JP5913724B1 - 回転機械のシャフト信号をモニターする方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転機械(rotating machine)のシャフトに関連付けられたシャフト信号をモニター(監視)する方法およびそのためのシステムに関する。
本発明の第一の態様に従って、回転機械のシャフトに関連付けられたシャフト信号をモニターするための方法が提供され、当該方法は、
該シャフトに関連付けられた電圧信号を受信することを有し、
該シャフトに関連付けられた電流信号を受信することを有し、
受信した電圧信号および電流信号から、該機械に関する電圧データおよび電流データを決定することを有し、
決定された電圧データおよび電流データの少なくとも一部をユーザーに提示することを有し、
少なくとも決定された電圧データの傾向を定めて(trending)、少なくとも、該機械に関連付けられた電圧データの傾向を決定することを有し、かつ、
故障状態が生じているかどうかを該電圧データおよび該電流データから決定し、それに応じて、警告信号またはそれに応じた状態を生成することを有する。
上記シャフトに連結された少なくとも電圧ブラシから電圧信号を受信すること、および、
上記シャフトに連結された少なくとも電流ブラシから電流信号を受信すること
を有してもよい。
暫定的な散布プロットを生成すること、および、
生成された暫定的な散布プロットを組み合わせて、一つの時間領域のキャプチャー(capture)を表示する最終的な散布プロットを作成すること
を有してもよい。
故障状態が生じる毎に記録を取ること、
その故障状態がデータベース中に定義されていない場合は、ユーザーに対してそれを報告または注意喚起すること、
特定の故障状態が二度目に生じたときに、その特定の故障状態の直前の発生から、定義されたホールドオフ時間が経過していれば、その故障状態を報告すること
を有してもよい。
電圧受信モジュールを有し、該電圧受信モジュールは、該シャフトに連結された少なくとも電圧ブラシから電圧信号を受信するためのものであり、
電流受信モジュールを有し、該電流受信モジュールは、該シャフトに連結された少なくとも電流ブラシから電流信号を受信するためのものであり、
プロセッサを有し、該プロセッサは、受信した電圧信号および電流信号から、該機械に関する電圧データおよび電流データを決定するためのものであり、
データベースを有し、該データベースは、少なくとも決定された電圧データおよび電流データを保存することにより、少なくとも決定された電圧データの傾向を定めて、少なくとも、該機械に関連付けられた電圧データの傾向を決定するように構成されており、
ユーザーインターフェースを有し、該ユーザーインターフェースは、決定された電圧データおよび電流データの少なくとも一部をユーザーに提示するように構成されており、かつ、
警告モジュールを有し、該警告モジュールは、故障状態が生じているかどうかを該電圧情報および該電流情報から決定するように構成されており、該警告モジュールはさらに、故障の発生に応じて、警告信号またはそれに応じた状態を生成するように構成されている。
電圧信号に対して高速フーリエ変換(FFT)解析を適用し、
電圧信号のFFT表示および高調波の傾向を生成し、該FFT表示は、少なくとも、電圧信号の対応する高調波またはスペクトルを含み、かつ、
生成されたFFT表示を解析するように
構成されていてもよい。
以下の記載では、本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、説明のために多くの具体的な詳細を示している。しかしながら、本開示がこれらの具体的な詳細を伴わずとも実施され得ることは当業者には明らかであろう。
a)24時間保持される高解像度データ(典型的には2秒間隔)
b)無期限に保持される中程度の解像度のデータ(間隔を設定可能 − 典型的には15分)。例示的な実施形態では、当該システム10は、約一年分相当のデータのみを扱うことができ、それより古いいかなるものも、手動で保管する必要がある。
c)低解像度データ(典型的には24時間間隔)
・電流ブラシRMS
・電流ブラシDC
・電圧ブラシRMS
・電圧ブラシDC
・電圧ブラシ25Hz
・電圧ブラシ50Hz
・電圧ブラシ100Hz
・電圧ブラシ150Hz
・電圧ブラシ200Hz
・電圧ブラシ250Hz
・電圧ブラシ300Hz
・電圧ブラシ350Hz
・電圧ブラシ400Hz
・電圧ブラシ450Hz
・電圧ブラシ500Hz
・電圧ブラシ550Hz
・電圧ブラシ600Hz
・電圧ブラシ650Hz
・電圧ブラシ700Hz
・電圧ブラシ750Hz
・電圧ブラシ800Hz
・電圧ブラシ850Hz
・電圧ブラシ900Hz
・電圧ブラシ950Hz
・電圧ブラシ1000Hz
a)中程度の解像度のデータのために定められた記録間隔に達した時。
b)以下に概説するように、報告すべき故障が生じた時。
a)電圧ブラシの波形の時間領域の表示
b)電圧信号の高調波の周波数領域の表示
c)電流ブラシからの信号の散布プロット
d)より重要な高調波成分を表示する短期の傾向のウインドウ
e)d)の量の瞬間の値の表示
Claims (7)
- 回転機械のシャフトに関連付けられたシャフト信号をモニターするための方法であって、当該方法は、
該シャフトに関連付けられた複数の電圧信号を受信することを有し、
該シャフトに関連付けられた複数の電流信号を受信することを有し、
以下の処理を行うよう構成されたプロセッサを用意することを有し、該処理は:
二乗平均平方根(RMS)シャフト電圧および平均シャフト電圧を計算しかつこれらの傾向を計算すること;
シャフト電圧の高調波成分を計算しかつその傾向を計算すること;
もし高調波成分が高いならば、可能性のある故障を識別すること;
さらなる故障の識別のために、電圧の高調波を、先に保存された高調波と共にグループ化し、かつ、保存すること;
受信した電流信号を電力通電波形と同期させることを可能にする同期信号を受信すること;
受信した電流信号および電圧信号の相対的に低い周波数の成分について、RMS電流およびDC平均電流およびDC平均電圧を計算しかつそれらの傾向を計算すること;
前記相対的に低い周波数の電流の成分について、ピーク電流および平均電流を計算しかつそれらの傾向を計算すること;
前記相対的に低い周波数の電流の成分について、シャフト上に存在する信号の位相分解されたピーク値を表示する散布プロットを生成すること;
該散布プロットをデータベースに保存すること;
前記該散布プロットを、先に保存された散布プロットと比較して、可能性のある故障を識別すること;
もし故障の状態が存在するならば、故障の状態が存在することをユーザーに知らせること;
電磁干渉(EMI)データを獲得すること;
該EMIデータを、先に保存されたEMIデータと比較して、可能性のある故障を識別すること;
もし故障の状態が存在するならば、故障の状態が存在することをユーザーに知らせること;
であり、かつ、
当該方法は、
前記EMIデータまたは前記散布プロットを、ユーザーインターフェースを通じてユーザーに表示することを有する、
前記方法。 - 当該方法が、さらに、
上記シャフトに連結された少なくとも電圧ブラシから電圧信号を受信すること、および、
上記シャフトに連結された少なくとも電流ブラシから電流信号を受信すること
を有する、請求項1記載の方法。 - 当該方法が、さらに、
電圧信号の高速フーリエ変換(FFT)を取得することを有し、かつ、
受信した電圧信号に関連付けられたFFT表示を生成および解析することを有し、該FFT表示が、受信した電圧信号の高調波成分を示す情報を有する、
請求項1記載の方法。 - 当該方法が、さらに、
暫定的な散布プロットを生成すること、および、
生成された暫定的な散布プロットを組み合わせて、一つの時間領域のキャプチャーを表示する最終的な散布プロットを作成すること
を有する、請求項1記載の方法。 - 当該方法が、さらに、
故障状態が生じる毎に記録をすること、
その故障状態がデータベース中に定義されていない場合は、ユーザーに対してそれを報告または注意喚起すること、および、
その故障状態が二度目に生じたときに、その故障状態の直前の発生から、定義されたホールドオフ時間が経過していれば、その故障状態を報告すること
を有する、請求項1記載の方法。 - 回転機械のシャフトに関連付けられたシャフト信号をモニターするためのシステムであって、当該システムは、
電圧受信モジュールを有し、該電圧受信モジュールは、該シャフトに連結された少なくとも電圧ブラシから電圧信号を受信するためのものであり、
電流受信モジュールを有し、該電流受信モジュールは、該シャフトに連結された少なくとも電流ブラシから電流信号を受信するためのものであり、
同期モジュールを有し、該同期モジュールは、受信した電流信号を電力通電波形と同期させることを可能にするものであり、
以下の処理を行うよう構成されたプロセッサを有し、該処理は:
二乗平均平方根(RMS)シャフト電圧および平均シャフト電圧を計算しかつこれらの傾向を計算すること;
シャフト電圧の高調波成分を計算しかつその傾向を計算すること;
高調波成分が高い場合は、可能性のある故障を識別すること;
さらなる故障の識別のために、電圧の高調波を、先に保存された高調波と共にグループ化し、かつ、保存すること;
受信した電流信号を電力通電波形と同期させることを可能にする同期信号を受信すること;
受信した電流信号および電圧信号の相対的に低い周波数の成分について、RMS電流およびDC平均電流およびDC平均電圧を計算しかつそれらの傾向を計算すること;
前記相対的に低い周波数の電流の成分について、ピーク電流および平均電流を計算しかつそれらの傾向を計算すること;
前記相対的に低い周波数の電流の成分について、シャフト上に存在する信号の位相分解されたピーク値を表示する散布プロットを生成すること;
該散布プロットをデータベースに保存すること;
前記該散布プロットを、先に保存された散布プロットと比較して、可能性のある故障を識別すること;
故障の状態が存在する場合は、故障の状態が存在することをユーザーに知らせること;
電磁干渉(EMI)データを獲得すること;
該EMIデータを、先に保存されたEMIデータと比較して、可能性のある故障を識別すること;
であり、
当該システムは、
データベースを有し、該データベースは、少なくとも電圧データおよび電流データを保存するように構成されており、
ユーザーインターフェースを有し、該ユーザーインターフェースは、電圧データおよび電流データの少なくとも一部を、ユーザーに、前記該散布プロットおよび前記EMIデータを含んで提示するように構成されており、かつ、
警告モジュールを有し、該警告モジュールは、故障の状態が存在する場合は、ユーザーに知らせるように構成されている、
前記システム。 - 該プロセッサが、
電圧信号に対して高速フーリエ変換(FFT)解析を適用し、
電圧信号のFFT表示および高調波の傾向を生成し、該FFT表示は、少なくとも、電圧信号の対応する高調波またはスペクトルを含み、かつ、
生成されたFFT表示を解析するように
構成されている、請求項6記載のシステム。
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