JPS61151479A - 電動機診断装置 - Google Patents

電動機診断装置

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JPS61151479A
JPS61151479A JP59276909A JP27690984A JPS61151479A JP S61151479 A JPS61151479 A JP S61151479A JP 59276909 A JP59276909 A JP 59276909A JP 27690984 A JP27690984 A JP 27690984A JP S61151479 A JPS61151479 A JP S61151479A
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JP
Japan
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phase
amplitude
current
unbalance rate
waveform
Prior art date
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Pending
Application number
JP59276909A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Kuno
勉 久野
Masahiko Katamune
片宗 正彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd, Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
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  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
  • Protection Of Generators And Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は3相誘導電動機のステータコイルの眉間短絡
(レヤーショート)、断線、ゆるみの有無を判別するこ
とができる電動機診断装置に関するものである。
従来の技術 3相誘導電動機のステータコイルの眉間絶縁破壊により
生じるレヤーショートやステータコイルのゆるみは、3
相誘導電動機の寿命に直結しているため、その有無を定
期的に診断して早期発見に努める必要がある。
3相誘導電動機のステータコイルのレヤーショートやゆ
るみ等の診断は、3相誘導電動機の回転中の各相の1次
電流の位相差の最大のものと最小17)ノ、M/F’l
至−N12:士にζ争−ノ♂T±11−γ;工4藁;ズ
l:lk&士Rハ”l+’+Aフ電流の振幅の最大のも
のと最小のものとの差から求めた振幅不平衡率の大きさ
にもとづいて定量的に行うようになっていた。
発明が解決しようとする問題点 上記したステータコイルの診断方法では、入力データが
異常であるときにも診断結果が異常であるということに
なって誤診断のおそれがあり、診断結果が異常と出たと
きにオシロスコープなどで人力波形を確認する必要があ
った。
この発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたもの
で、オシロスコープなどを使用することなく人力波形の
確認を行うことができて入力異常による誤診断を容易に
防止することができる電動機診断装置を提供することを
目的とする。
問題点を解決するための手段 この発明の電動機診断装置は、3相電動機lの1次電流
を検出する電流検出器(2,3)と、前記電流検出器(
2,3)の出力をA/D変換するA/D変換器6,7と
、前記A/D変換器6,7より出力される波形データを
収集してメモリ10に蓄えるデータ収集手段9Aと、前
記メモリ10に蓄えられた波形データから各相電流間の
位相差を求める位相差演算手段9Bと、前記メモリ10
に蓄えられた波形データから各相電流の振幅を求める振
幅演算手段9Cと、前記位相差演算手段9Bによって求
めた各相電流の位相差の最大および最小のものの差から
位相不平衡率を求める位相不平衡率演算手段9Dと、前
記振幅演算手段9Cによって求めた各相電流の振幅の最
大および最小のものの差から振幅不平衡率を求める振幅
不平衡率演算手段9Eと、グラフィック表示器12と、
前記位相不平衡率および振幅不平衡率をそれぞれ横軸お
よび縦軸にとって前記グラフィック表示器12にプロッ
トさせる第1のデータ処理手段9Fと、前記メモリ10
に蓄えられた波形データをもとにして前記1次電流の波
形を前記グラフィック表示器に表示させる第2のデータ
処理手段9Gとを備える構成にしたことを特徴とする。
作用 この電動機診断装置は、3相電動機の1次電流をA/D
変換し、得られた波形データを処理することにより各相
の電流の位相差および振幅を求め、位相差の最大のもの
と最小のものの差から位相不平衡率を求めるとともに振
幅の最大のものと最小のものの差から振幅不平衡率を求
め、これらのデータを位相不平衡率を横軸、振幅不平衡
率を縦軸にしてそのデータをグラフィック表示器にプロ
ットしているため、このデータのプロット位置によって
異常の程度を定量的に診断することができる。
また、上記A/D変換により得られた波形データをもと
にして前記グラフィック表示器に1次電流波形を表示す
るようにしているため、オシロスコープ等の機器を必要
とせずに1次電流波形が正常に入力されているかどうか
を確認することができ、入力異常による誤診断を容易に
防止できることになる。
実施例 この発明の一実施例を第2図ないし第9図に基づいて説
明する。この電動機診断装置は、第2図1相および第3
相の1次電流を変流器(電流検出器)2.3で検出して
第1入力端子4および第2入力端子5に加え、各入力端
子4,5に加えられた信号をA/D変換器6.7でそれ
ぞれA/D変換するように構成している。
このA/D変換器6.7のA/D変換処理は、周波数可
変型のサンプリングパルス発生器8からのサンプリング
パルスに従って行われ、サンプリングパルス発生器8の
出力周波数は中央処理装置9からのサンプリングパルス
周波数設定信号によって決められ、例えば電源周波数の
256倍の周波数に設定されることになる。
中央処理装置9は、A/D変換器6,7から出力される
波形データを各々収集してメモリ10に蓄え、メモリ1
0に蓄えた波形データをもとにして各種演算を行うこと
により、3相誘導電動機1のステータコイルの診断(レ
ヤーショート断線。
ゆるみの検出)を行うためのデータを求め、このデータ
を表示器11およびグラフィック表示器12なお、メモ
リ10は収集した波形データを記憶するだけでなく、ス
テータコイルの診断を行うだめのプログラムも記憶して
いる。
以下、この電動機診断装置の動作を第3図ないし第9図
を参照lJで詳細に説明する。
中央処理装置9は、第3図に示すように、まずステータ
コイルの診断動作を行い(ステップU、)、ついでステ
ータコイルの診断結果を表示する(ステップU2)。
ステータコイルの診断において、中央処理装置9は、第
41に示すように、まずサンプリング周波数をステータ
コイル診断用(例えば電源周波数の256倍の周波数)
とするためのサンプリングパルス周波数設定信号をサン
プリングパルス発生器8に与える(ステップV、)。こ
の結果、サンプリングパルス発生器8は電源周波数の2
56倍の周波数のサンプリングパルスを発生し、A/D
変換器6,7は、このサンプリングパルスに基づいて第
5図(A)、  (B)、  (C)に示す3相誘導電
動機lの第1相、第2相および第3相の1次電流のうち
、第1相および第3相の1次電流をA/D変換して波形
データD、、D3の列を出力することになる。なお、サ
ンプリングパルス周波数を電源周波数256倍にしてい
るのは、波形分析精度を2度以内にするためである。
ついで、中央処理装置9は、ステータコイルの診断に必
要な数(電源周波数の数サイクル分)だけA/D変換器
6.7から第1相および第3相の波形データD、、D3
を収集してメモリ10に蓄え(ステップ■2)、メモリ
10に蓄積した波形データD、、D3をもとにして、同
一サンプルタイミングの波形データD1.D3毎に次式
の演算を行うことにより、3相誘導電動機1の第2相の
1次電流に対応する波形データD2を求めてメモリ10
に蓄積する(ステップ■3)。
D2=−(D、+D3)        ・・・・・・
(1)上記第(11式の演算が成立するのは通常は零相
電流がきわめて小さいためであって、 D1+D2+D3−〇 の関係があるためである。なお、第2相の1次電流の波
形データD2は、第(11式の演算を行わずに、もう1
組の変流器およびA/D変換器を設けて得ることも可能
である。
ついで、中央処理装置9は、メモリ10に記憶した各相
の波形データD、、D2.D3から第1゜第2.第3の
各相の電流値が負値から正値に変化するときのゼロクロ
ス位相’l−”2+  ”3  (第5図)をそれぞれ
求めるとともに、各相の波形データD、、D2.D3か
ら振幅(ピーク値)AI、。
AI2.AI3をそれぞれ選び出しくステップ■4)、
ついで各相のゼロクロス位相j!、、12゜13から各
相の位相差PlI  PX3.P31を次式により求め
る(ステップV5)。
ついで、第1.第2.第3の各相の位相差P12゜PX
3.P31のうち最大のものPMAえと最小のものPM
YNとを選び出し、さらに振幅AI、、AI2゜AI3
についても同様に最大のものA[工AVと最小のものA
I、□、とを選び出す(ステップv6)。
ついで、次式による演算を実行して位相不平衡率UBP
および振幅不平衡率UBAを求める(ステップv7)。
AI 1+AI2+AI3 つぎに、診断結果の表示において、中央処理装置9は、
ステータコイルの診断過程において求めた位相不平衡率
UBPおよび振幅不平衡率UBAのデータを表示器11
にデジタル表示するとともに、表示器12に位相不平衡
率UBPを横軸にし振幅不平衡率UBAを縦軸にしてデ
ータをプロットする(グラフィック表示)。
ここで、上述の位相不平衡率UBPおよび振幅不平衡率
UBAとステータコイルのレヤーショート断線、ゆるみ
とのかかわりについて説明する。
供試電動機はいずれも定格出力3KWの3相誘導電動機
であり、一部のものについてはステータコイルの1極分
を眉間短絡させ、または巻線をゆるめである。このよう
な多数台の3相誘導−電動機について各々位相不平衡率
UBPおよび振幅不平衡UBAを求めた。第6図は横軸
に位相不平衡率UBPを、縦軸に振幅不平衡率UBAを
とって、各供試電動機における検出結果(データ)をプ
ロットしたものであり、白丸は正常なものを、黒丸は層
間短絡をしているものを、白三角はゆるみを有している
ものをそれぞれ示している。
また、正常な電動機群の代表としてNOIの電動機を、
また層間短絡した電動機群の代表としてNO2の電動機
を選び、各々の電動機についての位相差P1□−P23
.P31.振幅A11.A12゜A13.位相不平衡率
UBPおよび振幅不平衡率UBAを第1表に示す。
(以下余白) 第  1  表 第6図から明らかなように、位相不平衡率UBPおよび
振幅不平衡率UBAがともに小さい領域、具体的には UBP≦20% で、かつ UBA≦20% の領域を、3相誘導電動機に眉間短絡、ゆるみが発生し
ていない正常領域とみなすことができ、また、 20%<UBP<40% または 20%<UBA<40% の領域をステータコイルにゆるみが発生しているかまた
は微少区間での眉間短絡が発生している異常領域、そし
て、 UBP≧40% または UBA≧40% 以上の領域をステータコイルに眉間短絡が発生している
異常領域とみなすことができる。
したがって、実際に使用している3相誘導電動−機につ
いて、位相不平衡率UBPおよび振幅不平衡率UBAを
検出し、この3相誘導電動機は第6図においてどこに位
置するかを見れば、ステータコイルにおける層間短絡、
ゆるみの有無を定量的に判断することができる。また、
プロット位置が第6図において左から右あるいは下から
上へ推移、−一+1−−言一+−二wj+1−j−+−
LLかq−1−−111kj刺トマ!マt1T)11−
―Lは振幅不平衡率UBAが大きくなるにつれてステー
タコイルの異常が進行していると判断でき、経時変化の
監視も行うことができる。
以上述べたように、位相不平衡率UBPおよび振幅不平
衡率UBPが定量化できるので、実験。
実績により得られる第6図に示すような正常領域を予め
判断基準として定めておき、判断の対象となる3相誘導
電動機の位相不平衡率UBPおよび振幅不平衡率UBA
の実測結果をプロットするか、または正常時における3
相誘導電動機の位相不平衡率UBPおよび振幅不平衡率
UBAを定量化しておき、実測時の値と直接比較するこ
とにより、3相誘導電動機の正常、異常を正確に判断す
ることができる。
この電動機診断装置は、上記した位相不平衡率および振
幅不平衡率の算出および表示だけでなく、A/D変換器
6.7から出力される波形データをもとにして3相誘導
電動機1の1次電流の波形、すなわち、入力波形を表示
器12にグラフィック賽子すふ、w 、L−6(で缶A
− この波形表示動作を行うについて、中央処理装置9は、
まずサンプリングパルス周波数を波形表示用周波数(波
形分析用の周波数(例えば電源周波数の256倍の周波
数)よりも低い周波数)にするためのサンプリングパル
ス周波数設定信号をサンプリングパルス発生器8に与え
る(ステップW、)。この結果、サンプリングパルス発
生器8は波形表示用周波数のサンプリングパルスをA/
D変換器6,7に与えることになる。
ついで、中央処理装置9は、A/D変換器6゜7から第
1相、第3相の1次電流の波形データを収集してメモリ
10に蓄える(ステップW2)。
ついで、中央処理装置9は、メモリ10から第1相、第
3相の1次電流の波形データを読み出し、この波形デー
タをデータ処理することにより第1相、第3相の1次電
流の波形を表示器12にグラフィック表示させる(ステ
ップW3)。
上記表示器12にグラフィック表示される第1相および
第3相の波形が両方とも正常な正弦波であれば、3相誘
導電動機1の第1相、第3相の1次電流が正常に入力さ
れていることがわかり、ステークコイル診断により異常
であるという結果が出たときに、入力波形の異常ではな
く、3相誘導電動機lが異常であることが確認でき、誤
診断は防止できる。
もし、第1相、第3相の波形が第8図(A)。
(B)のようになっておれば、第3相の1次電流の入力
系統が不良であることがわかり、第9図(A)、  (
B)のようになっておれば、入力信号(第1相、第3相
の1次電流)にノイズがのっていることがわかる。
したがって、ステータコイル異常診断の前に人力波形の
1111認を行い、入力波形が異常であれば、入力系統
を調べて入力波形が正常になるようにすればよい。
発明の効果 この発明の電動機診断装置は、3相電動機の1次電流を
A/D変換し、得られた波形データを処理することによ
り各相の電流の位相差および振幅を求め、位相差の最大
のものと最小のものの差から位相不平衡率を求め、これ
らのデータを位相不平衡率を横軸、振幅不平衡率を縦軸
にしてそのデータをグラフィック表示器にプロットして
いるため、このデータのプロット位置によって異常の程
度を定量的に診断することができ、したがって診断結果
の個人差をなくすことができる。
また、上記A/D変換により得られた波形データをもと
にして前記グラフィック表示器に1次電流波形を表示す
るようにしているため、オシロスコープ等の機器を必要
とせずに1次電流波形が正常に入力されているかどうか
を確認することができ、入力異常による誤診断を容易に
防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の構成を示すブロック図、第2図はこ
の発明の一実施例のブロック図、第3図はその中央処理
装置のメインプログラムを示すフローチャート、第4図
は第3図におけるステータコイル診断の詳細なフローチ
ャート、第5図は3相誘導電動機の1次電流の波形図、
第6図は位相正常・異常との関連の説明図、第7図は波
形表示動作を示すフローチャート、第8図および第9図
はそれぞれ表示された波形を示す波形図である。 1・・・3相誘導電動機、2,3・・・変流器(電流検
      ゛出器)、6.7・・・A/D変換器、9
・・・中央処理装置、9A・・・データ収集手段、9B
・・・位相差演算手段、9C・・・振幅演算手段、9D
・・・位相不平衡率演算手段、9E・・・振幅不平衡率
演算手段、9F・・・第1のデータ処理手段、9G・・
・第2のデータ処理手段、10・・・メモリ、12・・
・グラフィックの表示器第2図 第3図 AI。 第7図 (B)  □ 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 3相電動機の1次電流を検出する電流検出器と、前記電
    流検出器の出力をA/D変換するA/D変換器と、前記
    A/D変換器より出力される波形データを収集してメモ
    リに蓄えるデータ収集手段と、前記メモリに蓄えられた
    波形データから各相電流間の位相差を求める位相差演算
    手段と、前記メモリに蓄えられた波形データから各相電
    流の振幅を求める振幅演算手段と、前記位相差演算手段
    によって求めた各相電流の位相差の最大および最小のも
    のの差から位相不平衡率を求める位相不平衡率演算手段
    と、前記振幅演算手段によって求めた各相電流の振幅の
    最大および最小のものの差から振幅不平衡率を求める振
    幅不平衡率演算手段と、グラフィック表示器と、前記位
    相不平衡率および振幅不平衡率をそれぞれ一軸および他
    軸にとってそのデータをグラフィック表示器にプロット
    させる第1のデータ処理手段と、前記メモリに蓄えられ
    た波形データをもとにして前記1次電流の波形を前記グ
    ラフィック表示器に表示させる第2のデータ処理手段と
    を備えた電動機診断装置。
JP59276909A 1984-12-26 1984-12-26 電動機診断装置 Pending JPS61151479A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH099493A (ja) * 1995-06-20 1997-01-10 Nippondenso Co Ltd 交流電動機の運転状態判定装置
JP2005227073A (ja) * 2004-02-12 2005-08-25 Ebara Densan Ltd 欠相検知装置およびポンプシステム
JP2008061462A (ja) * 2006-09-01 2008-03-13 Nagoya Institute Of Technology 電動機固定子巻線の短絡診断システム
JP2009055739A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Aisin Seiki Co Ltd 電源装置及びその欠相判定方法

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