JPWO2020075262A1 - Failure sign detector - Google Patents
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Abstract
故障前兆検出装置は、電力変換装置を介して電源から供給される電力によって動作する、空調に関連する設備機器における故障の前兆を検出するものであり、設備機器から入力された設備機器に関する機器関連情報に基づき、設備機器についての特徴量を取得する特徴量取得部と、取得した特徴量に基づき、設備機器の内部構造の温度上昇量を推定する温度上昇推定部と、温度上昇量に対する閾値を記憶する記憶部と、推定された温度上昇量と閾値との比較結果に基づき、設備機器の故障の可能性および内部構造の損傷度合いを判定する判定部とを備える。 The failure precursor detection device detects the precursor of failure in equipment related to air conditioning, which is operated by the power supplied from the power supply via the power conversion device, and is related to the equipment related to the equipment input from the equipment. A feature quantity acquisition unit that acquires the feature quantity of the equipment based on the information, a temperature rise estimation unit that estimates the temperature rise amount of the internal structure of the equipment based on the acquired feature quantity, and a threshold value for the temperature rise amount. It is provided with a storage unit for storing and a determination unit for determining the possibility of failure of equipment and the degree of damage to the internal structure based on the comparison result between the estimated amount of temperature rise and the threshold value.
Description
本発明は、冷凍空調機器に搭載された設備機器における故障の前兆を検出する故障前兆検出装置に関するものである。 The present invention relates to a failure precursor detection device that detects a precursor of a failure in equipment mounted on a refrigerating and air-conditioning device.
従来から、冷凍空調機器の異常を検出する種々の方法が提案されている。例えば、特許文献1には、圧縮機を駆動するモータの電流、電圧および制御定数を用いてモータ温度を推定し、推定結果に基づき圧縮機内部の異常を検出する方法が開示されている。 Conventionally, various methods for detecting abnormalities in refrigerating and air-conditioning equipment have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a method of estimating a motor temperature using the current, voltage, and control constant of a motor driving a compressor, and detecting an abnormality inside the compressor based on the estimation result.
特許文献2には、圧縮機を駆動するモータの電流平均値に対する脈動値と、モータの回転速度とを検出し、検出された脈動値および回転速度に基づき圧縮機内部の異常を検知する方法が開示されている。この方法では、圧縮機のモータに出力される三相電流の各相の電流の大きさおよび位相を分析し、モータのトルクまたは回転速度を推定することにより、圧縮機の内部状態が推定される。 Patent Document 2 describes a method of detecting a pulsation value with respect to a current average value of a motor driving a compressor and a rotation speed of the motor, and detecting an abnormality inside the compressor based on the detected pulsation value and the rotation speed. It is disclosed. In this method, the internal state of the compressor is estimated by analyzing the magnitude and phase of the current of each phase of the three-phase current output to the motor of the compressor and estimating the torque or rotation speed of the motor. ..
特許文献3には、圧縮機における冷媒の吸入圧を横軸とし、吐出圧を縦軸としたマップ上に重み係数を配置し、取得した冷媒の吸入圧および吐出圧によって決定された重み係数に基づき、圧縮機内部の異常を診断する方法が開示されている。この方法では、潤滑不良などの異常により圧縮機内部で温度上昇が生じた場合に、温度上昇の影響が冷媒回路の温度および圧力等に生じることを利用して、圧縮機内部の温度が推定される。 In Patent Document 3, a weighting coefficient is arranged on a map with the suction pressure of the refrigerant in the compressor as the horizontal axis and the discharge pressure as the vertical axis, and the weighting coefficient is determined by the suction pressure and the discharge pressure of the acquired refrigerant. Based on this, a method for diagnosing an abnormality inside the compressor is disclosed. In this method, when the temperature rises inside the compressor due to an abnormality such as poor lubrication, the temperature inside the compressor is estimated by utilizing the influence of the temperature rise on the temperature and pressure of the refrigerant circuit. To.
ところで、圧縮機を駆動するモータは、常時冷媒に接触していることによる放熱、ならびにモータ材料自体の熱容量の影響を受ける。そのため、モータ温度は、異常が発生した際に、瞬時に上昇するものではない。すなわち、圧縮機内部の異常によってモータ温度が上昇する場合は、少なくとも異常が数分単位で継続して発生している状態であると考えられる。しがたって、特許文献1に記載されているように、モータ温度を用いて圧縮機内部の異常を検出する方法では、モータ温度が上昇するまで継続するような異常を検出することができるが、モータ温度が上昇するまで継続しない異常は、見逃される虞がある。 By the way, the motor that drives the compressor is affected by heat dissipation due to constant contact with the refrigerant and the heat capacity of the motor material itself. Therefore, the motor temperature does not rise instantly when an abnormality occurs. That is, when the motor temperature rises due to an abnormality inside the compressor, it is considered that the abnormality continues to occur at least every few minutes. Therefore, as described in Patent Document 1, the method of detecting an abnormality inside the compressor using the motor temperature can detect an abnormality that continues until the motor temperature rises. Anomalies that do not continue until the motor temperature rises may be overlooked.
また、モータの電流値は、モータ仕様および負荷条件等によって異なる。そのため、正常時を基準として異常を検出するための閾値を設定するには、モータの機種毎の運転条件範囲全体の正常値を、実機を用いて計測する必要がある。したがって、特許文献2に記載されているように、モータの電流平均値に対する脈動値を用いて圧縮機内部の異常を高精度に検出する方法では、膨大な開発負荷が必要となる。 Further, the current value of the motor differs depending on the motor specifications, load conditions, and the like. Therefore, in order to set the threshold value for detecting an abnormality with reference to the normal time, it is necessary to measure the normal value of the entire operating condition range for each model of the motor using an actual machine. Therefore, as described in Patent Document 2, a method of detecting an abnormality inside the compressor with high accuracy by using a pulsation value with respect to the current average value of the motor requires a huge development load.
さらに、冷媒回路の温度および圧力等に変化が生じるような圧縮機内部の温度上昇は、圧縮機内部がすでに重大な故障状態となっている場合に発生する。そのため、特許文献3に記載されているように、圧縮機の吸入圧および吐出圧に基づいて圧縮機内部の異常を検出する方法では、重大な異常が発生する前に異常を検出することができない。 Further, the temperature rise inside the compressor that causes changes in the temperature and pressure of the refrigerant circuit occurs when the inside of the compressor is already in a serious failure state. Therefore, as described in Patent Document 3, the method of detecting an abnormality inside the compressor based on the suction pressure and the discharge pressure of the compressor cannot detect the abnormality before a serious abnormality occurs. ..
また、圧縮機における冷媒の吸入圧および吐出圧によるマップ上に重み係数を配置するためには、実機を用いてマップの範囲全体で計測する必要がある。すなわち、冷媒の吸入圧および吐出圧によるマップ上に配置された重み係数を用いて圧縮機内部の異常を検出する方法では、膨大な開発負荷が必要となる。 Further, in order to place the weighting coefficient on the map based on the suction pressure and the discharge pressure of the refrigerant in the compressor, it is necessary to measure the entire range of the map using an actual machine. That is, a method of detecting an abnormality inside the compressor using the weighting coefficient arranged on the map based on the suction pressure and the discharge pressure of the refrigerant requires a huge development load.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、圧縮機などの空調に関連する設備機器における故障の前兆を迅速かつ確実に検出し、設備機器の内部構造の損傷度合いを精度よく判断することができる故障前兆検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and quickly and surely detects a sign of failure in equipment related to air conditioning such as a compressor, and accurately determines the degree of damage to the internal structure of the equipment. It is an object of the present invention to provide a failure precursor detection device which can be used.
本発明の故障前兆検出装置は、電力変換装置を介して電源から供給される電力によって動作する、空調に関連する設備機器における故障の前兆を検出する故障前兆検出装置であって、前記設備機器から入力された前記設備機器に関する機器関連情報に基づき、前記設備機器についての特徴量を取得する特徴量取得部と、取得した前記特徴量に基づき、前記設備機器の内部構造の温度上昇量を推定する温度上昇推定部と、前記温度上昇量に対する閾値を記憶する記憶部と、推定された前記温度上昇量と前記閾値との比較結果に基づき、前記設備機器の故障の可能性および前記内部構造の損傷度合いを判定する判定部とを備えるものである。 The failure precursor detection device of the present invention is a failure precursor detection device that detects a failure precursor in equipment related to air conditioning, which is operated by electric power supplied from a power source via a power conversion device, and is a failure precursor detection device from the equipment. Based on the input equipment-related information about the equipment, the feature amount acquisition unit that acquires the feature amount of the equipment, and the temperature rise amount of the internal structure of the equipment is estimated based on the acquired feature amount. Based on the result of comparison between the temperature rise estimation unit, the storage unit that stores the threshold value for the temperature rise amount, and the estimated temperature rise amount and the threshold value, the possibility of failure of the equipment and damage to the internal structure It is provided with a determination unit for determining the degree.
本発明によれば、入力される機器関連情報に基づいて、設備機器についての特徴量が抽出され、抽出された特徴量に基づいて、設備機器の内部構造の温度上昇量が推定される。そして、推定された温度上昇量と閾値とが比較されることにより、設備機器の故障の可能性および損傷度合いが判定される。そのため、空調に関連する設備機器における故障の前兆を迅速かつ確実に検出し、設備機器の内部構造の損傷度合いを精度よく判断することができる。 According to the present invention, the feature amount of the equipment is extracted based on the input equipment-related information, and the temperature rise amount of the internal structure of the equipment is estimated based on the extracted feature amount. Then, by comparing the estimated temperature rise amount with the threshold value, the possibility of failure of the equipment and the degree of damage are determined. Therefore, it is possible to quickly and surely detect a sign of failure in equipment related to air conditioning, and accurately determine the degree of damage to the internal structure of equipment.
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態1に係る故障前兆検出装置について説明する。本実施の形態1に係る故障前兆検出装置は、例えば空気調和装置に適用され、圧縮機等の空調に関連する設備機器の故障の前兆を検出するものである。Embodiment 1.
Hereinafter, the failure precursor detection device according to the first embodiment of the present invention will be described. The failure sign detection device according to the first embodiment is applied to, for example, an air conditioner, and detects a failure sign of equipment related to air conditioning such as a compressor.
[空気調和装置100の構成]
まず、本実施の形態1に係る故障前兆検出装置1を適用した空気調和装置100の構成について説明する。図1は、本実施の形態1に係る故障前兆検出装置1を適用した空気調和装置100の構成の一例を示す概略図である。図1の空気調和装置100は、ヒートポンプ方式により、冷房運転または暖房運転を行うものである。[Structure of air conditioner 100]
First, the configuration of the
図1に示すように、空気調和装置100は、圧縮機101、凝縮器102、膨張装置103、蒸発器104、制御装置105および電力変換装置110を備えている。空気調和装置100では、圧縮機101、凝縮器102、膨張装置103および蒸発器104が冷媒配管によって順次接続されることにより、冷媒配管内を冷媒が循環する冷媒回路が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
このうち、圧縮機101は、冷媒を圧縮する圧縮要素101aと、圧縮要素101aに連結された、電力変換装置110により電力が供給されるモータ101bとを有している。電力変換装置110は、電源200から電力供給を受け、変換された電力をモータ101bに供給してモータ101bを回転駆動させる。モータ101bの回転数は、制御装置105によって制御される。
Of these, the
凝縮器102は、冷媒と空気との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮させる。膨張装置103は、冷媒を膨張させる。膨張装置103の開度は、制御装置105によって制御される。蒸発器104は、冷媒と空気との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発させる。
The
制御装置105は、この空気調和装置100の各部に設けられた図示しない各種センサ類から受け取る情報に基づき、空気調和装置100全体の動作を制御する。本実施の形態1において、制御装置105は、後述する故障前兆検出装置1から受け取った情報に基づき、圧縮機101のモータ101bを制御する。制御装置105は、マイクロコンピュータなどの演算装置上でソフトウェアを実行することにより各種機能が実現され、もしくは各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。
The
(故障前兆検出装置1)
また、本実施の形態1において、空気調和装置100は、故障前兆検出装置1を備えている。図2は、本実施の形態1に係る故障前兆検出装置1の構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、故障前兆検出装置1は、特徴量取得部11、温度上昇推定部12、判定部13、記憶部14および報知部15を備えている。故障前兆検出装置1は、マイクロコンピュータなどの演算装置上でソフトウェアを実行することにより各種機能が実現され、もしくは各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。(Failure sign detection device 1)
Further, in the first embodiment, the
特徴量取得部11は、外部から機器関連情報が入力され、この機器関連情報に基づいて特徴量を取得する。特徴量は、圧縮機101の故障の前兆に関連する特徴を有する物理量であり、例えば圧縮機101を駆動するモータ101bの消費電力などである。特徴量は、例えば、入力された機器関連情報に応じた演算式等を用いて取得される。機器関連情報は、特徴量を取得するために必要な、圧縮機101等の設備機器の動作に関わる物理量であり、例えば、圧縮機101が動作する際に得られる情報である。機器関連情報は、例えば、電力変換装置110に入力される電源200からの1次入力、および、電力変換装置110から出力され、圧縮機101を駆動するモータ101bに入力される2次入力などである。
The feature amount acquisition unit 11 receives device-related information from the outside and acquires the feature amount based on the device-related information. The feature quantity is a physical quantity having characteristics related to a precursor of failure of the
温度上昇推定部12は、特徴量取得部11で取得された特徴量に基づき、圧縮機101の内部構造の温度上昇量を推定する。温度上昇量は、例えば、取得された特徴量に応じた演算式等を用いて推定される。
The temperature rise
判定部13は、温度上昇推定部12で推定された温度上昇量と、記憶部14に記憶された下限閾値とを比較し、比較結果に基づいて圧縮機101の故障の可能性を判定する。また、判定部13は、圧縮機101が故障する可能性があると判定した場合に、温度上昇量と、記憶部14に記憶された判定閾値とを比較し、圧縮機101内部の損傷度合いを判定する。判定部13は、判定結果を示す情報を報知部15および制御装置105に対して出力する。
The
下限閾値は、圧縮機101が故障する可能性があるか否かの境界を示す閾値である。判定閾値は、圧縮機101が「故障する可能性あり」と判定された場合に、圧縮機101内部の損傷度合いを判定するために用いられる。判定閾値は、下限閾値よりも大きい値で、段階的に設定されている。
The lower limit threshold value is a threshold value indicating a boundary as to whether or not the
記憶部14には、故障前兆検出装置1の各部で処理を行う際に用いられる各種の情報が予め記憶されている。本実施の形態1において、記憶部14には、判定部13で用いられる温度上昇量に対して設定された下限閾値および1または複数の判定閾値が予め記憶されている。
The
報知部15は、判定部13による判定結果に応じて、故障の可能性および圧縮機101の損傷度合いを報知する。報知部15として、例えば、ディスプレイおよびLED(Light Emitting Diode)等の表示手段、あるいは、スピーカ等の音声出力手段が用いられる。報知部15がディスプレイである場合には、判定結果に応じた情報が文字または図形等で表示される。報知部15がLEDである場合には、判定結果に応じた情報が点灯、点滅または消灯等によって表示される。報知部15がスピーカである場合には、判定結果に応じた情報が音声で報知される。
The
図3は、図2の故障前兆検出装置1の構成の一例を示すハードウェア構成図である。故障前兆検出装置1の各種機能がハードウェアで実行される場合、図2の故障前兆検出装置1は、図3に示すように、処理回路21および出力装置22で構成される。図2の特徴量取得部11、温度上昇推定部12、判定部13および記憶部14の各機能は、処理回路21により実現される。また、報知部15は、図3の出力装置22である。
FIG. 3 is a hardware configuration diagram showing an example of the configuration of the failure precursor detection device 1 of FIG. When various functions of the failure sign detection device 1 are executed by hardware, the failure sign detection device 1 of FIG. 2 includes a
各機能がハードウェアで実行される場合、処理回路21は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。特徴量取得部11、温度上昇推定部12、判定部13および記憶部14の各部の機能それぞれを処理回路21で実現してもよいし、各部の機能を1つの処理回路21で実現してもよい。
When each function is executed in hardware, the
図4は、図2の故障前兆検出装置1の構成の他の例を示すハードウェア構成図である。故障前兆検出装置1の各種機能がソフトウェアで実行される場合、図2の故障前兆検出装置1は、図4に示すように、プロセッサ31、メモリ32および出力装置33で構成される。特徴量取得部11、温度上昇推定部12、判定部13および記憶部14の各機能は、プロセッサ31およびメモリ32により実現される。また、図2の報知部15は、図4の出力装置33である。
FIG. 4 is a hardware configuration diagram showing another example of the configuration of the failure precursor detection device 1 of FIG. When various functions of the failure sign detection device 1 are executed by software, the failure sign detection device 1 of FIG. 2 includes a
各機能がソフトウェアで実行される場合、特徴量取得部11、温度上昇推定部12および判定部13の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ32に格納される。プロセッサ31は、メモリ32に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。
When each function is executed by software, the functions of the feature amount acquisition unit 11, the temperature rise
メモリ32として、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable and Programmable ROM)およびEEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ等が用いられる。また、メモリ32として、例えば、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、CD(Compact Disc)、MD(Mini Disc)およびDVD(Digital Versatile Disc)等の着脱可能な記録媒体が用いられてもよい。
As the
[空気調和装置100の動作]
空気調和装置100の動作について、図1を参照して説明する。電力変換装置110によって圧縮機101のモータ101bが回転駆動することによって、モータ101bに連結した圧縮機101の圧縮要素101aが低温低圧の冷媒を圧縮し、圧縮機101は高温高圧のガス冷媒を吐出する。圧縮機101から吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器102へ流入する。[Operation of air conditioner 100]
The operation of the
凝縮器102に流入した高温高圧のガス冷媒は、空気と熱交換して放熱しながら凝縮し、高圧の液冷媒となって凝縮器102から流出する。凝縮器102から流出した高圧の液冷媒は、膨張装置103によって膨張および減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器104へ流入する。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing into the
蒸発器104に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、空気と熱交換して吸熱および蒸発することによって空気を冷却し、低温低圧のガス冷媒となって蒸発器104から流出する。蒸発器104から流出した低温低圧のガス冷媒は、圧縮機101に吸入され、再び圧縮される。以下、上述した動作が繰り返される。
The low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the
なお、図1においては、空気調和装置100を例にとって説明したが、これに限られず、例えば、ヒートポンプ装置、冷凍装置およびその他の冷凍サイクル装置一般に適用してもよい。
Although the
[故障前兆検出処理]
次に、本実施の形態1に係る故障前兆検出装置1による故障前兆検出処理について説明する。空調に関連する設備機器としての圧縮機101においては、通常、軸受等の摺動部に対する油が不足あるいは枯渇して故障が発生した場合に、内部構造の温度が上昇することが知られている。これは、油が不足して摺動部の摩擦抵抗が増加することにより、摩擦による熱が発生するためである。[Failure sign detection processing]
Next, the failure precursor detection process by the failure precursor detection device 1 according to the first embodiment will be described. In the
一方、内部構造の温度上昇は、圧縮機101の故障の前兆に関連する特徴を有する物理量である機器関連情報に影響を与える。例えば、内部構造の温度が上昇するほどの圧縮機101の軸と軸受との摩擦抵抗の増加は、圧縮機101に対する入力および圧縮機101を駆動するモータ101bのトルク等に通常時と異なる変化が生じる。
On the other hand, the temperature rise of the internal structure affects the device-related information which is a physical quantity having characteristics related to the precursor of the failure of the
このように、圧縮機101の内部構造の温度上昇量と特徴量との間には相関がある。そして、特徴量は、圧縮機101の動作に関わる物理量である機器関連情報から取得することができる。そのため、温度上昇の影響を受けた機器関連情報に基づき温度上昇量を推定することができれば、圧縮機101における故障を検出することができる。
As described above, there is a correlation between the amount of temperature rise in the internal structure of the
また、圧縮機101の内部構造の温度上昇は、圧縮機101が完全に故障した時点ではなく、故障の前兆の段階から発生し、温度上昇量が大きくなるに従って、圧縮機101の内部の損傷度合いが高くなる。すなわち、温度上昇量の大きさにより、圧縮機101の内部の損傷度合いを判定することができる。
Further, the temperature rise of the internal structure of the
そこで、本実施の形態1では、圧縮機101等の設備機器における故障についての特徴量を取得し、取得した特徴量から設備機器の内部構造の温度上昇量を推定する。そして、推定された温度上昇量に基づき、設備機器の故障の前兆および損傷度合いを検出する。
Therefore, in the first embodiment, the feature amount for the failure of the equipment such as the
図5は、本実施の形態1に係る故障前兆検出装置1による故障前兆検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、特徴量取得部11に外部から機器関連情報が入力されると、特徴量取得部11は、ステップS1において、入力された機器関連情報に基づき特徴量を取得する。ステップS2において、温度上昇推定部12は、特徴量取得部11で取得された特徴量に基づき、圧縮機101の内部構造の温度上昇量を推定する。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of the failure precursor detection process by the failure precursor detection device 1 according to the first embodiment. First, when device-related information is input to the feature amount acquisition unit 11 from the outside, the feature amount acquisition unit 11 acquires the feature amount based on the input device-related information in step S1. In step S2, the temperature rise
ステップS3において、判定部13は、ステップS2で推定された温度上昇量と、記憶部14に記憶された下限閾値とを比較し、圧縮機101が故障する可能性があるか否かを判定する。比較の結果、温度上昇量が下限閾値を超えた場合(ステップS3;Yes)、判定部13は、ステップS4において、圧縮機101が「故障する可能性あり」であると判定する。
In step S3, the
次に、判定部13は、ステップS5において、圧縮機101内部の損傷度合いを判定する。圧縮機101の損傷度合いの判定には、記憶部14に記憶された1または複数の判定閾値が用いられ、温度上昇量と1または複数の判定閾値との関係に基づき、圧縮機101の損傷度合いが判定される。
Next, the
判定部13は、圧縮機101の故障の可能性および損傷度合いを示す情報を、報知部15および空気調和装置100の制御装置105に対して出力する。これにより、報知部15は、ステップS6において、圧縮機101の故障の可能性、ならびに損傷度合いを報知する。このとき、報知部15は、ステップS5で判定された損傷度合いを識別できるように、判定された損傷度合いに応じて異なる報知を行ってもよい。具体的には、報知部15がディスプレイである場合、報知部15は、「圧縮機101が故障する可能性あり」といった圧縮機101の故障の可能性を示す情報と、その場合の損傷度合いを示す情報とを表示する。
The
一方、ステップS3において、温度上昇量が下限閾値以下である場合(ステップS3;No)、判定部13は、ステップS7において、圧縮機101が「正常」であると判定する。
On the other hand, in step S3, when the amount of temperature rise is equal to or less than the lower limit threshold value (step S3; No), the
以上のように、本実施の形態1に係る故障前兆検出装置1では、機器関連情報から取得される特徴量に基づき圧縮機101の内部構造の温度上昇量が推定される。そして、推定された温度上昇量に基づき、圧縮機101の故障の可能性、ならびに圧縮機101の内部構造の損傷度合いが判定される。これにより、圧縮機101の内部構造の温度を実際に計測するまでもなく、圧縮機101の故障の可能性および損傷度合いを判定することができる。そのため、実際に損傷によって圧縮機101の動作が不可能となる前に、圧縮機101の故障を確実に検出することができる。また、圧縮機101が完全に故障する前に、圧縮機101の故障を迅速に検出することができる。
As described above, in the failure precursor detection device 1 according to the first embodiment, the temperature rise amount of the internal structure of the
本実施の形態1では、推定された温度上昇量と予め設定された下限閾値とが比較され、温度上昇量が下限閾値を超えた場合に、圧縮機101が故障する可能性があると判定される。これにより、圧縮機101の故障の可能性を容易に判定することができる。
In the first embodiment, the estimated temperature rise amount and the preset lower limit threshold value are compared, and it is determined that the
本実施の形態1では、圧縮機101が故障する可能性があると判定された場合に、温度上昇量と1または複数の判定閾値とが比較され、温度上昇量と判定閾値との関係に基づき、圧縮機101の内部構造の損傷度合いが判定される。これにより、圧縮機101の損傷度合いを容易に判定することができる。
In the first embodiment, when it is determined that the
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2では、圧縮機101のモータ101bの消費電力を特徴量として適用した場合について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。Embodiment 2.
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described. In the second embodiment, the case where the power consumption of the
[空気調和装置100の構成]
本実施の形態2に係る空気調和装置100の構成は、図1に示す実施の形態1に係る空気調和装置100と同様である。また、故障前兆検出装置1の構成についても、図2に示す実施の形態1に係る故障前兆検出装置1と同様である。[Structure of air conditioner 100]
The configuration of the
本実施の形態2において、図2の故障前兆検出装置1の特徴量取得部11には、機器関連情報として、電源200から電力変換装置110に入力される1次入力(1次電流、1次電圧)、ならびに、圧縮機101の回転数、吐出圧力および吸入圧力が入力される。これらの機器関連情報は、外部の計測装置等を用いて計測され、計測結果が特徴量取得部11に入力される。
In the second embodiment, the feature amount acquisition unit 11 of the failure precursor detection device 1 of FIG. 2 receives a primary input (primary current, primary) input from the
特徴量取得部11は、入力された1次入力、圧縮機101の回転数、吐出圧力および吸入圧力に基づき、モータ101bの消費電力を特徴量として取得する。
The feature amount acquisition unit 11 acquires the power consumption of the
温度上昇推定部12は、特徴量取得部11で取得された消費電力と、記憶部14に記憶された仕様情報とに基づき、圧縮機101の内部構造の温度上昇量を推定する。温度上昇量の推定については、後述する。仕様情報は、圧縮機101の内部構造の仕様によって決定される各種のパラメータである。例えば、仕様情報は、圧縮機101における摺動部である軸受の体積、ならびに、軸受に用いられる材料の比熱および密度等である。
The temperature rise
記憶部14には、実施の形態1と同様に、下限閾値および1または複数の判定閾値が予め記憶されている。また、本実施の形態2において、記憶部14には、温度上昇推定部12で温度上昇量を推定する際に用いられる仕様情報が予め記憶されている。
Similar to the first embodiment, the
[温度上昇量の推定]
実施の形態1で説明したように、圧縮機101の内部構造の温度上昇は、摺動部の摩擦抵抗の増加によって発生する。これにより、圧縮機101のモータ101bのトルクには、通常時と異なる変化が生じる。[Estimation of temperature rise]
As described in the first embodiment, the temperature rise of the internal structure of the
ここで、モータ101bのトルクは、入力電力と比例関係にある。具体的には、モータ101bのトルクが変化すると、それに応じて電源200から電力変換装置110に入力される1次入力も変化する。また、電源200からの1次入力が変化すると、1次入力である1次電流および1次電圧から得られるモータ101bの消費電力も変化する。
Here, the torque of the
そこで、本実施の形態2では、圧縮機101を駆動するモータ101bの消費電力を特徴量として適用し、消費電力の変化に応じて生じる温度上昇量を推定する。そして、推定された温度上昇量に基づき、圧縮機101の故障の可能性および損傷度合いを判定する。
Therefore, in the second embodiment, the power consumption of the
(特徴量の取得)
まず、本実施の形態2における特徴量としてのモータ101bの消費電力は、式(1)に基づき算出される。式(1)において、「出力」は、電源200からの出力電力である。「効率」は、圧縮機101による圧縮機効率である。(Acquisition of features)
First, the power consumption of the
電源200からの出力電力は、電源200から電力変換装置110に入力される1次電流と1次電圧とを乗算することによって得ることができる。また、圧縮機101の効率は、圧縮機101の回転数、および、冷媒の吐出圧力と吸入圧力との差圧によって定まる関数を求めることによって得ることができる。
The output power from the
(温度上昇量の推定)
次に、温度上昇量ΔT[℃]は、消費電力と仕様情報とに基づき、式(2)を用いて算出される。式(2)において、電力差ΔP[W]は、2つの計測時点における消費電力の差を示す。継続時間t[sec]は、電力差ΔPを算出する際の2つの計測時点における時間差を示す。比熱c[kJ/kg・℃]は、圧縮機101における軸受等の摺動部に用いられている材料の比熱を示す。密度ρ[kg/m3]は、圧縮機101における摺動部に用いられている材料の密度を示す。体積V[m3]は、圧縮機101における摺動部の体積を示す。比熱c、密度ρおよび体積Vは、記憶部14に記憶された仕様情報に含まれる情報である。(Estimation of temperature rise)
Next, the temperature rise amount ΔT [° C.] is calculated using the equation (2) based on the power consumption and the specification information. In the formula (2), the power difference ΔP [W] indicates the difference in power consumption at the two measurement time points. The duration t [sec] indicates the time difference between the two measurement time points when calculating the power difference ΔP. The specific heat c [kJ / kg · ° C.] indicates the specific heat of the material used for the sliding portion of the bearing or the like in the
ここで、電力差ΔPは、設定間隔でサンプリングされた隣接する時点での電力の差分を取ることによって得られる。具体的には、電力差ΔPは、時点nと時点n−1とにおける電力の差分である。また、継続時間tは、隣接するサンプリング時間の長さであり、具体的には、時点nと時点n−1とにおける時間差である。 Here, the power difference ΔP is obtained by taking the difference in power sampled at set intervals at adjacent time points. Specifically, the power difference ΔP is the difference in power between the time point n and the time point n-1. Further, the duration t is the length of adjacent sampling times, and specifically, is the time difference between the time point n and the time point n-1.
[故障前兆検出処理]
図5のフローチャートに示すように、特徴量取得部11には、ステップS1において、機器関連情報としての1次電流および1次電圧、ならびに、圧縮機101の回転数、吐出圧力および吸入圧力が入力される。特徴量取得部11は、これらの機器関連情報に基づき、式(1)を用いてモータ101bの消費電力を特徴量として取得する。[Failure sign detection processing]
As shown in the flowchart of FIG. 5, in step S1, the feature amount acquisition unit 11 inputs the primary current and the primary voltage as device-related information, and the rotation speed, discharge pressure, and suction pressure of the
ステップS2において、温度上昇推定部12は、特徴量取得部11で取得された特徴量としての消費電力と仕様情報とに基づき、式(2)を用いて圧縮機101の内部構造の温度上昇量ΔTを算出する。ステップS3〜ステップS7の各処理については、実施の形態1と同様である。
In step S2, the temperature rise
(第1の変形例)
本実施の形態2の第1の変形例について説明する。第1の変形例では、機器関連情報として、電力変換装置110から圧縮機101のモータ101bに入力される2次入力(2次電力)、ならびに、圧縮機101の回転数、吐出圧力および吸入圧力が故障前兆検出装置1に入力される。機器関連情報としての2次入力(2次電力)は、三相電力計または二電力計法を用いて取得される。特徴量取得部11は、これらの機器関連情報に基づき、式(1)を用いてモータ101bの消費電力を特徴量として取得する。(First modification)
A first modification of the second embodiment will be described. In the first modification, as device-related information, a secondary input (secondary power) input from the
(故障前兆検出処理)
図5のフローチャートに示すように、特徴量取得部11には、ステップS1において、機器関連情報としての2次電力、ならびに、圧縮機101の回転数、吐出圧力および吸入圧力が入力される。特徴量取得部11は、これらの機器関連情報に基づき、式(1)を用いてモータ101bの消費電力を特徴量として取得する。ステップS2〜ステップS7の各処理については、実施の形態2と同様である。(Failure sign detection processing)
As shown in the flowchart of FIG. 5, in step S1, the secondary power as device-related information, the rotation speed of the
(第2の変形例)
本実施の形態2の第2の変形例について説明する。第2の変形例では、機器関連情報として、電力変換装置110におけるq軸電流Iqおよびq軸電圧Vq、ならびに、圧縮機101の回転数、吐出圧力および吸入圧力が故障前兆検出装置1に入力される。機器関連情報としてのq軸電流Iqおよびq軸電圧Vqは、電力変換装置110から取得することができる。特徴量取得部11は、これらの機器関連情報に基づき、式(1)を用いてモータ101bの消費電力を特徴量として取得する。(Second modification)
A second modification of the second embodiment will be described. In the second modification, the q-axis current Iq and the q-axis voltage Vq in the
(故障前兆検出処理)
図5のフローチャートに示すように、特徴量取得部11には、ステップS1において、機器関連情報としてのq軸電流Iqおよびq軸電圧Vq、ならびに、圧縮機101の回転数、吐出圧力および吸入圧力が入力される。特徴量取得部11は、これらの機器関連情報に基づき、式(1)を用いてモータ101bの消費電力を特徴量として取得する。ステップS2〜ステップS7の各処理については、実施の形態2と同様である。(Failure sign detection processing)
As shown in the flowchart of FIG. 5, in step S1, the feature amount acquisition unit 11 has the q-axis current Iq and the q-axis voltage Vq as device-related information, and the rotation speed, discharge pressure, and suction pressure of the
以上のように、本実施の形態2に係る故障前兆検出装置1では、圧縮機101の内部構造の仕様を示す仕様情報が予め記憶されているとともに、圧縮機101の消費電力が特徴量として取得される。そして、消費電力と仕様情報とに基づき、圧縮機101の内部構造の温度上昇量が推定される。これにより、圧縮機101の材量等に応じた温度上昇量を推定することができ、圧縮機101の故障の可能性および損傷度合いを正確に推定することができる。
As described above, in the failure precursor detection device 1 according to the second embodiment, the specification information indicating the specifications of the internal structure of the
このとき、特徴量としての消費電力は、電源200から電力変換装置110に供給される1次電力に基づき取得されてもよいし、電力変換装置110から圧縮機101のモータ101bに供給される2次電力に基づき取得されてもよい。また、消費電力は、電力変換装置110におけるq軸電流およびq軸電圧に基づき取得されてもよい。
At this time, the power consumption as the feature amount may be acquired based on the primary power supplied from the
実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態3では、圧縮機101のモータ101bに供給される三相電力のうち、例えばU相の電流に基づくフレーム間の電力比を特徴量として適用した場合について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1および2と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。Embodiment 3.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described. In the third embodiment, of the three-phase electric power supplied to the
[空気調和装置100の構成]
本実施の形態3に係る空気調和装置100の構成は、図1に示す実施の形態1および2に係る空気調和装置100と同様である。また、故障前兆検出装置1の構成についても、図2に示す実施の形態1および2に係る故障前兆検出装置1と同様である。[Structure of air conditioner 100]
The configuration of the
本実施の形態3において、図2の故障前兆検出装置1の特徴量取得部11には、機器関連情報として、電力変換装置110から供給される三相電力のうち、U相電流が入力される。機器関連情報としてのU相電流は、外部の計測装置等を用いて計測され、計測結果が特徴量取得部11に入力される。
In the third embodiment, the U-phase current of the three-phase power supplied from the
特徴量取得部11は、入力されたU相電流に基づき、電力比Energy_dを特徴量として取得する。電力比Energy_dは、予め設定されたサンプル数の集合であるフレームτと、直前のフレームτ−1とのそれぞれのフレームにおける電力値Energy(τ)および電力値Energy(τ−1)の比を示す。 The feature amount acquisition unit 11 acquires the power ratio Energy_d as a feature amount based on the input U-phase current. The power ratio Energy_d indicates the ratio of the power value Energy (τ) and the power value Energy (τ-1) in each frame of the frame τ, which is a set of preset number of samples, and the immediately preceding frame τ-1. ..
温度上昇推定部12は、特徴量取得部11で取得された電力比Energy_dと、記憶部14に記憶された仕様情報とに基づき、圧縮機101の内部構造の温度上昇量を推定する。温度上昇量の推定については、後述する。
The temperature rise
記憶部14には、実施の形態1と同様に、下限閾値および1または複数の判定閾値が予め記憶されている。また、本実施の形態3において、記憶部14には、実施の形態2と同様に、温度上昇推定部12で温度上昇量を推定する際に用いられる仕様情報が予め記憶されている。
Similar to the first embodiment, the
[温度上昇量の推定]
圧縮機101におけるモータ101bのトルクは、脱調なき状態での三相電流のうち1相の電流、例えばU相電流と比例関係にある。具体的には、モータ101bのトルクが変化すると、それに応じてモータ101bに供給されるU相電流も変化する。また、U相電流が変化すると、U相電流から得られるモータ101bの電力比Energy_dも変化する。なお、「脱調」とは、モータ101bに対する指示周波数と実際の周波数とがずれることをいう。[Estimation of temperature rise]
The torque of the
そこで、本実施の形態3では、圧縮機101を駆動するモータ101bの電力比Energy_dを特徴量として適用し、電力比Energy_dに応じて生じる温度上昇量を推定する。そして、推定された温度上昇量に基づき、圧縮機101の故障の可能性および損傷度合いを判定する。
Therefore, in the third embodiment, the power ratio Energy_d of the
(特徴量の取得)
まず、本実施の形態3における特徴量としてのモータ101bの電力比Energy_dを算出するために、フレームτにおける電力値Power(τ)が算出される。電力値Power(τ)は、式(3)に基づき算出される。ここで、フレームτは、予め設定されたサンプル数の集合であり、式(3)のxτ(n)は、フレームτにおけるサンプリング時間nでのU相電流を示す。(Acquisition of features)
First, in order to calculate the power ratio Energy_d of the
次に、電力値Power(τ)を対数変換した電力値Energy(τ)が算出される。電力値Energy(τ)は、式(4)に基づき算出される。 Next, the power value Energy (τ) obtained by logarithmically converting the power value Power (τ) is calculated. The power value Energy (τ) is calculated based on the equation (4).
そして、フレームτにおける電力値Energy(τ)と、直前のフレームτ−1における電力値Energy(τ−1)とから、電力値Energy(τ−1)に対する電力値Energy(τ)の電力比Energy_dが式(5)に基づき算出される。 Then, from the power value Energy (τ) in the frame τ and the power value Energy (τ-1) in the immediately preceding frame τ-1, the power ratio Energy_d of the power value Energy (τ) to the power value Energy (τ-1). Is calculated based on the equation (5).
(温度上昇量の推定)
次に、温度上昇量ΔTは、電力比Energy_dと仕様情報とに基づき推定される。本実施の形態3では、予め設定された電力比毎に、横軸が圧縮機101の回転数であり、縦軸が圧縮機101における冷媒の差圧であるマップが作成される。マップには、電力比Energy_dの変動幅から推定されるモータ101bのトルク変動による発熱量が記載されている。したがって、仕様情報に基づき、圧縮機101における軸受等の摺動部の材料物性を参照することにより、発熱量に対応する温度上昇量ΔTを推定することができる。(Estimation of temperature rise)
Next, the temperature rise amount ΔT is estimated based on the power ratio Energy_d and the specification information. In the third embodiment, a map is created in which the horizontal axis represents the rotation speed of the
[故障前兆検出処理]
図5のフローチャートに示すように、特徴量取得部11には、ステップS1において、機器関連情報としてのU相電流が入力される。特徴量取得部11は、U相電流に基づき、式(3)〜式(5)を用いて電力比Energy_dを特徴量として取得する。[Failure sign detection processing]
As shown in the flowchart of FIG. 5, the feature amount acquisition unit 11 is input with the U-phase current as device-related information in step S1. The feature amount acquisition unit 11 acquires the power ratio Energy_d as a feature amount using the equations (3) to (5) based on the U-phase current.
ステップS2において、温度上昇推定部12は、特徴量取得部11で取得された特徴量としての電力比Energy_dに基づきマップを作成し、作成されたマップに記載された発熱量と仕様情報とに基づき、圧縮機101の内部構造の温度上昇量ΔTを推定する。ステップS3〜ステップS7の各処理については、実施の形態1と同様である。
In step S2, the temperature rise
(第3の変形例)
本実施の形態3の第3の変形例について説明する。第3の変形例では、実施の形態3と同様に、機器関連情報として、電力変換装置110から圧縮機101のモータ101bに供給されるU相電流が故障前兆検出装置1に入力される。そして、入力されたU相電流に基づき、フレーム間の電力比Power_dが特徴量として取得される。(Third variant)
A third modification of the third embodiment will be described. In the third modification, as in the third embodiment, the U-phase current supplied from the
(故障前兆検出処理)
図5のフローチャートに示すように、特徴量取得部11には、ステップS1において、機器関連情報としてのU相電流が入力される。特徴量取得部11は、U相電流に基づき、式(3)を用いてフレームτにおける電力値Power(τ)を算出する。そして、特徴量取得部11は、算出したフレームτにおける電力値Power(τ)と、直前のフレームτ−1における電力値Power(τ−1)とに基づき、電力比Power_dを特徴量として取得する。(Failure sign detection processing)
As shown in the flowchart of FIG. 5, the feature amount acquisition unit 11 is input with the U-phase current as device-related information in step S1. The feature amount acquisition unit 11 calculates the power value Power (τ) in the frame τ using the equation (3) based on the U-phase current. Then, the feature amount acquisition unit 11 acquires the power ratio Power_d as the feature amount based on the calculated power value Power (τ) in the frame τ and the power value Power (τ-1) in the immediately preceding frame τ-1. ..
ステップS2において、温度上昇推定部12は、実施の形態3と同様に、特徴量としての電力比Power_dに基づきマップを作成し、作成されたマップに記載された発熱量と仕様情報とに基づき、圧縮機101の内部構造の温度上昇量ΔTを算出する。ステップS3〜ステップS7の各処理については、実施の形態3と同様である。
In step S2, the temperature rise
(第4の変形例)
本実施の形態3の第4の変形例について説明する。第4の変形例では、実施の形態3および第3の変形例と同様に、機器関連情報として、電力変換装置110から圧縮機101のモータ101bに供給されるU相電流が故障前兆検出装置1に入力される。そして、入力されたU相電流に基づき、フレーム間のU相電流の実効値(RMS)の差分値である差分実効値RMS_dが特徴量として取得される。(Fourth modification)
A fourth modification of the third embodiment will be described. In the fourth modification, as in the third and third modifications, the U-phase current supplied from the
(故障前兆検出処理)
図5のフローチャートに示すように、特徴量取得部11には、ステップS1において、機器関連情報としてのU相電流が入力される。特徴量取得部11は、U相電流に基づき、フレームτにおけるU相電力の実効値RMS(τ)を算出する。そして、特徴量取得部11は、算出したフレームτにおける実効値RMS(τ)と、直前のフレームτ−1における実効値RMS(τ−1)とに基づき、差分実効値RMS_dを特徴量として取得する。(Failure sign detection processing)
As shown in the flowchart of FIG. 5, the feature amount acquisition unit 11 is input with the U-phase current as device-related information in step S1. The feature amount acquisition unit 11 calculates the effective value RMS (τ) of the U-phase power in the frame τ based on the U-phase current. Then, the feature amount acquisition unit 11 acquires the difference effective value RMS_d as the feature amount based on the calculated effective value RMS (τ) in the frame τ and the effective value RMS (τ-1) in the immediately preceding frame τ-1. To do.
ステップS2において、温度上昇推定部12は、実施の形態3と同様に、特徴量としての差分実効値RMS_dに基づきマップを作成し、作成されたマップに記載された発熱量と仕様情報とに基づき、圧縮機101の内部構造の温度上昇量ΔTを算出する。ステップS3〜ステップS7の各処理については、実施の形態3と同様である。
In step S2, the temperature rise
(第5の変形例)
本実施の形態3の第5の変形例について説明する。第5の変形例では、実施の形態3、第3の変形例および第4の変形例と同様に、機器関連情報として、電力変換装置110から圧縮機101のモータ101bに供給されるU相電流が故障前兆検出装置1に入力される。そして、入力されたU相電流に基づき、フレーム間のU相電流の振幅の差分値である差分振幅値A_dが特徴量として取得される。なお、振幅値は、1波長の正方向の最大値と負方向の最大値とから得られる最大振幅値とする。(Fifth variant)
A fifth modification of the third embodiment will be described. In the fifth modification, as in the third modification, the third modification, and the fourth modification, the U-phase current supplied from the
(故障前兆検出処理)
図5のフローチャートに示すように、特徴量取得部11には、ステップS1において、機器関連情報としてのU相電流が入力される。特徴量取得部11は、U相電流に基づき、フレームτにおけるU相電力の振幅A(τ)を算出する。そして、特徴量取得部11は、算出したフレームτにおける振幅A(τ)と、直前のフレームτ−1における振幅A(τ−1)とに基づき、差分振幅値A_dを特徴量として取得する。(Failure sign detection processing)
As shown in the flowchart of FIG. 5, the feature amount acquisition unit 11 is input with the U-phase current as device-related information in step S1. The feature amount acquisition unit 11 calculates the amplitude A (τ) of the U-phase power in the frame τ based on the U-phase current. Then, the feature amount acquisition unit 11 acquires the difference amplitude value A_d as the feature amount based on the calculated amplitude A (τ) in the frame τ and the amplitude A (τ-1) in the immediately preceding frame τ-1.
ステップS2において、温度上昇推定部12は、特徴量としての差分振幅値A_dに基づきマップを作成し、作成されたマップに記載された発熱量と仕様情報とに基づき、圧縮機101の内部構造の温度上昇量ΔTを算出する。ステップS3〜ステップS7の各処理については、実施の形態3と同様である。
In step S2, the temperature rise
以上のように、本実施の形態3に係る故障前兆検出装置1では、圧縮機101に供給されるU相電流に基づいて特徴量が取得される。この場合の特徴量は、設定フレームにおける電力値と、直前のフレームにおける電力値との比である電力比が用いられる。
As described above, in the failure precursor detection device 1 according to the third embodiment, the feature amount is acquired based on the U-phase current supplied to the
また、特徴量は、設定フレームにおけるU相電流の実効値と、直前のフレームにおけるU相電流の実効値との差分である差分実効値が用いられてもよい。さらに、特徴量は、設定フレームにおけるU相電流の振幅と、直前のフレームにおけるU相電流の振幅との差分である差分振幅値A_dが用いられてもよい。 Further, as the feature amount, a differential effective value which is a difference between the effective value of the U-phase current in the set frame and the effective value of the U-phase current in the immediately preceding frame may be used. Further, as the feature amount, the difference amplitude value A_d, which is the difference between the amplitude of the U-phase current in the set frame and the amplitude of the U-phase current in the immediately preceding frame, may be used.
実施の形態4.
次に、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態4では、電力変換装置110におけるq軸電流の差分値を特徴量として適用した場合について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1〜3と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。Embodiment 4.
Next, Embodiment 4 of the present invention will be described. In the fourth embodiment, a case where the difference value of the q-axis current in the
[空気調和装置100の構成]
本実施の形態4に係る空気調和装置100の構成は、図1に示す実施の形態1〜3に係る空気調和装置100と同様である。また、故障前兆検出装置1の構成についても、図2に示す実施の形態1〜3に係る故障前兆検出装置1と同様である。[Structure of air conditioner 100]
The configuration of the
本実施の形態4において、図2の故障前兆検出装置1の特徴量取得部11には、機器関連情報として、電力変換装置110におけるq軸電流Iqが入力される。特徴量取得部11は、入力されたq軸電流Iqに基づき、サンプリング間隔でのq軸電流の差分値ΔIqを特徴量として取得する。温度上昇推定部12は、特徴量取得部11で取得されたq軸電流の差分値ΔIqに基づき、圧縮機101の内部構造の温度上昇量ΔTを推定する。温度上昇量ΔTの推定については、後述する。
In the fourth embodiment, the q-axis current Iq in the
[温度上昇量の推定]
モータ101bのトルクは、電力変換装置110におけるq軸電流Iqに等しいことが知られている。したがって、サンプリング間隔でのq軸電流Iqの差分値ΔIqは、そのまま仕事となるため、この差分値ΔIqと式(2)とを用いることにより、サンプリング間隔での温度上昇量ΔTを推定することができる。なお、この場合には、式(2)の電力差ΔPに代えて、差分値ΔIqが用いられる。[Estimation of temperature rise]
It is known that the torque of the
[故障前兆検出処理]
図5のフローチャートに示すように、特徴量取得部11には、ステップS1において、機器関連情報としてのq軸電流Iqが入力される。特徴量取得部11は、q軸電流Iqに基づき、サンプリング間隔での差分値ΔIqを特徴量として算出する。[Failure sign detection processing]
As shown in the flowchart of FIG. 5, the q-axis current Iq as the device-related information is input to the feature amount acquisition unit 11 in step S1. The feature amount acquisition unit 11 calculates the difference value ΔIq at the sampling interval as the feature amount based on the q-axis current Iq.
ステップS2において、温度上昇推定部12は、特徴量取得部11で取得された特徴量としての差分値ΔIqに基づき、式(2)を用いて圧縮機101の内部構造の温度上昇量ΔTを算出する。ステップS3〜ステップS7の各処理については、実施の形態1と同様である。
In step S2, the temperature rise
以上のように、本実施の形態4に係る故障前兆検出装置1では、設定フレームにおける電力変換装置110のq軸電流と、直前のフレームにおけるq軸電流との差分値と、仕様情報とに基づき、圧縮機101の内部構造の温度上昇量を算出することができる。
As described above, in the failure precursor detection device 1 according to the fourth embodiment, based on the difference value between the q-axis current of the
1 故障前兆検出装置、11 特徴量取得部、12 温度上昇推定部、13 判定部、14 記憶部、15 報知部、21 処理回路、22 出力装置、31 プロセッサ、32 メモリ、33 出力装置、100 空気調和装置、101 圧縮機、101a 圧縮要素、101b モータ、102 凝縮器、103 膨張装置、104 蒸発器、105 制御装置、110 電力変換装置、200 電源。 1 Failure sign detection device, 11 feature quantity acquisition unit, 12 temperature rise estimation unit, 13 judgment unit, 14 storage unit, 15 notification unit, 21 processing circuit, 22 output device, 31 processor, 32 memory, 33 output device, 100 air Harmonizer, 101 compressor, 101a compression element, 101b motor, 102 condenser, 103 expander, 104 evaporator, 105 controller, 110 power converter, 200 power supplies.
Claims (13)
前記設備機器から入力された前記設備機器に関する機器関連情報に基づき、前記設備機器についての特徴量を取得する特徴量取得部と、
取得した前記特徴量に基づき、前記設備機器の内部構造の温度上昇量を推定する温度上昇推定部と、
前記温度上昇量に対する閾値を記憶する記憶部と、
推定された前記温度上昇量と前記閾値との比較結果に基づき、前記設備機器の故障の可能性および前記内部構造の損傷度合いを判定する判定部と
を備える故障前兆検出装置。A failure precursor detection device that detects precursors of failure in equipment related to air conditioning, which is operated by electric power supplied from a power source via a power conversion device.
Based on the equipment-related information about the equipment input from the equipment, the feature acquisition unit that acquires the feature about the equipment, and the feature acquisition unit.
A temperature rise estimation unit that estimates the temperature rise of the internal structure of the equipment based on the acquired features, and a temperature rise estimation unit.
A storage unit that stores a threshold value for the amount of temperature rise,
A failure precursor detection device including a determination unit for determining the possibility of failure of the equipment and the degree of damage to the internal structure based on the result of comparison between the estimated amount of temperature rise and the threshold value.
故障の有無の境界を示す下限閾値を含み、
前記判定部は、
前記温度上昇量と前記下限閾値とを比較し、前記温度上昇量が前記下限閾値を超えた場合に、前記設備機器が故障する可能性があると判定する請求項1に記載の故障前兆検出装置。The threshold is
Includes a lower threshold that indicates the boundary of the presence or absence of failure
The determination unit
The failure precursor detection device according to claim 1, wherein the temperature rise amount is compared with the lower limit threshold value, and when the temperature rise amount exceeds the lower limit threshold value, it is determined that the equipment may fail. ..
前記下限閾値よりも大きい値を有し、段階的に設定された1または複数の判定閾値をさらに含み、
前記判定部は、
前記設備機器が故障する可能性があると判定した場合に、
前記温度上昇量と前記1または複数の判定閾値との関係に基づき、前記設備機器の前記内部構造の損傷度合いを判定する請求項2に記載の故障前兆検出装置。The threshold is
It has a value larger than the lower limit threshold value and further includes one or more determination threshold values set in stages.
The determination unit
When it is determined that the equipment may break down,
The failure precursor detection device according to claim 2, wherein the degree of damage to the internal structure of the equipment is determined based on the relationship between the temperature rise amount and the one or a plurality of determination threshold values.
前記設備機器の消費電力を前記特徴量として取得し、
前記記憶部は、
前記設備機器の内部構造の仕様を示す仕様情報を予め記憶し、
前記温度上昇推定部は、
前記設備機器の前記消費電力と前記仕様情報とに基づき、前記設備機器の内部構造の前記温度上昇量を推定する請求項1〜3のいずれか一項に記載の故障前兆検出装置。The feature amount acquisition unit
Acquiring the power consumption of the equipment as the feature amount,
The storage unit
Specification information indicating the specifications of the internal structure of the equipment is stored in advance.
The temperature rise estimation unit
The failure precursor detection device according to any one of claims 1 to 3, which estimates the amount of temperature rise of the internal structure of the equipment based on the power consumption of the equipment and the specification information.
前記電源から前記電力変換装置に出力される1次電力に基づき前記消費電力を取得する
請求項4に記載の故障前兆検出装置。The feature amount acquisition unit
The failure precursor detection device according to claim 4, wherein the power consumption is acquired based on the primary power output from the power source to the power conversion device.
前記電力変換装置から前記設備機器に供給される2次電力に基づき前記消費電力を取得する請求項4に記載の故障前兆検出装置。The feature amount acquisition unit
The failure precursor detection device according to claim 4, wherein the power consumption is acquired based on the secondary power supplied from the power conversion device to the equipment.
前記電力変換装置のq軸電流およびq軸電圧に基づき前記消費電力を取得する請求項4に記載の故障前兆検出装置。The feature amount acquisition unit
The failure precursor detection device according to claim 4, wherein the power consumption is acquired based on the q-axis current and the q-axis voltage of the power conversion device.
前記電力変換装置から前記設備機器に供給される三相電力のうちのいずれか一相の電流に基づき前記特徴量を取得する請求項1〜3のいずれか一項に記載の故障前兆検出装置。The feature amount acquisition unit
The failure precursor detection device according to any one of claims 1 to 3, which acquires the feature amount based on the current of any one phase of the three-phase electric power supplied from the power conversion device to the equipment.
前記一相の電流に基づき、設定フレームにおける電力値と、前記設定フレームの直前のフレームにおける前記電力値との比を示す電力比を特徴量として取得し、
前記記憶部は、
前記設備機器の内部構造の仕様を示す仕様情報を予め記憶し、
前記温度上昇推定部は、
前記電力比と前記仕様情報とに基づき、前記設備機器の内部構造の前記温度上昇量を推定する請求項8に記載の故障前兆検出装置。The feature amount acquisition unit
Based on the one-phase current, the power ratio indicating the ratio between the power value in the set frame and the power value in the frame immediately before the set frame is acquired as a feature amount.
The storage unit
Specification information indicating the specifications of the internal structure of the equipment is stored in advance.
The temperature rise estimation unit
The failure precursor detection device according to claim 8, wherein the temperature rise amount of the internal structure of the equipment is estimated based on the power ratio and the specification information.
前記一相の電流に基づき、設定フレームにおける前記電流の実効値と、前記設定フレームの直前のフレームにおける前記電流の実効値との差分を示す差分実効値を特徴量として取得し、
前記記憶部は、
前記設備機器の内部構造の仕様を示す仕様情報を予め記憶し、
前記温度上昇推定部は、
前記差分実効値と前記仕様情報とに基づき、前記設備機器の内部構造の前記温度上昇量を推定する請求項8に記載の故障前兆検出装置。The feature amount acquisition unit
Based on the one-phase current, a difference effective value indicating the difference between the effective value of the current in the set frame and the effective value of the current in the frame immediately before the set frame is acquired as a feature amount.
The storage unit
Specification information indicating the specifications of the internal structure of the equipment is stored in advance.
The temperature rise estimation unit
The failure precursor detection device according to claim 8, wherein the temperature rise amount of the internal structure of the equipment is estimated based on the difference effective value and the specification information.
前記一相の電流に基づき、設定フレームにおける前記電流の振幅と、前記設定フレームの直前のフレームにおける前記電流の振幅との差分を示す差分振幅値を特徴量として取得し、
前記記憶部は、
前記設備機器の内部構造の仕様を示す仕様情報を予め記憶し、
前記温度上昇推定部は、
前記差分振幅値と前記仕様情報とに基づき、前記設備機器の内部構造の前記温度上昇量を推定する請求項8に記載の故障前兆検出装置。The feature amount acquisition unit
Based on the one-phase current, a difference amplitude value indicating the difference between the amplitude of the current in the set frame and the amplitude of the current in the frame immediately before the set frame is acquired as a feature amount.
The storage unit
Specification information indicating the specifications of the internal structure of the equipment is stored in advance.
The temperature rise estimation unit
The failure precursor detection device according to claim 8, wherein the temperature rise amount of the internal structure of the equipment is estimated based on the difference amplitude value and the specification information.
前記電力変換装置の設定フレームにおけるq軸電流と、前記設定フレームの直前のフレームにおけるq軸電流との差分を特徴量として取得し、
前記記憶部は、
前記設備機器の内部構造の仕様を示す仕様情報を予め記憶し、
前記温度上昇推定部は、
前記q軸電流の差分と前記仕様情報とに基づき、前記設備機器の内部構造の前記温度上昇量を推定する請求項8に記載の故障前兆検出装置。The feature amount acquisition unit
The difference between the q-axis current in the setting frame of the power conversion device and the q-axis current in the frame immediately before the setting frame is acquired as a feature amount.
The storage unit
Specification information indicating the specifications of the internal structure of the equipment is stored in advance.
The temperature rise estimation unit
The failure precursor detection device according to claim 8, wherein the amount of temperature rise in the internal structure of the equipment is estimated based on the difference in the q-axis current and the specification information.
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