JPWO2019159249A1 - Electric motor monitoring device, electric motor control system, steel rolling system and electric motor monitoring method - Google Patents
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Abstract
電動機の状態を低コストで正確に検出できるようにする。そのために、各々が回転軸を備える複数の電動機と、複数の回転軸に各々結合された複数の回転輪と、複数の電動機に交流電流を供給する一または複数のインバータと、インバータを制御する制御部と、各々の電動機に流れる電流値(Iu1,Iu2,Iw1,Iw2)を検出する電流センサと、を備える電動機制御システムに接続され、各々の電流値(Iu1,Iu2,Iw1,Iw2)に応じて、対応する電動機の回転速度(ωrs1,ωrs2)を演算する演算部(42−1,42−2)と、電流値と回転速度とに基づいて、何れかの電動機の過熱状態、または複数の回転輪の直径差の異常のうち少なくとも一方を検知する判定部(44,48)と、を備えた。To enable accurate detection of the state of the motor at low cost. For that purpose, a plurality of electric motors each having a rotating shaft, a plurality of rotating wheels each coupled to the plurality of rotating shafts, one or a plurality of electric motors for supplying AC current to the plurality of electric motors, and a control for controlling the inverters. It is connected to a motor control system equipped with a unit and a current sensor that detects the current values (Iu1, Iu2, Iw1, Iw2) flowing through each motor, and responds to each current value (Iu1, Iu2, Iw1, Iw2). Then, based on the calculation unit (42-1, 42-2) that calculates the rotation speed (ωrs1, ωrs2) of the corresponding electric motor, and the current value and the rotation speed, the overheated state of any of the motors, or a plurality of motors. It is provided with a determination unit (44, 48) for detecting at least one of the abnormalities in the diameter difference of the rotating wheels.
Description
本発明は、電動機監視装置、電動機制御システム、鉄鋼圧延システムおよび電動機監視方法に関する。 The present invention relates to an electric motor monitoring device, an electric motor control system, a steel rolling system, and an electric motor monitoring method.
複数の電動機を並列駆動しつつ、これら電動機の状態を監視する技術が知られている。
例えば、下記特許文献1には、「1台または複数台のインバータ装置を用いて複数台の電動機を並列運転する鉄道車両駆動システムに適用可能な電動機の過温度保護装置であって、インバータ装置10の動作を制御する制御装置14と、インバータ装置10が電動機12a,12bに対し電圧と周波数の比を一定にする制御を行っているときの周波数情報を含む周波数信号fsおよび、電動機12a,12bに流れる少なくとも一つの相の電流I1,I2に基づいて、電動機12a,12bに生じ得る過温度を検知すると共に、電動機12a,12bを過温度から保護するための過温度保護信号Tfを生成して制御装置14に出力する保護装置20と、を備える。」と記載されている(要約書参照)。
また、下記特許文献2には、「…上記第1及び第2の誘導電動機群のそれぞれの電動機電流を比較し、その差を検出することにより、上記第1の誘導電動機群に接続された車輪の径と第2の誘導電動機群に接続された車輪の径との差を検出し、その差が許容値以上の場合には保護することを特徴とした電気車保護方式。」と記載されている(第1頁左欄参照)。A technique for monitoring the state of these electric motors while driving a plurality of electric motors in parallel is known.
For example, the following
Further, in
しかし、特許文献1の技術では、複数の電動機の相対電流差に着目しているため、これら電動機が同時に過熱状態になった場合は検知が困難になるという問題がある。また、温度上昇の原因が、各電動機の設置環境の違いに拠るのか、回転輪径差の違いに拠るのか、という切り分けが困難であった。また、特許文献2の技術では、複数の電動機に生じた電流差が、車輪の径差によるものであるか、それ以外の要因によるものであるか、判別することが困難であった。
さらに、特許文献2の技術では、監視対象毎に温度センサまたは速度センサ等のセンサを装着する必要があるため、センサを含む関連機器の数が増え、設備全体のコストが高くなる課題がある。また、電動機の設置場所に寸法制約がある場合や、過酷な環境条件においては、センサを設置することが難しいという課題もある。さらにセンサの数が増加するほどセンサ群の信頼性を確保することが困難となり、監視精度が低下する課題もある。このため、適用するセンサの数をなるべく削減する需要がある。However, since the technique of
Further, in the technique of
仮に、センサの数を削減できれば、メンテナンス性、信頼性が大幅に向上すると考えられる。具体的には、センサの保守点検作業が削減でき、センサの故障に伴うシステムダウンを未然に防ぐことができ、センサ用システムの艤装配線を削減できるので作業コストを削減でき、さらに配線トラブルなどの懸念も小さくできる。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、電動機の状態を低コストで正確に検出できる電動機監視装置、電動機制御システム、鉄鋼圧延システムおよび電動機監視方法を提供することを目的とする。If the number of sensors can be reduced, maintainability and reliability will be greatly improved. Specifically, the maintenance and inspection work of the sensor can be reduced, the system down due to the sensor failure can be prevented, the equipment wiring of the sensor system can be reduced, the work cost can be reduced, and wiring troubles can be caused. Concerns can be reduced.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electric motor monitoring device, an electric motor control system, a steel rolling system, and an electric motor monitoring method capable of accurately detecting the state of an electric motor at low cost.
上記課題を解決するため本発明の電動機監視装置は、各々が回転軸を備える複数の電動機と、複数の前記回転軸に各々結合された複数の回転輪と、複数の前記電動機に交流電流を供給する一または複数のインバータと、前記インバータを制御する制御部と、各々の前記電動機に流れる電流値を検出する電流センサと、を備える電動機制御システムに接続され、各々の前記電流値に応じて、対応する前記電動機の回転速度を演算する演算部と、前記電流値と前記回転速度とに基づいて、何れかの前記電動機の過熱状態、または複数の前記回転輪の直径差の異常のうち少なくとも一方を検知する判定部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the electric motor monitoring device of the present invention supplies an AC current to a plurality of electric motors each having a rotating shaft, a plurality of rotating wheels coupled to the plurality of rotating shafts, and a plurality of the electric motors. It is connected to an electric motor control system including one or a plurality of motors, a control unit for controlling the motors, and a current sensor for detecting the current value flowing through each of the electric motors, and according to each of the electric motors. At least one of the overheated state of any of the electric motors or the abnormality of the diameter difference of the plurality of rotating wheels based on the calculation unit for calculating the rotational speed of the corresponding electric motor and the current value and the rotational speed. It is characterized by including a determination unit for detecting the above.
本発明によれば、電動機の状態を正確に検出できる。 According to the present invention, the state of the electric motor can be accurately detected.
[第1実施形態]
〈第1実施形態の全体構成〉
図1は、本発明の第1実施形態による電動機制御システム101のブロック図である。
図1において、電動機制御システム101は、2台の電動機10−1,10−2と、駆動装置20と、監視装置40(電動機監視装置)と、複数の電流センサ41と、を備えている。駆動装置20は、インバータ22と、電流センサ24と、制御部30と、を備えている。ここで、電動機10−1,10−2は三相誘導電動機であり、相互に並列接続されている。そして、電動機10−1,10−2の回転軸14−1,14−2は、ギア等の機械部品(図示せず)を介して、または直結で回転輪16−1,16−2に接続されている。回転輪16−1,16−2は、搬送物12を接線方向に移動させる。あるいは、搬送物12に代えて鉄道用のレールを設け、レールの上を回転輪16−1,16−2自体が接線方向に移動するようにしてもよい。以下、電動機10−1,10−2を「電動機10」、回転軸14−1,14−2を「回転軸14」、回転輪16−1,16−2を「回転輪16」と総称することがある。インバータ22は、制御部30の制御に基づいて、電動機10に対して三相交流電圧を印加する。[First Embodiment]
<Overall configuration of the first embodiment>
FIG. 1 is a block diagram of the electric
In FIG. 1, the electric
制御部30は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等、一般的なコンピュータとしてのハードウエアを備えており、ROMには、CPUによって実行される制御プログラム、DSPによって実行されるマイクロプログラムおよび各種データ等が格納されている。図1において、制御部30の内部は、制御プログラムおよびマイクロプログラム等によって実現される機能を、ブロックとして示している。
The
すなわち、制御部30は、指令生成部32と、偏差演算部33と、ベクトル制御部34と、dq/3Φ変換部36と、3Φ/dq変換部38と、を備えている。制御部30は、これらの構成により、電動機10に対してベクトル制御を行い、電動機10の応答性を向上させようとするものである。
That is, the
インバータ22は、電動機10に対してU相、V相、W相の交流電流を出力する。電流センサ24は、そのうち二相の電流を検出する。すなわち、図示の例においては、U相、W相の電流を検出し、その結果を電流検出値Ius,Iwsとして出力する。ここで、周波数fで回転する回転座標を想定し、この回転座標において直交する軸をd軸およびq軸と呼び、電動機10に供給される電流をこの回転座標における直流量として表現する。q軸における電流は、電動機10のトルクを決定する電流成分であり、以下、これをトルク電流と呼ぶ。また、d軸における電流は、電動機10の励磁電流になる成分であり、以下、これを励磁電流と呼ぶ。The inverter 22 outputs U-phase, V-phase, and W-phase alternating current to the
3Φ/dq変換部38は、電流検出値Ius,Iwsに基づいて、励磁電流検出値Idと、トルク電流検出値Iqとを出力する。ところで、電流検出値Ius,Iwsは、電動機10の数に比例して増加する傾向がある。しかし、電動機10の数に応じて制御部30のパラメータを変更することは煩雑であるため、制御部30は、電動機10の数が「1台」であることを想定している。このため、3Φ/dq変換部38は、供給された電流検出値Ius,Iwsを電動機10の数で除算して正規化し、その後に検出値Id,Iqを算出する。The 3Φ /
指令生成部32は、図示せぬ上位装置から、トルク指令値τ*を受信し、トルク指令τ*に基づいて、励磁電流指令値Id*と、トルク電流指令値Iq*と、を生成する。偏差演算部33は、電流指令値Id*,Iq*と、検出値Id,Iqとに基づいて、偏差Id*−Id,Iq*−Iqを出力する。ベクトル制御部34は、偏差Id*−Id,Iq*−Iq等に基づいて、励磁電圧指令値Vd*と、トルク電圧指令値Vq*とを出力する。ベクトル制御部34の動作をさらに詳細に説明すると、ベクトル制御部34は、偏差Id*−Id,Iq*−Iqに対して比例積分制御を行い、同期速度の指令値である周波数指令ω1(図示せず)を求める。なお、同期速度とは、すべりが「0」であると仮定したときの電動機10の回転速度である。The
さらに、ベクトル制御部34は、周波数指令ω1を積分することによって位相指令θ1(図示せず)を求める。さらに、ベクトル制御部34は、電流指令値Id*,Iq*が構成するベクトル対して、電動機10のインピーダンスのベクトルを乗算し、その結果として、電圧指令値Vd*,Vq*を算出する。Further, the
dq/3Φ変換部36は、回転座標系の電圧指令値Vd*,Vq*に基づいて、インバータ22を駆動するためのPWM信号を出力する。さらに詳細に説明すると、dq/3Φ変換部36は、まず、回転座標系の電圧指令値Vd*,Vq*を、周波数指令ω1と、位相指令θ1と、に基づいて、静止座標系の二相電圧値に変換する。さらに、dq/3Φ変換部36は、求めた二相電圧値を三相の電圧指令値vu*,vv*,vw*(図示せず)に変換する。さらに、dq/3Φ変換部36は、三相の電圧指令値vu*,vv*,vw*と、搬送波(例えば三角波)とを比較することにより、U相、V相、W相のPWM信号を出力する。インバータ22は、供給されたPWM信号に基づいて、供給された直流電圧(図示せず)をスイッチングし、電動機10に対して、U相、V相、W相の電圧を出力する。The dq /
〈監視装置40の構成〉
図2は、監視装置40のブロック図である。
監視装置40は、上述した制御部30と同様に、CPU、DSP、RAM、ROM等、一般的なコンピュータとしてのハードウエアを備えており、ROMには、CPUによって実行される制御プログラム、DSPによって実行されるマイクロプログラムおよび各種データ等が格納されている。図2において、監視装置40の内部は、制御プログラムおよびマイクロプログラム等によって実現される機能を、ブロックとして示している。
すなわち、監視装置40は、電流演算部42−1,42−2(演算部)と、特徴量抽出部44(判定部)と、記憶部46と、異常判定部48(判定部、異常判定過程)と、を備えている。<Configuration of
FIG. 2 is a block diagram of the
Similar to the
That is, the
電流演算部42−1,42−2(以下、両者を電流演算部42と総称することがある)は、それぞれ、対応する電流センサ41からU相の電流検出値Iu1,Iu2(同、電流検出値Iu、電流値)と、W相の電流検出値Iw1,Iw2(同、電流検出値Iw、電流値)と、を取得する。そして、電流演算部42は、これら検出値に基づいて、直流量Ir1,Ir2(同、直流量Ir)と、比例信号PLL_P1,PLL_P2(同、比例信号PLL_P)と、機械周波数ωrs1,ωrs2(同、機械周波数ωrs、回転速度)と、を出力する。The current calculation units 42-1 and 42-2 (hereinafter, both may be collectively referred to as the current calculation unit 42) have U-phase current detection values I u1 and I u2 (the same, the same, respectively) from the corresponding
ここで、図3を参照し、これら電流演算部42から出力される信号の意義を説明する。なお、図3は、電流演算部42のブロック図である。
電流演算部42は、3Φ/αβ変換器52と、逆正接変換器54(位相検出部)と、減算器56(PLL演算部)と、位相演算器60(PLL演算部、回転速度演算部、回転速度演算過程)と、回転座標変換器70と、積分器72(PLL演算部)と、乗算器74と、を備えている。さらに、位相演算器60は、乗算器62,64と、積分器66と、加算器68と、を備えている。Here, with reference to FIG. 3, the significance of the signals output from the
The
3Φ/αβ変換器52は、電流検出値Iu,Iwを、直交する二相の交流電流Iα,Iβに変換する。逆正接変換器54は、これら交流電流Iα,Iβに基づいて、交流電流位相角検出値θi*を計算する。減算器56は、交流電流位相角θi(詳細は後述する)から、交流電流位相角検出値θi*を減算する。The 3Φ /
位相演算器60において、乗算器62は、差分値「θi*−θi」に対して、所定の比例ゲインKpPLLを乗算する。乗算器62における乗算結果は、上述した比例信号PLL_Pになる。また、乗算器64は、差分値「θi*−θi」に対して、所定の積分ゲインKiPLLを乗算し、積分器66は、この乗算結果を積分する。積分器66における積分結果を積分信号PLL_Iと呼ぶ。加算器68は、比例信号PLL_Pと、積分信号PLL_Iとを加算し、加算結果を周波数信号ω1sとして出力する。In the
積分器72は、周波数信号ω1sを積分し、交流電流位相角θiを出力する。交流電流位相角θiは、減算器56に供給されるとともに、回転座標変換器70にも供給される。また、乗算器74は、周波数信号ω1sに「2/P」(ここで、Pは電動機10の極数)を乗算し、乗算結果を機械周波数ωrsとして出力する。ここで、機械周波数ωrsは、電動機10(図1参照)の実速度(すべりを含んだ速度)に対応する信号になる。回転座標変換器70は、二相の交流電流Iα,Iβを、周波数信号ω1sで回転する回転座標系における二軸の直流量Ir,Iiに変換する。The
このように、減算器56、位相演算器60および積分器72は、PLL(Phase Locked Loop)演算部として機能し、減算器56が出力する差分値「θi*−θi」が「0」に近づくような、周波数信号ω1sおよび交流電流位相角θiを出力する。In this way, the
図2に戻り、特徴量抽出部44は、電動機10−1,10−2に各々対応する直流量Irである直流量Ir1,Ir2と、比例信号PLL_P1,PLL_P2と、機械周波数ωrs1,ωrs2と、に基づいて、特徴量と称する複数の値を抽出する。ここで、特徴量の各々の詳細については後述するが、「特徴量」には、低速域電流差IL、低速域比例信号差HL1,HL2、高速域電流差IH、および補正高速域電流差IQ(高速域電流差)が含まれる。Returning to Figure 2, the
異常判定部48は、これら特徴量に基づいて、電動機10−1,10−2の過熱状態の有無および回転輪16−1,16−2の直径差(以下、回転輪径差と呼ぶ)を検出する。また、異常判定部48は、これら特徴量に基づいて、外部に各種のアラーム信号を出力する。また、記憶部46は、これら特徴量およびアラーム信号の内容を記憶する。なお、アラーム信号は、ランプの点灯、警報機の発音、または無線通信手段による電波送信等、管理者に通知できる手段であればよい。本実施形態における監視装置40は、過酷な環境に設置する場合には、防塵防水対策を施した監視装置ケースに収納することが好ましい。さらに、監視装置40をインバータ22等、ノイズを発生するデバイスの近くに設置する場合には、監視装置40にノイズ対策を施すことが好ましい。
Based on these feature quantities, the
以上のように、監視装置40は、電動機10に流れる電流を直流量として扱うことができるため、過度現象を含めて電動機10の内部状態量の変化を検出しやすくなる。また、可変速駆動における速度情報も、交流量を直流量に変換する過程にて検出することができるため、回転速度との相関関係も容易に分析できる。さらに、簡単なアルゴリズムによって、交流から直流への変換が可能であるため、異常と判断するためのエッジ処理も監視装置内で実行することができる。これにより、結果として、データ量が大幅に削減でき、分析/診断作業も容易となる。
As described above, since the
〈検出しようとする異常状態〉
(電動機の過熱)
図1において、電動機10−1,10−2の電動機抵抗値等は、動作温度によって変動する。ここで、ある温度(例えば20℃)を「基準温度」とし、基準温度における抵抗値等のパラメータを「基準値」と呼ぶ。電動機10に温度上昇が生じると、電動機抵抗値が大きくなる。電動機温度Tと、電動機抵抗値RTとの関係は、下式(1)のようになる。
RT=R20×(δ+T)/(δ+20) ……式(1)
式(1)において、δは、巻線銅線の抵抗温度係数の逆数であり、R20は電動機抵抗基準値、すなわち基準温度(20℃)におけるモータの電動機抵抗値RTである。式(1)によれば、例えば、基準温度に対して、40℃の温度上昇が生じると、電動機抵抗値RTは、電動機抵抗基準値R20の約「1.16倍」になる。また、基準温度に対して、70℃の温度上昇が生じると、電動機抵抗値RTは、電動機抵抗基準値R20の約「1.27倍」になる。なお、巻線がアルミ線等の場合も、同様の計算式が適用できる。<Abnormal state to be detected>
(Overheating of electric motor)
In FIG. 1, the motor resistance values and the like of the motors 10-1 and 10-2 vary depending on the operating temperature. Here, a certain temperature (for example, 20 ° C.) is referred to as a "reference temperature", and a parameter such as a resistance value at the reference temperature is referred to as a "reference value". When the temperature of the
RT = R20 × (δ + T) / (δ + 20) …… Equation (1)
In the formula (1), δ is the reciprocal of the temperature coefficient of resistance of the wound copper wire, and R20 is the motor resistance reference value, that is, the motor resistance value RT of the motor at the reference temperature (20 ° C.). According to the formula (1), for example, when the temperature rises by 40 ° C. with respect to the reference temperature, the motor resistance value RT becomes about "1.16 times" the motor resistance reference value R20. Further, when the temperature rises by 70 ° C. with respect to the reference temperature, the motor resistance value RT becomes about "1.27 times" the motor resistance reference value R20. The same formula can be applied when the winding is an aluminum wire or the like.
複数の電動機10の個体差によって、電動機10の温度に偏りが生じると、温度の高い電動機10においては、一次、二次抵抗の抵抗率が上昇し、電動機抵抗値RTは大きくなる。その結果、電動機のトルクは、温度の低い電動機10に集中してしまい、平均トルクの不足によって、搬送物12(図1参照)をスムーズに加速できなくなる問題が生じる。また、このような状態が継続すると、トルクが集中する電動機10は、長期間の過負荷によって故障することもある。
If the temperature of the
(回転輪16の径差)
また、図1において、各電動機10に結合されている回転輪16−1,16−2に回転輪径差があると、この回転輪径差によって各電動機10の回転速度に差が生じる。この回転速度の差にほぼ比例して、各電動機10の発生トルクに差が生じる。ここで、定格すべりが大きくなるように電動機10を構成すると、回転速度差に起因する発生トルクの差を抑制することが可能になる。一方、定格すべりは電動機10の効率に大きく影響するため、電動機10の高効率化を目指す場合には、定格すべりを小さくすることが好ましい。実際に図1のような構成で複数の電動機10を運用する場合は、回転輪径差が生じるため、ある程度の大きさの定格すべりを確保しておくことが通常である。各回転輪16の直径を厳しく管理すれば、理論上は、定格すべりが小さく、効率が高い電動機10を実現できる。しかし、その場合は、回転輪16のメンテナンスが煩雑になる。(Diameter difference of rotating wheel 16)
Further, in FIG. 1, if there is a difference in the diameters of the rotating wheels 16-1 and 16-2 coupled to the respective
次に、回転輪径差が大きくなった場合に、その事実を検出する方法について検討する。各電動機10の回転軸14に速度センサを装着すると、各電動機10の回転速度の違いに応じて、回転輪径差が大きくなったことを検出できる。但し、僅かな回転輪径差も検出しようとすると、高感度センサが必要となり、コスト上昇やセンサメンテナンス等の手間が増加するという課題が生じる。
そこで、本実施形態の電動機制御システム101は、各電動機10の過熱状態と、回転輪径差(各回転輪16の径差)と、の状態監視を行い、これらの異常が生じた場合に、異常を正確に検知しようとするものである。Next, a method of detecting the fact when the difference in the diameters of the rotating wheels becomes large will be examined. When a speed sensor is attached to the
Therefore, the electric
〈異常検出の原理〉
図4は、加速中における機械周波数ωrsおよび直流量Ir1,Ir2の例を示す図である。
図中の機械周波数ωrsは、電動機10−1,10−2の加速中における機械周波数の一例を示している。一般的には、電動機10−1,10−2の機械周波数ωrs1,ωrs2には差が生じるが、図示の機械周波数ωrsは、ωrs1,ωrs2のうち一方であることとする。機械周波数ωrsは、図示のように、時間の経過とともに高くなっている。加速途中における所定の同期速度fL1,fL2,fH1,fH2には、「fL1<fL2<fH1<fH2」の関係がある。ここで、「fL1<ωrs<fL2」であるωrsの範囲を「低速域」と呼び、「fH1<ωrs<fH2」であるωrsの範囲を「高速域」と呼ぶ。また、機械周波数ωrsが低速域に属している期間を低速域期間TLと呼び、機械周波数ωrsが高速域に属している期間を高速域期間THと呼ぶ。<Principle of anomaly detection>
Figure 4 is a diagram showing an example of a mechanical frequency omega rs and DC volume I r1, I r2 during acceleration.
The mechanical frequency ω rs in the figure shows an example of the mechanical frequency during acceleration of the electric motors 10-1 and 10-2. Generally, there is a difference in the mechanical frequencies ω rs1 and ω rs2 of the electric motors 10-1 and 10-2, but the mechanical frequency ω rs shown in the figure is one of ω rs1 and ω rs2 . As shown in the figure, the mechanical frequency ω rs increases with the passage of time. The predetermined synchronization speeds f L1 , f L2 , f H1 , and f H2 during acceleration have a relationship of “f L1 <f L2 <f H1 <f H2 ”. Here, referred to as referred to as "f L1 <ω rs <f L2", "low speed zone" range of omega rs is, the "f H1 <ω rs <f H2" range of a is omega rs "high speed region" .. Also, call the period the machine frequency ω rs belongs to the low-speed range and the low speed range period T L, referred to as the period during which the machine frequency ω rs belongs to the high-speed range and high speed range period T H.
直流量Ir101,Ir201は、機械周波数ωrsの加速中における直流量Ir1,Ir2(図2参照)の一例である。この例においては、電動機10−2(図1参照)の温度が電動機10−1の温度よりも高く、かつ、電動機10−1,10−2の回転輪径差は「0」であることを想定している。電動機10−1よりも電動機10−2の温度が高いことにより、電動機10−2に対する直流量Ir201は、電動機10−1に対する直流量Ir101よりも小さくなっている。ここで、低速域期間TLにおける「Ir1−Ir2」を「低速域電流差IL」と呼ぶ。また、高速域期間THにおける「Ir1−Ir2」を「高速域電流差IH」と呼ぶ。回転輪径差が小さい場合には、低速域電流差ILと高速域電流差IHとがほぼ等しい値になる。DC quantity I r101, I r201 is an example of a DC quantity I r1, I r2 (see FIG. 2) during the acceleration of the machine frequency omega rs. In this example, the temperature of the motor 10-2 (see FIG. 1) is higher than the temperature of the motor 10-1, and the difference in the diameters of the rotating wheels of the motors 10-1 and 10-2 is "0". I'm assuming. Since the temperature of the motor 10-2 is higher than that of the motor 10-1, the DC amount Ir201 for the motor 10-2 is smaller than the DC amount Ir101 for the motor 10-1. Here, the "I r1 -I r2" in the low speed range period T L is referred to as a "low speed range current difference I L". Further, the "I r1 -I r2" in the high speed range period T H referred to as "high-speed range the current difference I H". When the rotation wheel diameter difference is small, and the low speed region current difference I L and the high speed region current difference I H becomes substantially equal.
また、直流量Ir102,Ir202は、機械周波数ωrsの加速中における直流量Ir1,Ir2の他の例である。この例においては、電動機10−1,10−2(図1参照)の温度が等しく、回転輪径差が生じていることを想定している。すなわち、回転輪16−1の直径は所定の基準値であり、回転輪16−2の直径は、基準値よりも小さくなっている。回転輪16−2の直径が小さいため、低速域期間TLにおいても、直流量Ir202は直流量Ir102よりも若干小さくなっている。しかし、両者の差である低速域電流差ILは、小さな値に留まっている。一方、高速域期間THにおいては、回転輪径差による影響が大きく現れ、高速域電流差IHは比較的大きな値になっている。Further, the direct current amount I r102, I R202 is another example of a DC quantity I r1, I r2 during the acceleration of the machine frequency omega rs. In this example, it is assumed that the temperatures of the electric motors 10-1 and 10-2 (see FIG. 1) are equal and a difference in rotating wheel diameter occurs. That is, the diameter of the rotating wheel 16-1 is a predetermined reference value, and the diameter of the rotating wheel 16-2 is smaller than the reference value. Since the diameter of the rotating wheel 16-2 is small, even in the low speed range period T L, the DC volume I R202 is slightly smaller than the DC volume I r102. However, a difference between the low-speed range the current difference I L is remained small value. On the other hand, in the high speed range period T H, appears largely affected by the rotation wheel diameter difference, the high-speed range the current difference I H is relatively large value.
図4によれば、低速域電流差ILは、電動機抵抗値RTすなわち温度の影響が支配的であり、高速域電流差IHは、回転輪径差の影響が支配的であることが解る。従って、低速域電流差ILの測定結果に基づいて、電動機10の発熱を検知し、警告することが可能である。また、高速域電流差IHの測定結果に基づいて、回転輪径差を検知し、警告することが可能である。但し、実機において、電動機10の発熱による影響と、回転輪径差による影響とは、同時に発生する。そこで、より正確に電動機10の発熱による影響と、回転輪径差による影響とを評価するため、それぞれの影響を分離することが好ましい。According to FIG. 4, the low speed region current difference I L, the influence of the motor resistance value RT that is, the temperature is dominant, high-speed region the current difference I H it is understood that the influence of the rotating wheel diameter difference is dominant .. Therefore, based on the measurement result of the low speed region current difference I L, to detect the heat generation of the
図5は、加速中における直流量Ir1,Ir2の他の例を示す図である。なお、機械周波数ωrsは、時間に対して、図4に示したものと同様に変化するため、図示を省略する。
図5において、直流量Ir103,Ir203は、機械周波数ωrs(図4参照)の加速中における直流量Ir1,Ir2の他の例である。この例においては、電動機10−1の温度は基準温度であり、電動機10−2の温度は「基準温度+70℃」であることとする。また、回転輪16−1(図1参照)の直径は所定の基準値であり、回転輪16−2の直径は該基準値よりも小さいこととする。Figure 5 is a diagram showing another example of the DC amount I r1, I r2 during acceleration. Since the mechanical frequency ω rs changes with time in the same manner as that shown in FIG. 4, the illustration is omitted.
5, the DC volume I r103, I R203 is another example of a DC quantity I r1, I r2 during the acceleration of the machine frequency omega rs (see FIG. 4). In this example, the temperature of the electric motor 10-1 is the reference temperature, and the temperature of the electric motor 10-2 is "reference temperature + 70 ° C.". Further, the diameter of the rotating wheel 16-1 (see FIG. 1) is a predetermined reference value, and the diameter of the rotating wheel 16-2 is smaller than the reference value.
電動機10−2の温度が電動機10−1の温度よりも高いため、低速域電流差ILは充分に大きな値になっている。さらに、回転輪16−2の直径は回転輪16−1の直径よりも小さいため、直流量Ir103,Ir203の差は時間の経過とともに広がり、高速域電流差IHでは大きな値になっている。この高速域電流差IHは、電動機10−1,10−2の温度差および回転輪径差の双方の影響を受けた値である。この場合は、「IQ=|IH|−|IL|」によって補正高速域電流差IQ(図示せず)を求めるとよい。この補正高速域電流差IQは、温度差の影響を抑制しつつ回転輪径差の影響が現れた値になる。Since the temperature of the electric motor 10-2 is higher than the temperature of the electric motor 10-1, the low-speed range current difference IL is a sufficiently large value. Furthermore, since the diameter of the rotating wheel 16-2 is smaller than the diameter of the rotating wheel 16-1, the difference between the DC amounts Ir103 and Ir203 increases with the passage of time, and becomes a large value in the high-speed current difference I H. There is. This high-speed range current difference I H is a value affected by both the temperature difference and the rotating wheel diameter difference of the electric motors 10-1 and 10-2. In this case, it is advisable to obtain the corrected high-speed range current difference IQ (not shown) by "I Q = | I H |-| IL |". This correction high speed region current difference I Q has a value influence of the rotating wheel diameter difference appeared while suppressing the influence of the temperature difference.
また、図5において、直流量Ir104,Ir204は、機械周波数ωrs(図4参照)の加速中における直流量Ir1,Ir2の他の例である。この例においては、電動機10−1の温度は基準温度であり、電動機10−2の温度は「基準温度+70℃」であることとする。また、回転輪16−1(図1参照)の直径は所定の基準値よりも小さく、回転輪16−2の直径は該基準値であることとする。電動機10−2の温度が電動機10−1の温度よりも高いため、低速域電流差の絶対値|IL|は充分に大きな値になっている。また、回転輪16−1の直径は回転輪16−2の直径よりも小さいため、直流量Ir104,Ir204の差は時間の経過とともに縮小し、反転している。この場合は、「IQ=|IH|+|IL|」によって補正高速域電流差IQ(図示せず)を求めるとよい。この補正高速域電流差IQも、温度差の影響を抑制しつつ回転輪径差の影響が現れた値になる。Further, in FIG. 5, the DC volume I r104, I R204 is another example of a DC quantity I r1, I r2 during the acceleration of the machine frequency omega rs (see FIG. 4). In this example, the temperature of the electric motor 10-1 is the reference temperature, and the temperature of the electric motor 10-2 is "reference temperature + 70 ° C.". Further, it is assumed that the diameter of the rotating wheel 16-1 (see FIG. 1) is smaller than a predetermined reference value, and the diameter of the rotating wheel 16-2 is the reference value. Since the temperature of the electric motor 10-2 is higher than the temperature of the electric motor 10-1, the absolute value | IL | of the low-speed current difference is a sufficiently large value. Further, since the diameter of the rotating wheel 16-1 is smaller than the diameter of the rotating wheel 16-2, the difference between the DC amounts Ir104 and Ir204 is reduced and inverted with the passage of time. In this case, it is advisable to obtain the corrected high-speed range current difference IQ (not shown) by "I Q = | I H | + | IL |". This correction high speed region current difference I Q also becomes a value effects appeared rotary wheel diameter difference while suppressing the influence of the temperature difference.
ところで、図5に示した例では、電動機10−1,10−2の温度は、一方が基準温度であり、他方が基準温度よりも高温であることを前提としていた。しかし、電動機10−1,10−2の冷却機能が同時に低下した場合においては、直流量Ir1,Ir2の差分が顕著に現れないことがある。このような場合は、直流量Ir1,Ir2の差分のみに基づいて電動機10−1,10−2の過熱状態を検知することは困難である。By the way, in the example shown in FIG. 5, the temperatures of the electric motors 10-1 and 10-2 are premised on one being the reference temperature and the other being higher than the reference temperature. However, when the cooling functions of the electric motors 10-1 and 10-2 are reduced at the same time, the difference between the DC amounts Ir1 and Ir2 may not be noticeable. In such a case, it is difficult to detect the overheated state of the electric motors 10-1 and 10-2 based only on the difference between the DC amounts Ir1 and Ir2 .
図6を参照し、その一例を説明する。なお、図6は、加速中における直流量Ir1,Ir2および比例信号PLL_P1の、さらに他の例を示す図である。
図6において、直流量Ir105,Ir205は、電動機10−1,10−2が共に基準温度であり、回転輪径差が0である場合の直流量Ir1,Ir2の例である。また、図6における直流量Ir106,Ir206は、電動機10−1,10−2が共に「基準温度+70℃」であり、回転輪径差が0である場合の直流量Ir1,Ir2の例である。これらの例において、差分値「Ir105−Ir205」と、差分値「Ir106−Ir206」との間には、有意な差が現れないため、これらに基づいて電動機10−1,10−2の過熱状態を検知することは困難である。An example thereof will be described with reference to FIG. 6 shows, the DC volume I r1, I r2, and the proportional signal PLL_P1 during acceleration is a diagram showing still another example.
6, the DC volume I R105, I R205 is a motor 10-1 and 10-2 are both reference temperature is an example of a direct current amount I r1, I r2 when the rotation wheel diameter difference is zero. Further, the direct current amount I R106, I R206 in FIG. 6, the motor 10-1 and 10-2 are both "reference temperature + 70 ℃", the DC amount when the rotation wheel diameter difference is 0 I r1, I r2 Is an example of. In these examples, since no significant difference appears between the difference value "I r105- I r205 " and the difference value "I r106- I r206 ", the motors 10-1, 10- based on these. It is difficult to detect the overheated state of 2.
ここで、再び図3を参照すると、位相演算器60内の乗算器62,64においては、差分値「θi*−θi」に対して、比例ゲインKpPLLおよび積分ゲインKiPLLが各々乗算されている。これらゲインKpPLL,KiPLLは、対応する電動機10が基準温度であるときに差分値「θi*−θi」ができるだけ早く収束するように設定されている。しかし、電動機10の実際の温度が基準温度から外れると、比例ゲインKpPLLおよび積分ゲインKiPLLは、その温度において最適な値から離れてゆくため、比例信号PLL_Pの変動幅は、基準温度の場合と比較して大きくなる。このような理由により、比例信号PLL_Pの変動振幅を監視することにより、対応する電動機10が過熱状態であるか否かを検出することができる。Here, referring to FIG. 3 again, in the
図6における比例信号PLL_P105は、低速域期間TL(図4参照)における比例信号PLL_P1(すなわち電動機10−1に対する比例信号PLL_P)の波形の一例を示すものである。ここで、電動機10−1の温度は、基準温度である。低速域期間TLにおける比例信号PLL_P1の最大値をPLL_P1maxと呼び、最小値をPLL_P1minと呼び、両者の差を低速域比例信号振幅HLと呼ぶ。また、特に比例信号PLL_P105に対する低速域比例信号振幅HLを低速域比例信号振幅HL105と呼ぶ。The proportional signal PLL_P105 in FIG. 6 shows an example of the waveform of the proportional signal PLL_P1 (that is, the proportional signal PLL_P with respect to the electric motor 10-1) in the low speed region period TL (see FIG. 4). Here, the temperature of the electric motor 10-1 is a reference temperature. The maximum value of the proportional signal PLL_P1 in low speed range period T L is referred to as PLL_P1max, referred to as PLL_P1min the minimum value, called the difference between the low-speed range proportional signal amplitude H L. Also referred to low speed range proportional signal amplitude H L and a low speed range proportional signal amplitude H L105 especially for proportional signal PLL_P105.
また、図6における比例信号PLL_P106は、低速域期間TL(図4参照)における比例信号PLL_P1の波形の他の例を示すものである。ここで、電動機10−1の温度は、「基準温度+70℃」である。また、特に比例信号PLL_P106に対する低速域比例信号振幅HLを低速域比例信号振幅HL106と呼ぶ。比例信号PLL_P105,PLL_P106を比較すると、低速域比例信号振幅HL105,HL106の間に有意な差が認められる。従って、低速域比例信号振幅HLを監視することにより、電動機10の過熱状態を検出することができる。なお、電動機10−1,10−2の低速域比例信号振幅HLを「HL1」「HL2」と表記することがある。Further, the proportional signal PLL_P106 in FIG. 6 shows another example of the waveform of the proportional signal PLL_P1 in the low speed region period TL (see FIG. 4). Here, the temperature of the electric motor 10-1 is "reference temperature + 70 ° C.". Further, the low-speed region proportional signal amplitude HL with respect to the proportional signal PLL_P106 is particularly referred to as a low-speed region proportional signal amplitude HL 106 . Comparing the proportional signals PLL_P105 and PLL_P106, a significant difference is observed between the low-speed region proportional signal amplitudes H L105 and H L106 . Therefore, the overheated state of the
図7は、低速域・高速域電流差IL,IHに基づく状態判定の一例を示す図である。すなわち、図7は、図4〜図6を参照して説明した内容を総合したものである。
図7において、低速域・補正高速域電流差IL,IQが共に小さい場合には、回転輪16−1,16−2の回転輪径差は、「正常」であると判定される。一方、電動機10−1,10−2の温度上昇については、低速域比例信号振幅HLに応じて判定される。すなわち、低速域比例信号振幅HLが小さい場合(例えば、図6のHL105を参照)には、正常であると判定することができる。逆に、低速域比例信号振幅HLが大きい場合(例えば、図6のHL106を参照)には、異常である(過熱状態である)と判定することができる。FIG. 7 is a diagram showing an example of state determination based on the low-speed region / high-speed region current differences IL and I H. That is, FIG. 7 is a synthesis of the contents described with reference to FIGS. 4 to 6.
7, the low-speed range-corrected high speed region current difference I L, when I Q are both small, the rotation wheel diameter difference of the rotating wheels 16-1 and 16-2 is determined to be "normal". On the other hand, the temperature rise of the electric motors 10-1 and 10-2 is determined according to the low-speed region proportional signal amplitude HL . That is, when the low-speed region proportional signal amplitude HL is small (see, for example, HL 105 in FIG. 6), it can be determined to be normal. On the contrary, when the low-speed region proportional signal amplitude HL is large (see, for example, HL 106 in FIG. 6), it can be determined that the signal is abnormal (overheated).
また、低速域電流差ILが大きく、補正高速域電流差IQが小さい場合には、一方の電動機10が過熱状態(異常)であり、両電動機の回転輪径差は正常であると判定することができる。また、低速域電流差ILが小さく、補正高速域電流差IQが大きい場合には、両電動機の回転輪径差に異常が生じていると判断することができる。一方、電動機10−1,10−2の温度上昇については、低速域比例信号振幅HLに応じて判定される。さらに、低速域・補正高速域電流差IL,IQが共に大きい場合には、一方の電動機10の温度上昇と、両電動機の回転輪径差との双方に異常が生じていると判断することができる。When the low-speed range current difference IL is large and the corrected high-speed range current difference IQ is small, it is determined that one of the
〈第1実施形態の動作〉
図8は、監視装置40において実行される異常検知ルーチンのフローチャートである。この異常検知ルーチンは、電動機10−1,10−2が加速中である場合に、所定のサンプリング周期毎に実行される。
図8において処理がステップS2に進むと、電流計測処理が実行される。すなわち、監視装置40(図2参照)において、電流演算部42−1,42−2は、電流センサ41(図1参照)から、電流検出値Iu1,Iw1,Iu2,Iw2を取得する。<Operation of the first embodiment>
FIG. 8 is a flowchart of an abnormality detection routine executed by the
When the process proceeds to step S2 in FIG. 8, the current measurement process is executed. That is, in the monitoring device 40 (see FIG. 2), the current calculation units 42-1 and 42-2 acquire the current detection values I u1 , I w1 , I u2 , and I w2 from the current sensor 41 (see FIG. 1). To do.
次に、処理がステップS4に進むと、電流演算部42−1,42−2は、電動機10−1,10−2の状態を計算する。すなわち、直流量Ir1,Ir2と、比例信号PLL_P1,PLL_P2と、機械周波数ωrs1,ωrs2と、を出力する。次に、処理がステップS5に進むと、監視装置40は、機械周波数ωrs1,ωrs2の速度域を判定し、その結果に応じて以降の処理が分岐される。Next, when the process proceeds to step S4, the current calculation units 42-1 and 42-2 calculate the states of the electric motors 10-1 and 10-2. That is, a DC quantity I r1, I r2, proportional signal PLL_P1, and PLL_P2, mechanical frequency omega rs1, and omega rs2, and outputs the. Next, when the processing proceeds to step S5, the
まず、機械周波数ωrs1,ωrs2の双方が低速域である場合、すなわち「fL1<ωrs1<fL2」および「fL1<ωrs2<fL2」の双方が成立する場合、ステップS6以降の処理が実行される。また、機械周波数ωrs1,ωrs2の双方が高速域である場合、すなわち「fH1<ωrs1<fH2」および「fH1<ωrs2<fH2」の双方が成立する場合、ステップS20以降の処理が実行される。また、両者のうち何れにも該当しない場合は、本ルーチンの処理は終了する。First, when both the mechanical frequencies ω rs1 and ω rs2 are in the low speed range, that is, when both "f L1 <ω rs1 <f L2 " and "f L1 <ω rs2 <f L2 " are satisfied, step S6 and subsequent steps are performed. Processing is executed. Further, when both the mechanical frequencies ω rs1 and ω rs2 are in the high-speed range, that is, when both "f H1 <ω rs1 <f H2 " and "f H1 <ω rs2 <f H2 " are satisfied, step S20 and subsequent steps are performed. Processing is executed. If neither of the two applies, the processing of this routine ends.
(低速域の処理)
まず、ステップS6においては、特徴量抽出部44(図2参照)によって、低速域特徴量抽出処理が実行される。すなわち、低速域電流差IL=Ir1−Ir2、電動機10−1,10−2の低速域比例信号差HL1,HL2(図6に示すHL)が計算される。次に、処理がステップS8に進むと、異常判定部48は、低速域電流差ILの絶対値|IL|が、所定の閾値ILTを超えるか否かが判定される。(Processing in the low speed range)
First, in step S6, the feature amount extraction unit 44 (see FIG. 2) executes the low-speed region feature amount extraction process. That is, a low speed range the current difference I L = I r1 -I r2, the low-speed range of the electric motor 10-1 and 10-2 proportional signal difference H L1, H L2 (H L shown in FIG. 6) is calculated. Then, at step S8, the
ここで「Yes」と判定されると、処理はステップS10に進み、「Ir1>Ir2」が成立するか否かが判定される。ステップS10において「Yes」と判定されると、処理はステップS12に進み、異常判定部48は、電動機10−2が過熱状態であることを表す電動機過熱アラーム信号を外部に出力する。一方、ステップS10において「No」と判定されると、処理はステップS14に進み、異常判定部48は、電動機10−1が過熱状態であることを表す電動機過熱アラーム信号を外部に出力する。If "Yes" is determined here, the process proceeds to step S10, and it is determined whether or not "I r1 > Ir2 " is satisfied. If "Yes" is determined in step S10, the process proceeds to step S12, and the
また、絶対値|IL|が閾値ILT以下であった場合には、ステップS8において「No」と判定され、処理はステップS16に進む。ここでは、異常判定部48は、「HL1>GL かつ HL2>GL」が成立するか否かを判定する。ここで、GLとは、比例信号PLL_Pの振幅が大き過ぎるか否かを判断するための所定の閾値定数である。ステップS16において「Yes」と判定されると、処理はステップS18に進み、異常判定部48は、電動機10−1,10−2の双方が過熱状態であることを表す電動機過熱アラーム信号を外部に出力する。また、ステップS16において「No」と判定されると、本ルーチンの処理は終了する。If the absolute value | IL | is equal to or less than the threshold value I LT , it is determined as "No" in step S8, and the process proceeds to step S16. Here, the
ところで、上述したステップS16では、「HL1>GL」および「HL2>GL」の双方が成立した場合に、電動機10−1,10−2の双方が過熱状態であると判定した。ここで「HL1>GL」または「HL2>GL」のうち一方のみが成立した場合に、対応する側の電動機が過熱状態であると判定することも考えられる。しかし、一方の電動機の過熱状態は、低速域電流差ILによっても行っている(ステップS8)ため、低速域比例信号振幅HLに基づく判定も行うと、同一の事象(一方の電動機の過熱状態)に対して二つの判断が生じることになる。そこで、本実施形態においては、一方の電動機の過熱状態は、低速域電流差ILによって検出し(ステップS8)、双方の電動機10−1,10−2の過熱状態は低速域比例信号振幅HLに基づいて検出している(ステップS16)。By the way, in step S16 described above, when both " HL1 > GL " and " HL2 > GL " are satisfied, it is determined that both the electric motors 10-1 and 10-2 are in an overheated state. When only one of the "H L1> G L" or "H L2> G L" is satisfied here, the corresponding side electric motor it is conceivable to determine that the overheated state. However, overheating of the one electric motor is also performed by the low speed region current difference I L (step S8) for, when also determined based on the low-speed range proportional signal amplitude H L, the same event (overheating of one motor Two judgments will occur for the state). Therefore, in the present embodiment, overheating of the one of the motor, detected by the low speed region current difference I L (step S8), and the overheating of both the motor 10-1 and 10-2 a low speed range proportional signal amplitude H It is detected based on L (step S16).
(高速域の処理)
また、機械周波数ωrs1,ωrs2の双方が高速域である場合、上述したステップS5を介して処理はステップS20に進み、特徴量抽出部44(図2参照)によって高速域特徴量抽出処理が実行される。すなわち、高速域電流差IH=Ir1−Ir2が計算される。次に、処理がステップS22に進むと、特徴量抽出部44によって電流値補正処理が実行され、補正高速域電流差IQが計算される。(High-speed processing)
When both the mechanical frequencies ω rs1 and ω rs2 are in the high-speed range, the process proceeds to step S20 via step S5 described above, and the feature amount extraction unit 44 (see FIG. 2) performs the high-speed range feature amount extraction process. Will be executed. That is, the high-speed current difference I H = I r1 −I r2 is calculated. Next, when the process proceeds to step S22, the feature
ここで、補正高速域電流差IQは、「IH>0」の場合は「IH−IL」になり、「IH<0」の場合は「IL−IH」になる。上述したように、本ルーチンは、電動機10−1,10−2が加速中である場合に実行されるルーチンであるため、ステップS20以降の高速域の処理が実行される場合には、その前に低速域のステップS6の処理が実行され、低速域電流差ILが計算されている。ステップS22において用いられる低速域電流差ILは、今回の高速域の直前に現れた低速域にて計測された低速域電流差ILである。Here, correction high-speed range the current difference I Q is, in the case of "I H> 0" becomes "I H -I L", in the case of "I H <0" becomes "I L -I H". As described above, since this routine is a routine executed when the electric motors 10-1 and 10-2 are accelerating, before the processing in the high speed region after step S20 is executed, it is executed. processing in step S6 in the low speed region is performed, a low speed range current difference I L is calculated. Low speed region current difference I L to be used in step S22 is a low speed range current difference I L that has been measured at low speed range which appeared immediately before the current high-speed range.
次に、処理がステップS24に進むと、異常判定部48は、「IQ>IQH」が成立するか否かを判定する。ここで、IQHとは、補正高速域電流差IQが過大であるか否かを判断するための所定の閾値定数である。ここで「No」と判定されると、本ルーチンの処理は終了する。一方、「Yes」と判定されると、処理はステップS26に進み、異常判定部48は、回転輪16−1,16−2の回転輪径差が異常である旨を示す回転輪径差アラーム信号を外部に出力し、本ルーチンの処理が終了する。この回転輪径差アラーム信号の詳細な内容は、低速域・高速域電流差IL,IHの値に応じて設定される。Next, when the process proceeds to step S24, the
ここで、「IL>0かつIH>0」である場合、回転輪径差アラーム信号の内容は、「回転輪16−2の直径が過小である」旨を示すものになる。また、「IL>0かつIH<0」である場合、回転輪径差アラーム信号の内容は、「回転輪16−2の直径が過大である」旨を示すものになる。また、「IL<0かつIH<0」である場合、回転輪径差アラーム信号の内容は、「回転輪16−1の直径が過小である」旨を示すものになる。また、「IL<0かつIH>0」である場合、回転輪径差アラーム信号の内容は、「回転輪16−1の直径が過大である」旨を示すものになる。Here, when " IL > 0 and I H >0", the content of the rotating wheel diameter difference alarm signal indicates that "the diameter of the rotating wheel 16-2 is too small". Further, when " IL > 0 and I H <0", the content of the rotating wheel diameter difference alarm signal indicates that "the diameter of the rotating wheel 16-2 is excessive". When " IL <0 and I H <0", the content of the rotating wheel diameter difference alarm signal indicates that "the diameter of the rotating wheel 16-1 is too small". When " IL <0 and I H >0", the content of the rotary wheel diameter difference alarm signal indicates that "the diameter of the rotary wheel 16-1 is excessive".
〈第1実施形態の効果〉
以上のように本実施形態によれば、電動機監視装置(40)は、各々の電流値(Iu,Iw)に応じて、対応する電動機(10)の回転速度(ωrs)を演算する演算部(42)と、電流値(Iu,Iw)と回転速度(ωrs)とに基づいて、何れかの電動機(10)の過熱状態、または複数の回転輪(16)の直径差の異常のうち少なくとも一方を検知する判定部(44,48)と、を備える。
これにより、本実施形態によれば、電流値(Iu,Iw)に基づいて電動機(10)の過熱状態または複数の回転輪(16)の直径差の異常を検知することができる。すなわち、温度センサや速度センサ等を省略できることにより、メンテナンスの省力化を実現しつつ故障を未然に防止できる。<Effect of the first embodiment>
As described above, according to the present embodiment, the electric motor monitoring device (40) calculates the rotation speed (ω rs ) of the corresponding electric motor (10) according to each current value (I u , I w ). Overheated state of any electric motor (10) or diameter difference of a plurality of rotating wheels (16) based on the calculation unit (42), the current value (I u , I w ) and the rotation speed (ω rs ). The determination unit (44, 48) for detecting at least one of the abnormalities of the above is provided.
Thereby, according to the present embodiment, it is possible to detect the overheated state of the electric motor (10) or the abnormality of the diameter difference of the plurality of rotating wheels (16) based on the current values (I u , I w ). That is, since the temperature sensor, speed sensor, and the like can be omitted, it is possible to prevent failures while realizing labor saving in maintenance.
また、判定部(44,48)は、複数の電動機(10)の回転速度(ωrs)が所定の速度範囲である低速域である場合の複数の直流量(Ir)のうち、最大値と最小値との差である低速域電流差(IL)を演算する機能と、低速域電流差(IL)に基づいて、最小値の直流量(Ir)に対応する電動機(10)の過熱状態を検出する機能と、をさらに備える。
これにより、低速域電流差(IL)に基づいて過熱状態を判定することができる。Further, the determination unit (44, 48) is the maximum value among a plurality of DC amounts (I r ) when the rotation speeds (ω rs ) of the plurality of electric motors (10) are in the low speed range within a predetermined speed range. low speed range current difference which is a difference between the minimum value and the function of calculating the (I L), based on the low speed range current difference (I L), the DC content of the minimum value (I r) to the corresponding electric motor (10) It also has a function to detect the overheated state of.
As a result, the overheated state can be determined based on the low-speed current difference ( IL ).
また、演算部(42)は、何れか一の電動機(10)に対する電流値(Iu,Iw)に基づいて、交流電流位相角検出値(θi*)を求める位相検出部(54)と、入力された交流電流位相角(θi)と交流電流位相角検出値(θi*)との差分値(θi*−θi)に対して比例積分演算を行い、差分値(θi*−θi)が小さくなるような交流電流位相角(θi)を出力するPLL演算部(56,60,72)と、を有し、差分値(θi*−θi)に比例する比例信号(PLL_P)を出力するものであり、
判定部(44,48)は、比例信号(PLL_P)に基づいて、一の電動機(10)における過熱状態を検出する機能を備える。
これにより、複数の電動機(10)において同時に生じた過熱状態を検出することができる。Further, the calculation unit (42) obtains an AC current phase angle detection value (θ i *) based on the current value (I u , I w ) for any one of the electric motors (10). And the difference value (θ i * −θ i ) between the input AC current phase angle (θ i ) and the AC current phase angle detection value (θ i *) is proportionally integrated, and the difference value (θ) is performed. It has a PLL calculation unit (56, 60, 72) that outputs an AC current phase angle (θ i ) so that i * −θ i ) becomes smaller, and is proportional to the difference value (θ i * −θ i ). Outputs a proportional signal (PLL_P)
The determination unit (44, 48) has a function of detecting an overheated state in one electric motor (10) based on a proportional signal (PLL_P).
As a result, it is possible to detect an overheated state that occurs simultaneously in a plurality of electric motors (10).
また、判定部(44,48)は、複数の電動機(10)の回転速度(ωrs)が所定の速度範囲である高速域である場合の複数の直流量(Ir)のうち、最大値と最小値との差である高速域電流差(IH)を演算する機能と、高速域電流差(IH)に基づいて、複数の電動機(10)の回転輪径差を検出する機能と、をさらに備える。
これにより、複数の電動機(10)の回転輪径差を検出することができる。Further, the determination unit (44, 48) is the maximum value among a plurality of DC amounts (I r ) when the rotation speeds (ω rs ) of the plurality of electric motors (10) are in a high speed range within a predetermined speed range. A function to calculate the high-speed range current difference (I H ), which is the difference between the minimum value and the minimum value, and a function to detect the difference in rotating wheel diameters of a plurality of electric motors (10) based on the high-speed range current difference (I H ). , Further prepared.
Thereby, the difference in the diameters of the rotating wheels of the plurality of electric motors (10) can be detected.
また、判定部(44,48)は、何れかの電動機(10)の過熱状態、または複数の回転輪(16)の直径差の異常のうち少なくとも一方を検知すると、アラーム信号を出力する。
これにより、管理者に対して、各種の異常を報知することができる。Further, the determination unit (44, 48) outputs an alarm signal when it detects at least one of the overheated state of any of the electric motors (10) and the abnormality of the diameter difference of the plurality of rotating wheels (16).
This makes it possible to notify the administrator of various abnormalities.
[第2実施形態]
図9は、本発明の第2実施形態による電動機制御システム102のブロック図である。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図9において、電動機制御システム102は、N台(Nは3以上の自然数)の電動機10−1〜10−Nと、これらに回転軸14−1〜14−Nを介して結合されたN台の回転輪16−1〜16−Nと、を備えている。また、各電動機10−1〜10−NのU相、W相には、各2個の(合計2N個の)電流センサ41が装着され、これらの電流検出値Iu1〜IuN,Iw1〜IwNは、監視装置150(電動機監視装置)に供給される。[Second Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram of the electric
In FIG. 9, the electric
監視装置150の構成については図示を省略するが、第1実施形態の監視装置40(図2参照)において、2個の電流演算部42−1,42−2に代えて、N個の電流演算部を設けた構成と同様である。また、特徴量抽出部44において計算される低速域・高速域電流差IL,IH(図4参照)は、低速域または高速域におけるN系統の直流量Ir1〜IrNのうち最大値から最小値を減算した結果に等しい。本実施形態の上述した以外の構成および動作は、第1実施形態のものと略同様である。Although not shown, the configuration of the
[第3実施形態]
図10は、本発明の第3実施形態による電動機制御システム103のブロック図である。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図10において、電動機制御システム103は、第1実施形態の監視装置40(図2参照)に代えて、監視装置160(電動機監視装置)を備えている。監視装置160の構成は、監視装置40のものと略同様であるが、異常判定部48は、電動機過熱アラーム信号および回転輪径差アラーム信号(図2参照)を出力するとともに、駆動装置20内の指令生成部32に対して、必要に応じて制御コマンドを出力する。ここで、制御コマンドとは、例えば、電動機10−1,10−2の停止または減速を指令するものであり、これによって、電動機10−1,10−2をより安全かつ高効率に運転することができる。[Third Embodiment]
FIG. 10 is a block diagram of the electric
In FIG. 10, the electric
このように、本実施形態によれば、判定部(44,48)は、何れかの電動機(10)の過熱状態、または複数の回転輪(16)の直径差の異常のうち少なくとも一方を検知すると、制御部(30)に対して、制御状態を変更させる制御コマンドを出力する。
これにより、制御部(30)における制御状態を適切な状態に変更することができる。As described above, according to the present embodiment, the determination unit (44, 48) detects at least one of the overheated state of any of the electric motors (10) or the abnormality of the diameter difference of the plurality of rotating wheels (16). Then, a control command for changing the control state is output to the control unit (30).
As a result, the control state in the control unit (30) can be changed to an appropriate state.
[第4実施形態]
図11は、本発明の第4実施形態による電動機制御システム104のブロック図である。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図11において、電動機制御システム104は、駆動・監視装置170と、電動機10−1,10−2と、これらに回転軸14−1,14−2を介して結合された回転輪16−1,16−2と、を備えている。[Fourth Embodiment]
FIG. 11 is a block diagram of the electric
In FIG. 11, the electric
駆動・監視装置170は、制御部30と、インバータ22と、異常検知部180(電動機監視装置)と、平均値演算部182と、を備えている。平均値演算部182は、電流検出値Iu1,Iu2の平均値および電流検出値Iw1,Iw2の平均値を求め、これらを電流検出値Ius,Iwsとして出力する。The drive /
制御部30、インバータ22の構成は上記第1実施形態のもの(図1参照)と同様であり、異常検知部180の構成は、第3実施形態の監視装置160(図10参照)の構成と同様である。従って、本実施形態の駆動・監視装置170は、第3実施形態における駆動装置20および監視装置160の機能を合わせた機能を有する。なお、本実施形態は、既設の駆動装置20(図10参照)に対して、異常検知部180および平均値演算部182を増設することによって構成することもできる。
The configuration of the
[第5実施形態]
図12は、本発明の第5実施形態による鉄鋼圧延システム105のブロック図である。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図12において、鉄鋼圧延システム105は、N台(Nは3以上の自然数)の電動機10−1〜10−Nと、回転軸14−1〜14−Nと、N台の回転輪16−1〜16−Nと、駆動装置20と、監視装置150と、を備えている。[Fifth Embodiment]
FIG. 12 is a block diagram of the
In FIG. 12, the
さらに、鉄鋼圧延システム105は、水平に配置されたホットランテーブル200と称するテーブルを備えている。上述した回転輪16−1〜16−Nは、それぞれ軸受部210と、ロール220と、を備えている。本実施形態の鉄鋼圧延システム105は、仕上げ圧延機(図示せず)の後段に設けられ、仕上げ圧延機から高温の鋼板(図示せず)が搬送される。
Further, the
そして、ロール220とホットランテーブル200との間に搬送された鋼板が挟まれ、電動機10−1〜10−Nによってロール220を回転させると、鋼板が圧延される。各回転輪16のロール220は、全て同一条件で駆動される。従って、各ロール220の駆動源である電動機10−1〜10−Nには、同一仕様のものが適用される。上述した以外の本実施形態の構成は、第2実施形態のもの(図9参照)と同様である。
Then, the conveyed steel plate is sandwiched between the
ホットランテーブル200上を搬送される鋼板は、相当の高温であり、各軸受部210、カップリング(図示せず)、電動機10は、過酷な稼働状況に置かれる。このため、ライン停止等の事態が発生することを防止するため、従来から、軸受部210、電動機10等の個別診断対象毎に温度センサ、速度センサ等のセンサを装着し、その検出信号を解析して異常診断を行うことが一般的であった。これに対して、本実施形態によれば、各電動機10に温度センサや速度センサ等を装着することが不要になるため、鉄鋼圧延ラインが停止する等の事態が発生することを、未然に、かつ、安価に防止することができる。
The steel plate conveyed on the hot run table 200 has a considerably high temperature, and each bearing
[第6実施形態]
図13は、本発明の第6実施形態による鉄道車両310の模式図である。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図13において、鉄道車両310は、車体312と、台車314,315と、車輪316,317,318,319と、駆動・監視装置320と、を備えている。台車314,315は、車体312を支持している。車輪316,317は台車314に装着され、車輪318,319は台車315に装着されている。[Sixth Embodiment]
FIG. 13 is a schematic view of a
In FIG. 13, the
図14は、台車315の底面図である。
台車315には、2個の電動機10−1,10−2が装着されている。電動機10−1,10−2は、それぞれ減速ギア332,342を介して車軸334,344に結合されている。車軸334には、左右一対の車輪318が装着され、車軸344には、左右一対の車輪319が装着されている。台車314の詳細については図示を省略するが、台車315と同様に構成されている。すなわち、台車314には、2台の電動機10−3,10−4(図示せず)が装着されており、鉄道車両310には合計4台の電動機10−1〜10−4が備えられている。FIG. 14 is a bottom view of the
The
図13に戻り、駆動・監視装置320は、第4実施形態(図11参照)の駆動・監視装置170と同様に構成されているが、鉄道車両310に備えられている合計4台の電動機10を駆動し、これら電動機10等の状態を監視する。すなわち、駆動・監視装置320は、一または複数の電動機10が過熱状態になると、その旨を検出し電動機過熱アラーム信号を出力する。また、図13に示す例においては、車輪318,319の回転輪径がd1,d2であり、「d1<d2」の関係を有している。駆動・監視装置320は、上述した他の実施形態と同様に、車輪318,319の回転輪径差が大きくなると、その旨を検出し、回転輪径差アラーム信号を出力する。
Returning to FIG. 13, the drive /
電動機10に温度上昇が生じると、電動機10の一次、二次抵抗の抵抗率が上昇し、電動機抵抗値RTは大きくなる。その結果、並列駆動されている複数の電動機10のトルクが電動機抵抗値RTの小さい電動機に集中してしまい、平均トルク不足により鉄道車両310がスムーズに加速できなくなる現象が発生する。この現象を続けると、正常な電動機10も長期間の過負荷により故障してしまう可能性がある。本実施形態によれば、このような現象を検知し、さらにその電動機を特定できるため、大きな故障を未然に防止することができ、電動機10の省力化を、より効率的に実現できる。
When the temperature of the
また、鉄道車両の車輪径の管理方法は鉄道事業者によって異なるが、車両内で回転輪径差が規定値以内に収まるようにメンテナンスされる事が一般的である。ここで、各車輪の回転輪径差を厳しく管理すれば、複数台の電動機10の出力アンバランスを抑制できるが、保守に手間がかかり、現実的ではない。本実施形態によれば、電動機10毎に温度センサや速度センサ等のセンサの取り付けが不要になり、電動機に流れる交流電流のみから電動機の過熱状態および車輪径差の異常を検知できる。また、鉄道車両の場合、運転パターンがほぼ一定であるため、同じ走行状態における評価情報の経時変化または乗車率データの統計学的な処理により、電動機10の正確な過熱検知が可能になる。
In addition, although the method of managing the wheel diameter of a railway vehicle differs depending on the railway operator, it is generally maintained so that the difference in the diameter of the rotating wheels is within the specified value in the vehicle. Here, if the difference in the diameters of the rotating wheels of each wheel is strictly controlled, the output imbalance of the plurality of
[第7実施形態]
図15は、本発明の第7実施形態による車両編成の構成を示す側面図である。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図15において、車両編成300は、鉄道車両310,360と、両者を連結する車両間連結部350と、を備えている。鉄道車両310は、第6実施形態のもの(図13参照)と同様である。また、鉄道車両360も、鉄道車両310と同様に構成されている。[7th Embodiment]
FIG. 15 is a side view showing a configuration of a vehicle formation according to a seventh embodiment of the present invention. In the following description, the same reference numerals may be given to the parts corresponding to the respective parts of the other embodiments described above, and the description thereof may be omitted.
In FIG. 15, the rolling
すなわち、鉄道車両360は、台車364,365と、車体362と、車輪366,367,368,369と、駆動・監視装置370と、を備えている。台車364,365は、車体362を支持している。車輪366,367は台車364に装着され、車輪368,369は台車365に装着されている。
That is, the railroad vehicle 360 includes a
本実施形態において、駆動・監視装置320,370は相互に情報交換しており、自車両の情報と、相手車両の情報とに基づいて、電動機の過熱状態および車輪316〜319,366〜369の回転輪径差の異常を検出する。鉄道車両310,360をそれぞれ一の「群」とすると、本実施形態の車両編成300は、「多群駆動システム」であり、他群との比較に基づいて、電動機や回転輪径差の異常を判別するものであると考えることができる。
In the present embodiment, the drive /
[変形例]
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、もしくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。[Modification example]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. The above-described embodiments are exemplified for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to delete a part of the configuration of each embodiment, or add / replace another configuration. In addition, the control lines and information lines shown in the figure show what is considered necessary for explanation, and do not necessarily show all the control lines and information lines necessary for the product. In practice, it can be considered that almost all configurations are interconnected. Possible modifications to the above embodiment are, for example, as follows.
(1)上記実施形態における制御部30、監視装置40,150,160、および異常検知部180のハードウエアは、一般的なコンピュータによって実現できるため、図2、図3に示したアルゴリズム、図8に示したプログラム等を記憶媒体に格納し、または伝送路を介して頒布してもよい。
(1) Since the hardware of the
(2)図2、図3に示したアルゴリズム、または図8に示したプログラムは、上記各実施形態ではプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit;特定用途向けIC)、あるいはFPGA(field-programmable gate array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えてもよい。 (2) The algorithm shown in FIGS. 2 and 3 or the program shown in FIG. 8 has been described as software-like processing using the program in each of the above embodiments, but a part or all of the algorithm is ASIC (Application). Specific Integrated Circuit; IC for specific applications), or hardware-like processing using FPGA (field-programmable gate array) or the like may be replaced.
(3)図1等の構成において、インバータ22は1台のみ設けられているが、複数のインバータを設けてもよい。また、個々の電動機10毎にインバータを設ける場合には、電動機10は同期電動機であってもよい。
(3) In the configuration shown in FIG. 1, only one
(4)上記各実施形態において、ステップS16(図8参照)では、「HL1>GL」および「HL2>GL」の双方が成立した場合に、電動機10−1,10−2の双方が過熱状態であると判定した。しかし、「HL1>GL」または「HL2>GL」の一方のみが成立した場合に、対応する側の電動機が過熱状態であると判定してもよい。(4) In each of the above embodiments, in step S16 (see FIG. 8), when both " HL1 > GL " and " HL2 > GL " are satisfied, the electric motors 10-1 and 10-2 Both were determined to be overheated. However, if only one of the "H L1> G L" or "H L2> G L" is satisfied, it may be determined that the corresponding side motor is overheated.
10,10−1〜10−N 電動機
14 回転軸
16 回転輪
22 インバータ
30 制御部
40 監視装置(電動機監視装置)
41 電流センサ
42,42−1〜42−N 電流演算部(演算部)
44 特徴量抽出部(判定部)
48 異常判定部(判定部、異常判定過程)
54 逆正接変換器(位相検出部)
56 減算器(PLL演算部)
60 位相演算器(PLL演算部、回転速度演算部、回転速度演算過程)
72 積分器(PLL演算部)
101〜104 電動機制御システム
105 鉄鋼圧延システム
150,160 監視装置(電動機監視装置)
180 異常検知部(電動機監視装置)
220 ロール
θi* 交流電流位相角検出値
θi*−θi 差分値
θi 交流電流位相角
τ* トルク指令
ωrs 機械周波数(回転速度)
IH 高速域電流差
IL 低速域電流差
IQ 補正高速域電流差(高速域電流差)
Iq* トルク電流指令値
Iq トルク電流検出値
Iu,Iw,Iu1〜IuN,Iw1〜IwN 電流検出値(電流値)
PLL_P 比例信号10, 10-1 to 10-
41
44 Feature extraction unit (judgment unit)
48 Abnormality judgment unit (judgment unit, abnormality judgment process)
54 Inverse tangent converter (phase detector)
56 Subtractor (PLL calculation unit)
60 Phase calculator (PLL calculation unit, rotation speed calculation unit, rotation speed calculation process)
72 Integrator (PLL calculation unit)
101-104 Electric
180 Anomaly detector (motor monitoring device)
220 Roll θ i * AC current phase angle detection value θ i * − θ i Difference value θ i AC current phase angle τ * Torque command ω rs Machine frequency (rotation speed)
I H High-speed range current difference IL Low-speed range current difference I Q Corrected high-speed range current difference (high-speed range current difference)
I q * Torque current command value I q Torque current detection value I u , I w , I u1 to I uN , I w1 to I wN Current detection value (current value)
PLL_P proportional signal
Claims (9)
前記電流値と前記回転速度とに基づいて、何れかの前記電動機の過熱状態、または複数の前記回転輪の直径差の異常のうち少なくとも一方を検知する判定部と、
を備えることを特徴とする電動機監視装置。A plurality of electric motors, each of which has a rotating shaft, a plurality of rotating wheels each coupled to the plurality of rotating shafts, one or a plurality of inverters that supply AC current to the plurality of the electric motors, and a control for controlling the inverters. An arithmetic unit connected to an electric motor control system including a unit and a current sensor for detecting the current value flowing through each of the electric motors, and calculating the rotation speed of the corresponding electric motor according to each of the electric motors.
A determination unit that detects at least one of an overheated state of any of the electric motors or an abnormality of a diameter difference between a plurality of the rotating wheels based on the current value and the rotation speed.
An electric motor monitoring device characterized by being equipped with.
前記演算部は、前記電流値に基づいて、各々の前記電動機に対応する複数の直流量を演算するものであり、
前記判定部は、
複数の前記電動機の前記回転速度が所定の速度範囲である低速域である場合の複数の前記直流量のうち、最大値と最小値との差である低速域電流差を演算する機能と、
前記低速域電流差に基づいて、最小値の前記直流量に対応する前記電動機の過熱状態を検出する機能と、
をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電動機監視装置。One of the inverters supplies an alternating current to a plurality of the electric motors.
The calculation unit calculates a plurality of DC amounts corresponding to each of the electric motors based on the current value.
The determination unit
A function of calculating a low-speed range current difference, which is the difference between the maximum value and the minimum value, among the plurality of DC amounts when the rotation speed of the plurality of electric motors is in the low-speed range within a predetermined speed range.
A function of detecting an overheated state of the electric motor corresponding to the minimum value of the DC amount based on the low-speed current difference, and
The electric motor monitoring device according to claim 1, further comprising.
何れか一の前記電動機に対する前記電流値に基づいて、交流電流位相角検出値を求める位相検出部と、
入力された交流電流位相角と前記交流電流位相角検出値との差分値に対して比例積分演算を行い、前記差分値が小さくなるような前記交流電流位相角を出力するPLL演算部と、
を有し、前記差分値に比例する比例信号を出力するものであり、
前記判定部は、前記比例信号に基づいて、一の前記電動機における過熱状態を検出する機能を備える
ことを特徴とする請求項2に記載の電動機監視装置。The calculation unit
A phase detector for obtaining an AC current phase angle detection value based on the current value for any one of the electric motors,
A PLL calculation unit that performs a proportional integration calculation on the difference value between the input AC current phase angle and the AC current phase angle detection value and outputs the AC current phase angle so that the difference value becomes smaller.
And outputs a proportional signal proportional to the difference value.
The electric motor monitoring device according to claim 2, wherein the determination unit has a function of detecting an overheated state in one of the electric motors based on the proportional signal.
前記演算部は、前記電流値に基づいて、各々の前記電動機に対応する複数の直流量を演算するものであり、
前記判定部は、
複数の前記電動機の前記回転速度が所定の速度範囲である高速域である場合の複数の前記直流量のうち、最大値と最小値との差である高速域電流差を演算する機能と、
前記高速域電流差に基づいて、複数の前記電動機の回転輪径差を検出する機能と、
をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電動機監視装置。One of the inverters supplies an alternating current to a plurality of the electric motors.
The calculation unit calculates a plurality of DC amounts corresponding to each of the electric motors based on the current value.
The determination unit
A function of calculating a high-speed range current difference, which is the difference between the maximum value and the minimum value, among the plurality of DC amounts when the rotation speed of the plurality of electric motors is in the high-speed range within a predetermined speed range.
A function of detecting a difference in rotating wheel diameters of a plurality of the electric motors based on the high-speed current difference, and
The electric motor monitoring device according to claim 1, further comprising.
ことを特徴とする請求項1に記載の電動機監視装置。The electric motor according to claim 1, wherein the determination unit outputs an alarm signal when it detects at least one of the overheated state of the electric motor or the abnormality of the diameter difference between the plurality of rotating wheels. Monitoring device.
ことを特徴とする請求項1に記載の電動機監視装置。When the determination unit detects at least one of the overheated state of the electric motor or the abnormality of the diameter difference between the plurality of rotating wheels, the determination unit outputs a control command for changing the control state to the control unit. The electric motor monitoring device according to claim 1.
複数の前記回転軸に各々結合された複数の回転輪と、
複数の前記電動機に交流電流を供給するインバータと、
各々の前記電動機に流れる電流値を検出する電流センサと、
各々の前記電流値に応じて、対応する前記電動機の回転速度を演算する回転速度演算部と、
前記電流値と前記回転速度とに基づいて、何れかの前記電動機の過熱状態、または複数の前記回転輪の直径差の異常のうち少なくとも一方を検知する異常判定部と、
を備えることを特徴とする電動機制御システム。Multiple electric motors, each with a rotating shaft,
A plurality of rotating wheels coupled to each of the plurality of rotating shafts,
Inverters that supply alternating current to the plurality of motors,
A current sensor that detects the value of the current flowing through each of the electric motors,
A rotation speed calculation unit that calculates the rotation speed of the corresponding electric motor according to each of the current values,
An abnormality determining unit that detects at least one of an overheated state of any of the electric motors or an abnormality of a plurality of diameter differences of the rotating wheels based on the current value and the rotation speed.
An electric motor control system characterized by being equipped with.
複数の前記回転軸に各々結合され、各々が鋼板を押圧するロールを備えた複数の回転輪と、
複数の前記電動機に交流電流を供給するインバータと、
各々の前記電動機に流れる電流値を検出する電流センサと、
各々の前記電流値に応じて、対応する前記電動機の回転速度を演算する回転速度演算部と、
前記電流値と前記回転速度とに基づいて、何れかの前記電動機の過熱状態、または複数の前記回転輪の直径差の異常のうち少なくとも一方を検知する異常判定部と、
を備えることを特徴とする鉄鋼圧延システム。Multiple electric motors, each with a rotating shaft,
A plurality of rotating wheels each coupled to the plurality of rotating shafts and each having a roll for pressing a steel plate,
Inverters that supply alternating current to the plurality of motors,
A current sensor that detects the value of the current flowing through each of the electric motors,
A rotation speed calculation unit that calculates the rotation speed of the corresponding electric motor according to each of the current values,
An abnormality determining unit that detects at least one of an overheated state of any of the electric motors or an abnormality of a plurality of diameter differences of the rotating wheels based on the current value and the rotation speed.
A steel rolling system characterized by being equipped with.
複数の前記回転軸に各々結合された複数の回転輪と、
複数の前記電動機に交流電流を供給するインバータと、
各々の前記電動機に流れる電流値を検出する電流センサと、
電動機監視装置と、
を有する電動機制御システムにおいて前記電動機監視装置によって実行される電動機監視方法であって、
各々の前記電流値に応じて、対応する前記電動機の回転速度を演算する回転速度演算過程と、
前記電流値と前記回転速度とに基づいて、何れかの前記電動機の過熱状態、または複数の前記回転輪の直径差の異常のうち少なくとも一方を検知する異常判定過程と、
を実行することを特徴とする電動機監視方法。Multiple electric motors, each with a rotating shaft,
A plurality of rotating wheels coupled to each of the plurality of rotating shafts,
Inverters that supply alternating current to the plurality of motors,
A current sensor that detects the value of the current flowing through each of the electric motors,
Electric motor monitoring device and
It is an electric motor monitoring method executed by the electric motor monitoring device in the electric motor control system having the above.
A rotation speed calculation process for calculating the rotation speed of the corresponding electric motor according to each of the current values, and a rotation speed calculation process.
An abnormality determination process for detecting at least one of an overheated state of any of the electric motors or an abnormality of a plurality of diameter differences of the rotating wheels based on the current value and the rotation speed.
A motor monitoring method characterized by performing.
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