amplifiers 26a, 26b, and 26c are connected to the gloss sensors 25a to 25c, respectively. The amplifiers 26a to 26c amplify the gloss level signals detected by the gloss sensors 25a to 25c, respectively, and then input the amplified signals to the coil deterioration diagnosis device 27. The coil deterioration diagnosis device 27 is configured by an information processing device such as a personal computer or a workstation. The coil deterioration diagnosis device 27 controls the operation of the rotating mechanisms 22a and 22b that rotate the rotating shaft 23, and diagnoses the deterioration state of the diagnostic object based on the gloss level signals input from the amplifiers 26a to 26c.

〔劣化診断方法〕
次に、図4〜図8を参照して、本発明の一実施形態である低圧交流電動機の劣化診断方法について説明する。図4は、固定子鉄心の一方の端面から露出しているコイルの劣化状態を診断する際の劣化診断装置の配置を示す図である。図5は、固定子鉄心の端面から露出しているコイルの劣化状態を診断する際のセンサ支持部材の動きを示す図である。図6は、センサ支持部材の回転角度と光沢センサによって検出された光沢レベルとの関係の一例を示す図である。図7は、光沢センサによって検出された光沢レベルの経時変化の一例を示す図である。図8は、固定子鉄心の他方の端面から露出しているコイルの劣化状態を診断する際の劣化診断装置の配置を示す図である。
[Deterioration diagnosis method]
Next, with reference to FIGS. 4 to 8, a deterioration diagnosis method for a low-voltage AC motor that is an embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of the deterioration diagnosis device when diagnosing the deterioration state of the coil exposed from one end face of the stator core. FIG. 5 is a diagram illustrating the movement of the sensor support member when diagnosing the deterioration state of the coil exposed from the end face of the stator core. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the rotation angle of the sensor support member and the gloss level detected by the gloss sensor. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the gloss level detected by the gloss sensor. FIG. 8 is a diagram showing the arrangement of the deterioration diagnosis device when diagnosing the deterioration state of the coil exposed from the other end face of the stator core.

固定子鉄心11の一方の端面11dから露出しているコイル11cの劣化状態を診断する際には、図4に示すように、固定子鉄心11の内周部から回転子12を取り外した後、回転軸23の中心軸方向が固定子鉄心11の中心軸方向に一致するように劣化診断装置20を配置する。次に、図4,図5に示すように、光沢センサ25a〜25cがそれぞれ固定子鉄心11の一方の端面11dから露出しているコイル11cの側面、上面、及び下面に所定間隔(例えば10〜50mm程度)をあけて対向するようにセンサ支持部材24を配置する。   When diagnosing the deterioration state of the coil 11c exposed from one end surface 11d of the stator core 11, after removing the rotor 12 from the inner periphery of the stator core 11, as shown in FIG. The deterioration diagnosis device 20 is arranged so that the central axis direction of the rotating shaft 23 coincides with the central axis direction of the stator core 11. Next, as shown in FIGS. 4 and 5, the gloss sensors 25 a to 25 c are respectively arranged at predetermined intervals (for example, 10 to 10) on the side surface, the upper surface, and the lower surface of the coil 11 c exposed from one end surface 11 d of the stator core 11. The sensor support member 24 is arranged so as to face each other with a gap of about 50 mm.

次に、図5に示すように、コイル劣化診断装置27が、診断処理の開始を指示するオペレータの操作入力を検出したタイミングで回転機構22a,22bを制御することによって回転軸23を初期位置から回転方向Aに180度回転させる。そして、コイル劣化診断装置27は、回転軸23の回転角度と光沢センサ25a〜25cによって検出されたコイル11cの光沢レベルとを関連付けして記憶する。   Next, as shown in FIG. 5, the coil deterioration diagnosis device 27 controls the rotation mechanisms 22a and 22b at the timing when the operation input of the operator instructing the start of the diagnosis process is detected, so that the rotation shaft 23 is moved from the initial position. Rotate 180 degrees in rotation direction A. The coil deterioration diagnosis device 27 stores the rotation angle of the rotating shaft 23 and the gloss level of the coil 11c detected by the gloss sensors 25a to 25c in association with each other.

次に、図5に示すように、コイル劣化診断装置27は、回転軸23の回転位置を初期位置に戻した後、回転機構22a,22bを制御することによって回転軸23を初期位置から回転方向Bに180度回転させる。そして、コイル劣化診断装置27は、回転軸23の回転角度と光沢センサ25a〜25cによって検出されたコイル11cの光沢レベルとを関連付けして記憶する。   Next, as shown in FIG. 5, the coil deterioration diagnosis device 27 returns the rotational position of the rotating shaft 23 to the initial position, and then controls the rotating mechanisms 22a and 22b to move the rotating shaft 23 from the initial position in the rotational direction. Rotate B to 180 degrees. The coil deterioration diagnosis device 27 stores the rotation angle of the rotating shaft 23 and the gloss level of the coil 11c detected by the gloss sensors 25a to 25c in association with each other.

なお、本実施形態では、ケーブルとセンサ支持部材24との接触を避けるために180度毎に分割して固定子鉄心11の全周にわたってコイル11cの光沢レベルを測定したが、ケーブルとセンサ支持部材24とが接触することがなければ固定子鉄心11の全周にわたってコイル11cの光沢レベルを連続的に測定してもよい。また、本実施形態では、コイル11cの側面、上面、及び下面の光沢レベルを同時に測定したが、コイル11cの側面、上面、及び下面の光沢レベルをそれぞれ個別に測定してもよい。   In this embodiment, in order to avoid contact between the cable and the sensor support member 24, the gloss level of the coil 11c is measured over the entire circumference of the stator core 11 by being divided every 180 degrees. If there is no contact with 24, the gloss level of the coil 11c may be continuously measured over the entire circumference of the stator core 11. In the present embodiment, the gloss levels of the side surface, the upper surface, and the lower surface of the coil 11c are measured simultaneously. However, the gloss levels of the side surface, the upper surface, and the lower surface of the coil 11c may be individually measured.

これにより、固定子鉄心11の全周にわたって固定子鉄心11の端面11dから露出しているコイル11cの側面、上面、及び下面それぞれの光沢レベルを測定し、コイル11cの側面、上面、及び下面それぞれについて図6に示すような回転軸23の回転角度とコイル11cの光沢レベルとの関係を確認することができる。一般に、劣化が進むにつれてコイル11cを形成する絶縁皮膜11c2の光沢レベルは低下する。従って、図6に示すような測定結果に基づいて例えば測定された光沢レベルが所定値以下である回転角度θ1を検出し、回転角度θ1に対応するコイル11cの位置を特定することによって、短絡の進行度合いに関係なくコイル11cの短絡部位を特定することができる。また、光沢レベルの低下量に基づいてコイル11cの劣化状態、すなわち短絡の進行度合いを定量的に診断することもできる。   Thereby, the gloss levels of the side surface, the upper surface, and the lower surface of the coil 11c exposed from the end surface 11d of the stator core 11 are measured over the entire circumference of the stator core 11, and the side surface, the upper surface, and the lower surface of the coil 11c are measured. The relationship between the rotation angle of the rotating shaft 23 and the gloss level of the coil 11c as shown in FIG. 6 can be confirmed. Generally, as the deterioration progresses, the gloss level of the insulating film 11c2 forming the coil 11c decreases. Accordingly, based on the measurement result as shown in FIG. 6, for example, the rotation angle θ1 whose measured gloss level is equal to or less than a predetermined value is detected, and the position of the coil 11c corresponding to the rotation angle θ1 is specified, whereby the short circuit is detected. The short-circuit portion of the coil 11c can be specified regardless of the degree of progress. Further, the deterioration state of the coil 11c, that is, the progress of the short circuit can be quantitatively diagnosed based on the amount of decrease in the gloss level.

また、上記のような診断を定期的に実行し、コイル11cの側面、上面、及び下面それぞれの光沢レベルの平均値を記録することによって、図7に示すようなコイル11cの側面、上面、及び下面それぞれの光沢レベルの経時変化を確認することもできる。図7に示す例は、経過日数がT1である時にコイル11cの光沢レベルが所定値以下になったために経過日数がT2である時に例えば絶縁ワニスで絶縁皮膜11c2の補修を行ったが、経過日数がT3であるときにコイル11cの短絡不良が発生したという光沢レベルの変化を示している。コイル11cの光沢レベルの経時変化を記録することによって、コイル11cの経年変化の傾向管理を行うことができる。   Further, by periodically performing the diagnosis as described above and recording the average value of the gloss levels of the side surface, the upper surface, and the lower surface of the coil 11c, the side surface, the upper surface, and the coil 11c as shown in FIG. It is also possible to confirm the change with time of the gloss level of each of the lower surfaces. In the example shown in FIG. 7, when the elapsed time is T2 because the gloss level of the coil 11c is equal to or lower than the predetermined value when the elapsed day is T1, the insulating film 11c2 is repaired with an insulating varnish, for example. This shows a change in the gloss level that a short circuit failure of the coil 11c occurs when T3 is T3. By recording the change over time of the gloss level of the coil 11c, it is possible to manage the tendency of the change over time of the coil 11c.

なお、上記説明では、固定子鉄心11の一方の端面11dから露出しているコイル11cの劣化状態を診断したが、固定子鉄心11の他方の端面11eから露出しているコイル11cの劣化状態も同様に診断することができる。具体的には、この場合、回転軸23を回転機構22a,22bから取り外し、図8に示すように、光沢センサ25a〜25cがそれぞれ固定子鉄心11の他方の端面11eから露出しているコイル11cの側面、上面、及び下面に対向するように回転軸23を回転機構22a,22bに設置する。そして、以後同様の処理を行うことによって、固定子鉄心11の他方の端面11eから露出しているコイル11cの劣化状態を診断することができる。   In the above description, the deterioration state of the coil 11c exposed from the one end surface 11d of the stator core 11 is diagnosed, but the deterioration state of the coil 11c exposed from the other end surface 11e of the stator core 11 is also determined. A similar diagnosis can be made. Specifically, in this case, the rotating shaft 23 is removed from the rotating mechanisms 22a and 22b, and the gloss sensors 25a to 25c are respectively exposed from the other end face 11e of the stator core 11 as shown in FIG. The rotating shaft 23 is installed in the rotating mechanisms 22a and 22b so as to face the side surface, the upper surface, and the lower surface. Then, by performing the same processing thereafter, the deterioration state of the coil 11c exposed from the other end surface 11e of the stator core 11 can be diagnosed.

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。   Although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described above, the present invention is not limited by the description and the drawings that form a part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.

1 低圧交流電動機
2 支持台
3 フレーム
10 電動機本体
11 固定子鉄心
11a ティース部
11b スロット部
11c コイル
11c1 導体
11c2 絶縁皮膜
12 回転子
12a 回転子鉄心
12b 回転シャフト
12c ロータバー
20 劣化診断装置
21a,21b 架台
22a,22b 回転機構
23 回転軸
24 センサ支持部材
24a,24b,24c 部材
25a,25b,25c 光沢センサ
26a,26b,26c 増幅器
27 コイル劣化診断装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Low voltage AC motor 2 Support stand 3 Frame 10 Electric motor main body 11 Stator iron core 11a Teeth part 11b Slot part 11c Coil 11c1 Conductor 11c2 Insulation film 12 Rotor 12a Rotor iron core 12b Rotating shaft 12c Rotor bar 20 Deterioration diagnostic device 21a, 21a frame , 22b Rotating mechanism 23 Rotating shaft 24 Sensor support member 24a, 24b, 24c Member 25a, 25b, 25c Gloss sensor 26a, 26b, 26c Amplifier 27 Coil deterioration diagnosis device

Claims (2)

低圧交流電動機の固定子鉄心に巻回されているコイルの互いに異なる位置の光沢レベルを検出する複数の光沢センサと、
前記光沢センサによって検出されたコイルの光沢レベルに基づいて該コイルの劣化状態を診断する診断手段と、
前記固定子鉄心の軸方向端面から露出しているコイルの光沢レベルを検出可能な位置に前記複数の光沢センサを配置し、固定子鉄心の中心軸を回転軸として固定子鉄心の周方向に該複数の光沢センサを回転させる回転機構と、を備え、
前記コイルは、導体を絶縁皮膜によって被覆したエナメル線によって形成されていることを特徴とする低圧交流電動機の劣化診断装置。
A plurality of gloss sensors for detecting gloss levels at different positions of the coils wound around the stator core of the low-voltage AC motor;
Diagnostic means for diagnosing the deterioration state of the coil based on the gloss level of the coil detected by the gloss sensor;
The plurality of gloss sensors are arranged at positions where the gloss level of the coil exposed from the axial end surface of the stator core can be detected, and the circumferential axis of the stator core is set with the central axis of the stator core as a rotation axis. A rotation mechanism for rotating a plurality of gloss sensors,
The deterioration diagnosis apparatus for a low-voltage AC electric motor , wherein the coil is formed of an enameled wire in which a conductor is covered with an insulating film .
複数の光沢センサを用いて低圧交流電動機の固定子鉄心に巻回されているコイルの互いに異なる位置の光沢レベルを検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおいて検出されたコイルの光沢レベルに基づいて該コイルの劣化状態を診断する診断ステップと、を含み、
前記検出ステップは、前記固定子鉄心の軸方向端面から露出しているコイルの光沢レベルを検出可能な位置に前記複数の光沢センサを配置し、固定子鉄心の中心軸を回転軸として固定子鉄心の周方向に該複数の光沢センサを回転させることによって、コイルの互いに異なる位置の光沢レベルを検出するステップを含み、
前記コイルは、導体を絶縁皮膜によって被覆したエナメル線によって形成されていることを特徴とする低圧交流電動機の劣化診断方法。
A detection step of detecting gloss levels at different positions of a coil wound around the stator core of the low-voltage AC motor using a plurality of gloss sensors ;
Diagnosing a deterioration state of the coil based on the gloss level of the coil detected in the detection step,
In the detecting step, the plurality of gloss sensors are arranged at positions where the gloss level of the coil exposed from the axial end surface of the stator core can be detected, and the stator core is set with the central axis of the stator core as a rotation axis. Detecting gloss levels at different positions of the coil by rotating the plurality of gloss sensors in the circumferential direction of the coil,
A deterioration diagnosis method for a low-voltage AC electric motor , wherein the coil is formed of an enameled wire in which a conductor is covered with an insulating film .
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