JP6752368B2 - Rotating machine diagnostic equipment, diagnostic methods and rotating machine system - Google Patents

Rotating machine diagnostic equipment, diagnostic methods and rotating machine system Download PDF

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Description

本発明は、1台の電力変換装置で複数の回転機を駆動しているドライブシステムに使用される回転機の診断装置、及び1台の電力変換装置で複数の回転機を駆動しているドライブシステムの回転機の診断方法に関するものである。 The present invention is a diagnostic device for a rotating machine used in a drive system in which one power conversion device drives a plurality of rotating machines, and a drive for driving a plurality of rotating machines with one power conversion device. It relates to a method of diagnosing a rotating machine of a system.

モータや発電機といった回転機が突発故障により停止すると、大きな損害が発生する。特に工場設備等に用いられるモータの突発故障による停止は、生産設備の稼働率低下や生産計画の見直しを余儀なくされるなど、影響が大きい。そのため、運転状態における高精度な状態診断を実現し、モータの突発故障を防止するニーズが高まっている。 When a rotating machine such as a motor or a generator stops due to a sudden failure, great damage occurs. In particular, a stoppage due to a sudden failure of a motor used in factory equipment has a large impact, such as a decrease in the operating rate of production equipment and a need to review the production plan. Therefore, there is an increasing need to realize highly accurate state diagnosis in the operating state and prevent sudden failure of the motor.

そのようなニーズを受けて、特開平7−194186号公報(特許文献1)では、駆動条件が同一の2台のモータの各々の負荷電流を電流センサで検出し、検出電流間の差が基準値を超えるときに異常と判定する技術が開示されている。 In response to such needs, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-194186 (Patent Document 1) detects the load current of each of two motors having the same drive conditions with a current sensor, and the difference between the detected currents is a reference. A technique for determining an abnormality when the value is exceeded is disclosed.

また特開2017−32567号公報(特許文献2)では、複数のモータ間の相関関係を示す分布を演算し、その分布に基づいて異常判定すると共に、その異常がどのモータによるものかを判定するモータの監視装置が開示されている。 Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-32567 (Patent Document 2), a distribution showing a correlation between a plurality of motors is calculated, an abnormality is determined based on the distribution, and which motor is responsible for the abnormality is determined. Motor monitoring devices are disclosed.

特開平7−194186号Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-194186 特開2017−32567号JP-A-2017-32567

特許文献1および2の技術では、モータ毎に電流センサを設置する必要があるので、センサのコストや、センサの設置の手間がかかるという問題があった。 In the techniques of Patent Documents 1 and 2, since it is necessary to install a current sensor for each motor, there are problems that the cost of the sensor and the trouble of installing the sensor are required.

本発明は、上記のような従来技術が抱える問題を解決するためになされたものである。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above.

上記課題を解決する本発明の回転機の診断方法は、複数の回転機の負荷電流の総和を計測し、負荷電流の総和の増減から、所望の回転機の負荷電流に由来する情報を特定し、特定された負荷電流を、正常状態の負荷電流と比較し、回転機の正常または異常を判断することにある。 The method for diagnosing a rotating machine of the present invention that solves the above problems measures the total load current of a plurality of rotating machines, and identifies information derived from the load current of a desired rotating machine from an increase or decrease in the total load current. , The purpose is to compare the specified load current with the load current in the normal state and judge whether the rotating machine is normal or abnormal.

また、上記課題を解決する本発明の回転機の診断装置は、複数の回転機の負荷電流の総和を取得する電流データ取得部と、電流データに基づき各回転機の状態診断を行う診断部と、診断結果を出力する出力部とを備え、前記診断部で、負荷電流の総和が増減する期間のデータより、各回転機の負荷電流を特定し、回転機ごとの状態診断を行うことにある。 Further, the rotary machine diagnostic device of the present invention that solves the above problems includes a current data acquisition unit that acquires the sum of the load currents of a plurality of rotary machines, and a diagnostic unit that diagnoses the state of each rotary machine based on the current data. , An output unit that outputs the diagnosis result is provided, and the diagnosis unit identifies the load current of each rotating machine from the data of the period during which the total load current increases or decreases, and performs a state diagnosis for each rotating machine. ..

また、上記課題を解決する本発明の回転機システムは、複数の回転機と、前記複数の回転機に接続され、給電を行う電力変換装置と、前記複数の回転機の負荷電流の総和を計測する電流センサと、前記電流センサからの情報により各回転機のそれぞれの状態を診断する診断部と、前記診断部で診断した結果を表示する表示部とを備える。 Further, the rotary machine system of the present invention that solves the above problems measures the sum of the load currents of the plurality of rotary machines, the power converter connected to the plurality of rotary machines and supplying power, and the plurality of rotary machines. A current sensor is provided, a diagnostic unit that diagnoses each state of each rotating machine based on information from the current sensor, and a display unit that displays the result of the diagnosis by the diagnostic unit.

そして負荷が加わる前記回転機の台数が略一定速で増減する期間に計測された前記負荷電流の総和の増減から、各回転機の負荷電流の増加分を抽出する。そして抽出された前記各回転機の負荷電流の増加分の正常状態との差分により異常を検知する。 Then, the increase in the load current of each rotating machine is extracted from the increase / decrease in the total load current measured during the period when the number of the rotating machines to which the load is applied increases / decreases at a substantially constant speed. Then, the abnormality is detected by the difference from the normal state of the increase in the load current of each of the extracted rotary machines.

より具体的には、物体を搬送する回転機システムなど、物体の移動に伴い、物体の荷重が加わる回転機の台数が増減する場合に、前記物体の先端部が前記複数の回転機の上を通過する期間、もしくは前記物体の後端部が前記複数の回転機の上を通過する期間、もしくはその両方において、前記負荷電流の総和を計測する。 More specifically, when the number of rotating machines to which the load of the object is applied increases or decreases with the movement of the object, such as a rotating machine system for transporting the object, the tip of the object moves over the plurality of rotating machines. The sum of the load currents is measured during the period of passage, the period of time when the rear end of the object passes over the plurality of rotating machines, or both.

また本発明は、回転機の相電流のいずれか、または複数を使用できる。具体的には、前記回転機の負荷電流の総和を計測する電流センサを、少なくとも1つの相の給電線に設置する。もしくは、少なくとも2つの相の給電線にそれぞれ設置する。もしくは、全ての相の給電線にそれぞれ設置する。 Further, in the present invention, any one or more of the phase currents of the rotating machine can be used. Specifically, a current sensor that measures the total load current of the rotating machine is installed on the feeder line of at least one phase. Alternatively, install each on at least two phases of feeders. Alternatively, it is installed on the feeder lines of all phases.

また本発明の診断装置は、前記各回転機の負荷電流の増加分の振幅絶対値を用いて異常を検知する。もしくは、前記各回転機の負荷電流の増加分を周波数毎に抽出し、特定の周波数成分のピーク値を用いて異常を検知する。もしくは、基本周波数周辺のスペクトルのレベルを用いて異常を検知する。 Further, the diagnostic apparatus of the present invention detects an abnormality by using the absolute amplitude value of the increase in the load current of each rotating machine. Alternatively, the increase in the load current of each rotating machine is extracted for each frequency, and an abnormality is detected using the peak value of a specific frequency component. Alternatively, anomalies are detected using the level of the spectrum around the fundamental frequency.

また本発明の診断装置は、前記各回転機の負荷電流の増加分を2つの相に対して抽出し、それらを軸とする平面上に描かれたリサジュー図形を用いて異常を検知する。もしくは、前記各回転機の負荷電流の増加分を全ての相に対して抽出し、それらを軸とする多次元空間に描かれた軌跡を用いて異常を検知する。 Further, the diagnostic apparatus of the present invention extracts the increase in the load current of each of the rotating machines for two phases, and detects an abnormality by using a Lissajous figure drawn on a plane around them. Alternatively, the increase in the load current of each rotating machine is extracted for all phases, and an abnormality is detected using a locus drawn in a multidimensional space centered on them.

また本発明の診断装置は、前記各回転機の負荷電流の増加分に加えて、前記物体の重量の情報を用いて診断する。もしくは、前記各回転機が設置されている環境の温度情報を用いて診断する。 Further, the diagnostic apparatus of the present invention makes a diagnosis by using information on the weight of the object in addition to the increase in the load current of each rotating machine. Alternatively, the diagnosis is made using the temperature information of the environment in which each of the rotating machines is installed.

本発明の診断方法は、物体を搬送する複数の回転機と、前記回転機に一括で給電する電力変換装置とを備えたドライブシステムに対し、前記物体の荷重が加わる前記回転機の台数が略一定速で増減する期間の前記負荷電流の総和を計測するステップと、前記負荷電流の総和の増減から前記物体の搬送時の各回転機の負荷電流の増加分を抽出するステップと、抽出された前記各回転機の負荷電流の増加分の正常状態との差分により異常を検知するステップとを備える。 In the diagnostic method of the present invention, the number of the rotating machines to which the load of the object is applied to the drive system including a plurality of rotating machines that convey the object and a power conversion device that collectively supplies power to the rotating machines is approximately the same. A step of measuring the total load current during a period of increasing or decreasing at a constant speed, and a step of extracting an increase in the load current of each rotating machine during transportation of the object from the increase or decrease of the total load current were extracted. The step includes a step of detecting an abnormality by the difference from the normal state of the increase in the load current of each rotating machine.

より具体的には、前記物体の先端部が前記複数の回転機の上を通過する期間、もしくは前記物体の後端部が前記複数の回転機の上を通過する期間、もしくはその両方において、前記負荷電流の総和を計測し、搬送時の各回転機の負荷電流の増加分を抽出する。 More specifically, during the period in which the front end portion of the object passes over the plurality of rotating machines, the rear end portion of the object passes over the plurality of rotating machines, or both. The total load current is measured, and the increase in load current of each rotating machine during transportation is extracted.

また本発明の診断方法は、前記各回転機の負荷電流の増加分の振幅絶対値を用いて異常を検知する。もしくは、前記各回転機の負荷電流の増加分を周波数毎に抽出し、特定の周波数成分のピーク値を用いて異常を検知する。もしくは、基本周波数周辺のスペクトルのレベルを用いて異常を検知する。 Further, the diagnostic method of the present invention detects an abnormality by using the absolute amplitude value of the increase in the load current of each rotating machine. Alternatively, the increase in the load current of each rotating machine is extracted for each frequency, and an abnormality is detected using the peak value of a specific frequency component. Alternatively, anomalies are detected using the level of the spectrum around the fundamental frequency.

また本発明の診断方法は、前記各回転機の負荷電流の増加分を2つの相に対して抽出し、それらを軸とする平面上に描かれたリサジュー図形を用いて異常を検知する。もしくは、前記各回転機の負荷電流の増加分を全ての相に対して抽出し、それらを軸とする多次元空間に描かれた軌跡を用いて異常を検知する。 Further, in the diagnostic method of the present invention, the increase in the load current of each rotating machine is extracted for two phases, and an abnormality is detected by using a Lissajous figure drawn on a plane centered on them. Alternatively, the increase in the load current of each rotating machine is extracted for all phases, and an abnormality is detected using a locus drawn in a multidimensional space centered on them.

また本発明の診断方法は、前記各回転機の負荷電流の増加分に加えて、前記物体の重量の情報を用いて診断する。もしくは、前記各回転機が設置されている環境の温度情報を用いて診断する。 Further, the diagnostic method of the present invention makes a diagnosis using information on the weight of the object in addition to the increase in the load current of each rotating machine. Alternatively, the diagnosis is made using the temperature information of the environment in which each of the rotating machines is installed.

上記構成によれば、1台の電力変換装置で複数の回転機を駆動しているドライブシステムにおいて、複数の回転機の電流の総和から、個々の回転機の異常を分離して検知できる。したがって、低コストで設置の手間がかからない回転機の診断を実現できる。 According to the above configuration, in a drive system in which a plurality of rotating machines are driven by one power converter, an abnormality of each rotating machine can be separated and detected from the total current of the plurality of rotating machines. Therefore, it is possible to realize the diagnosis of the rotating machine at low cost and without the trouble of installation.

回転機の診断装置の実施例1、2の基本構成図。The basic block diagram of Examples 1 and 2 of the diagnostic apparatus of a rotating machine. 回転機の診断装置において、物体先端部が通過する期間における負荷電流の総和の増加の模式図。Schematic diagram of an increase in the total load current during the period in which the tip of an object passes in a diagnostic device for a rotating machine. 回転機の診断装置において、物体先端部が通過する期間の一部における負荷電流の総和の波形の模式図。The schematic diagram of the waveform of the sum total load current in a part of the period through which the tip of an object passes in the diagnostic apparatus of a rotating machine. 回転機の診断装置におけるフローチャートその1。Flowchart in the diagnostic equipment of the rotating machine Part 1. 回転機の診断装置において、物体後端部が通過する期間における負荷電流の総和の増加の模式図。Schematic diagram of the increase in the total load current during the period when the rear end of the object passes in the diagnostic device of the rotating machine. 回転機の診断装置において、物体後端部が通過する期間の一部における負荷電流の総和の波形の模式図。The schematic diagram of the waveform of the sum total load current in a part of the period through which the rear end of an object passes in the diagnostic apparatus of a rotating machine. 回転機の診断装置におけるフローチャートその2。Flowchart in the diagnostic equipment of the rotating machine Part 2. 回転機の診断装置の実施例3の基本構成図と、2つの相を軸とする平面に表示した電流データ。The basic configuration diagram of the third embodiment of the diagnostic device for the rotating machine and the current data displayed on a plane centered on the two phases. 回転機の診断装置の実施例4の基本構成図。FIG. 3 is a basic configuration diagram of a fourth embodiment of a rotary machine diagnostic device.

本発明の対象は、複数の回転機と、複数の回転機に一括で給電する電力変換装置とを備える回転機システム(ドライブシステム)の診断方法、診断装置、及び診断装置を組み込んだ回転機システムである。 The object of the present invention is a diagnostic method of a rotary machine system (drive system) including a plurality of rotary machines and a power conversion device that collectively supplies power to the plurality of rotary machines, a diagnostic device, and a rotary machine system incorporating the diagnostic device. Is.

診断装置は、電流センサ情報を取得するデータ取得部と、データを分析し、各回転機の状態診断を行う診断部と、各回転機または回転機システム全体の診断結果を出力する出力部とを備える。 The diagnostic device includes a data acquisition unit that acquires current sensor information, a diagnostic unit that analyzes data and diagnoses the state of each rotating machine, and an output unit that outputs the diagnostic result of each rotating machine or the entire rotating machine system. Be prepared.

本願発明者らは、一台のインバータで複数のモータを駆動している場合等に、複数のモータの電流の総和より個々のモータの異常を分離して検知することを検討した。複数の回転機を備える回転機システムは、物体を搬送する場合等、回転機毎にかかる負荷が変動したり、回転機にかかる負荷が一様でない場合がある。従って、負荷電流の総和を計測し、そのうち所望の回転機の負荷変動を抽出することにより、回転機毎の負荷電流を特定できる。従って、複数の回転機の負荷電流の総和を計測する電流センサ情報に基づき各回転機の診断を行うことができる。その結果、回転機毎の電流センサの設置が不要となる。 The inventors of the present application have studied to detect an abnormality of each motor separately from the sum of the currents of the plurality of motors when a plurality of motors are driven by one inverter. In a rotating machine system including a plurality of rotating machines, the load applied to each rotating machine may vary or the load applied to the rotating machines may not be uniform, such as when transporting an object. Therefore, the load current for each rotating machine can be specified by measuring the total load current and extracting the load fluctuation of the desired rotating machine. Therefore, each rotating machine can be diagnosed based on the current sensor information that measures the total load current of the plurality of rotating machines. As a result, it is not necessary to install a current sensor for each rotating machine.

先端部が複数の回転機を通過するときには、負荷のかかる回転機の台数が増加し、後端部が複数の回転機を通過するときには、負荷のかかる回転機の台数が減少する。負荷のかかる回転機の台数が増減する期間の、負荷電流の総和のプロットは、搬送速度や測定頻度により直線・曲線となる場合も、階段状となる場合も想定される。 When the tip portion passes through a plurality of rotating machines, the number of loaded rotating machines increases, and when the rear end portion passes through a plurality of rotating machines, the number of loaded rotating machines decreases. The plot of the total load current during the period when the number of rotating machines to which the load is applied increases or decreases may be a straight line / curve or a stepped shape depending on the transport speed and the measurement frequency.

複数の回転機は、それらを制御するための一の電力変換装置に接続されており、複数の回転機の負荷電流の総和を測定可能な位置にセンサが設置される。 The plurality of rotating machines are connected to one power conversion device for controlling them, and the sensor is installed at a position where the total load current of the plurality of rotating machines can be measured.

負荷電流の総和を計測する電流センサは、回転機システムの複数の回転機の電流が流れる箇所に設置する。電力変換装置に組み込み、電力変換装置の中に設置されても、電力変換装置と回転機との間に設置されてもよい。例えば3相モータの場合、電流センサは、例えば回転機に給電する3相電流のうち1相の給電線に設置しても、2相、3相の給電線にそれぞれ設置してもよい。 The current sensor that measures the total load current is installed at a location where the currents of a plurality of rotating machines of the rotating machine system flow. It may be incorporated in the power conversion device and installed in the power conversion device, or may be installed between the power conversion device and the rotating machine. For example, in the case of a three-phase motor, the current sensor may be installed on one of the three-phase currents fed to the rotating machine, or on the two-phase and three-phase feeders, respectively.

また、診断用のセンサを、回転機制御用の電流センサと併用してもよい。その場合、変動が大きいデータを診断用、変動がなく、一定状態のデータを制御用等、データ毎に分けて使用することも可能であるし、一旦メモリに記憶させて同じデータを使用することもできる。例えば、インバータに既設の電流センサでは、すべてのモータの負荷電流の合計が計測できる。性能によっては、インバータに設置した電流センサのみを用いた診断装置も実現可能となる。 Further, the diagnostic sensor may be used in combination with the current sensor for rotating machine control. In that case, it is possible to use the data with large fluctuations for diagnosis, the data with no fluctuations for control, etc. separately for each data, and temporarily store it in the memory and use the same data. You can also. For example, the current sensor already installed in the inverter can measure the total load current of all motors. Depending on the performance, a diagnostic device using only the current sensor installed in the inverter can be realized.

診断部は、負荷のかかる回転機の数が増減する期間の負荷電流情報を特定し、各回転機の負荷電流の増減分を特定し、抽出された各回転機の負荷電流の変動について、正常状態との比較を行い、正常または異常を判断する。負荷電流の異常値より、回転機の絶縁劣化や、軸受劣化等が判断可能である。 The diagnostic unit identifies the load current information during the period when the number of rotating machines to which the load is applied increases or decreases, specifies the amount of increase or decrease in the load current of each rotating machine, and the extracted fluctuation of the load current of each rotating machine is normal. Compare with the state and judge whether it is normal or abnormal. From the abnormal value of the load current, it is possible to judge the deterioration of the insulation of the rotating machine, the deterioration of the bearing, and the like.

たとえば、回転機と接続され、回転するローラーやコンベアを複数並べ、上を通過させることにより物体を搬送する機械では、物体の移動に伴い、それぞれの回転機にかかる負荷が変化する。各回転機の負荷電流は、物体の先端部が到達したときに増加し、物体の先端部が通過したときに次の回転機の負荷の増加が始まる。また、物体の後端部が各回転機に到達したときに減少が始まり、物体の後端部が通過した後は負荷がなくなる。 For example, in a machine that is connected to a rotating machine and conveys an object by arranging a plurality of rotating rollers and conveyors and passing them over the machine, the load applied to each rotating machine changes as the object moves. The load current of each rotating machine increases when the tip of the object reaches, and the load of the next rotating machine starts to increase when the tip of the object passes through. Further, the decrease starts when the rear end portion of the object reaches each rotating machine, and the load disappears after the rear end portion of the object passes.

したがって、負荷電流の総和の変化量(増減)より、各回転機と関連付けた変化量を抽出し、各回転機の状態の診断に使用できる。抽出した負荷電流値を、先端部が通過するときの増加分と後端部が通過するときの減少分の両方、または一方で、事前に特定した正常状態との比較により正常・異常を判断する。 Therefore, the amount of change associated with each rotating machine can be extracted from the amount of change (increase / decrease) in the total load current and used for diagnosing the state of each rotating machine. The extracted load current value is judged to be normal or abnormal by comparing both the increase when the tip passes and the decrease when the rear end passes, or on the other hand, the normal state specified in advance. ..

比較には、負荷電流の増加分の振り幅の絶対値や、増減分を周波数ごとに分類した際の特定の周波数成分のピーク値を用いることができる。特に、基本周波数周辺のスペクトルのレベルを用いて検知することが好ましい。軸受のグリースの劣化や不足により潤滑が不十分になると、摩擦力が不規則に変動することにより、負荷電流の基本周波数に揺らぎが生じ、そのピークの両側の裾のスペクトルが相対的に盛り上がる現象が見られる。その盛り上がりを計測すれば、軸受の異常を検知できる。 For comparison, the absolute value of the swing width of the increase in the load current and the peak value of a specific frequency component when the increase / decrease is classified by frequency can be used. In particular, it is preferable to detect using the level of the spectrum around the fundamental frequency. When lubrication becomes insufficient due to deterioration or shortage of grease in bearings, the frictional force fluctuates irregularly, causing fluctuations in the fundamental frequency of the load current, and the spectrum at the hem on both sides of the peak rises relatively. Can be seen. By measuring the swelling, it is possible to detect an abnormality in the bearing.

各回転機の負荷電流のデータは、複数の相において取得することができるため、2相または3相の電流データを使って状態の診断、異常の検知ができる。複数の相に対して抽出された電流データを、それらを軸とする二次元または三次元上に表示し、描かれた軌跡を用いると判断の精度が向上する。 Since the load current data of each rotating machine can be acquired in a plurality of phases, it is possible to diagnose the state and detect an abnormality using the current data of two or three phases. The accuracy of judgment can be improved by displaying the current data extracted for a plurality of phases on two or three dimensions centered on them and using the drawn loci.

出力部は、診断部で判断された結果、例えば正常または異常の少なくともいずれかを出力する。結果を画像表示してもよいし、アラーム等により異常を通知してもよい。 The output unit outputs, for example, at least one of normal or abnormal as a result of determination by the diagnostic unit. The result may be displayed as an image, or an abnormality may be notified by an alarm or the like.

上記のようなシステムによれば、複数の回転機にそれぞれセンサを設置せずとも、各回転機の状態を診断可能である。 According to the system as described above, the state of each rotating machine can be diagnosed without installing sensors in each of a plurality of rotating machines.

例えば、高温・多湿の過酷な環境下で使用される場合には、モータの一般的な寿命よりも短い期間で故障する傾向があり、定期的な保守では突発故障を完全に防ぐのは難しい。また、多数(例えば数百台)のモータを使用するシステムでは、全装置をそれぞれ監視するのは手間がかかり、一部抽出では突発故障を検知できない可能性がある。本発明では、複数の回転機を一のセンサデータより診断するため、このような場合に有効と思われる。 For example, when used in a harsh environment of high temperature and humidity, the motor tends to fail in a shorter period than the general life of the motor, and it is difficult to completely prevent a sudden failure by regular maintenance. Further, in a system using a large number of motors (for example, several hundreds), it is troublesome to monitor all the devices individually, and there is a possibility that a sudden failure cannot be detected by partial extraction. In the present invention, since a plurality of rotating machines are diagnosed from one sensor data, it seems to be effective in such a case.

既に運転中の回転機システムに取り付けることも可能である。また、電力変換装置内に設置されている制御用センサを使用し、得られるデータの一部を活用してもよい。 It can also be attached to a rotating machine system that is already in operation. Further, a control sensor installed in the power conversion device may be used, and a part of the obtained data may be utilized.

複数の電力変換装置を使用するような大型のシステムの場合には、制御信号との対比を容易とするため、電力変換装置ごとにセンサを設置してもよい。 In the case of a large-scale system that uses a plurality of power conversion devices, a sensor may be installed for each power conversion device in order to facilitate comparison with the control signal.

また、センサが回転機よりも壊れやすいことを考慮し、同じ負荷電流の総和を測定可能な位置に、予備のセンサを設置してもよい。 Further, considering that the sensor is more fragile than the rotating machine, a spare sensor may be installed at a position where the total sum of the same load current can be measured.

負荷電流の総和を測定可能な位置に取り付けられたセンサは、回転機の負荷電流の増減を抽出する。負荷電流の増減と、各回転機に与えられた負荷との対比により、負荷電流の増減を各回転機に関連付け、各回転機毎に抽出された負荷電流増減分を元に正常・異常を診断する。例えば、事前に各回転機の正常状態時の負荷電流増加分を記憶し、正常状態との差分により、異常を検知することとすることができる。 A sensor mounted at a position where the total load current can be measured extracts the increase or decrease in the load current of the rotating machine. By comparing the increase / decrease of the load current with the load given to each rotating machine, the increase / decrease of the load current is associated with each rotating machine, and normal / abnormal is diagnosed based on the load current increase / decrease extracted for each rotating machine. To do. For example, it is possible to store the increase in load current in the normal state of each rotating machine in advance and detect an abnormality based on the difference from the normal state.

ある回転機に負荷がかかった瞬間より、他の回転機に負荷がかかるまでの期間の負荷電流を計測し、その前の負荷電流値を引き算することで、各回転機に係る増加分を抽出できる。 By measuring the load current during the period from the moment when a load is applied to one rotating machine to the time when another rotating machine is loaded, and subtracting the load current value before that, the increase related to each rotating machine is extracted. it can.

回転機システムでは同様の動作をするため、増加分の正常パターンを機械学習し、その正常パターンとのずれで異常を検知することとしてもよい。負荷電流値は負荷の大きさ、環境要因等で変化するため、正常パターンにこれらの条件を追加考慮した結果に基づき比較することも可能である。 Since the rotating machine system operates in the same manner, it may be possible to machine-learn the increased normal pattern and detect an abnormality based on the deviation from the normal pattern. Since the load current value changes depending on the size of the load, environmental factors, etc., it is possible to make a comparison based on the result of additionally considering these conditions in the normal pattern.

複数のモータを一台のインバータで駆動する物体搬送装置では、あるモータに物体の先端部が乗った瞬間より次のモータに物体の先端部が乗るまでの期間の負荷電流値を計測し、1つ前の期間の負荷電流値の値を引き算することで、各モータによる負荷電流の増加分を抽出できる。 In an object transfer device that drives multiple motors with a single inverter, the load current value is measured from the moment the tip of the object rides on one motor until the tip of the object rides on the next motor. By subtracting the value of the load current value in the previous period, the increase in load current due to each motor can be extracted.

また、負荷電流の総和の時間変化をモニタし、その正常パターンとのずれで異常を検知でき、また異常検知した箇所より異常が発生したモータを特定できる。正常パターンは、負荷電流の増減を繰り返し測定した結果に基づく機械学習データとしてもよい。測定した負荷電流の総和の変動を各回転機毎に分けて状態を診断し異常の検知を行うことも、測定した負荷電流の総和の測定結果より異常を検知した場合に、変動を各回転機に振り分けて、異常となった回転機を特定することも可能である。いずれの場合であっても負荷電流の総和の変動を、時間帯を区切って評価することで、異常のある回転機を特定可能である。 Further, the time change of the total load current can be monitored, the abnormality can be detected by the deviation from the normal pattern, and the motor in which the abnormality has occurred can be identified from the location where the abnormality is detected. The normal pattern may be machine learning data based on the result of repeatedly measuring the increase and decrease of the load current. The fluctuation of the total measured load current can be divided for each rotating machine to diagnose the state and detect an abnormality. When an abnormality is detected from the measurement result of the total measured load current, the fluctuation is measured for each rotating machine. It is also possible to identify the rotating machine that has become abnormal by sorting to. In any case, it is possible to identify the rotating machine having an abnormality by evaluating the fluctuation of the total load current by dividing the time zone.

このように、本発明の回転機の診断装置および診断方法によれば、1台の電力変換装置で複数の回転機を駆動しているドライブシステムにおいて、複数の回転機の電流の総和から、個々の回転機の異常を分離して検知できる。従って、センサの設置のコストや手間を抑制することが可能である。また、既設の合計負荷電流値を測定するセンサにより、回転機システムの診断を行うことも可能となる。 As described above, according to the diagnostic device and the diagnostic method for the rotating machine of the present invention, in the drive system in which one power conversion device drives the plurality of rotating machines, the total currents of the plurality of rotating machines are individually obtained. The abnormality of the rotating machine can be detected separately. Therefore, it is possible to reduce the cost and labor of installing the sensor. In addition, the existing sensor that measures the total load current value can be used to diagnose the rotating machine system.

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、実施例1の回転機システムの診断装置を説明する図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a diagnostic device of the rotary machine system of the first embodiment.

物体10を搬送する回転機システムは、物体を搬送駆動するためのN台の回転機1〜5と、全部の回転機に一括で給電する電力変換装置21を備える。Nは2以上の整数であり、40〜50となる場合もある。図1では5以上で例示している。電力変換装置が供給する電力は、集合始動器盤20を経由して回転機に分配される。 The rotary machine system for transporting the object 10 includes N rotary machines 1 to 5 for transporting and driving the object, and a power conversion device 21 for supplying power to all the rotary machines at once. N is an integer greater than or equal to 2 and can be between 40 and 50. In Fig. 1, 5 or more are illustrated. The electric power supplied by the power converter is distributed to the rotating machine via the collective starter panel 20.

ここでは回転機として、給電線を3本利用する三相モータを使用する場合を示す。電力変換装置より、回転機の相ごとに、複数の回転機の負荷電流の総和が流される。 Here, a case where a three-phase motor using three feeder lines is used as the rotating machine is shown. The sum of the load currents of the plurality of rotating machines is flowed from the power converter for each phase of the rotating machine.

回転機システムは一台ではなく、複数台並べて配置し、回転機システムから回転機システムへ物体を移動させてもよい。 Instead of one rotating machine system, a plurality of rotating machine systems may be arranged side by side, and an object may be moved from the rotating machine system to the rotating machine system.

さらに、回転機システムを構成する各回転機の状態を診断するため、ある1相(例えばU相)の相電流を計測する電流センサ11と、電流センサからの情報を取得する電流データ取得部24と、回転機システムを診断する診断部22と、診断部で診断した結果を表示する表示部23とを備える。 Further, in order to diagnose the state of each rotating machine constituting the rotating machine system, a current sensor 11 that measures the phase current of a certain one phase (for example, U phase) and a current data acquisition unit 24 that acquires information from the current sensor 24. A diagnostic unit 22 that diagnoses the rotating machine system, and a display unit 23 that displays the result of the diagnosis by the diagnostic unit are provided.

搬送される物体が各回転機の上に乗っている期間、当該回転機の負荷電流は、負荷がかかっていない状態に比して大きい。従って、その期間の負荷電流の総和を計測し、一部の変動値を各回転機の負荷電流として特定すれば、各回転機のそれぞれの負荷電流値を計測することなしに負荷電流値の増加分を抽出できる。 While the object to be transported is on each rotating machine, the load current of the rotating machine is larger than that in the unloaded state. Therefore, if the total load current during that period is measured and some fluctuation values are specified as the load current of each rotating machine, the load current value increases without measuring the respective load current value of each rotating machine. Minutes can be extracted.

そのため、物体の荷重が加わる回転機の台数が略一定速で増減する期間を選択し、かつその範囲で期間を限定すれば、前記負荷電流の総和の増減から前記物体の搬送時の各回転機の負荷電流の増加分を抽出できる。 Therefore, if a period in which the number of rotating machines to which the load of the object is applied increases or decreases at a substantially constant speed is selected and the period is limited within that range, each rotating machine at the time of transporting the object is calculated from the increase or decrease in the total load current. The increase in load current can be extracted.

前記物体の荷重が加わる前記回転機の台数が略一定速で増減する期間としては、前記物体の先端部が前記複数の回転機の上を通過する期間、及び前記物体の後端部が前記複数の回転機の上を通過する期間が考えられる。物体の荷重がかかる回転機の台数は、物体が搬送されてきて先端より荷重がかかり始めてから全荷重がかかるまでと、物体の後端が通過して荷重がなくなるまで、搬送速度と連動して増減する。また、負荷電流値の総和も、負荷のかかった回転機に応じ増減する。本発明では、そのいずれか一方の期間のデータを用いて診断してもよいし、両方の期間のデータを用いて診断してもよい。両方の期間のデータを用いる場合、全ての回転機に対して両方の期間のデータを用いてもよいし、回転機毎にどちらの期間のデータを用いるか、あるいは両方の期間のデータを用いるかを選択してもよい。なお、実施例1では先端部が前記複数の回転機の上を通過する期間、実施例2では後端部が前記複数の回転機の上を通過する期間を説明している。 The period during which the number of the rotating machines to which the load of the object is applied increases or decreases at a substantially constant speed includes a period during which the front end portion of the object passes over the plurality of rotating machines and the plurality of rear ends of the object. The period of passing over the rotating machine is conceivable. The number of rotating machines to which the load of the object is applied is linked to the transport speed from the time when the object is transported and the load starts to be applied from the tip until the full load is applied and until the rear end of the object passes and the load disappears. Increase or decrease. In addition, the total load current value also increases or decreases depending on the rotating machine to which the load is applied. In the present invention, the diagnosis may be made using the data of either one period or the data of both periods. When using the data of both periods, the data of both periods may be used for all the rotating machines, which period data is used for each rotating machine, or whether the data of both periods is used. May be selected. In the first embodiment, the period in which the front end portion passes over the plurality of rotating machines is described, and in the second embodiment, the period in which the rear end portion passes over the plurality of rotating machines is described.

図2に、物体の先端部が図1の複数の回転機(#1〜#N)の上を通過する期間(空転期間Δののち、物体の搬送が開始(t)されてから、全回転機に負荷がかかる(t)まで)における負荷電流の総和の振幅絶対値が増加する模式図を示す。また、図3に、同期間の一部における負荷電流の総和の波形の模式図を示す。In FIG. 2, the period during which the tip of the object passes over the plurality of rotating machines (# 1 to # N) in FIG. 1 (after the idling period Δ, the transportation of the object is started (t 1 ), and then all A schematic diagram is shown in which the absolute amplitude value of the total load current increases when a load is applied to the rotating machine (until (t n )). In addition, FIG. 3 shows a schematic diagram of the waveform of the total load current during the same period.

物体がいずれの回転機の上にも乗っていない期間を空転期間、全ての回転機の上に乗っている期間を全負荷期間と呼称すると、空転期間から全負荷期間にかけて、前記物体の荷重が加わる前記回転機の台数が増加する毎に、負荷電流の総和が階段状に増加する。 When the period during which the object is not on any of the rotating machines is called the idling period, and the period during which the object is on all the rotating machines is called the full load period, the load of the object is applied from the idling period to the full load period. As the number of the rotating machines added increases, the total load current increases stepwise.

物体が回転機#1にのり、先端部が回転機#2にのっていない時(t〜t)には、回転機#1の負荷電流のみが増加する。従って、負荷電流の総和の増加分は、回転機#1に由来するものと特定できる。同様に、物体が回転機#1と#2にのり、回転機#3にのっていない状態(t〜t)において、回転機#1の負荷電流増加分を除くことで、回転機#2に由来する負荷電流の総和の増加分が特定できる。When the object is on the rotating machine # 1 and the tip is not on the rotating machine # 2 (t 1 to t 2 ), only the load current of the rotating machine # 1 increases. Therefore, the increase in the total load current can be identified as being derived from the rotating machine # 1. Similarly, in the state where the object is on the rotating machines # 1 and # 2 and not on the rotating machine # 3 (t 2 to t 3 ), the load current increase of the rotating machine # 1 is removed to remove the rotating machine. The increase in the total load current derived from # 2 can be specified.

なお図2では、負荷電流の総和の増減の指標として振幅絶対値を用いているが、診断には、負荷電流の総和の波形そのものや、特定の周波数成分のピーク値、あるいは基本周波数周辺のスペクトルのレベルなど、他のデータを用いてもよい。 In Fig. 2, the absolute amplitude value is used as an index of increase / decrease in the total load current, but the waveform of the total load current itself, the peak value of a specific frequency component, or the spectrum around the fundamental frequency is used for diagnosis. Other data, such as the level of, may be used.

図4は、負荷電流の総和の増加を用いた回転機の診断方法を説明するフローチャート(その1)である。 FIG. 4 is a flowchart (No. 1) for explaining a method of diagnosing a rotating machine using an increase in the total load current.

最初に、空転期間から全負荷期間にかけて、回転機N台分の負荷電流の総和を電流センサ11で計測する(ステップS100)。 First, from the idling period to the full load period, the total load current for N rotating machines is measured by the current sensor 11 (step S100).

次に、計測したデータから、負荷電流の総和が一定から増加に転じる時刻t、及び負荷電流の総和が増加から一定に転じる時刻tNを検出する(ステップS101)。Next, from the measured data, the time t 1 when the total load current changes from constant to increase and the time t N when the total load current changes from increase to constant are detected (step S101).

増加の判定は、振幅絶対値に対して実行してもよいし、特定の周波数成分のピーク値、あるいは基本周波数周辺のスペクトルのレベルに対して実行してもよい。 The determination of the increase may be performed on the absolute value of the amplitude, the peak value of a specific frequency component, or the level of the spectrum around the fundamental frequency.

負荷電流の総和が増加する期間(空転期間が終了したtから全負荷期間が開始するtNまで)が特定できたら、その期間内で負荷電流の総和が階段状に増加する時刻(t〜tn-1)をそれぞれ検出し、各回転機の負荷電流が増加した時刻tk(k=1,2,…,N)とする(ステップS102)。Once the period during which the total load current increases (from t 1 at the end of the idling period to t N at the start of the full load period) can be identified, the time (t 2 ) at which the total load current increases stepwise within that period. ~ T n-1 ) is detected, and the time t k (k = 1,2, ..., N) when the load current of each rotating machine increases is set (step S102).

なお、負荷電流の総和の振幅絶対値のプロットは、搬送速度や負荷電流値の測定頻度により、直線・曲線となる場合も、階段状となる場合も想定される。本実施例では、物体の移動速度に対し電流値の測定頻度が十分であり、負荷電流の総和の振り幅絶対値として、階段状のデータを取得した場合を想定している。一方、負荷電流の計測精度が十分でないなどの理由で、階段状の増加パターンが見られない場合は、前記物体の荷重が加わる前記回転機の台数が一定速で増加すると仮定して、t=t+(k-1)×(tN-t)/(N-1) と推定する。It should be noted that the plot of the absolute amplitude value of the sum of the load currents may be a straight line / curve or a stepped shape depending on the transfer speed and the measurement frequency of the load current values. In this embodiment, it is assumed that the measurement frequency of the current value is sufficient with respect to the moving speed of the object, and stepwise data is acquired as the absolute swing width of the total load current. On the other hand, for reasons such as measurement accuracy of the load current is not sufficient, if not observed stepwise increase pattern, assuming that the number of the rotating machine load of the object is applied is increased at a constant speed, t k It is estimated that = t 1 + (k-1) × (t N -t 1 ) / (N-1).

続いて空転期間及び全負荷期間における負荷電流の総和の時系列データの抽出(ステップS103)、及び期間[t, tk+1] (k=1,2,…,N-1)における負荷電流の総和の時系列データの抽出(ステップS104)を行い、直前の期間のデータとの差分を求めることで、前記物体の搬送時の各回転機の負荷電流の増加分を抽出する(ステップS105)。差分は、振幅絶対値に対して求めてもよいし、特定の周波数成分のピーク値、あるいは基本周波数周辺のスペクトルのレベルに対して求めてもよい。Then the extraction of time-series data of the sum of the load current in the idle period and the full-load period (step S103), and the period [t k, t k + 1 ] (k = 1,2, ..., N-1) of the load current in By extracting the total time-series data (step S104) and obtaining the difference from the data in the immediately preceding period, the increase in the load current of each rotating machine during the transportation of the object is extracted (step S105). The difference may be obtained with respect to the absolute amplitude value, the peak value of a specific frequency component, or the level of the spectrum around the fundamental frequency.

そして各回転機に対して抽出した負荷電流の増加分の値により、回転機の状態を診断する。例えば、事前に計測したり、学習した正常状態での値と比較して統計的に有意な差異があるか、もしくはあらかじめ定めた閾値以上の差異があるかを判定し、もし差異があれば異常と診断する(ステップS106)。 Then, the state of the rotating machine is diagnosed based on the value of the increase in the load current extracted for each rotating machine. For example, it is determined whether there is a statistically significant difference compared to the value measured in advance or learned in the normal state, or whether there is a difference equal to or greater than a predetermined threshold value, and if there is a difference, it is abnormal. Is diagnosed (step S106).

なお、診断に当たっては、負荷電流値に影響を与える外部要因、例えば搬送する物体の重量の情報、あるいは各回転機が設置されている環境の温度情報などを追加してもよい。外部要因の変化による診断結果のばらつきを抑えることができる。また、厳しい環境下で運転を行う回転機システムでは、環境要因を考慮することで、保守管理を最適化することが可能となる。 In the diagnosis, external factors that affect the load current value, such as information on the weight of the object to be transported, or temperature information on the environment in which each rotating machine is installed, may be added. It is possible to suppress variations in diagnostic results due to changes in external factors. In addition, in a rotary machine system that operates in a harsh environment, maintenance management can be optimized by considering environmental factors.

最後に、以上の診断結果を表示して診断を完了する(ステップS107)。表示方法はディスプレイ、ランプ、ブザーなど人間の五感に訴えるものでもよいし、紙や電子ファイルに記録されるものでもよい。 Finally, the above diagnosis result is displayed to complete the diagnosis (step S107). The display method may be a display, a lamp, a buzzer, or the like that appeals to the five human senses, or may be recorded on paper or an electronic file.

実施例1では、物体の先端が回転機群に到達し、負荷電流の総和が増加する場合を例として説明したが、物体の後端部が通過し、回転機が順に解放されることで、負荷電流の総和が減少する場合であっても、同様に各回転機の負荷電流の変動を特定し、状態を診断することが可能である。本実施例では、実施例1と異なる部分に重点を置いて説明する。 In the first embodiment, the case where the tip of the object reaches the rotating machine group and the total load current increases has been described as an example, but the rear end of the object passes and the rotating machines are released in order. Even when the total load current decreases, it is possible to identify the fluctuation of the load current of each rotating machine and diagnose the state in the same manner. In this embodiment, the description will be focused on the parts different from those in the first embodiment.

図5に、前記物体の後端部が前記複数の回転機の上を通過する期間における負荷電流の総和の減少の模式図を示す。また図6に、同期間の一部における負荷電流の総和の波形の模式図を示す。 FIG. 5 shows a schematic diagram of a decrease in the total load current during a period in which the rear end portion of the object passes over the plurality of rotating machines. In addition, FIG. 6 shows a schematic diagram of the waveform of the total load current during the same period.

全負荷期間から空転期間にかけて、前記物体の荷重が加わる前記回転機の台数が減少する毎に、負荷電流の総和が階段状に減少する。なお図5では負荷電流の総和の増減の指標として振幅絶対値を用いているが、特定の周波数成分のピーク値、あるいは基本周波数周辺のスペクトルのレベルを用いてもよい。 From the full load period to the idling period, the total load current decreases stepwise as the number of rotating machines to which the load of the object is applied decreases. Although the absolute amplitude value is used as an index of increase / decrease in the total load current in FIG. 5, the peak value of a specific frequency component or the level of the spectrum around the fundamental frequency may be used.

図7は、負荷電流の総和の減少を用いた回転機の診断方法を説明するフローチャート(その2)である。 FIG. 7 is a flowchart (No. 2) for explaining a method of diagnosing a rotating machine using a decrease in the total load current.

最初に、全負荷期間から空転期間にかけて、回転機N台分の負荷電流の総和を前記電流センサ11で計測する(ステップS200)。次に、計測したデータから、負荷電流の総和が一定から減少に転じる時刻t'1、及び負荷電流の総和が減少から一定に転じる時刻t'Nを検出する(ステップS201)。減少の判定は、振幅絶対値に対して実行してもよいし、特定の周波数成分のピーク値、あるいは基本周波数周辺のスペクトルのレベルに対して実行してもよい。First, from the full load period to the idling period, the total load current of N rotating machines is measured by the current sensor 11 (step S200). Then, from the measured data, time t the sum of the load current starts to decrease from the predetermined detecting the N '1, and the sum of the load current time t starts to constant from reduced' (step S201). The determination of the decrease may be performed on the absolute value of the amplitude, the peak value of a specific frequency component, or the level of the spectrum around the fundamental frequency.

負荷電流の総和が減少する期間が特定できたら、その期間内で負荷電流の総和が階段状に減少する時刻を検出し、各回転機の負荷電流が減少した時刻t'k(k=1,2,…,N)とする(ステップS202)。Once the period during which the total load current decreases can be identified, the time when the total load current decreases stepwise is detected within that period, and the time when the load current of each rotating machine decreases t'k (k = 1, 2,…, N) (step S202).

負荷電流の計測精度が十分でないなどの理由で階段状の減少パターンが見られない場合は、前記物体の荷重が加わる前記回転機の台数が一定速で減少すると仮定して、t'k=t'1+(k-1)×(t'N-t'1)/(N-1) と推定する。When the measurement accuracy of the load current is not observed stepped reduction pattern for reasons such as insufficient, assuming the number of the rotating machine load of the object is applied is reduced at a constant speed, t 'k = t '1 + (k-1) × (t' N -t '1) / (N-1) and estimated.

続いて全負荷期間及び空転期間における負荷電流の総和の時系列データの抽出(ステップS203)、及び期間[t'k, t'k+1] (k=1,2,…,N-1)における負荷電流の総和の時系列データの抽出(ステップS204)を行い、直前の期間のデータとの差分を求めることで、前記物体の搬送時の各回転機の負荷電流の増加分を抽出する(ステップS205)。Then the extraction of time-series data of the sum of the load current in the full-load period and idle period (step S203), and the period [t 'k, t' k + 1] (k = 1,2, ..., N-1) By extracting the time-series data of the total load current in (step S204) and obtaining the difference from the data in the immediately preceding period, the increase in the load current of each rotating machine during the transportation of the object is extracted (step S204). Step S205).

差分は、振幅絶対値に対して求めてもよいし、特定の周波数成分のピーク値、あるいは基本周波数周辺のスペクトルのレベルに対して求めてもよい。そして各回転機に対して抽出した負荷電流の増加分の値が、事前に学習した正常状態での値と比較して統計的に有意な差異があるか、もしくはあらかじめ定めた閾値以上の差異があるかを判定し、もし差異があれば異常と診断する(ステップS206)。 The difference may be obtained with respect to the absolute amplitude value, the peak value of a specific frequency component, or the level of the spectrum around the fundamental frequency. Then, the value of the increase in the load current extracted for each rotating machine has a statistically significant difference compared to the value in the normal state learned in advance, or the difference is greater than or equal to the predetermined threshold value. If there is a difference, it is diagnosed as abnormal (step S206).

なお診断に当たっては、前記物体の重量の情報、あるいは前記各回転機が設置されている環境の温度情報などを追加して、外部要因の変化による診断結果のばらつきを抑えてもよい。 In the diagnosis, information on the weight of the object, temperature information on the environment in which each rotating machine is installed, and the like may be added to suppress variations in the diagnosis result due to changes in external factors.

最後に、以上の診断結果を表示して診断を完了する(ステップS207)。表示方法はディスプレイ、ランプ、ブザーなど人間の五感に訴えるものでもよいし、紙や電子ファイルに記録されるものでもよい。 Finally, the above diagnosis result is displayed to complete the diagnosis (step S207). The display method may be a display, a lamp, a buzzer, or the like that appeals to the five human senses, or may be recorded on paper or an electronic file.

以上により、実施例1、2によれば、1台の電力変換装置で複数の回転機を駆動しているドライブシステムにおいて、複数の回転機の電流の総和から、個々の回転機の異常を分離して検知可能な診断装置を実現できる。実施例1は負荷電流の総和が増加する場合の診断、実施例2は負荷電流の総和が減少する場合の診断であるが、これらはいずれか一方でも、両方を組み合わせて実施することとしてもよい。 Based on the above, according to Examples 1 and 2, in a drive system in which a plurality of rotating machines are driven by one power converter, an abnormality of each rotating machine is separated from the total current of the plurality of rotating machines. It is possible to realize a diagnostic device that can be detected. Example 1 is a diagnosis when the total load current increases, and Example 2 is a diagnosis when the total load current decreases. However, either one of these may be used in combination, or both may be used in combination. ..

図8(A)は、回転機の診断装置の実施例3の基本構成図である。実施例1、2との相違点は、前記回転機の負荷電流の総和を計測する電流センサを、2つの相(例えばU相とW相)の給電線に設置している点である。このような構成により、それぞれのセンサから得られるデータを用い、各回転機の負荷電流を抽出する。 FIG. 8A is a basic configuration diagram of a third embodiment of a rotary machine diagnostic device. The difference from Examples 1 and 2 is that a current sensor for measuring the total load current of the rotating machine is installed on the feeder lines of two phases (for example, U phase and W phase). With such a configuration, the load current of each rotating machine is extracted using the data obtained from each sensor.

2つの相のデータの相関を取ることでより微弱な異常兆候を検知したり、特定の相にしか現れない異常の検知確率を高めたりできる。例えば、図8(B)のように2つの相のデータを軸とする平面上にデータを蓄積することで、繰り返し周波数が不明であっても容易に1周期単位のデータに畳み込むことができる。異なる周期に属するデータを重畳させることで、計測のサンプリング速度を実質的に高めることができる。 By correlating the data of the two phases, it is possible to detect weaker signs of anomalies and increase the probability of detecting anomalies that appear only in a specific phase. For example, by accumulating the data on a plane centered on the data of the two phases as shown in FIG. 8B, it is possible to easily convolve the data in units of one cycle even if the repetition frequency is unknown. By superimposing data belonging to different periods, the sampling rate of measurement can be substantially increased.

図9は、回転機の診断装置の実施例4の基本構成図である。実施例1〜3との相違点は、前記回転機の負荷電流の総和を計測する電流センサを、全ての相の給電線に設置している点である。このような構成により、それぞれのセンサから得られるデータを用い、各回転機の負荷電流を抽出する。 FIG. 9 is a basic configuration diagram of a fourth embodiment of a rotary machine diagnostic device. The difference from Examples 1 to 3 is that current sensors for measuring the total load current of the rotating machine are installed on the feeder lines of all phases. With such a configuration, the load current of each rotating machine is extracted using the data obtained from each sensor.

3相のデータの相関を取ることでより微弱な異常兆候を検知したり、特定の相にしか現れない異常の検知確率を高めたりできる。例えば、複数の相のデータを軸とする多次元空間に軌跡を描く形でデータを蓄積することで、計測のサンプリング速度を実質的に高めることができる。もしくは、任意の2つの相のデータを選択し、実施例3と同様にリサジュー図形を描く形でデータを蓄積することも可能である。 By correlating the data of three phases, it is possible to detect weaker abnormal signs and increase the probability of detecting abnormalities that appear only in a specific phase. For example, by accumulating data in a form of drawing a locus in a multidimensional space centered on data of a plurality of phases, the sampling speed of measurement can be substantially increased. Alternatively, it is also possible to select data of any two phases and accumulate the data in the form of drawing a Lissajous figure as in the third embodiment.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に限定されるものではない。例えば、実施例1〜4では回転機として、給電線を3本利用する三相モータの場合を示したが、異なる相数の回転機であってもよい。また、対象物として、物体を搬送する回転機システムを例としたが、物体搬送に限らず、負荷のかかる回転機が経時変化する回転機システムに適用できる。他にも本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施しうることは言うまでもない。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to examples, the present invention is not limited to these examples. For example, in Examples 1 to 4, the case of a three-phase motor using three feeder lines is shown as the rotating machine, but rotating machines having different numbers of phases may be used. Further, as an object, a rotary machine system for transporting an object is taken as an example, but the present invention is not limited to the object transport, and can be applied to a rotary machine system in which a rotary machine under a load changes with time. Needless to say, it can be carried out in various forms without departing from the gist of the present invention.

1 回転機#1
2 回転機#2
3 回転機#3
4 回転機#4
5 回転機#N
10 搬送される物体
11,12,13 電流センサ
20 集合始動器盤
21 電力変換装置
22 診断部
23 表示部
24 電流データ取得部
1 Rotating machine # 1
2 Rotating machine # 2
3 Rotating machine # 3
4 rotating machine # 4
5 Rotating machine #N
10 Objects to be transported
11,12,13 Current sensor
20 Collective starter panel
21 Power converter
22 Diagnostic Department
23 Display
24 Current data acquisition unit

Claims (22)

複数の回転機と、前記複数の回転機に一括で給電する電力変換装置と、前記複数の回転機の負荷電流の総和を計測する電流センサと、前記電流センサからの情報により前記回転機を診断する診断部と、前記診断部で診断した結果を表示する表示部とを備え、
前記診断部は、前記複数の回転機の負荷電流の総和の情報から、前記負荷電流の総和の変動を抽出し、いずれかの回転機に由来する負荷電流の増加分または減少分を抽出し、
前記回転機の負荷電流の増加分または減少分の一方若しくは両方に基づき回転機を診断することを特徴とする回転機システム。
Diagnose the rotating machine based on information from a plurality of rotating machines, a power converter that supplies power to the plurality of rotating machines at once, a current sensor that measures the total load current of the plurality of rotating machines, and information from the current sensor. A diagnostic unit and a display unit that displays the result of diagnosis by the diagnostic unit are provided.
The diagnostic unit extracts the fluctuation of the total load current from the information on the total load current of the plurality of rotating machines, and extracts the increase or decrease of the load current derived from any of the rotating machines.
A rotating machine system characterized in that a rotating machine is diagnosed based on one or both of an increase or a decrease in a load current of the rotating machine.
前記回転機システムは、物体を搬送する回転機システムであり、前記負荷電流の総和が前記物体の荷重が加わる回転機の台数が増減することにより変動することを特徴とする請求項1記載の回転機システム。 The rotation according to claim 1, wherein the rotating machine system is a rotating machine system that conveys an object, and the total load current fluctuates as the number of rotating machines to which the load of the object is applied increases or decreases. Machine system. 前記診断部は、事前に計測した正常状態の回転機の負荷電流の増加分または減少分のデータを備え、前記抽出した回転機の負荷電流の増加分または減少分と、前記の正常状態のデータとの差分により、回転機の正常または異常を診断することを特徴とする請求項1記載の回転機システム。 The diagnostic unit includes data on an increase or decrease in the load current of the rotating machine in a normal state measured in advance, an increase or decrease in the load current of the extracted rotating machine, and data on the normal state. The rotary machine system according to claim 1, wherein the normality or abnormality of the rotary machine is diagnosed based on the difference between the two. 前記診断部は、前記回転機の負荷電流の増加分または減少分の振幅絶対値を用いることを特徴とする請求項1記載の回転機システム。 The rotary machine system according to claim 1, wherein the diagnostic unit uses an absolute amplitude value of an increase or decrease in the load current of the rotary machine. 前記診断部は、前記回転機の負荷電流の増加分または減少分のうち、特定の周波数成分のピーク値を用いて診断することを特徴とする請求項1記載の回転機システム。 The rotary machine system according to claim 1, wherein the diagnostic unit makes a diagnosis using the peak value of a specific frequency component among the increase or decrease of the load current of the rotary machine. 前記診断部は、前記回転機の負荷電流の増加分または減少分を周波数毎に抽出し、基本周波数周辺のスペクトルのレベルを用いて診断することを特徴とする請求項1記載の回転機システム。 The rotary machine system according to claim 1, wherein the diagnostic unit extracts an increase or decrease in the load current of the rotary machine for each frequency and diagnoses using the level of the spectrum around the fundamental frequency. 前記診断部は、前記回転機の2以上の相の負荷電流の増加分または減少分を、各相のデータを軸とする平面上または多次元空間に表示し、得られる軌跡を用いて診断することを特徴とする請求項1記載の回転機システム。 The diagnostic unit displays the increase or decrease of the load current of two or more phases of the rotating machine on a plane or a multidimensional space centered on the data of each phase, and diagnoses using the obtained locus. The rotary machine system according to claim 1. 前記診断部は、負荷となる物体の重量の情報、前記回転機が設置されている環境の温度情報の少なくともいずれかを用いて診断することを特徴とする請求項1記載の回転機システム。 The rotary machine system according to claim 1, wherein the diagnostic unit makes a diagnosis using at least one of information on the weight of an object as a load and information on the temperature of the environment in which the rotary machine is installed. 前記診断部は、前記負荷電流の総和の増加曲線または減少曲線から、いずれかの回転機に由来する負荷電流を、増加分または減少分として抽出することを特徴とする請求項1記載の回転機システム。 The rotary machine according to claim 1, wherein the diagnostic unit extracts a load current derived from any of the rotary machines from an increase curve or a decrease curve of the total load current as an increase amount or a decrease amount. system. 前記回転機の負荷電流の総和を計測する電流センサは、前記回転機に接続される少なくとも1つの相の給電線に設置されていることを特徴とする請求項1記載の回転機システム。 The rotary machine system according to claim 1, wherein the current sensor for measuring the total load current of the rotary machine is installed on a feeder line of at least one phase connected to the rotary machine. 前記回転機の負荷電流の総和を計測する電流センサは、前記回転機に接続される少なくとも2つの相の給電線にそれぞれ設置されていることを特徴とする請求項1記載の回転機システム。 The rotary machine system according to claim 1, wherein the current sensor for measuring the total load current of the rotary machine is installed on each of the feeder lines of at least two phases connected to the rotary machine. 前記回転機の負荷電流の総和を計測する電流センサは、前記回転機に接続される複数の相の給電線にそれぞれ設置されていることを特徴とする請求項1記載の回転機システム。 The rotary machine system according to claim 1, wherein the current sensor for measuring the total load current of the rotary machine is installed on each of a plurality of phase feeder lines connected to the rotary machine. 複数の回転機の診断を行う回転機診断装置であって、
前記複数の回転機に給電される負荷電流の総和を取得する電流データ取得部と、
前記電流データより、前記負荷電流の総和の変動を抽出し、いずれかの回転機に由来する負荷電流の増加分または減少分を抽出し、前記回転機の負荷電流の増加分または減少分の一方若しくは両方に基づき回転機を診断する診断部と、診断結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする回転機診断装置。
It is a rotary machine diagnostic device that diagnoses multiple rotary machines.
A current data acquisition unit that acquires the total load current supplied to the plurality of rotating machines, and
From the current data, the fluctuation of the total load current is extracted, the increase or decrease of the load current derived from any of the rotating machines is extracted, and one of the increase or decrease of the load current of the rotating machine is extracted. A rotary machine diagnostic device including a diagnostic unit that diagnoses a rotary machine based on both of them and an output unit that outputs a diagnosis result.
前記診断部は、事前に計測した正常状態の回転機の負荷電流の増加分または減少分のデータを備え、前記抽出した回転機の負荷電流の増加分または減少分と、前記の正常状態のデータとの差分により、回転機の正常または異常を検知することを特徴とする請求項13記載の回転機診断装置。 The diagnostic unit includes data on an increase or decrease in the load current of the rotating machine in a normal state measured in advance, an increase or decrease in the load current of the extracted rotating machine, and data on the normal state. The rotary machine diagnostic device according to claim 13, wherein the normality or abnormality of the rotary machine is detected by the difference between the two. 前記診断部は、前記回転機の負荷電流の増加分または減少分の振幅絶対値、及び特定の周波数成分のピーク値の、一方または両方を用いることを特徴とする請求項13記載の回転機診断装置。 The rotary machine diagnosis according to claim 13, wherein the diagnostic unit uses one or both of the absolute amplitude value of the increase or decrease of the load current of the rotary machine and the peak value of a specific frequency component. apparatus. 前記診断部は、前記回転機の負荷電流の増加分または減少分を周波数毎に抽出し、基本周波数周辺のスペクトルのレベルを用いて診断することを特徴とする請求項13記載の回転機診断装置。 The rotary machine diagnostic apparatus according to claim 13, wherein the diagnostic unit extracts an increase or decrease in the load current of the rotary machine for each frequency and diagnoses using the level of the spectrum around the fundamental frequency. .. 前記診断部は、前記回転機の2以上の相の負荷電流の増加分または減少分を、各相のデータを軸とする平面上または多次元空間に表示し、得られる軌跡を用いて診断することを特徴とする請求項13記載の回転機診断装置。 The diagnostic unit displays the increase or decrease of the load current of two or more phases of the rotating machine on a plane or a multidimensional space centered on the data of each phase, and diagnoses using the obtained locus. 13. The rotary machine diagnostic apparatus according to claim 13. 複数の回転機の診断を行う回転機診断方法であって、
前記複数の回転機に給電される負荷電流の総和を計測し、
計測された負荷電流の総和の情報より前記負荷電流の総和の変動を抽出し、
いずれかの回転機に由来する負荷電流の増加分または減少分の情報を抽出し、当該回転機の負荷電流情報とし、
前記回転機の負荷電流の情報を、正常状態の回転機の負荷電流のデータと比較することにより回転機の正常または異常を診断し、
診断結果を出力することを特徴とする回転機診断方法。
It is a rotary machine diagnostic method that diagnoses multiple rotary machines.
The total load current supplied to the plurality of rotating machines is measured, and
The fluctuation of the total load current is extracted from the measured total load current information.
Information on the increase or decrease in the load current derived from any of the rotating machines is extracted and used as the load current information on the rotating machine.
By comparing the load current information of the rotating machine with the load current data of the rotating machine in the normal state, the normality or abnormality of the rotating machine is diagnosed.
A rotary machine diagnostic method characterized by outputting a diagnostic result.
前記複数の回転機は、所定の期間に負荷のかかる回転機の台数が略一定速で増減しており、
前記所定の期間の負荷電流の総和に基づき診断を行うことを特徴とする請求項18記載の回転機診断方法。
In the plurality of rotating machines, the number of rotating machines to which a load is applied increases or decreases at a substantially constant speed during a predetermined period.
The rotary machine diagnostic method according to claim 18, wherein the diagnosis is performed based on the sum of the load currents in the predetermined period.
前記複数の回転機は、物体の搬送を行う回転機であって、
前記負荷電流の総和の計測は、前記物体の先端部が前記複数の回転機の上を通過する期間、または前記物体の後端部が前記複数の回転機の上を通過する期間に行われ、
回転機に由来する負荷電流の増加分または減少分の情報の抽出は、前記物体の先端部または後端部が前記回転機の上を通過する期間の情報を抽出することにより行われる、
ことを特徴とする請求項18記載の回転機診断方法。
The plurality of rotary machines are rotary machines that carry objects.
The measurement of the total load current is performed during a period in which the front end portion of the object passes over the plurality of rotating machines or a period in which the rear end portion of the object passes over the plurality of rotating machines.
Information on the increase or decrease in the load current derived from the rotating machine is extracted by extracting information on the period during which the front end or the rear end of the object passes over the rotating machine.
18. The rotary machine diagnostic method according to claim 18.
回転機の診断は、前記回転機の負荷電流の振幅絶対値、前記回転機の特定の周波数の負荷電流、の少なくともいずれかまたは複数により行われることを特徴とする請求項18記載の回転機診断方法。 The rotary machine diagnosis according to claim 18, wherein the diagnosis of the rotary machine is performed by at least one or a plurality of an absolute amplitude value of the load current of the rotary machine and a load current of a specific frequency of the rotary machine. Method. 前記負荷電流の総和の計測は2以上の相に対して行われ、
前記回転機の2以上の相の負荷電流の情報を、それぞれを軸とする平面または多次元空間に表示して、
前記回転機の診断は、前記表示結果を用いて行われることを特徴とする請求項18記載の回転機診断方法。
The total load current is measured for two or more phases.
Information on the load currents of two or more phases of the rotating machine is displayed on a plane or a multidimensional space about each of them.
The rotary machine diagnostic method according to claim 18, wherein the diagnostic of the rotary machine is performed using the display result.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3304409B2 (en) * 1992-08-24 2002-07-22 株式会社明電舎 Motor monitoring device
JP2001054299A (en) * 1999-08-06 2001-02-23 Hitachi Ltd Parallel operation control apparatus of ac motor
ATE367584T1 (en) * 2000-04-12 2007-08-15 Central Res Inst Elect SYSTEM AND METHOD FOR ESTIMATING POWER CONSUMPTION OF AN ELECTRICAL APPARATUS AND ABNORMALITY WARNING SYSTEM THEREFOR
JP5491210B2 (en) * 2010-01-18 2014-05-14 東芝三菱電機産業システム株式会社 AC motor monitoring device
JP5622670B2 (en) * 2011-06-17 2014-11-12 三菱電機株式会社 Insulation deterioration diagnosis device

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