JPH07191104A - 交流発電機および電動機の鉄心劣化診断方法 - Google Patents
交流発電機および電動機の鉄心劣化診断方法Info
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- JPH07191104A JPH07191104A JP34991893A JP34991893A JPH07191104A JP H07191104 A JPH07191104 A JP H07191104A JP 34991893 A JP34991893 A JP 34991893A JP 34991893 A JP34991893 A JP 34991893A JP H07191104 A JPH07191104 A JP H07191104A
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- iron
- iron loss
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 交流発電機あるいは交流電動機の鉄心の劣化
程度を定量的に把握する診断方法に関する。 【構成】 被測定鉄心の実際の鉄損値を測定し、鉄心の
材質と形状から鉄心新製時の推定鉄損値を算出して比較
し、その増加率から鉄心の劣化状態を判断する。新製時
の推定鉄損値は、測定時の磁束通路の体積と、基準の磁
束密度−鉄損曲線から求めた材質の鉄損値により算出す
る。 【効果】 鉄損値の増加を定量的に把握でき、残存寿命
の判断に誤認や差異を生じることなく、確実な判断によ
り高精度の診断を行い得る。
程度を定量的に把握する診断方法に関する。 【構成】 被測定鉄心の実際の鉄損値を測定し、鉄心の
材質と形状から鉄心新製時の推定鉄損値を算出して比較
し、その増加率から鉄心の劣化状態を判断する。新製時
の推定鉄損値は、測定時の磁束通路の体積と、基準の磁
束密度−鉄損曲線から求めた材質の鉄損値により算出す
る。 【効果】 鉄損値の増加を定量的に把握でき、残存寿命
の判断に誤認や差異を生じることなく、確実な判断によ
り高精度の診断を行い得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流発電機あるいは交
流電動機の鉄心の劣化程度を検出し、固定子鉄心の残存
寿命を定量的に把握する診断方法に関する。
流電動機の鉄心の劣化程度を検出し、固定子鉄心の残存
寿命を定量的に把握する診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流発電機や電動機、とくに大形、中形
の発電機は、定常の点検のほかに、定期的たとえば５年
毎に分解して保全修理を実施し、コイルの損傷や鉄心の
残存寿命を診断し、コイルの巻替えや鉄心の交換を行っ
ている。しかして、分解点検時における鉄心の点検は、
目視によって変形、ずれ、ゆるみ、さび、腐食などを調
べ、その損傷状態によって、経験的に残存寿命を判定し
ている。
の発電機は、定常の点検のほかに、定期的たとえば５年
毎に分解して保全修理を実施し、コイルの損傷や鉄心の
残存寿命を診断し、コイルの巻替えや鉄心の交換を行っ
ている。しかして、分解点検時における鉄心の点検は、
目視によって変形、ずれ、ゆるみ、さび、腐食などを調
べ、その損傷状態によって、経験的に残存寿命を判定し
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように分解点検時
の鉄心の保守は、機械的、化学的な変化を目視によって
観察し、外観上から鉄心の劣化状態を推測するだけの検
査にすぎず、鉄心本来の磁気的特性の劣化を定量的に判
断するものでないため、観察者の主観により残存寿命の
判断に誤認や差異を生じ、確実な判断を欠き、十分な精
度が得られず、鉄損の増加によるコイルの温度上昇や焼
損などの事故につながる恐れがあった。
の鉄心の保守は、機械的、化学的な変化を目視によって
観察し、外観上から鉄心の劣化状態を推測するだけの検
査にすぎず、鉄心本来の磁気的特性の劣化を定量的に判
断するものでないため、観察者の主観により残存寿命の
判断に誤認や差異を生じ、確実な判断を欠き、十分な精
度が得られず、鉄損の増加によるコイルの温度上昇や焼
損などの事故につながる恐れがあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、目視による観
察のほかに、鉄心の実際の鉄損値を測定し、鉄心の材質
と形状から推定した鉄心新製時の鉄損値と比較すること
によって、鉄心の鉄損増加を定量的に把握し、その変化
量によって劣化の程度を判断するようにしたもので、被
測定鉄心の実際の鉄損値を測定し、新製時の鉄損値と比
較して鉄心の劣化状態を判断する。
察のほかに、鉄心の実際の鉄損値を測定し、鉄心の材質
と形状から推定した鉄心新製時の鉄損値と比較すること
によって、鉄心の鉄損増加を定量的に把握し、その変化
量によって劣化の程度を判断するようにしたもので、被
測定鉄心の実際の鉄損値を測定し、新製時の鉄損値と比
較して鉄心の劣化状態を判断する。
【０００５】このため、たとえば被測定鉄心の一部に測
定のための磁束を通して実際の鉄損値を測定し、鉄心の
形状に応じて算出した前記測定のための磁束通路の体積
と、材質に応じて磁束密度に対応する該材質の新製時の
単位当たり鉄損値との積による推定鉄損値とを求め、前
記測定鉄損値と推定鉄損値とを比較し、鉄損値の増加程
度によって鉄心の劣化状態を判断する。
定のための磁束を通して実際の鉄損値を測定し、鉄心の
形状に応じて算出した前記測定のための磁束通路の体積
と、材質に応じて磁束密度に対応する該材質の新製時の
単位当たり鉄損値との積による推定鉄損値とを求め、前
記測定鉄損値と推定鉄損値とを比較し、鉄損値の増加程
度によって鉄心の劣化状態を判断する。
【０００６】また、被測定鉄心の一部の鉄心歯にまたが
って対向する測定用鉄心と、この測定用鉄心に巻装した
励磁コイルおよび磁束検出コイルをそなえ、前記磁束検
出コイルの検出電圧を磁束密度に対応する所定値にした
ときの励磁コイルの電圧および電流から鉄損を測定する
鉄損測定器によって、被測定鉄心の実際の鉄損値を測定
し、また、前記鉄心測定器による被測定鉄心の磁束通路
を区分して、それぞれの磁束密度により鉄損値を求め、
その合計値によって推定鉄損値を求めるようにしてい
る。
って対向する測定用鉄心と、この測定用鉄心に巻装した
励磁コイルおよび磁束検出コイルをそなえ、前記磁束検
出コイルの検出電圧を磁束密度に対応する所定値にした
ときの励磁コイルの電圧および電流から鉄損を測定する
鉄損測定器によって、被測定鉄心の実際の鉄損値を測定
し、また、前記鉄心測定器による被測定鉄心の磁束通路
を区分して、それぞれの磁束密度により鉄損値を求め、
その合計値によって推定鉄損値を求めるようにしてい
る。
【０００７】
【作用】したがって、鉄心の実際の鉄損値と、その鉄心
の新製時の推定鉄損値との比較により、鉄損値の変化を
定量的に把握でき、鉄損の増加程度により鉄心の劣化を
正確に判断することができる。
の新製時の推定鉄損値との比較により、鉄損値の変化を
定量的に把握でき、鉄損の増加程度により鉄心の劣化を
正確に判断することができる。
【０００８】
【実施例】これを図に示す実施例について説明する。図
１は、被測定鉄心の実際の鉄損値を検出する方法を示す
もので、１は被測定鉄心、１１はヨーク、１２、１３は
鉄心歯、２は鉄損測定器で、ヨーク２１の両端部に歯部
２２、２３をそなえ、励磁コイル２４と磁束検出コイル
２５を巻装している。歯部２２、２３の先端面は被測定
鉄心１の鉄心歯１２、１３にできるだけ磁気抵抗を少な
くするように対向させている。３は鉄損検出用電流計、
４は鉄損検出用電圧計、５は電力計、６は磁束検出用電
圧計、７は誘導電圧調整器である。
１は、被測定鉄心の実際の鉄損値を検出する方法を示す
もので、１は被測定鉄心、１１はヨーク、１２、１３は
鉄心歯、２は鉄損測定器で、ヨーク２１の両端部に歯部
２２、２３をそなえ、励磁コイル２４と磁束検出コイル
２５を巻装している。歯部２２、２３の先端面は被測定
鉄心１の鉄心歯１２、１３にできるだけ磁気抵抗を少な
くするように対向させている。３は鉄損検出用電流計、
４は鉄損検出用電圧計、５は電力計、６は磁束検出用電
圧計、７は誘導電圧調整器である。
【０００９】鉄損測定器２の歯部２２、２３の先端を被
測定鉄心１の鉄心歯１２、１３に当てて、励磁コイル２
４で励磁すると、被測定鉄心１を通る磁束φを生じ、磁
束検出コイル２５により磁束密度が所定値たとえば１５
０００ガウスになるように誘導電圧調整器７を調整し、
このときの電力計５により入力を測定し、鉄損検出用電
流計３から励磁コイル２４の銅損を計算し、あらかじめ
測定した鉄損測定器２の損失を減じて鉄損値を検出す
る。
測定鉄心１の鉄心歯１２、１３に当てて、励磁コイル２
４で励磁すると、被測定鉄心１を通る磁束φを生じ、磁
束検出コイル２５により磁束密度が所定値たとえば１５
０００ガウスになるように誘導電圧調整器７を調整し、
このときの電力計５により入力を測定し、鉄損検出用電
流計３から励磁コイル２４の銅損を計算し、あらかじめ
測定した鉄損測定器２の損失を減じて鉄損値を検出す
る。
【００１０】なお、鉄損測定器２の鉄損はできるだけ小
さくなるようにしており、この鉄損値が差し引かれる。
この測定は被測定鉄心１の多数個所で測定し、そのバラ
ツキと平均値を検出する。
さくなるようにしており、この鉄損値が差し引かれる。
この測定は被測定鉄心１の多数個所で測定し、そのバラ
ツキと平均値を検出する。
【００１１】つぎに、被測定鉄心１の新製時の鉄損値が
わかっている場合は、その値を用いればよいが、そうで
ない場合は、鉄心の材質により図２に示す磁束密度−鉄
損曲線を用いて推定鉄損値を算出する。図２は材質Ｓ−
２３厚さ０.５ｍｍ のけい素鋼板の鉄心について、規格
値を基準にし劣化モデルの実験データによって修正した
ものである。なお、一般に新製の鉄損値は、メーカーが
規格値の１ランク上の材質の鉄損値と同等または同等以
上の値にしており、その点を加味して修正している。
わかっている場合は、その値を用いればよいが、そうで
ない場合は、鉄心の材質により図２に示す磁束密度−鉄
損曲線を用いて推定鉄損値を算出する。図２は材質Ｓ−
２３厚さ０.５ｍｍ のけい素鋼板の鉄心について、規格
値を基準にし劣化モデルの実験データによって修正した
ものである。なお、一般に新製の鉄損値は、メーカーが
規格値の１ランク上の材質の鉄損値と同等または同等以
上の値にしており、その点を加味して修正している。
【００１２】したがって、被測定鉄心で測定した実際の
鉄損値と、鉄心の材質と形状から算出した鉄心の体積お
よび図２から得られる鉄心新製時の推定鉄損値と比較し
て、測定した鉄損の平均値の増加率、測定値のバラツキ
と範囲により、鉄心の劣化状態を判断する。
鉄損値と、鉄心の材質と形状から算出した鉄心の体積お
よび図２から得られる鉄心新製時の推定鉄損値と比較し
て、測定した鉄損の平均値の増加率、測定値のバラツキ
と範囲により、鉄心の劣化状態を判断する。
【００１３】また、鉄心の磁束密度による鉄損と銅損の
配分を考えると、一般に鉄心の磁束密度が高い場合は、
鉄損が銅損より大きく、鉄損値の固定子コイルの温度上
昇の影響度が大きく、磁束密度が低い場合は鉄損が銅損
より小さく温度上昇への影響度も小さくなる関係にあ
り、これも考慮して高磁束密度では鉄損の増加率の許容
値を低く、低磁束密度では幾分高めに危険領域を判定す
る。また、低品質での鉄損増加率の許容値を低く、高品
質になるほど許容値を大きくして危険領域を判定する。
配分を考えると、一般に鉄心の磁束密度が高い場合は、
鉄損が銅損より大きく、鉄損値の固定子コイルの温度上
昇の影響度が大きく、磁束密度が低い場合は鉄損が銅損
より小さく温度上昇への影響度も小さくなる関係にあ
り、これも考慮して高磁束密度では鉄損の増加率の許容
値を低く、低磁束密度では幾分高めに危険領域を判定す
る。また、低品質での鉄損増加率の許容値を低く、高品
質になるほど許容値を大きくして危険領域を判定する。
【００１４】新製時の鉄損を算出する場合は、被測定鉄
心１を通る磁束は、鉄心歯１２、１３では、全体にほぼ
均一な磁束分布が得られるが、ヨーク１１では内側と外
側で磁束分布が変化している。したがって、鉄心歯１
２、１３における磁束密度Ｂｔは、
心１を通る磁束は、鉄心歯１２、１３では、全体にほぼ
均一な磁束分布が得られるが、ヨーク１１では内側と外
側で磁束分布が変化している。したがって、鉄心歯１
２、１３における磁束密度Ｂｔは、
【数１】
【００１５】で表され、単位体積当たりの損失は、図２
によって、Ｂｔのときの材質Ｓ−２３の鉄損Ｗ／ｃｍ3
を求めることができ、Ｓ−２３以外および厚さ０.３５
ｍｍ の場合は、表１の鉄損値の比によって換算する。
によって、Ｂｔのときの材質Ｓ−２３の鉄損Ｗ／ｃｍ3
を求めることができ、Ｓ−２３以外および厚さ０.３５
ｍｍ の場合は、表１の鉄損値の比によって換算する。
【表１】
【００１６】鉄心歯部分の体積は、
【数２】
【００１７】で表され、これに前記鉄損Ｗ／ｃｍ3 を乗
じて、鉄心歯部分の損失を求める。
じて、鉄心歯部分の損失を求める。
【００１８】つぎに、ヨーク部は、図３に示すように、
Ｎ個たとえば１０個の磁束通路に区分し、各区画の面
積、磁路長を算出することにより磁気抵抗分布を知るこ
とができる。各区画の面積は、たとえば図３において鉄
損検出器の磁束を通す鉄心歯基部の幅をＡＢ、鉄損検出
器中心線におけるヨーク内側縁Ｏから前記鉄心歯までの
寸法ＯＢと等しい点をＣとして、Ｎ区分したｎ番目の区
画ＦＩＧＤについて説明すると、扇形部ＰＩＧＱと台形
部ＰＱＤＦに分割され、扇形部ＰＩＧＱの面積は、
Ｎ個たとえば１０個の磁束通路に区分し、各区画の面
積、磁路長を算出することにより磁気抵抗分布を知るこ
とができる。各区画の面積は、たとえば図３において鉄
損検出器の磁束を通す鉄心歯基部の幅をＡＢ、鉄損検出
器中心線におけるヨーク内側縁Ｏから前記鉄心歯までの
寸法ＯＢと等しい点をＣとして、Ｎ区分したｎ番目の区
画ＦＩＧＤについて説明すると、扇形部ＰＩＧＱと台形
部ＰＱＤＦに分割され、扇形部ＰＩＧＱの面積は、
【数３】
【００１９】この部分の磁路長は、ＩＧの中心点をＨ、
ＰＱの中心点をＫとすれば、
ＰＱの中心点をＫとすれば、
【数４】
【００２０】である。また、扇形部ＰＩＧＱの平均断面
積は、
積は、
【数５】
【００２１】で表され、どの区画においても、Ｎ、Ｃ
Ｏ、ＯＢの関数となり変わらない。また、扇形部の磁気
抵抗は、
Ｏ、ＯＢの関数となり変わらない。また、扇形部の磁気
抵抗は、
【数６】 である。
【００２２】つぎに、台形部ＰＱＤＦの面積は、
【数７】
【００２３】その平均断面積は、ＦＤの中心点をＥとす
れば、
れば、
【数８】
【００２４】磁気抵抗は
【数９】 である。
【００２５】各区画の磁気抵抗は、扇形部の磁気抵抗と
台形部の磁気抵抗の和であり、Ｎ区分したときのｎ番目
の区画の磁気抵抗およびパーミアンスは、
台形部の磁気抵抗の和であり、Ｎ区分したときのｎ番目
の区画の磁気抵抗およびパーミアンスは、
【数１０】
【００２６】で表され、磁束数をΦとすると、単位コア
積厚Ｌに対し、ｎ番目の区画に流れる磁束数Φｎは、
積厚Ｌに対し、ｎ番目の区画に流れる磁束数Φｎは、
【数１１】
【００２７】扇形部各区画の平均磁束密度は、
【数１２】 で、断面積は一定であるが、磁束数Φｎは区画毎にパー
ミアンスが異なり、磁束密度が異なる。
ミアンスが異なり、磁束密度が異なる。
【００２８】したがって、扇形部の鉄損値は各区画の磁
束密度により、図２の磁束密度−鉄損曲線から算出した
和
束密度により、図２の磁束密度−鉄損曲線から算出した
和
【数１３】 である。
【００２９】また、台形部各区画の平均磁束密度は、
【数１４】
【００３０】その鉄損値は、
【数１５】 であり、歯部の鉄損（数２）×Ｗ／ｃｍ3 と扇形部鉄損
（数１３）の値および台形部鉄損（数１５）の値の合計
値が推定鉄損値である。
（数１３）の値および台形部鉄損（数１５）の値の合計
値が推定鉄損値である。
【００３１】実際の発電機を分解して測定した結果の例
を表２に示す。
を表２に示す。
【表２】
【００３２】
【発明の効果】このように本発明は、被測定鉄心の実際
の鉄損値を測定し、鉄心の材質と形状から算出した鉄心
新製時の推定鉄損値と比較して、鉄心の劣化状態を判断
するようにしているので、比較による鉄損値の増加を定
量的に把握でき、残存寿命の判断に誤認や差異を生じる
ことなく、、確実な判断により高精度の診断を行い、鉄
心の交換時期を正確に判断し、鉄損の増加による温度上
昇や焼損などの事故を確実に防止する効果が得られる。
の鉄損値を測定し、鉄心の材質と形状から算出した鉄心
新製時の推定鉄損値と比較して、鉄心の劣化状態を判断
するようにしているので、比較による鉄損値の増加を定
量的に把握でき、残存寿命の判断に誤認や差異を生じる
ことなく、、確実な判断により高精度の診断を行い、鉄
心の交換時期を正確に判断し、鉄損の増加による温度上
昇や焼損などの事故を確実に防止する効果が得られる。
【００３３】また、実際の鉄損値を測定するための簡単
な鉄損測定器で、鉄心の複数個所を効率よく測定して、
測定精度を向上させることができ、各測定個所の鉄損値
を鉄心体積と磁束密度−鉄損曲線から新製時の鉄損値を
算出し、簡単に推定鉄損値を求めることができる。
な鉄損測定器で、鉄心の複数個所を効率よく測定して、
測定精度を向上させることができ、各測定個所の鉄損値
を鉄心体積と磁束密度−鉄損曲線から新製時の鉄損値を
算出し、簡単に推定鉄損値を求めることができる。
【図１】本発明による実際の鉄損値を測定する実施例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】本発明の磁束密度−鉄損曲線図である。
【図３】推定鉄損値を算出するための説明図である。
１ 被測定鉄心 １１ ヨーク １２、１３ 鉄心歯 ２ 鉄損測定器 ２１ ヨーク ２２、２３ 歯部 ２４ 励磁コイル ２５ 磁束検出コイル ３ 鉄損検出用電流計 ４ 鉄損検出用電圧計 ５ 電力計 ６ 磁束検出用電圧計 ７ 誘導電圧調整器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光冨 寿雄 福岡県北九州市八幡西区築地町９番13号 桑原電工株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 被測定鉄心の実際の鉄損値を測定し、鉄
心の材質と形状から算出した鉄心新製時の推定鉄損値と
比較して、鉄心の劣化状態を判断することを特徴とする
交流発電機および電動機の鉄心劣化診断方法。 - 【請求項２】 被測定鉄心の一部に磁束を通して実際の
鉄損値を測定し、測定に用いた鉄心部分の形状に応じて
算出した磁束通路の体積と、測定時の磁束密度に対応し
て磁束密度−鉄損曲線から求めた鉄心材質の鉄損値とに
よって新製時の推定鉄損値を求め、前記測定鉄損値と推
定鉄損値とを比較して鉄心の劣化状態を判断することを
特徴とする交流発電機および電動機の鉄心劣化診断方
法。 - 【請求項３】 被測定鉄心の一部の鉄心歯にまたがって
対向する測定用鉄心と、この測定用鉄心に巻装した励磁
コイルおよび磁束検出コイルをそなえ、前記磁束検出コ
イルの検出電圧を所定値にしたときの励磁コイルの電圧
および電流から鉄損を測定する鉄損測定器によって、被
測定鉄心の実際の鉄損値を測定する請求項１または２記
載の交流発電機および電動機の鉄心劣化診断方法。 - 【請求項４】 鉄損測定器の歯に対向する被測定用鉄心
の歯部分の体積と磁束密度、および該鉄心歯の基部外側
を通る半円に含まれるヨーク部分を複数個の磁束通路に
区分した各区画の体積と磁束密度を算出し、それぞれの
磁束密度によって基準の磁束密度−鉄損曲線から各部分
の新製時の鉄損値を算出し、その合計値で推定鉄損値を
求めるようにした請求項１、２または３記載の交流発電
機および電動機の鉄心劣化診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34991893A JPH07191104A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 交流発電機および電動機の鉄心劣化診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34991893A JPH07191104A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 交流発電機および電動機の鉄心劣化診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07191104A true JPH07191104A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18406992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34991893A Pending JPH07191104A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 交流発電機および電動機の鉄心劣化診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07191104A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005300445A (ja) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Nippon Steel Corp | ステータコアの磁気測定装置および磁気測定方法 |
| JP2007189767A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Jfe Steel Kk | 電動機固定子鉄心の検査方法および検査装置 |
| JP2019117155A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 日本製鉄株式会社 | 巻鉄心の鉄損劣位部特定方法 |
| CN110715977A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-21 | 首钢智新迁安电磁材料有限公司 | 一种无取向电工钢冲裁后性能劣化指标获取方法 |
| CN114509612A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-05-17 | 广东新昇电业科技股份有限公司 | 智能环形铁芯成品性能检测方法及设备 |
| CN116990682A (zh) * | 2023-09-22 | 2023-11-03 | 南通双耀冲压有限公司 | 一种电机定转子铁芯冲片材料性能检测方法及系统 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP34991893A patent/JPH07191104A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN114509612A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-05-17 | 广东新昇电业科技股份有限公司 | 智能环形铁芯成品性能检测方法及设备 |
| CN116990682A (zh) * | 2023-09-22 | 2023-11-03 | 南通双耀冲压有限公司 | 一种电机定转子铁芯冲片材料性能检测方法及系统 |
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