JPWO2019159249A1 - Electric motor monitoring device, electric motor control system, steel rolling system and electric motor monitoring method - Google Patents

Electric motor monitoring device, electric motor control system, steel rolling system and electric motor monitoring method Download PDF

Info

Publication number
JPWO2019159249A1
JPWO2019159249A1 JP2019571853A JP2019571853A JPWO2019159249A1 JP WO2019159249 A1 JPWO2019159249 A1 JP WO2019159249A1 JP 2019571853 A JP2019571853 A JP 2019571853A JP 2019571853 A JP2019571853 A JP 2019571853A JP WO2019159249 A1 JPWO2019159249 A1 JP WO2019159249A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
electric motor
difference
electric motors
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019571853A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6997226B2 (en
Inventor
広斌 周
広斌 周
暁史 高橋
暁史 高橋
岩路 善尚
善尚 岩路
東昇 李
東昇 李
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of JPWO2019159249A1 publication Critical patent/JPWO2019159249A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6997226B2 publication Critical patent/JP6997226B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

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 Patent Document 1 states, "A motor overtemperature protection device applicable to a railway vehicle drive system in which a plurality of electric motors are operated in parallel by using one or a plurality of inverter devices, wherein the inverter device 10 The control device 14 for controlling the operation of the motor, the frequency signal fs including the frequency information when the inverter device 10 controls the electric motors 12a and 12b to keep the ratio of the voltage and the frequency constant, and the electric motors 12a and 12b. Based on the currents I1 and I2 of at least one flowing phase, the overtemperature that can occur in the electric motors 12a and 12b is detected, and the overtemperature protection signal Tf for protecting the electric motors 12a and 12b from the overtemperature is generated and controlled. It includes a protective device 20 that outputs to the device 14 ”(see abstract).
Further, in Patent Document 2 below, "... the wheels connected to the first induction motor group by comparing the electric currents of the first and second induction motor groups and detecting the difference between them. The electric vehicle protection method is characterized by detecting the difference between the diameter of the motor and the diameter of the wheel connected to the second induction motor group and protecting the difference when the difference is equal to or greater than the permissible value. " (See the left column on page 1).

国際公開第2013/035185号International Publication No. 2013/0351885 特開昭61−210801号公報JP-A-61-21801

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 Patent Document 1 focuses on the relative current difference between a plurality of electric motors, there is a problem that it becomes difficult to detect when these electric motors are in an overheated state at the same time. In addition, it was difficult to distinguish whether the cause of the temperature rise was due to the difference in the installation environment of each motor or the difference in the diameter of the rotating wheels. Further, in the technique of Patent Document 2, it is difficult to determine whether the current difference generated in the plurality of electric motors is due to the wheel diameter difference or other factors.
Further, in the technique of Patent Document 2, since it is necessary to attach a sensor such as a temperature sensor or a speed sensor to each monitoring target, there is a problem that the number of related devices including the sensor increases and the cost of the entire facility increases. In addition, there is a problem that it is difficult to install the sensor when there are dimensional restrictions on the installation location of the electric motor or in harsh environmental conditions. Further, as the number of sensors increases, it becomes difficult to secure the reliability of the sensor group, and there is also a problem that the monitoring accuracy decreases. Therefore, there is a demand to reduce the number of sensors to be applied as much as possible.

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.

本発明の第1実施形態による電動機制御システムのブロック図である。It is a block diagram of the electric motor control system according to 1st Embodiment of this invention. 監視装置のブロック図である。It is a block diagram of a monitoring device. 電流演算部のブロック図である。It is a block diagram of a current calculation part. 加速中における機械周波数および直流量の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the mechanical frequency and the amount of DC during acceleration. 加速中における直流量の他の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the DC amount during acceleration. 加速中における直流量および比例信号の、さらに他の例を示す図である。It is a figure which shows still another example of a DC amount and a proportional signal during acceleration. 低速域・高速域電流差に基づく異常内容の判定結果を示す図である。It is a figure which shows the determination result of the abnormality content based on the current difference between a low speed region and a high speed region. 監視装置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。It is a flowchart of an abnormality detection routine executed in a monitoring device. 第2実施形態による電動機制御システムのブロック図である。It is a block diagram of the electric motor control system according to 2nd Embodiment. 第3実施形態による電動機制御システムのブロック図である。It is a block diagram of the electric motor control system according to 3rd Embodiment. 第4実施形態による電動機制御システムのブロック図である。It is a block diagram of the electric motor control system according to 4th Embodiment. 第5実施形態による鉄鋼圧延システムのブロック図である。It is a block diagram of the steel rolling system according to 5th Embodiment. 第6実施形態による鉄道車両の側面図である。It is a side view of the railroad vehicle according to the sixth embodiment. 第6実施形態における台車の底面図である。It is a bottom view of the dolly in the sixth embodiment. 第7実施形態による車両編成の側面図である。It is a side view of the vehicle formation by 7th Embodiment.

[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 motor control system 101 according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the electric motor control system 101 includes two electric motors 10-1 and 10-2, a drive device 20, a monitoring device 40 (electric motor monitoring device), and a plurality of current sensors 41. The drive device 20 includes an inverter 22, a current sensor 24, and a control unit 30. Here, the electric motors 10-1 and 10-2 are three-phase induction motors and are connected to each other in parallel. The rotating shafts 14-1 and 14-2 of the electric motors 10-1 and 10-2 are connected to the rotating wheels 16-1 and 16-2 via mechanical parts such as gears (not shown) or directly connected to each other. Has been done. The rotating wheels 16-1 and 16-2 move the conveyed object 12 in the tangential direction. Alternatively, a rail for railroad may be provided instead of the transported object 12, and the rotating wheels 16-1 and 16-2 themselves may move in the tangential direction on the rail. Hereinafter, the electric motors 10-1 and 10-2 are collectively referred to as "electric motor 10", the rotating shafts 14-1 and 14-2 are collectively referred to as "rotating shaft 14", and the rotating wheels 16-1 and 16-2 are collectively referred to as "rotating wheel 16". Sometimes. The inverter 22 applies a three-phase AC voltage to the electric motor 10 based on the control of the control unit 30.

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 control unit 30 is equipped with general computer hardware such as a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory). , A control program executed by the CPU, a microprogram executed by the DSP, various data, and the like are stored. In FIG. 1, the inside of the control unit 30 shows the functions realized by the control program, the microprocessor, and the like as blocks.

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 control unit 30 includes a command generation unit 32, a deviation calculation unit 33, a vector control unit 34, a dq / 3Φ conversion unit 36, and a 3Φ / dq conversion unit 38. With these configurations, the control unit 30 performs vector control on the electric motor 10 to improve the responsiveness of the electric motor 10.

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 electric motor 10. The current sensor 24 detects the two-phase currents. That is, in the illustrated example, the U-phase and W-phase currents are detected, and the results are output as current detection values I us and I ws . Here, assuming a rotating coordinate that rotates at a frequency f, the axes orthogonal to the rotating coordinate are called the d-axis and the q-axis, and the current supplied to the electric motor 10 is expressed as a DC amount in the rotating coordinate. The current on the q-axis is a current component that determines the torque of the electric motor 10, and is hereinafter referred to as torque current. Further, the current on the d-axis is a component that becomes the exciting current of the electric motor 10, and hereinafter, this is referred to as an exciting current.

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 / dq conversion unit 38 outputs the exciting current detection value I d and the torque current detection value I q based on the current detection values I us and I ws . By the way, the current detection values I us and I ws tend to increase in proportion to the number of electric motors 10. However, since it is complicated to change the parameters of the control unit 30 according to the number of electric motors 10, the control unit 30 assumes that the number of electric motors 10 is "1". Therefore, the 3Φ / dq conversion unit 38 divides the supplied current detection values I us and I ws by the number of the electric motors 10 to normalize them, and then calculates the detection values I d and I q .

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 command generation unit 32 receives the torque command value τ * from a higher-level device (not shown), and generates the exciting current command value I d * and the torque current command value I q * based on the torque command τ *. To do. Deviation calculation unit 33, * current command value I d, and I q *, the detection value I d, based on the I q, deviation I d * -I d, and outputs the I q * -I q. Vector control unit 34 on the basis the deviation I d * -I d, the I q * -I q like, and the excitation voltage command value V d *, and outputs the torque voltage command value V q *. In more detail the operation of the vector control unit 34, the vector control unit 34, the deviation I d * -I d, performs proportional-integral control with respect to I q * -I q, which is a command value of the synchronous speed frequency Obtain command ω1 (not shown). The synchronous speed is the rotation speed of the electric motor 10 assuming that the slip is “0”.

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 vector control unit 34 obtains the phase command θ1 (not shown) by integrating the frequency command ω1. Further, the vector control unit 34 multiplies the vector formed by the current command values I d * and I q * by the impedance vector of the electric motor 10, and as a result, obtains the voltage command values V d * and V q *. calculate.

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 / 3Φ conversion unit 36 outputs a PWM signal for driving the inverter 22 based on the voltage command values V d * and V q * of the rotating coordinate system. More specifically, the dq / 3Φ conversion unit 36 first sets the voltage command values V d * and V q * of the rotating coordinate system based on the frequency command ω1 and the phase command θ1 of the stationary coordinate system. Convert to a two-phase voltage value. Further, the dq / 3Φ conversion unit 36 converts the obtained two-phase voltage value into three-phase voltage command values v u *, v v *, v w * (not shown). Further, the dq / 3Φ conversion unit 36 compares the three-phase voltage command values v u *, v v *, v w * with the carrier wave (for example, a triangular wave) to obtain U-phase, V-phase, and W-phase. Outputs a PWM signal. The inverter 22 switches the supplied DC voltage (not shown) based on the supplied PWM signal, and outputs U-phase, V-phase, and W-phase voltages to the electric motor 10.

〈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 monitoring device 40>
FIG. 2 is a block diagram of the monitoring device 40.
Similar to the control unit 30 described above, the monitoring device 40 includes hardware as a general computer such as a CPU, DSP, RAM, and ROM, and the ROM includes a control program executed by the CPU and a DSP. The microprogram to be executed and various data are stored. In FIG. 2, the inside of the monitoring device 40 shows the functions realized by the control program, the microprocessor, and the like as blocks.
That is, the monitoring device 40 includes the current calculation units 42-1 and 42-2 (calculation unit), the feature amount extraction unit 44 (determination unit), the storage unit 46, and the abnormality determination unit 48 (determination unit, abnormality determination process). ) And.

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 current sensors 41. The current detection values I u (current value) and the W phase current detection values I w1 and I w2 (same, current detection value I w , current value) are acquired. The current calculation unit 42, based on these detected values, a DC quantity I r1, I r2 (same DC volume I r) proportional signal PLL_P1, PLL_P2 (up, proportional signal PLL_P), mechanical frequency omega rs1 , Ω rs2 (same as above, mechanical frequency ω rs , rotation speed), and are output.

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 current calculation unit 42 will be described. Note that FIG. 3 is a block diagram of the current calculation unit 42.
The current calculation unit 42 includes a 3Φ / αβ converter 52, an inverse tangent converter 54 (phase detection unit), a subtractor 56 (PLL calculation unit), and a phase calculation unit 60 (PL calculation unit, rotation speed calculation unit, It includes a rotation speed calculation process), a rotation coordinate converter 70, an integrator 72 (PLL calculation unit), and a multiplier 74. Further, the phase calculator 60 includes multipliers 62 and 64, an integrator 66, and an adder 68.

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 / αβ converter 52 converts the current detection values I u and I w into orthogonal two-phase alternating currents I α and I β . The inverse tangent converter 54 calculates the AC current phase angle detection value θ i * based on these AC currents I α and I β . The subtractor 56 subtracts the AC current phase angle detection value θ i * from the AC current phase angle θ i (details will be described later).

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 phase calculator 60, the multiplier 62 multiplies the difference value “θ i * −θ i ” by a predetermined proportional gain KpPLL. The multiplication result in the multiplier 62 is the proportional signal PLL_P described above. Further, the multiplier 64 multiplies the difference value “θ i * −θ i ” by a predetermined integration gain KiPLL, and the integrator 66 integrates the multiplication result. The integration result in the integrator 66 is called an integration signal PLL_I. The adder 68 adds the proportional signal PLL_P and the integral signal PLL_I, and outputs the addition result as the frequency signal ω 1s .

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 integrator 72 integrates the frequency signal ω 1s and outputs an alternating current phase angle θ i . The AC current phase angle θ i is supplied to the subtractor 56 and also to the rotating coordinate converter 70. Further, the multiplier 74 multiplies the frequency signal ω 1 s by "2 / P" (where P is the number of poles of the electric motor 10), and outputs the multiplication result as the mechanical frequency ω rs . Here, the mechanical frequency ω rs is a signal corresponding to the actual speed (speed including slip) of the electric motor 10 (see FIG. 1). Rotating coordinate converter 70 converts alternating current I alpha biphasic the I beta, DC amount of biaxial in a rotating coordinate system that rotates at the frequency signal omega 1s I r, the I i.

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 subtractor 56, the phase calculator 60, and the integrator 72 function as a PLL (Phase Locked Loop) calculation unit, and the difference value “θ i * −θ i ” output by the subtractor 56 is “0”. Outputs a frequency signal ω 1s and an AC current phase angle θ i that approaches.

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 feature extraction unit 44 includes a DC quantity I r1, I r2 is a direct current amount I r, each corresponding to the motor 10-1 and 10-2, proportional signal PLL_P1, and PLL_P2, mechanical frequency omega rs1 , Ω rs2, and multiple values called features are extracted. Here, the details of each of the feature quantities will be described later, but the "feature quantity" includes the low-speed region current difference IL , the low-speed region proportional signal difference H L1 , H L2 , the high-speed region current difference I H , and the correction high speed. The regional current difference IQ (high-speed regional current difference) is included.

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 abnormality determination unit 48 determines the presence or absence of an overheated state of the electric motors 10-1 and 10-2 and the diameter difference between the rotating wheels 16-1 and 16-2 (hereinafter referred to as a rotating wheel diameter difference). To detect. Further, the abnormality determination unit 48 outputs various alarm signals to the outside based on these feature quantities. In addition, the storage unit 46 stores the features and the contents of the alarm signal. The alarm signal may be any means that can notify the administrator, such as lighting a lamp, sounding an alarm, or transmitting radio waves by wireless communication means. When the monitoring device 40 in the present embodiment is installed in a harsh environment, it is preferable to store the monitoring device 40 in a monitoring device case provided with dustproof and waterproof measures. Further, when the monitoring device 40 is installed near a device that generates noise such as an inverter 22, it is preferable to take noise countermeasures on the monitoring device 40.

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 monitoring device 40 can handle the current flowing through the electric motor 10 as a DC amount, it becomes easy to detect a change in the internal state amount of the electric motor 10 including a transient phenomenon. Further, since the speed information in the variable speed drive can be detected in the process of converting the AC amount into the DC amount, the correlation with the rotation speed can be easily analyzed. Further, since the conversion from alternating current to direct current is possible by a simple algorithm, edge processing for determining an abnormality can also be executed in the monitoring device. As a result, the amount of data can be significantly reduced and the analysis / diagnosis work becomes easy.

〈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 motor 10 rises, the resistance value of the motor increases. The relationship between the motor temperature T and the motor resistance value RT is as shown in the following equation (1).
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 motor 10 is biased due to individual differences between the plurality of motors 10, the resistivity of the primary and secondary resistances of the motor 10 having a high temperature increases, and the motor resistance value RT increases. As a result, the torque of the electric motor is concentrated on the electric motor 10 having a low temperature, and there arises a problem that the conveyed object 12 (see FIG. 1) cannot be smoothly accelerated due to the lack of the average torque. Further, if such a state continues, the electric motor 10 in which the torque is concentrated may break down due to a long-term overload.

(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 electric motors 10, the difference in the diameters of the rotating wheels causes a difference in the rotational speed of each electric motor 10. A difference occurs in the generated torque of each electric motor 10 in substantially proportional to the difference in rotation speed. Here, if the electric motor 10 is configured so that the rated slip becomes large, it is possible to suppress the difference in generated torque due to the difference in rotational speed. On the other hand, since the rated slip greatly affects the efficiency of the electric motor 10, it is preferable to reduce the rated slip when aiming at high efficiency of the motor 10. When a plurality of electric motors 10 are actually operated with the configuration as shown in FIG. 1, it is usual to secure a rated slip of a certain size because a difference in diameter of the rotating wheels occurs. If the diameter of each rotating wheel 16 is strictly controlled, it is theoretically possible to realize an electric motor 10 having a small rated slip and high efficiency. However, in that case, the maintenance of the rotating wheel 16 becomes complicated.

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 rotating shaft 14 of each electric motor 10, it can be detected that the difference in the diameter of the rotating wheels has increased according to the difference in the rotating speed of each electric motor 10. However, if an attempt is made to detect even a slight difference in the diameter of the rotating wheels, a high-sensitivity sensor is required, which causes problems such as cost increase and sensor maintenance.
Therefore, the electric motor control system 101 of the present embodiment monitors the state of the overheated state of each electric motor 10 and the difference in diameter of the rotating wheels (difference in diameter of each rotating wheel 16), and when these abnormalities occur, the state is monitored. It is intended to detect anomalies accurately.

〈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 L1rs <f L2", "low speed zone" range of omega rs is, the "f H1rs <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 electric motor 10, it is possible to alert. Further, it is possible to detect and warn the difference in the diameter of the rotating wheels based on the measurement result of the high-speed range current difference I H. However, in the actual machine, the influence of the heat generated by the electric motor 10 and the influence of the difference in the diameter of the rotating wheels occur at the same time. Therefore, in order to more accurately evaluate the influence of the heat generated by the electric motor 10 and the influence of the difference in the diameters of the rotating wheels, it is preferable to separate the respective influences.

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 multipliers 62 and 64 in the phase calculator 60, the proportional gain KpPLL and the integral gain KiPLL are each multiplied by the difference value “θ i * −θ i ”. There is. These gains KpPLL and KiPLL are set so that the difference value “θ i * −θ i ” converges as soon as possible when the corresponding motor 10 is at the reference temperature. However, when the actual temperature of the electric motor 10 deviates from the reference temperature, the proportional gain KpPLL and the integrated gain KiPLL deviate from the optimum values at that temperature, so that the fluctuation range of the proportional signal PLL_P is compared with the case of the reference temperature. And get bigger. For this reason, by monitoring the fluctuation amplitude of the proportional signal PLL_P, it is possible to detect whether or not the corresponding electric motor 10 is in an overheated state.

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 electric motor 10 can be detected by monitoring the low-speed region proportional signal amplitude HL . Incidentally, the low-speed range proportional signal amplitude H L of the motor 10-1 and 10-2 may be referred to as "H L1", "H L2".

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 motors 10 is in an overheated state (abnormal) and the difference in rotating wheel diameter between the two motors is normal. can do. Further, when the low-speed range current difference IL is small and the corrected high-speed range current difference IQ is large, it can be determined that an abnormality has occurred in the difference in the diameters of the rotating wheels of both motors. 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 . Furthermore, the low speed range-corrected high speed region current difference I L, when I Q are both large, the temperature rise of one of the motor 10, it is determined that the abnormality in both of the rotating ring diameter difference of both the electric motor has occurred be able to.

〈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 monitoring device 40. This abnormality detection routine is executed at predetermined sampling cycles when the electric motors 10-1 and 10-2 are accelerating.
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 monitoring device 40 determines the speed ranges of the mechanical frequencies ω rs1 and ω rs2 , and the subsequent processing is branched according to the result.

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 L1rs1 <f L2 " and "f L1rs2 <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 H1rs1 <f H2 " and "f H1rs2 <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 abnormality determination section 48, the absolute value of the low-speed range the current difference I L | I L | is, whether more than a predetermined threshold I LT is determined.

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 abnormality determination unit 48 outputs an electric motor overheat alarm signal indicating that the electric motor 10-2 is in an overheated state to the outside. On the other hand, if "No" is determined in step S10, the process proceeds to step S14, and the abnormality determination unit 48 outputs an electric motor overheat alarm signal indicating that the electric motor 10-1 is in an overheated state to the outside.

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 abnormality determination section 48, "H L1> G L and H L2> G L 'determines whether or not satisfied. Here, GL is a predetermined threshold constant for determining whether or not the amplitude of the proportional signal PLL_P is too large. If "Yes" is determined in step S16, the process proceeds to step S18, and the abnormality determination unit 48 sends an electric motor overheat alarm signal indicating that both the motors 10-1 and 10-2 are in an overheated state to the outside. Output. If "No" is determined in step S16, the processing of this routine ends.

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 amount extraction unit 44 executes the current value correction process, and the corrected high-speed range current difference IQ is calculated.

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 abnormality determination unit 48 determines whether or not “I Q > IQH ” is satisfied. Here, IQH is a predetermined threshold constant for determining whether or not the corrected high-speed range current difference IQ is excessive. If "No" is determined here, the processing of this routine ends. On the other hand, if it is determined as "Yes", the process proceeds to step S26, and the abnormality determination unit 48 indicates that the rotation wheel diameter difference between the rotation wheels 16-1 and 16-2 is abnormal. The signal is output to the outside, and the processing of this routine ends. The detailed contents of the rotating wheel diameter difference alarm signal are set according to the values of the low-speed range / high-speed range current differences IL and I H.

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 motor control system 102 according to the second 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. 9, the electric motor control system 102 includes N electric motors 10-1 to 10-N (N is a natural number of 3 or more) and N electric motors coupled to these via rotating shafts 14-1 to 14-N. The rotating wheels 16-1 to 16-N are provided. In addition, two current sensors 41 (total of 2N) are mounted on the U phase and W phase of each electric motor 10-1 to 10-N, and these current detection values I u1 to I uN , I w1 ~ I wN is supplied to the monitoring device 150 (motor monitoring device).

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 monitoring device 150 is omitted, but in the monitoring device 40 (see FIG. 2) of the first embodiment, N current calculations are performed instead of the two current calculation units 42-1 and 42-2. It is the same as the configuration in which the part is provided. Further, (see FIG. 4) low speed range and high speed range the current difference I L, I H that is calculated by the feature amount extraction unit 44, a direct current of N lines in the low speed range or high speed range I r1 ~I maximum value among the rN Equal to the result of subtracting the minimum value from. The configurations and operations of the present embodiment other than those described above are substantially the same as those of the first embodiment.

[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 motor control system 103 according to the third 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. 10, the electric motor control system 103 includes a monitoring device 160 (electric motor monitoring device) instead of the monitoring device 40 (see FIG. 2) of the first embodiment. The configuration of the monitoring device 160 is substantially the same as that of the monitoring device 40, but the abnormality determination unit 48 outputs an electric motor overheating alarm signal and a rotating wheel diameter difference alarm signal (see FIG. 2), and inside the driving device 20. A control command is output to the command generation unit 32 of the above as necessary. Here, the control command is, for example, a command to stop or decelerate the electric motors 10-1 and 10-2, thereby operating the electric motors 10-1 and 10-2 more safely and efficiently. Can be done.

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 motor control system 104 according to the fourth 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. 11, the electric motor control system 104 includes a drive / monitoring device 170, electric motors 10-1 and 10-2, and rotary wheels 16-1 connected to these via rotary shafts 14-1 and 14-2. 16-2 and.

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 / monitoring device 170 includes a control unit 30, an inverter 22, an abnormality detection unit 180 (electric motor monitoring device), and an average value calculation unit 182. The average value calculation unit 182 obtains the average value of the current detection values I u1 and I u2 and the average value of the current detection values I w1 and I w2 , and outputs these as the current detection values I us and I ws .

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 control unit 30 and the inverter 22 is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1), and the configuration of the abnormality detection unit 180 is the same as that of the monitoring device 160 (see FIG. 10) of the third embodiment. The same is true. Therefore, the drive / monitoring device 170 of the present embodiment has a function that combines the functions of the drive device 20 and the monitoring device 160 of the third embodiment. The present embodiment can also be configured by adding an abnormality detection unit 180 and an average value calculation unit 182 to the existing drive device 20 (see FIG. 10).

[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 steel rolling system 105 according to the fifth 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. 12, the steel rolling system 105 includes N electric motors 10-1 to 10-N (N is a natural number of 3 or more), rotating shafts 14-1 to 14-N, and N rotating wheels 16-1. ~ 16-N, a driving device 20, and a monitoring device 150 are provided.

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 steel rolling system 105 includes a horizontally arranged table called a hot run table 200. The rotating wheels 16-1 to 16-N described above each include a bearing portion 210 and a roll 220, respectively. The steel rolling system 105 of the present embodiment is provided after the finish rolling mill (not shown), and a high temperature steel plate (not shown) is conveyed from the finish rolling mill.

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 roll 220 and the hot run table 200, and when the roll 220 is rotated by the electric motors 10-1 to 10-N, the steel plate is rolled. The rolls 220 of each rotating wheel 16 are all driven under the same conditions. Therefore, the same specifications are applied to the electric motors 10-1 to 10-N which are the drive sources of each roll 220. The configuration of the present embodiment other than the above is the same as that of the second embodiment (see FIG. 9).

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 portion 210, the coupling (not shown), and the electric motor 10 are placed in a harsh operating condition. Therefore, in order to prevent a situation such as a line stop from occurring, sensors such as a temperature sensor and a speed sensor are conventionally attached to each individual diagnosis target such as the bearing portion 210 and the electric motor 10 and the detection signal is analyzed. It was common to make an abnormality diagnosis. On the other hand, according to the present embodiment, it is not necessary to attach a temperature sensor, a speed sensor, or the like to each electric motor 10, so that a situation such as a stop of the steel rolling line may occur. Moreover, it can be prevented at low cost.

[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 railway vehicle 310 according to a sixth 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. 13, the railroad vehicle 310 includes a vehicle body 312, bogies 314, 315, wheels 316, 317, 318, 319, and a drive / monitoring device 320. The bogies 314 and 315 support the vehicle body 312. The wheels 316 and 317 are mounted on the trolley 314, and the wheels 318 and 319 are mounted on the trolley 315.

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 dolly 315.
The bogie 315 is equipped with two electric motors 10-1 and 10-2. The electric motors 10-1 and 10-2 are coupled to the axles 334 and 344 via reduction gears 332 and 342, respectively. A pair of left and right wheels 318 are mounted on the axle 334, and a pair of left and right wheels 319 are mounted on the axle 344. Although the details of the dolly 314 are not shown, they have the same structure as the dolly 315. That is, the bogie 314 is equipped with two electric motors 10-3 and 10-4 (not shown), and the railroad vehicle 310 is equipped with a total of four electric motors 10-1 to 10-4. There is.

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 / monitoring device 320 has the same configuration as the drive / monitoring device 170 of the fourth embodiment (see FIG. 11), but a total of four electric motors 10 provided in the railway vehicle 310. To monitor the state of these electric motors 10 and the like. That is, when one or more electric motors 10 are in an overheated state, the drive / monitoring device 320 detects that fact and outputs an electric motor overheat alarm signal. Further, in the example shown in FIG. 13, the rotating wheel diameters of the wheels 318 and 319 are d1 and d2, and have a relationship of "d1 <d2". Similar to the other embodiments described above, the drive / monitoring device 320 detects when the difference in the diameters of the rotating wheels of the wheels 318 and 319 becomes large, and outputs a rotation wheel diameter difference alarm signal.

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 motor 10 rises, the resistivity of the primary and secondary resistors of the motor 10 rises, and the motor resistance value RT increases. As a result, the torques of the plurality of electric motors 10 driven in parallel are concentrated on the electric motors having a small electric motor resistance value RT, and a phenomenon occurs in which the railway vehicle 310 cannot be smoothly accelerated due to insufficient average torque. If this phenomenon continues, the normal electric motor 10 may also fail due to a long-term overload. According to the present embodiment, since such a phenomenon can be detected and the electric motor can be identified, a major failure can be prevented and labor saving of the electric motor 10 can be realized more efficiently.

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 electric motors 10 can be suppressed, but maintenance is troublesome and it is not realistic. According to this embodiment, it is not necessary to attach sensors such as a temperature sensor and a speed sensor for each electric motor 10, and it is possible to detect an overheated state of the electric motor and an abnormality of the wheel diameter difference only from the alternating current flowing through the electric motor. Further, in the case of a railroad vehicle, since the driving pattern is substantially constant, it is possible to accurately detect overheating of the electric motor 10 by statistically processing the evaluation information with time or the occupancy rate data in the same traveling state.

[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 stock formation 300 includes railroad cars 310 and 360, and an inter-vehicle connecting portion 350 that connects the two. The railroad vehicle 310 is the same as that of the sixth embodiment (see FIG. 13). Further, the railroad car 360 is also configured in the same manner as the railroad car 310.

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 bogie 364, 365, a vehicle body 362, wheels 366, 376, 368, 369, and a drive / monitoring device 370. The bogies 364 and 365 support the vehicle body 362. The wheels 366 and 367 are mounted on the trolley 364, and the wheels 368 and 369 are mounted on the trolley 365.

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 / monitoring devices 320 and 370 exchange information with each other, and based on the information of the own vehicle and the information of the partner vehicle, the overheated state of the electric motor and the wheels 316 to 319, 366 to 369. Detects abnormalities in the diameter difference of the rotating wheels. Assuming that the railcars 310 and 360 are each one "group", the vehicle formation 300 of this embodiment is a "multi-group drive system", and based on the comparison with the other groups, the electric motor and the difference in the diameter of the rotating wheels are abnormal. Can be considered to discriminate.

[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 control unit 30, the monitoring devices 40, 150, 160, and the abnormality detection unit 180 in the above embodiment can be realized by a general computer, the algorithms shown in FIGS. 2 and 3 and FIG. 8 The program or the like shown in the above may be stored in a storage medium or distributed via a transmission line.

(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 inverter 22 is provided, but a plurality of inverters may be provided. Further, when an inverter is provided for each individual motor 10, the motor 10 may be a synchronous motor.

(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)
H 高速域電流差
L 低速域電流差
Q 補正高速域電流差(高速域電流差)
q* トルク電流指令値
q トルク電流検出値
u,Iw,Iu1〜IuN,Iw1〜IwN 電流検出値(電流値)
PLL_P 比例信号
10, 10-1 to 10-N Electric motor 14 Rotating shaft 16 Rotating wheel 22 Inverter 30 Control unit 40 Monitoring device (motor monitoring device)
41 Current sensor 42, 42-1 to 42-N Current calculation unit (calculation unit)
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 motor control system 105 Steel rolling system 150,160 Monitoring device (motor monitoring device)
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)

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.
一の前記インバータは、複数の前記電動機に交流電流を供給するものであり、
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.
前記演算部は、
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.
一の前記インバータは、複数の前記電動機に交流電流を供給するものであり、
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.
前記判定部は、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と、アラーム信号を出力する
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.
前記判定部は、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と、前記制御部に対して、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.
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.
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、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.
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.
JP2019571853A 2018-02-14 2018-02-14 Motor monitoring device, motor control system, steel rolling system and motor monitoring method Active JP6997226B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/005039 WO2019159249A1 (en) 2018-02-14 2018-02-14 Motor monitoring device, motor control system, steel rolling system, and motor monitoring method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019159249A1 true JPWO2019159249A1 (en) 2020-10-22
JP6997226B2 JP6997226B2 (en) 2022-01-17

Family

ID=67619805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019571853A Active JP6997226B2 (en) 2018-02-14 2018-02-14 Motor monitoring device, motor control system, steel rolling system and motor monitoring method

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6997226B2 (en)
DE (1) DE112018006745T5 (en)
WO (1) WO2019159249A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7328930B2 (en) * 2020-05-11 2023-08-17 株式会社日立製作所 Sensor device, data acquisition method and current monitoring system
CN112269349A (en) * 2020-10-12 2021-01-26 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 Method and system for detecting refined RH four-motor driven molten steel car
CN114844399A (en) * 2022-06-15 2022-08-02 杭州士腾科技有限公司 Position analysis circuit and method of permanent magnet synchronous motor and control circuit and system thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61210801A (en) * 1985-03-14 1986-09-19 Mitsubishi Electric Corp Electric railcar protecting system
JPH07194186A (en) * 1993-12-28 1995-07-28 Nippon Steel Corp Abnormality diagnostic device of motor and object to be driven by motor
JP2000060198A (en) * 1998-08-04 2000-02-25 Toshiba Corp Controller for induction motor for driving electric rolling stock using speed vector control without sensor
JP2002281606A (en) * 2001-03-19 2002-09-27 Railway Technical Res Inst Motor controller and motor control method
JP2012200751A (en) * 2011-03-24 2012-10-22 Nisshin Steel Co Ltd Roll management system
WO2013035185A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 三菱電機株式会社 Overtemperature protection device for motor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61210801A (en) * 1985-03-14 1986-09-19 Mitsubishi Electric Corp Electric railcar protecting system
JPH07194186A (en) * 1993-12-28 1995-07-28 Nippon Steel Corp Abnormality diagnostic device of motor and object to be driven by motor
JP2000060198A (en) * 1998-08-04 2000-02-25 Toshiba Corp Controller for induction motor for driving electric rolling stock using speed vector control without sensor
JP2002281606A (en) * 2001-03-19 2002-09-27 Railway Technical Res Inst Motor controller and motor control method
JP2012200751A (en) * 2011-03-24 2012-10-22 Nisshin Steel Co Ltd Roll management system
WO2013035185A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 三菱電機株式会社 Overtemperature protection device for motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP6997226B2 (en) 2022-01-17
DE112018006745T5 (en) 2020-09-24
WO2019159249A1 (en) 2019-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6997226B2 (en) Motor monitoring device, motor control system, steel rolling system and motor monitoring method
CN100566127C (en) The vector control apparatus of induction motor
US6906491B2 (en) Motor control equipment
WO2020213265A1 (en) Monitoring device and monitoring method
US11303236B2 (en) Induction motor overheat monitoring method, induction motor monitoring device, and induction motor control system
JP4187058B1 (en) Electric vehicle wheel diameter measuring device
CN102668368A (en) Power conversion device for electric vehicle
EP2899873B1 (en) Electric motor control device
CN106998169A (en) Power-converting device
US5990648A (en) Method for detecting locked-axle conditions without a speed sensor
JP2008092690A (en) Motor control system, open-phase detection device, and open-phase detection method
CN110891821A (en) Method and device for monitoring a drive system
JP2006083928A (en) Method and device for diagnosing irregularity and deterioration of electric valve device
JP2010161925A (en) Device for controlling electric rolling stock and method of controlling electric power converter
US8280565B2 (en) Drive control apparatus for electric car
JP3749792B2 (en) Control device for induction motor for electric vehicle drive using speed sensorless vector control
EP3012964B1 (en) Method and apparatus for estimating torque
JP2004096828A (en) Electric vehicle controller
CN104494446B (en) Electric vehicle encoder connection-losing detection system and method
JP2003134603A (en) Control device of electric vehicle
JP2004080935A (en) Acceleration estimating apparatus, motor controller, and acceleration estimating method
JP2012210003A (en) Drive unit
WO2015019678A1 (en) Rotating electric machine and rotating electric machine drive apparatus
JP6272215B2 (en) Power converter and control method of power converter
JP4141654B2 (en) Control device for linear induction motor for railway vehicle drive

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200324

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210601

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210728

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210907

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211109

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20211109

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20211117

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20211130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6997226

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150