JPH10176948A - 異常振動検出装置 - Google Patents
異常振動検出装置Info
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- JPH10176948A JPH10176948A JP8339193A JP33919396A JPH10176948A JP H10176948 A JPH10176948 A JP H10176948A JP 8339193 A JP8339193 A JP 8339193A JP 33919396 A JP33919396 A JP 33919396A JP H10176948 A JPH10176948 A JP H10176948A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 種々の運転条件において軸の異常振動を確実
に検出する。 【解決手段】 軸トルクの５ＨZ以上の振動が第１の設
定レベルτS1，−τS1を超えた状態が１０秒以上継続し
た場合、軸トルクの５ＨZ以上の振動が第２の設定レベ
ルτS2，−τS2を超えた状態が３秒以上継続した場合、
軸トルクの５ＨZ以上の振動が第１の設定レベルを超え
てから第２の設定レベルを超えるまでの時間が２秒以内
である場合に、それぞれ異常振動と判定し、運転停止指
令を出す。
に検出する。 【解決手段】 軸トルクの５ＨZ以上の振動が第１の設
定レベルτS1，−τS1を超えた状態が１０秒以上継続し
た場合、軸トルクの５ＨZ以上の振動が第２の設定レベ
ルτS2，−τS2を超えた状態が３秒以上継続した場合、
軸トルクの５ＨZ以上の振動が第１の設定レベルを超え
てから第２の設定レベルを超えるまでの時間が２秒以内
である場合に、それぞれ異常振動と判定し、運転停止指
令を出す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンダイナ
モメータやパワートレン試験装置のように２質点系以上
の軸結合のあるシステムにおける異常な軸の固有振動を
検出する異常振動検出装置に関するものである。
モメータやパワートレン試験装置のように２質点系以上
の軸結合のあるシステムにおける異常な軸の固有振動を
検出する異常振動検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４はパワートレンシステムの構成を示
し、１は供試体である変速機、２は変速機１の入力側に
連結軸４を介して連結されたモータ（誘導電動機）、３
は変速機１の出力側に連結軸５を介して連結されたダイ
ナモメータである。τP1，ｎ1は変速機１の入力側の回
転数及び駆動トルク、ｎ2，τP2は変速機１の出力側の
回転数及び駆動トルク、τMはモータ２の駆動トルク、
τDはダイナモメータ３の吸収トルク、Ｊ1〜Ｊ3はそれ
ぞれモータ２、ダイナモメータ３、及び変速機１の慣性
モーメントである。変速機１はモータ２により駆動さ
れ、ダイナモメータ３によりその動力が吸収される。
し、１は供試体である変速機、２は変速機１の入力側に
連結軸４を介して連結されたモータ（誘導電動機）、３
は変速機１の出力側に連結軸５を介して連結されたダイ
ナモメータである。τP1，ｎ1は変速機１の入力側の回
転数及び駆動トルク、ｎ2，τP2は変速機１の出力側の
回転数及び駆動トルク、τMはモータ２の駆動トルク、
τDはダイナモメータ３の吸収トルク、Ｊ1〜Ｊ3はそれ
ぞれモータ２、ダイナモメータ３、及び変速機１の慣性
モーメントである。変速機１はモータ２により駆動さ
れ、ダイナモメータ３によりその動力が吸収される。
【０００３】上記のパワートレンシステムのように２つ
以上の慣性モーメントＪ1〜Ｊ3を軸結合する場合、機械
系の固有振動が発生し易いことが知られており、この固
有振動周波数においてもシステムに共振が生じて破損し
ないように、軸のばね常数や強度を検討して共振が発生
しないようにしている。
以上の慣性モーメントＪ1〜Ｊ3を軸結合する場合、機械
系の固有振動が発生し易いことが知られており、この固
有振動周波数においてもシステムに共振が生じて破損し
ないように、軸のばね常数や強度を検討して共振が発生
しないようにしている。
【０００４】ところが、図４のシステムにおいてモータ
２やダイナモメータ３を速度制御したり、トルク制御す
ると、変速機１の条件によっては制御応答がシステムの
固有振動周波数に接近することがある。このような場
合、制御応答で固有振動によりモータ２やダイナモメー
タ３の回転変動が発生し、例えば速度制御を行っている
場合にはこの回転変動を速度制御で抑えようとするが、
応答遅れの影響で固有振動を増幅してしまうケースもあ
った。この場合、連結軸４，５に大きな軸振動を発生
し、変速機１や連結軸４，５に大きな軸トルクが加わる
ことになり、場合によっては振動は共振を起こして発散
し、連結軸４，５あるいは変速機１を破壊することがあ
った。
２やダイナモメータ３を速度制御したり、トルク制御す
ると、変速機１の条件によっては制御応答がシステムの
固有振動周波数に接近することがある。このような場
合、制御応答で固有振動によりモータ２やダイナモメー
タ３の回転変動が発生し、例えば速度制御を行っている
場合にはこの回転変動を速度制御で抑えようとするが、
応答遅れの影響で固有振動を増幅してしまうケースもあ
った。この場合、連結軸４，５に大きな軸振動を発生
し、変速機１や連結軸４，５に大きな軸トルクが加わる
ことになり、場合によっては振動は共振を起こして発散
し、連結軸４，５あるいは変速機１を破壊することがあ
った。
【０００５】そこで、従来では図５に示すような異常振
動検出装置を用いていた。図において、６は連結軸４，
５の軸トルクを検出する軸トルクメータであり、その出
力をトルクアンプ７により増幅し、計測値として出力す
る。この出力は例えば０〜１０Ｖ，−１０Ｖである。
又、８は保護レベル設定部であり、トルクアンプ７の出
力がプラスの場合には保護レベル設定部８から出力され
る保護レベルとトルクアンプ７の出力との偏差を偏差検
出部９により検出し、トルクアンプ７の出力がマイナス
の場合には同じく偏差を偏差検出部１０により検出す
る。コンパレータ１１はトルクアンプ７の出力が保護レ
ベルを上回ると時計方向トルクが所定値以上になったと
判定して常開接点１３をオンし，パワートレンシステム
に運転停止指令を与える。又、コンパレータ１２もトル
クアンプ７の出力が保護レベルを上回ると反時計方向ト
ルクが所定値以上になったと判定して常開接点１４をオ
ンし、運転停止指令を与える。
動検出装置を用いていた。図において、６は連結軸４，
５の軸トルクを検出する軸トルクメータであり、その出
力をトルクアンプ７により増幅し、計測値として出力す
る。この出力は例えば０〜１０Ｖ，−１０Ｖである。
又、８は保護レベル設定部であり、トルクアンプ７の出
力がプラスの場合には保護レベル設定部８から出力され
る保護レベルとトルクアンプ７の出力との偏差を偏差検
出部９により検出し、トルクアンプ７の出力がマイナス
の場合には同じく偏差を偏差検出部１０により検出す
る。コンパレータ１１はトルクアンプ７の出力が保護レ
ベルを上回ると時計方向トルクが所定値以上になったと
判定して常開接点１３をオンし，パワートレンシステム
に運転停止指令を与える。又、コンパレータ１２もトル
クアンプ７の出力が保護レベルを上回ると反時計方向ト
ルクが所定値以上になったと判定して常開接点１４をオ
ンし、運転停止指令を与える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の異常振
動検出装置においては、運転条件に応じて保護レベル設
定部８により保護レベルを設定していたが、例えば最大
トルク付近で運転する場合、保護レベルも定格以上に大
きくする必要があり、異常振動の検出を十分に行うこと
ができなかった。又、軸振動のレベルが保護レベルに達
していなくても連続運転により金属疲労が生じ、連結軸
４，５や変速機１を破壊することがあった。このため、
従来の保護方式では、種々の運転条件に対して十分な振
動保護を行うことができなかった。
動検出装置においては、運転条件に応じて保護レベル設
定部８により保護レベルを設定していたが、例えば最大
トルク付近で運転する場合、保護レベルも定格以上に大
きくする必要があり、異常振動の検出を十分に行うこと
ができなかった。又、軸振動のレベルが保護レベルに達
していなくても連続運転により金属疲労が生じ、連結軸
４，５や変速機１を破壊することがあった。このため、
従来の保護方式では、種々の運転条件に対して十分な振
動保護を行うことができなかった。
【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、２質点系以上の軸結合のある
システムにおいて、種々の運転条件に対して異常振動を
確実に誤動作なく検出することができる異常振動検出装
置を得ることを目的とする。
めに成されたものであり、２質点系以上の軸結合のある
システムにおいて、種々の運転条件に対して異常振動を
確実に誤動作なく検出することができる異常振動検出装
置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る異常振動
検出装置は、軸トルクを検出する軸トルク検出部と、軸
トルクの振動が第１の設定レベルを超えた状態が第１の
所定時間継続したことを検出する第１の検出手段と、軸
トルクの振動が第１の設定レベルより高い第２の設定レ
ベルを超えた状態が第１の所定時間より短い第２の所定
時間継続したことを検出する第２の検出手段と、軸トル
クの振動が第１の設定レベルを超えてから第２の設定レ
ベルを超えるまでの時間が第３の所定時間内であること
を検出する第３の検出手段を備え、第１〜第３の検出手
段の出力によって異常振動を検出するようにしたもので
ある。
検出装置は、軸トルクを検出する軸トルク検出部と、軸
トルクの振動が第１の設定レベルを超えた状態が第１の
所定時間継続したことを検出する第１の検出手段と、軸
トルクの振動が第１の設定レベルより高い第２の設定レ
ベルを超えた状態が第１の所定時間より短い第２の所定
時間継続したことを検出する第２の検出手段と、軸トル
クの振動が第１の設定レベルを超えてから第２の設定レ
ベルを超えるまでの時間が第３の所定時間内であること
を検出する第３の検出手段を備え、第１〜第３の検出手
段の出力によって異常振動を検出するようにしたもので
ある。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面とともに説明する。図１はこの実施形態による異常振
動検出装置の構成を示し、トルクアンプ７からは従来同
様にワイドバンドの軸トルクの検出信号τAが得られ
る。まず、この検出信号τAが図２に示すように比較的
振動の振幅が小さく振動が継続している場合を考える。
この検出信号τAの振動周波数は通常５〜１２ＨZであ
り、検出信号τAをより低周波の１ＨZフィルタ１５に通
すとレベルが低下してほぼ一定の平均軸トルク信号τP
が得られる。偏差検出部１６は軸トルクの検出信号τA
と平均軸トルク信号τPの偏差即ち振幅＋△τAと−△τ
Aを検出する。
面とともに説明する。図１はこの実施形態による異常振
動検出装置の構成を示し、トルクアンプ７からは従来同
様にワイドバンドの軸トルクの検出信号τAが得られ
る。まず、この検出信号τAが図２に示すように比較的
振動の振幅が小さく振動が継続している場合を考える。
この検出信号τAの振動周波数は通常５〜１２ＨZであ
り、検出信号τAをより低周波の１ＨZフィルタ１５に通
すとレベルが低下してほぼ一定の平均軸トルク信号τP
が得られる。偏差検出部１６は軸トルクの検出信号τA
と平均軸トルク信号τPの偏差即ち振幅＋△τAと−△τ
Aを検出する。
【００１０】偏差検出部１７は振幅△τAと図示しない
第１のレベル設定部からの第１の設定レベルτS1の偏差
を検出し、振幅△τAが設定レベルτS1を上回るとコン
パレータ１８がオンし、以後オンオフを繰り返す。０．
２秒のオフディレータイマ１９はコンパレータ１８がオ
ンするとオンし、次のオンが０．２秒以内即ち振動が５
ＨZ以上であると連続してオン信号を出力する。一方、
偏差検出部２０は振幅−△τAと第１の設定レベル−τ
S1の偏差を検出し、振幅−△τAが設定レベル−τS1を
マイナス側に上回るとコンパレータ２１が動作し、０．
２秒のオフディレータイマ２２は振動が５ＨZ以上であ
ると連続してオン信号を出力する。従って、アンド回路
２３は「１」を出力し、１０秒のオンディレータイマ２
４はこの状態が１０秒続くと第１の設定レベルτS1，−
τS1以上の異常振動と判定して警報出力を出し、オア回
路２５は運転停止指令を出す。
第１のレベル設定部からの第１の設定レベルτS1の偏差
を検出し、振幅△τAが設定レベルτS1を上回るとコン
パレータ１８がオンし、以後オンオフを繰り返す。０．
２秒のオフディレータイマ１９はコンパレータ１８がオ
ンするとオンし、次のオンが０．２秒以内即ち振動が５
ＨZ以上であると連続してオン信号を出力する。一方、
偏差検出部２０は振幅−△τAと第１の設定レベル−τ
S1の偏差を検出し、振幅−△τAが設定レベル−τS1を
マイナス側に上回るとコンパレータ２１が動作し、０．
２秒のオフディレータイマ２２は振動が５ＨZ以上であ
ると連続してオン信号を出力する。従って、アンド回路
２３は「１」を出力し、１０秒のオンディレータイマ２
４はこの状態が１０秒続くと第１の設定レベルτS1，−
τS1以上の異常振動と判定して警報出力を出し、オア回
路２５は運転停止指令を出す。
【００１１】又、偏差検出部２６は振幅△τAと図示し
ない第２のレベル設定部から出力された第１の設定レベ
ルτS1より高い第２の設定レベルτS2の偏差を検出し、
振幅△τAが設定レベルτS2を上回るとコンパレータ２
７は動作するが、この場合は下回っているので動作しな
い。偏差検出器２８も振幅−△τAと第２の設定レベル
−τS2の偏差を検出し、−△τAが第２の設定レベル−
τS2より下回っているので、コンパレータ２９も動作し
ない。
ない第２のレベル設定部から出力された第１の設定レベ
ルτS1より高い第２の設定レベルτS2の偏差を検出し、
振幅△τAが設定レベルτS2を上回るとコンパレータ２
７は動作するが、この場合は下回っているので動作しな
い。偏差検出器２８も振幅−△τAと第２の設定レベル
−τS2の偏差を検出し、−△τAが第２の設定レベル−
τS2より下回っているので、コンパレータ２９も動作し
ない。
【００１２】次に、図３に示すように、検出信号τAの
振動が急速に大きくなる場合について説明する。この場
合、検出信号τAが第１の設定レベルτS1，−τS1を超
えるとアンド回路２３の出力は「１」となり、アンド回
路３０の出力も「１」となる。ただし、２秒のオンディ
レータイマ３１の出力により２秒後にはアンド回路３０
の出力は「０」となる。やがて、検出信号τAが第２の
設定レベルτS2，−τS2を超えるとコンパレータ２７，
２９が動作し、振動が５ＨZ以上であると０．２秒のオ
フディレータイマ３２，３３が連続してオン信号を出
し、アンド回路３４の出力も「１」となる。従って、検
出信号τAが第１の設定レベルを超えてから第２の設定
レベルを超えるまでの時間ｔAが２秒以内の場合にはア
ンド回路３５の出力が「１」となり、振動が急激に大き
くなったことにより異常振動と判定してオア回路２５か
ら運転停止指令が出される。又、第２の設定レベル
τS2，−τS2以上の振動が３秒間継続すると３秒のオン
ディレータイマ３６が警報出力を出し、オア回路２５か
ら運転停止指令が出される。
振動が急速に大きくなる場合について説明する。この場
合、検出信号τAが第１の設定レベルτS1，−τS1を超
えるとアンド回路２３の出力は「１」となり、アンド回
路３０の出力も「１」となる。ただし、２秒のオンディ
レータイマ３１の出力により２秒後にはアンド回路３０
の出力は「０」となる。やがて、検出信号τAが第２の
設定レベルτS2，−τS2を超えるとコンパレータ２７，
２９が動作し、振動が５ＨZ以上であると０．２秒のオ
フディレータイマ３２，３３が連続してオン信号を出
し、アンド回路３４の出力も「１」となる。従って、検
出信号τAが第１の設定レベルを超えてから第２の設定
レベルを超えるまでの時間ｔAが２秒以内の場合にはア
ンド回路３５の出力が「１」となり、振動が急激に大き
くなったことにより異常振動と判定してオア回路２５か
ら運転停止指令が出される。又、第２の設定レベル
τS2，−τS2以上の振動が３秒間継続すると３秒のオン
ディレータイマ３６が警報出力を出し、オア回路２５か
ら運転停止指令が出される。
【００１３】上記実施形態においては、軸トルクの５Ｈ
Z以上の振動が比較的低レベルの第１の設定レベルを超
えた状態が１０秒間継続したこと、又は比較的高レベル
の第２の設定レベルを超えた状態が３秒間継続したこと
により異常振動を検出しており、低レベルの振動では比
較的長い検出時間により異常振動を検出し、高レベルの
振動では短い検出時間で異常振動を検出しており、異常
振動を確実に誤動作なく検出することができるととも
に、連結軸４，５等の保護を十分に行うことができる。
又、振動が発散するような場合にも、第１の設定レベル
を超えてから第２の設定レベルを超えるまでの時間が２
秒以内であれば異常振動と判定しており、上記同様の効
果がある。なお、オフディレータイマ１９，２２，３
２，３３において５ＨZ以上としたのは、軸トルクの振
動周波数は通常５ＨZ以上であり、誤動作防止のために
設けたものである。
Z以上の振動が比較的低レベルの第１の設定レベルを超
えた状態が１０秒間継続したこと、又は比較的高レベル
の第２の設定レベルを超えた状態が３秒間継続したこと
により異常振動を検出しており、低レベルの振動では比
較的長い検出時間により異常振動を検出し、高レベルの
振動では短い検出時間で異常振動を検出しており、異常
振動を確実に誤動作なく検出することができるととも
に、連結軸４，５等の保護を十分に行うことができる。
又、振動が発散するような場合にも、第１の設定レベル
を超えてから第２の設定レベルを超えるまでの時間が２
秒以内であれば異常振動と判定しており、上記同様の効
果がある。なお、オフディレータイマ１９，２２，３
２，３３において５ＨZ以上としたのは、軸トルクの振
動周波数は通常５ＨZ以上であり、誤動作防止のために
設けたものである。
【００１４】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、軸トル
クの振動が第１の設定レベルを超えた状態が第１の所定
時間継続した場合、軸トルクの振動が第１の設定レベル
より高い第２の設定レベルを超えた状態が第１の所定時
間より短い第２の所定時間継続した場合、軸トルクの振
動が第１の設定レベルを超えてから第２の設定レベルを
超えるまでの時間が第３の所定時間内である場合に、そ
れぞれ軸の異常振動を検出しており、種々の運転条件に
おいて軸の異常振動を確実に誤動作することなく検出す
ることができるとともに、軸等の保護を十分に行うこと
ができる。
クの振動が第１の設定レベルを超えた状態が第１の所定
時間継続した場合、軸トルクの振動が第１の設定レベル
より高い第２の設定レベルを超えた状態が第１の所定時
間より短い第２の所定時間継続した場合、軸トルクの振
動が第１の設定レベルを超えてから第２の設定レベルを
超えるまでの時間が第３の所定時間内である場合に、そ
れぞれ軸の異常振動を検出しており、種々の運転条件に
おいて軸の異常振動を確実に誤動作することなく検出す
ることができるとともに、軸等の保護を十分に行うこと
ができる。
【図１】この発明による異常振動検出装置の構成図であ
る。
る。
【図２】この発明による異常振動検出装置の動作説明図
である。
である。
【図３】この発明による異常振動検出装置の動作説明図
である。
である。
【図４】パワートレンシステムの構成図である。
【図５】従来装置の構成図である。
１…変速機 ４，５…連結軸 ６…軸トルクメータ １５…１ＨZフィルタ １９，２２，３２，３３…オフディレータイマ ２４，３１，３６…オンディレータイマ
Claims (1)
- 【請求項１】 ２質点系以上の軸結合のあるシステムに
おいて、軸トルクを検出する軸トルク検出部と、軸トル
クの振動が第１の設定レベルを超えた状態が第１の所定
時間継続したことを検出する第１の検出手段と、軸トル
クの振動が第１の設定レベルより高い第２の設定レベル
を超えた状態が第１の所定時間より短い第２の所定時間
継続したことを検出する第２の検出手段と、軸トルクの
振動が第１の設定レベルを超えてから第２の設定レベル
を超えるまでの時間が第３の所定時間内であることを検
出する第３の検出手段を備え、第１〜第３の検出手段の
出力によって異常振動を検出することを特徴とする異常
振動検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33919396A JP3451866B2 (ja) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | 異常振動検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33919396A JP3451866B2 (ja) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | 異常振動検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10176948A true JPH10176948A (ja) | 1998-06-30 |
| JP3451866B2 JP3451866B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=18325124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33919396A Expired - Fee Related JP3451866B2 (ja) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | 異常振動検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3451866B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004013589A1 (ja) * | 2002-08-05 | 2004-02-12 | Synchro Co., Ltd. | 振動検出方法及びその装置 |
| JP2007278704A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Ono Sokki Co Ltd | シャーシダイナモメータ |
| WO2009019953A1 (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-12 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | 電動機制御装置およびそのゲイン調整方法 |
| CN113203471A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-08-03 | 国网山西省电力公司电力科学研究院 | 一种基于小波神经网络预测的变压器机械故障检测方法 |
-
1996
- 1996-12-19 JP JP33919396A patent/JP3451866B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004013589A1 (ja) * | 2002-08-05 | 2004-02-12 | Synchro Co., Ltd. | 振動検出方法及びその装置 |
| JP2007278704A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Ono Sokki Co Ltd | シャーシダイナモメータ |
| WO2009019953A1 (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-12 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | 電動機制御装置およびそのゲイン調整方法 |
| US20100194327A1 (en) * | 2007-08-03 | 2010-08-05 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Motor controller |
| US8198851B2 (en) | 2007-08-03 | 2012-06-12 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Motor controller |
| JP5206994B2 (ja) * | 2007-08-03 | 2013-06-12 | 株式会社安川電機 | 電動機制御装置およびそのゲイン調整方法 |
| CN113203471A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-08-03 | 国网山西省电力公司电力科学研究院 | 一种基于小波神经网络预测的变压器机械故障检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3451866B2 (ja) | 2003-09-29 |
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