JPS6232378A - 誘導電動機の診断装置 - Google Patents
誘導電動機の診断装置Info
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- JPS6232378A JPS6232378A JP60172882A JP17288285A JPS6232378A JP S6232378 A JPS6232378 A JP S6232378A JP 60172882 A JP60172882 A JP 60172882A JP 17288285 A JP17288285 A JP 17288285A JP S6232378 A JPS6232378 A JP S6232378A
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- circuit
- beat
- current
- beat frequency
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- Induction Machinery (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、誘導電動機の固定子巻線に流れる電流に含
まれるうなり現象を検知して該誘導１ｉ勧機の回転子導
体の破断の有無を診断する装置に関するものである。
まれるうなり現象を検知して該誘導１ｉ勧機の回転子導
体の破断の有無を診断する装置に関するものである。
誘導Ｔ：ｉ、動機の回転子は、鉄心と二次電流の流れる
導体（以下バーと略記する）と短絡環などから構成され
ている。バーは回転子外周の溝内にあり、数十本が周上
等間隔に配置されている。 電動機の正常運転状態においては、固定子Ｓ線から生ず
る回転磁界の周波数がｆｏの場合、回転子巻線に生ずる
、回転子を基準とした回転磁界の周波数はｓｆｏとなり
（ここでＳはすべりを示す）、従って電動機の正常運
転時には、回転子ｌＡから生ずる回転磁界の固定子を基
準とした回転周波数は、 （１−ｓ）Ｌ ＋ｓｆ。−
導体（以下バーと略記する）と短絡環などから構成され
ている。バーは回転子外周の溝内にあり、数十本が周上
等間隔に配置されている。 電動機の正常運転状態においては、固定子Ｓ線から生ず
る回転磁界の周波数がｆｏの場合、回転子巻線に生ずる
、回転子を基準とした回転磁界の周波数はｓｆｏとなり
（ここでＳはすべりを示す）、従って電動機の正常運
転時には、回転子ｌＡから生ずる回転磁界の固定子を基
準とした回転周波数は、 （１−ｓ）Ｌ ＋ｓｆ。−
【。
すなわち固定子巻線から生ずる回転磁界の回転速度と同
一速度となり、固定子巻線に流れるｉｔ流が脈動するこ
とはない、このことは運転途中ですべりＳが変化する場
合にも同じである。 ところで、運転中の遠心力や始動電流による加熱により
バーの一部が破断すると、回転子の二次電流に不平衡を
生じ、周波数がｓｆｏに相当した、回転方向が回転子に
対して逆方向の逆相電流が生ずる。このため、固定子巻
線には、周波数が基本周波数ｒ、より２ ｓｆｏだけ小
さいｆｏ（１２ｓ）の周波数をもった電流が生ずる。従
って電動機の固定子ｊｐ！ｉには、基本周波数ｆ、の電
流と、回転子から誘起された前記周波数ｆｏ（１２ｓ）
の電流とが重畳して流れるため、電流波形にうなり現象
を生じ、この電流波形の振幅はｆｏ−ｆｓ ｃｔ −２
５）−２ｓｆ＊に相当した周期で変動する。バーの破断
本数が多くなると、回転子の二次電流中の不平衡電流が
増大するため電動機の起動ができなくなる。 固定子と回転子との間に働く磁気吸引力は、バーの破断
による二次電流分布の不均一から回転子の周上で非対称
に分布する。この非対称磁気吸引力と逆相二次ｉ流によ
る回転磁界とにより、回転子には回転子の回転周波数ｆ
１のはかｆ、±２ ｓｆ＠の周波数をもった励振力が作
用し、電動機に振動を発生する。この振動はｆ、の周波
数で振動し、振幅は２ ｓｆａの周波数でうなり現象を
生ずる。しかし、このような振動現象は、回転子の偏心
回転（輪画がりによる）でも生ずるため、電動機の振動
や慝塁音がうなり現象を生じても、それだけでバーの破
断と診断するのは危険である。 従来は、振動にうなり現象が生ずると、第２図に示すよ
うに、固定子巻線の電流波形（ａｌと振動波形山）とを
オシログラフに記録し、両波形のうなり周期を読み取っ
て両波形のうなり周期が一致し、その周期が１／ ２
ｓｆ、秒になっていると、回転子バーの破断と診断して
いた。しかし、バーの破断本数が掻く少ない場合は、第
２図（ａ）の電流波形に゛おける振幅の変動量が少ない
ため、この手法による診断には熟練を要した。このため
、たとえば特開昭５６−１５３９５９に示されるように
、固定子巻線に流れる電流に含まれるうなり周波数ない
し脈動周波数のみをフィルタを用いて抽出し、この周波
数をカウンタを用いてカウントするとともに、電動機の
回転子に連結された回転速度計によって得られた回転数
Ｎと電ｔＡ周波数ｆから得られる同期速度Ｎ、とから、
バーが破断しているときに固定子巻線電流に含まれるべ
きうなり周波数を次式、２ （Ｎ、−Ｎ） ２ｓｆ＝ ｘｆ Ｎ。 によって得るように回路が構成されたうなり周波数検出
器の出力と比較してバーの破断の有無を診断するように
した方法が知られている。しかし、すでに述べたように
、電動機の回転子が回転軸の曲がりによって偏心回転を
しているような場合には、この偏心回転に起因する別の
うなりが重なるため、バーが破断していても、回転数か
ら求められたうなり周波数と固定子電流から得られたう
なり周波数とは一敗せず、バーの破断が検出されないと
いう欠点があった。 また、近年では、ＦＦＴアナライザ（フーリエ変換の原
理を用いた高速度周波数分析装置）による周波数分析か
ら診断する手法も用いられている。 第３図にこのＦＦＴアナライザによる固定子巻線電流の
分析結果を、第４図に振動の分析結果を示す、この手法
によれば高い診断精度が得られる一方、この診断精度を
得るためには、ＦＦＴアナライザとして周波数分解能が
０．０１〜０６０５Ｈｚの高分解能が得られるような使
い方を必要とし、専門の技術者を分析のつと必要とする
ことや、即座にバ−の破断本数を推定できず、このため
、当面運転を継続できる程度の破断本数であっても不必
要に電動機の運転を停止させることになるなどの欠点が
あった。 そこで、本発明と同一出願人から出願されている特願昭
５９−２３４７８１号の明ｍｗに示されているように、
前記ＦＦＴアナライザのような、回転数に含まれる回転
数成分を０．０１＝０．０５Ｈｚの高精度で測定可能な
回転数分析回路を用いて得られた回転数成分の中心周波
数と電源周波数と極数とから固定子巻線電流中に含まれ
るべきうなり周波数を計算し、この周波数を固定子巻線
電流の周波数分析から直接得られたうなり周波数と精密
に対比して、バーの破断と偏心回転とが併有する場合に
もバーの破断を検出することのできる方法が提案されて
いる。しかし、回転速度の測定には、たとえばマグネッ
トパルス検出器や光電子パルス検出器が用いられ、回転
子に基準位置をマーキングする、例えば凹凸の加工や反
射テープの貼着などの作業を必要とし、このため電動機
を停止させる必要があるなど、運用上の弊害を伴うとい
う欠点が新たに生じていた。 【発明の目的】 この発明は、電動機を停止させることなく、バーの破断
の有無の診断を容易に可能ならしめるとともに、バーの
破断と診断された場合にもこれに付加してさらに偏心回
転のときのようなａ械的負荷の変動があるか否かの診断
をも可能ならしめ、かつ、バーの破断本数の推定を可能
ならしめる誘導電動機の診断装置を提供することを目的
とする。
一速度となり、固定子巻線に流れるｉｔ流が脈動するこ
とはない、このことは運転途中ですべりＳが変化する場
合にも同じである。 ところで、運転中の遠心力や始動電流による加熱により
バーの一部が破断すると、回転子の二次電流に不平衡を
生じ、周波数がｓｆｏに相当した、回転方向が回転子に
対して逆方向の逆相電流が生ずる。このため、固定子巻
線には、周波数が基本周波数ｒ、より２ ｓｆｏだけ小
さいｆｏ（１２ｓ）の周波数をもった電流が生ずる。従
って電動機の固定子ｊｐ！ｉには、基本周波数ｆ、の電
流と、回転子から誘起された前記周波数ｆｏ（１２ｓ）
の電流とが重畳して流れるため、電流波形にうなり現象
を生じ、この電流波形の振幅はｆｏ−ｆｓ ｃｔ −２
５）−２ｓｆ＊に相当した周期で変動する。バーの破断
本数が多くなると、回転子の二次電流中の不平衡電流が
増大するため電動機の起動ができなくなる。 固定子と回転子との間に働く磁気吸引力は、バーの破断
による二次電流分布の不均一から回転子の周上で非対称
に分布する。この非対称磁気吸引力と逆相二次ｉ流によ
る回転磁界とにより、回転子には回転子の回転周波数ｆ
１のはかｆ、±２ ｓｆ＠の周波数をもった励振力が作
用し、電動機に振動を発生する。この振動はｆ、の周波
数で振動し、振幅は２ ｓｆａの周波数でうなり現象を
生ずる。しかし、このような振動現象は、回転子の偏心
回転（輪画がりによる）でも生ずるため、電動機の振動
や慝塁音がうなり現象を生じても、それだけでバーの破
断と診断するのは危険である。 従来は、振動にうなり現象が生ずると、第２図に示すよ
うに、固定子巻線の電流波形（ａｌと振動波形山）とを
オシログラフに記録し、両波形のうなり周期を読み取っ
て両波形のうなり周期が一致し、その周期が１／ ２
ｓｆ、秒になっていると、回転子バーの破断と診断して
いた。しかし、バーの破断本数が掻く少ない場合は、第
２図（ａ）の電流波形に゛おける振幅の変動量が少ない
ため、この手法による診断には熟練を要した。このため
、たとえば特開昭５６−１５３９５９に示されるように
、固定子巻線に流れる電流に含まれるうなり周波数ない
し脈動周波数のみをフィルタを用いて抽出し、この周波
数をカウンタを用いてカウントするとともに、電動機の
回転子に連結された回転速度計によって得られた回転数
Ｎと電ｔＡ周波数ｆから得られる同期速度Ｎ、とから、
バーが破断しているときに固定子巻線電流に含まれるべ
きうなり周波数を次式、２ （Ｎ、−Ｎ） ２ｓｆ＝ ｘｆ Ｎ。 によって得るように回路が構成されたうなり周波数検出
器の出力と比較してバーの破断の有無を診断するように
した方法が知られている。しかし、すでに述べたように
、電動機の回転子が回転軸の曲がりによって偏心回転を
しているような場合には、この偏心回転に起因する別の
うなりが重なるため、バーが破断していても、回転数か
ら求められたうなり周波数と固定子電流から得られたう
なり周波数とは一敗せず、バーの破断が検出されないと
いう欠点があった。 また、近年では、ＦＦＴアナライザ（フーリエ変換の原
理を用いた高速度周波数分析装置）による周波数分析か
ら診断する手法も用いられている。 第３図にこのＦＦＴアナライザによる固定子巻線電流の
分析結果を、第４図に振動の分析結果を示す、この手法
によれば高い診断精度が得られる一方、この診断精度を
得るためには、ＦＦＴアナライザとして周波数分解能が
０．０１〜０６０５Ｈｚの高分解能が得られるような使
い方を必要とし、専門の技術者を分析のつと必要とする
ことや、即座にバ−の破断本数を推定できず、このため
、当面運転を継続できる程度の破断本数であっても不必
要に電動機の運転を停止させることになるなどの欠点が
あった。 そこで、本発明と同一出願人から出願されている特願昭
５９−２３４７８１号の明ｍｗに示されているように、
前記ＦＦＴアナライザのような、回転数に含まれる回転
数成分を０．０１＝０．０５Ｈｚの高精度で測定可能な
回転数分析回路を用いて得られた回転数成分の中心周波
数と電源周波数と極数とから固定子巻線電流中に含まれ
るべきうなり周波数を計算し、この周波数を固定子巻線
電流の周波数分析から直接得られたうなり周波数と精密
に対比して、バーの破断と偏心回転とが併有する場合に
もバーの破断を検出することのできる方法が提案されて
いる。しかし、回転速度の測定には、たとえばマグネッ
トパルス検出器や光電子パルス検出器が用いられ、回転
子に基準位置をマーキングする、例えば凹凸の加工や反
射テープの貼着などの作業を必要とし、このため電動機
を停止させる必要があるなど、運用上の弊害を伴うとい
う欠点が新たに生じていた。 【発明の目的】 この発明は、電動機を停止させることなく、バーの破断
の有無の診断を容易に可能ならしめるとともに、バーの
破断と診断された場合にもこれに付加してさらに偏心回
転のときのようなａ械的負荷の変動があるか否かの診断
をも可能ならしめ、かつ、バーの破断本数の推定を可能
ならしめる誘導電動機の診断装置を提供することを目的
とする。
この発明は、回転子の回転数成分に対応した振動が回転
子を支承する軸受に伝達されることに着目し、軸受側で
回転子の回転数成分を検出することにより、電動機を停
止することなく診断を可能にしようとするものであって
、誘導電動機の固定子巻線に流れる電流に含まれるうな
り現象を検知して該誘導電動機の回転子導体の破断の有
無を診断する装置が、誘導電動機の固定子巻線に流れる
電流の波形と該電流の基本周波数とから該電流波形に含
まれる周波数成分を分析する周波数分析回路と、この周
波数分析回路により求められた周波数成分を用いて前記
電流波形に含まれるうなり周波数を計算する第１のうな
り周波数計算回路と、前記周波数分析回路から入力され
前記うなり周波数を生ずるもととなる周波数成分を有す
る電流の振幅と基本周波数の電流の振幅との比を計算す
る振幅比計算回路と、前記計算されたうなり周波数をデ
ジタル表示する第１のうなり周波数表示回路と、前記計
算された振幅比をデジタル表示する振幅比表示回路と、
前記誘導電動機の軸受けの振動を検出して該振動の波形
に含まれる回転数成分を分析する回転数分析回路と、こ
の回転数分析回路において得られた中心回転数と前記固
定子Ｓ線電流の基本周波数と該誘導電動機の極数とから
該誘導電動機の固定子巻線電流に含まれるべきうなり周
波数を計算する第２のうなり周波数計算回路と、このう
なり周波数をデジタル表示する第２のうなり周波数表示
回路とを備えるようにして、電動機の運転を停止するこ
となく、前記表示された２つのうなり周波数の比較から
前記回転子導体の破断の有無の診断を可能ならしめると
ともに、前記表示された振幅比を、回転子導体の破断本
数に対応してあらかじめ与えられた数値と比較して破断
導体数の推定を可能ならしめることにより、前記の目的
を達成しようとするものである。
子を支承する軸受に伝達されることに着目し、軸受側で
回転子の回転数成分を検出することにより、電動機を停
止することなく診断を可能にしようとするものであって
、誘導電動機の固定子巻線に流れる電流に含まれるうな
り現象を検知して該誘導電動機の回転子導体の破断の有
無を診断する装置が、誘導電動機の固定子巻線に流れる
電流の波形と該電流の基本周波数とから該電流波形に含
まれる周波数成分を分析する周波数分析回路と、この周
波数分析回路により求められた周波数成分を用いて前記
電流波形に含まれるうなり周波数を計算する第１のうな
り周波数計算回路と、前記周波数分析回路から入力され
前記うなり周波数を生ずるもととなる周波数成分を有す
る電流の振幅と基本周波数の電流の振幅との比を計算す
る振幅比計算回路と、前記計算されたうなり周波数をデ
ジタル表示する第１のうなり周波数表示回路と、前記計
算された振幅比をデジタル表示する振幅比表示回路と、
前記誘導電動機の軸受けの振動を検出して該振動の波形
に含まれる回転数成分を分析する回転数分析回路と、こ
の回転数分析回路において得られた中心回転数と前記固
定子Ｓ線電流の基本周波数と該誘導電動機の極数とから
該誘導電動機の固定子巻線電流に含まれるべきうなり周
波数を計算する第２のうなり周波数計算回路と、このう
なり周波数をデジタル表示する第２のうなり周波数表示
回路とを備えるようにして、電動機の運転を停止するこ
となく、前記表示された２つのうなり周波数の比較から
前記回転子導体の破断の有無の診断を可能ならしめると
ともに、前記表示された振幅比を、回転子導体の破断本
数に対応してあらかじめ与えられた数値と比較して破断
導体数の推定を可能ならしめることにより、前記の目的
を達成しようとするものである。
第１図に本発明に基づ（診断装置の回路構成の実施例を
示す０図において、誘導電動機１７の固定子巻線に流入
する一次電流を変流器１を用いて検出し、この検出され
た電流を１を波電圧変換回路２に入力して、電流に比例
した電圧に変換する。３は商用１１源周波数をセットす
る回路であり、診断場所の１を温間波数により５０Ｈｚ
または６０Ｈｚのいずれかにセットして、この信号を次
段の周波数分析回路４に与える６周波数分析回路４は前
述０ＦＦＴアナライザと同一原理に基づく周波数分析回
路であって、前記電流電圧変換回路２から入力された電
圧波形に含まれる周波数成分をたとえば０．０５Ｈｚの
分解能をもって分析する。すなわち、０．０５Ｈｚのピ
ッチごとにその周波数成分を有する電圧を読み取りなが
ら第３図のような電圧−周波数特性を検出し、この特性
曲線の橿値から入力波形中に含まれる周波数成分を読み
取る。このようにして得られた周波数成分を第１のうな
り周波数計算回路５と、振幅比計算回路６と、電源周波
数選別回路７とに分岐配分する。第１のうなり周波数計
算回路５ではうなりにより生じるうなり周波数２３ｆ、
を、前記入力された周波数成分から差演算で求め、この
値が第１のうなり周波数表示回路８によりデジタル表示
される。 次に一振幅比計算回路６では、前記うなり周波数’ｌ
ｓｆｏを生ずるもととなる周波数成分子ゆ（１−２ｓ）
を有する電圧振幅と基本周波数ｆ、の電圧振幅との比を
求め、この値を振幅比表示回１ｉＳ９によりデジタル表
示する。また、電源周波数選別回路７では、商用ｔ１ｇ
周波数である中心周波数ｆ、だけを抽出し、以下に説明
する第２のうなり周波数計算回路１５に送る。 軸受は振動検出器１０は、誘導電動機１７の軸受は部に
たとえば永久磁石を瞬間接着剤で固定し、回転子から伝
達される振動を磁束の変化すなわち誘起電圧の変化とし
て検出して軸受は振動増幅器１１に入力し２、この軸受
は振動増幅器の出力を回転数分析回路１２に加える０回
転数分析回路１２は周波数分析回路４と全く同一の回路
を用いることができる０回転数分析回路１２により、軸
受けの振動波形に含まれている回転周波数成分を分析し
、この分析された回転周波数成分の中から、回転周波ｖ
ｉ、選別回路１３により中心回転周波数ｆｔだけを抽出
する。 そして、この抽出された周波数成分子、を第２のうなり
周波数計算回路１５に送る。極数セント回路１４では、
誘導電動機の極数（ボール数）を設定する。 第２のうなり周波数計算回路１５では、電源周波数選別
回路７からのｆ、と回転周波数選別回路１３からのｆ、
と極数セント回路１４で設定したｐｉａｐとから、下記
の式を使ってＦを演算し、第２のうなり周波数表示回路
１６によりデジタル表示するや ｆｅ すでに述べたように、誘導１！ａ機の回転子バーが破断
すると、回転子の二次電流が不平衡になるため、ｆａ（
１−２ｇ）の周波数をもった電流が固定子巻線に流れ、
この結果、固定子巻線の電流波形は、電源周波数ｒ０の
電波、と周波数がｆａ（１２ｓ）の′ｒ！１流とが１Ｊ
、畳された波形となり、振幅が、ｆｅ−ｆａ （１２Ｓ
） −２ｓｆｅの周波数をもって変化するうなり波形と
なる。一方、回転子の偏心回転のときのような、機械的
負荷の変動がなければ、中心回転周波数はｆｌ−（１−
５）ｆ６ ／９／２となるから、第２のうなり周波数表
示回路１６に表示された数値は、第１のうなり周波数表
示回路８に表示された数値と等しくなり、バーが破断し
たと診断される。バーが破断していなければ、第１のう
なり周波数表示回路８には、機械的負荷の変動の有無に
関係なくｔ温間波数ｆ０か回転子のすべり周波数２ｓｆ
ｏ／ｐが表示されるから、第２のうなり周波数表示回路
１６の数値２ ｓｆｏと一敗しない、また、機械的負荷
の変動がある場合には、回転数分析回路１３において得
られる中心回転周波数ｆ、は通常のずベリ周波数からず
れるから、上述の式によって計算されたＦの値は２３ｆ
、とならず、従って、第１のうなり周波数表示回路８に
表示された数値とは一致しない、もしこの表示された数
値がｔＢ周波数に等しければ、バーの破断が生じない状
態で機械的負荷にのみ偏心回転のような変動があること
を示し、数値が電源周波数の％オーダであれば、バーが
破断しかつ機械的負荷にも変動があることを示す、この
ように第１．第２のうなり周波数表示回路に表示された
数値を対比することにより、バーの破断の有無のみなら
ず、変動負荷の有無をも診断することが可能になる０図
には特に示していないが、これら表示回路に表示される
数値を自動的に対比し、これから上述のような診断結果
を導き、あるいは表示することは容易に可能である。 次に、誘ｉｔ動機の回転子バーの破断本数が増加するに
つれて、固定子を流のうなり現象も顕著になる。この場
合、うなり現象を構成する周波数成分子、とｆｏ（１２
ｓ） とのうち、ｆｏ（１２ｓ）の電ｉ振輻だけが大き
くなるため、この振幅と周波数成分子・の電流振幅との
比を計算して振幅比表示回路９に表示された数値と、あ
らかじめバーの破断本数と対応して与えられた数値とを
対比させることにより、回転子バーの破断本数を推定す
ることができる。
示す０図において、誘導電動機１７の固定子巻線に流入
する一次電流を変流器１を用いて検出し、この検出され
た電流を１を波電圧変換回路２に入力して、電流に比例
した電圧に変換する。３は商用１１源周波数をセットす
る回路であり、診断場所の１を温間波数により５０Ｈｚ
または６０Ｈｚのいずれかにセットして、この信号を次
段の周波数分析回路４に与える６周波数分析回路４は前
述０ＦＦＴアナライザと同一原理に基づく周波数分析回
路であって、前記電流電圧変換回路２から入力された電
圧波形に含まれる周波数成分をたとえば０．０５Ｈｚの
分解能をもって分析する。すなわち、０．０５Ｈｚのピ
ッチごとにその周波数成分を有する電圧を読み取りなが
ら第３図のような電圧−周波数特性を検出し、この特性
曲線の橿値から入力波形中に含まれる周波数成分を読み
取る。このようにして得られた周波数成分を第１のうな
り周波数計算回路５と、振幅比計算回路６と、電源周波
数選別回路７とに分岐配分する。第１のうなり周波数計
算回路５ではうなりにより生じるうなり周波数２３ｆ、
を、前記入力された周波数成分から差演算で求め、この
値が第１のうなり周波数表示回路８によりデジタル表示
される。 次に一振幅比計算回路６では、前記うなり周波数’ｌ
ｓｆｏを生ずるもととなる周波数成分子ゆ（１−２ｓ）
を有する電圧振幅と基本周波数ｆ、の電圧振幅との比を
求め、この値を振幅比表示回１ｉＳ９によりデジタル表
示する。また、電源周波数選別回路７では、商用ｔ１ｇ
周波数である中心周波数ｆ、だけを抽出し、以下に説明
する第２のうなり周波数計算回路１５に送る。 軸受は振動検出器１０は、誘導電動機１７の軸受は部に
たとえば永久磁石を瞬間接着剤で固定し、回転子から伝
達される振動を磁束の変化すなわち誘起電圧の変化とし
て検出して軸受は振動増幅器１１に入力し２、この軸受
は振動増幅器の出力を回転数分析回路１２に加える０回
転数分析回路１２は周波数分析回路４と全く同一の回路
を用いることができる０回転数分析回路１２により、軸
受けの振動波形に含まれている回転周波数成分を分析し
、この分析された回転周波数成分の中から、回転周波ｖ
ｉ、選別回路１３により中心回転周波数ｆｔだけを抽出
する。 そして、この抽出された周波数成分子、を第２のうなり
周波数計算回路１５に送る。極数セント回路１４では、
誘導電動機の極数（ボール数）を設定する。 第２のうなり周波数計算回路１５では、電源周波数選別
回路７からのｆ、と回転周波数選別回路１３からのｆ、
と極数セント回路１４で設定したｐｉａｐとから、下記
の式を使ってＦを演算し、第２のうなり周波数表示回路
１６によりデジタル表示するや ｆｅ すでに述べたように、誘導１！ａ機の回転子バーが破断
すると、回転子の二次電流が不平衡になるため、ｆａ（
１−２ｇ）の周波数をもった電流が固定子巻線に流れ、
この結果、固定子巻線の電流波形は、電源周波数ｒ０の
電波、と周波数がｆａ（１２ｓ）の′ｒ！１流とが１Ｊ
、畳された波形となり、振幅が、ｆｅ−ｆａ （１２Ｓ
） −２ｓｆｅの周波数をもって変化するうなり波形と
なる。一方、回転子の偏心回転のときのような、機械的
負荷の変動がなければ、中心回転周波数はｆｌ−（１−
５）ｆ６ ／９／２となるから、第２のうなり周波数表
示回路１６に表示された数値は、第１のうなり周波数表
示回路８に表示された数値と等しくなり、バーが破断し
たと診断される。バーが破断していなければ、第１のう
なり周波数表示回路８には、機械的負荷の変動の有無に
関係なくｔ温間波数ｆ０か回転子のすべり周波数２ｓｆ
ｏ／ｐが表示されるから、第２のうなり周波数表示回路
１６の数値２ ｓｆｏと一敗しない、また、機械的負荷
の変動がある場合には、回転数分析回路１３において得
られる中心回転周波数ｆ、は通常のずベリ周波数からず
れるから、上述の式によって計算されたＦの値は２３ｆ
、とならず、従って、第１のうなり周波数表示回路８に
表示された数値とは一致しない、もしこの表示された数
値がｔＢ周波数に等しければ、バーの破断が生じない状
態で機械的負荷にのみ偏心回転のような変動があること
を示し、数値が電源周波数の％オーダであれば、バーが
破断しかつ機械的負荷にも変動があることを示す、この
ように第１．第２のうなり周波数表示回路に表示された
数値を対比することにより、バーの破断の有無のみなら
ず、変動負荷の有無をも診断することが可能になる０図
には特に示していないが、これら表示回路に表示される
数値を自動的に対比し、これから上述のような診断結果
を導き、あるいは表示することは容易に可能である。 次に、誘ｉｔ動機の回転子バーの破断本数が増加するに
つれて、固定子を流のうなり現象も顕著になる。この場
合、うなり現象を構成する周波数成分子、とｆｏ（１２
ｓ） とのうち、ｆｏ（１２ｓ）の電ｉ振輻だけが大き
くなるため、この振幅と周波数成分子・の電流振幅との
比を計算して振幅比表示回路９に表示された数値と、あ
らかじめバーの破断本数と対応して与えられた数値とを
対比させることにより、回転子バーの破断本数を推定す
ることができる。
トに述べたように、本発明によれば、波形の読み方に熟
練を要する固定子巻線電流や電動ａ振動のオシログラフ
測定を必要とせず、本装置を診断場所に搬入して、固定
子電流と、電動機の運転を停止することなく軸受は側に
取り付けた振動検出素子によって得られた出力信号とを
入力するだけで回転子バーの破断の有無の診断に必要な
データが直ちに表示され、電動機の運転を中断すること
なく、回転子バーの破断の有無を即座に診断できるほか
、回転子の偏心回転のときのような機械的負荷の変動の
有無をも、表示されたデータから直ちに診断でき、事故
を未然に防止できるという効果が得られる。また、回転
子バーの破断本数をも、表示されたデータにより推定す
ることができるから、破断本数が極めて少ない場合に直
ちに電動機の運転を停止するなどの不要な対応がなくな
り、推定された破断本数から電動機の分解修理の時期を
計画的に立案することができ、電動機を使用する設備の
効率的運転に資することができるという効果が得られる
。
練を要する固定子巻線電流や電動ａ振動のオシログラフ
測定を必要とせず、本装置を診断場所に搬入して、固定
子電流と、電動機の運転を停止することなく軸受は側に
取り付けた振動検出素子によって得られた出力信号とを
入力するだけで回転子バーの破断の有無の診断に必要な
データが直ちに表示され、電動機の運転を中断すること
なく、回転子バーの破断の有無を即座に診断できるほか
、回転子の偏心回転のときのような機械的負荷の変動の
有無をも、表示されたデータから直ちに診断でき、事故
を未然に防止できるという効果が得られる。また、回転
子バーの破断本数をも、表示されたデータにより推定す
ることができるから、破断本数が極めて少ない場合に直
ちに電動機の運転を停止するなどの不要な対応がなくな
り、推定された破断本数から電動機の分解修理の時期を
計画的に立案することができ、電動機を使用する設備の
効率的運転に資することができるという効果が得られる
。
第１図は本発明に基づく診断装置の回路構成を示すブロ
ック回路図、第２図は回転子導体が破断しているときの
固定子電流波形と電動機の振動とを示すオシログラム、
第３図は回転子導体が破断しているときの固定子電流に
含まれる周波数成分を分析したときの周波数分析回路か
らの出力波形、第４図は回転子の回転数成分を、第３図
において用いた周波数分析装置により分析したときのこ
の分析装置からの出力波形を示す。 ４：周波数分析回路、５：第１の・うなり周波数計算回
路、６：振幅比計算回路、８：第１のうなり周波数表示
回路、９：振幅比表示回路、１０：軸受は振動検出器、
１２：回転数分析回路、１５：第２のうなり周波数計算
回路、１６：第２のうなり周波数表示回路、１７：誘導
電ｖＪ機。 才１０ 才Ｚ図 側波数（Ｈ７） −
ック回路図、第２図は回転子導体が破断しているときの
固定子電流波形と電動機の振動とを示すオシログラム、
第３図は回転子導体が破断しているときの固定子電流に
含まれる周波数成分を分析したときの周波数分析回路か
らの出力波形、第４図は回転子の回転数成分を、第３図
において用いた周波数分析装置により分析したときのこ
の分析装置からの出力波形を示す。 ４：周波数分析回路、５：第１の・うなり周波数計算回
路、６：振幅比計算回路、８：第１のうなり周波数表示
回路、９：振幅比表示回路、１０：軸受は振動検出器、
１２：回転数分析回路、１５：第２のうなり周波数計算
回路、１６：第２のうなり周波数表示回路、１７：誘導
電ｖＪ機。 才１０ 才Ｚ図 側波数（Ｈ７） −
Claims (1)
- １）誘導電動機の固定子巻線に流れる電流に含まれるう
なり現象を検知して該誘導電動機の回転子導体の破断の
有無を診断する装置であって、誘導電動機の固定子巻線
に流れる電流の波形と該電流の基本周波数とから該電流
波形に含まれる周波数成分を分析する周波数分析回路と
、この周波数分析回路により求められた周波数成分を用
いて前記電流波形に含まれるうなり周波数を計算する第
１のうなり周波数計算回路と、前記周波数分析回路から
入力され前記うなり周波数を生ずるもととなる周波数成
分を有する電流の振幅と基本周波数の電流の振幅との比
を計算する振幅比計算回路と、前記計算されたうなり周
波数をデジタル表示する第１のうなり周波数表示回路と
、前記計算された振幅比をデジタル表示する振幅比表示
回路と、前記誘導電動機の軸受けの振動を検出して該振
動の波形に含まれる回転数成分を分析する回転数分析回
路と、この回転数分析回路において得られた中心回転数
と前記固定子巻線電流の基本周波数と該誘導電動機の極
数とから該誘導電動機の固定子巻線電流に含まれるべき
うなり周波数を計算する第２のうなり周波数計算回路と
、このうなり周波数をデジタル表示する第２のうなり周
波数表示回路とを備え、前記表示された２つのうなり周
波数を比較して前記回転子導体の破断の有無の診断を可
能ならしめるとともに前記表示された振幅比を、回転子
導体の破断本数に対応してあらかじめ与えられた数値と
比較して破断導体数の推定を可能ならしめることを特徴
とする誘導電動機の診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172882A JPS6232378A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 誘導電動機の診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172882A JPS6232378A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 誘導電動機の診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232378A true JPS6232378A (ja) | 1987-02-12 |
Family
ID=15950064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60172882A Pending JPS6232378A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 誘導電動機の診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6232378A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2073374A1 (en) * | 2007-12-17 | 2009-06-24 | General Electric Company | Apparatus to control torque harmonics in PWM converters and related methods |
| JP6062588B1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-01-18 | 株式会社高田工業所 | 三相誘導電動機の固有特徴量を決定する方法 |
| CN107786143A (zh) * | 2016-08-25 | 2018-03-09 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种低成本交流电机恒压频比驱动器 |
| JP6293388B1 (ja) * | 2016-06-21 | 2018-03-14 | 三菱電機株式会社 | 負荷の異常検出装置 |
| CN110226096A (zh) * | 2017-01-25 | 2019-09-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 状态监视系统、状态监视方法、状态监视程序和存储介质 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56141761A (en) * | 1980-04-03 | 1981-11-05 | Yamabishi Denki Kk | Throuble shooting system for induction motor |
| JPS56141521A (en) * | 1980-04-05 | 1981-11-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Tracking analysis device of rotation degree ratio |
| JPS56153959A (en) * | 1980-04-28 | 1981-11-28 | Fuji Electric Co Ltd | Induction machine |
| JPS58193425A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転体の運転監視方法 |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP60172882A patent/JPS6232378A/ja active Pending
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| WO2017169170A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 株式会社高田工業所 | 三相誘導電動機の固有特徴量を決定する方法 |
| TWI612765B (zh) * | 2016-03-31 | 2018-01-21 | 高田工業所股份有限公司 | 決定三相感應馬達之固有特徵量的方法 |
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