KR100532237B1 - Model based error detection system for electric motors - Google Patents

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알바 에브렌
투그룰 다라크바사 오스만
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아세릭 에이. 에스
두야르, 아멧트
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Abstract

본 발명은 전기 모터를 감시하고 보수필요성을 예측하는 모델기초 오류 검출시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a model based error detection system and method for monitoring an electric motor and predicting maintenance needs.

본 발명의 방법 및 시스템은 소프트웨어를 기초로하고 비강제적인 측정값으로부터 얻은 데이터를 이용하기 때문에 종래의 방법보다 비용이 휠씬 적게 든다.The method and system of the present invention are much less expensive than conventional methods because they are software based and use data from non-mandatory measurements.

이 시스템은 입력 전압과 전류 및 모터속도에 대한 연속적인 실시간 정보를 제공하는 센서에 부착된 컴퓨터수단으로 포함한다.The system includes computer means attached to sensors that provide continuous real-time information on input voltage, current and motor speed.

이 시스템 및 방법은 모터의 수학적 설명을 얻기 위해 다중 변수 실험 모델링 알고리즘을 이용한다.This system and method uses a multivariate experimental modeling algorithm to obtain a mathematical description of the motor.

상기 알고리즘은 모델링된 결과와 측정된 결과를 비교하여 각각의 신호를 감하여 생성된 잔류값에 의해 비교 결과를 정량화 한다.The algorithm quantifies the comparison result by the residual value generated by subtracting each signal by comparing the measured result with the modeled result.

진단 관측자는 잔류값을 분석하여 모터의 오류가 없는지를 판단한다. 임박한 오류가 검출되면, 진단 관측자는 모터의 측정된 변수를 평가하여 기준값으로 부터 편차를 결정하고 고장났거나 고장의 징후가 있는 성분의 진단을 개발한다.The diagnostic observer analyzes the residual value to determine if the motor is error free. When an impending error is detected, the diagnostic observer evaluates the measured parameters of the motor to determine deviations from the reference value and develops a diagnosis of the component that has failed or exhibits signs of failure.

본 발명의 다른 실시예는 특히 분수 마력전기 모터 특히 품질관리시험 수행에 특히 유익하다.Another embodiment of the invention is particularly advantageous for performing fractional horsepower electric motors, in particular quality control tests.

Description

전기모터용 모델기초 오류 검출시스템Model-Based Error Detection System for Electric Motors

본 발명은 전기모터에 관한 것이며, 보다 상세히는 전기모터의 상태를 감시하고, 이를 예측보수하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electric motor, and more particularly, to a method and apparatus for monitoring and predicting and repairing a state of an electric motor.

전기모터는 산업장비 및 공정에서 널리 사용되고 있으며, 특히 물품을 어느 작업장에서 다른 작업장으로 조립라인을 따라 이동시키거나 도구사용을 위한 동력원으로서 사용한다.Electric motors are widely used in industrial equipment and processes, particularly in moving goods from one workshop to another, along the assembly line, or as a power source for tool use.

그 예로서는 파워스크류 드라이버, 페인트 도포기 및 기타 소형의 장비들에게 압축공기를 제공하는 에어 컴프레셔를 들수 있다.An example is an air compressor that provides compressed air to power screwdrivers, paint applicators and other small equipment.

빌딩 및 자동차에서는 보다 큰 동력의 전기 모터를 사용하여 가열 및 냉각 시스템을 통해 공기를 냉각, 가열 및 운반하여 환경제어를 유지한다.Buildings and automobiles use a larger powered electric motor to cool, heat, and transport air through a heating and cooling system to maintain environmental control.

집 및 사무실환경에서는 컴퓨터 에서부터 진공청소기까지 다양하게 전기모터가 사용되고 있다.In the home and office environment, electric motors are used in various ways from computers to vacuum cleaners.

일반적으로 알려진 바와같이, 이같은 비품들은 소음 및 진동의 주 근원이 된다. 따라서 업계에서는 보다 조용하고 진동이 적은 모터에 대한 욕구가 증대되어 왔다.As is commonly known, such fixtures are a major source of noise and vibration. Thus, there has been an increasing desire in the industry for motors that are quieter and have less vibration.

제조여건에 있어서, 모터의 예기치 못한 고장은 바람직하지 않은 뿐만 아니라, 손해가 발생한다.In manufacturing conditions, unexpected failures of the motor are undesirable, as well as damaging.

산업설비에서 만일 작업도중 모터가 고장이 난다면 이를 고치거나 교체하는 시간동안 조립라인은 정지될 것이고 이는 큰 금전상의 손실로 이어질 것이다.In industrial installations, if a motor fails during operation, the assembly line will be shut down for the time it is to be repaired or replaced, which will result in large financial losses.

나아가, 반도체 제조와 같은 몇몇 제조공정에 있어서는 주요한 모터 고장이 제품생산에 큰 영향을 줄수도 있는 것이다.Furthermore, in some manufacturing processes, such as semiconductor manufacturing, major motor failures can have a major impact on product production.

따라서 전기모터의 신뢰도를 전체적으로 개선시키고자하는 요구가 증대되고 있으며 특히 산업계에서는 모터의 고장이 생기고 난 후가 아니라 일상적인 보수를 통해 모터를 고치거나 교체할수 있도록 고장이 임박한 것을 검출하는 것에 대한 요구가 증대되고 있는 것이다.Therefore, there is an increasing demand to improve the reliability of electric motors in general.In particular, there is a demand in the industry to detect the impending failure so that the motor can be repaired or replaced through routine maintenance, not after the failure of the motor. It is increasing.

뿐만 아니라 전기모터의 제조시에 개선된 품질관리 감시를 통해 전기모터의 신뢰도를 개선시키는 것 역시 바람직한 것이다.It is also desirable to improve the reliability of the electric motor through improved quality control monitoring during the manufacture of the electric motor.

나아가 작동 동안의 성능 감시를 통해 큰 고장이 나기전에 모터고장을 검출하는 것이 요구되는 것이다.In addition, performance monitoring during operation is required to detect motor failures before major failures occur.

최근에는 복잡한 시스템의 출력신호와 오류가 없는 시스템의 수학적 모델로부터 얻은 출력신호를 비교하는 오류검출 및 진단방법(FDD법)이 개발된 바 있다. 이들 신호의 비교는 2신호사이의 차이인 "잔류값(residual)"으로 정량화된다. 이같은 잔류값을 분석하여 오류의 종류를 판단한다.Recently, an error detection and diagnosis method (FDD method) has been developed for comparing output signals of complex systems with output signals obtained from mathematical models of error-free systems. The comparison of these signals is quantified as "residual", which is the difference between the two signals. The residuals are analyzed to determine the type of error.

이 분석방법은 잔류값과 오류를 알고 있는 시스템에 대한 잔류값의 데이터 베이스를 비교하기 위한 통계적 방법을 포함한다.This analysis involves a statistical method for comparing a database of residuals and residuals for systems with known errors.

최근까지, 복수변수 시스템, 다시 말해서 하나이상의 입력 및/또는 하나이상의 출력을 갖는 시스템에 대하여 정확하고 실-시간 모델을 얻는 것이 어려웠다.Until recently, it has been difficult to obtain accurate and real-time models for multivariate systems, that is, systems with one or more inputs and / or one or more outputs.

만일 시스템의 모델이 정확하지 않으면, 잔류값이 모델링 오류를 함유하게 될 것이고 이를 실제오류의 효과로부터 분리하는 것은 아주 어려운 것이다.If the model of the system is not accurate, the residuals will contain modeling errors and it is very difficult to separate them from the effects of real errors.

이같은 FDD 법의 다른 문제점은 오류를 분류하기 위하여 잔류값을 통계적 시험하는 데이터 베이스를 생성하는 어려움에 관련한다. 이같은 데이터 베이스 개발은 모든 가능한 오류와 이같은 오류 각각이 잔류값에 대하여 갖는 영향에 관련된 모든 종래의 정보가 필요로 하게 되는 것이다. Another problem with this FDD method involves the difficulty of creating a database that statistically tests residuals to classify errors. Such a database development would require all conventional information relating to all possible errors and the impact each of these errors had on the residual value.

따라서 하자있는 장치와 정상적인 장치를 감시하고 오류 분류를 위하여 오류기호를 포함하는 데이터 베이스를 개발하는데는 많은 시간이 소요되는 것이다. 이 과정은 비용 및 시간 모두가 많이 소요되는 것이다. 또한 데이터 베이스는 특정 FDD 설계가 요구하는 것과 부합되어야 한다.Therefore, it takes a lot of time to monitor a faulty device and a normal device, and to develop a database including an error symbol for error classification. This process is both costly and time consuming. The database must also match what the specific FDD design requires.

기계적 하자는 진동의 결과이기 때문에, 진동을 검출하고 분석하는 것은 수 많은 종래의 검출설계의 공통요소이다. 이같은 기술은 검출된 하자와 관련된 앞서 경험한 모터진동 패턴을 보여주는 라이브러리의 개발을 필요로 한다.Since mechanical defects are the result of vibrations, detecting and analyzing vibrations is a common element of many conventional detection designs. This technique requires the development of a library that demonstrates the previously experienced motor vibration patterns associated with detected defects.

기계적 하자 검출의 불리한 점은 검출된 신호와 실제하자를 관련시키기 위하여 하자 신호에 관한 연역적인 정보를 필요로 한다는 것이다. 이같은 상관관계는 광범위한 데이터베이스개발과 모터에 관한 분석 및 상당한 수준의 전문지식을 필요로 한다.A disadvantage of mechanical defect detection is that it requires deductive information about the defect signal in order to relate the detected signal to the actual defect. This correlation requires extensive database development, analysis of motors, and a significant level of expertise.

기계적 하자 검출의 다른 결점은 측정값을 재산출하기가 어렵다는 것이다. 예를들어, 가속도계를 이용하여 진동을 측정하는 것은 신호의 반복검출을 확고히 하기위하여 센서의 탑재방법과 위치 선정에 크게 좌우된다.Another drawback of mechanical defect detection is that it is difficult to recalculate the measurement. For example, measuring vibration using an accelerometer is highly dependent on how the sensor is mounted and the location of the sensor in order to ensure the repeated detection of the signal.

센서의 탑재 및 위치 선정이 적절하게 되어도, 배경진동과 가동속도, 입력전압 및 모터하중과 같은 작동조건에서의 변화로 인해 신호검출은 잘못될 수 있는 것이다.Even if the sensor is properly mounted and positioned, signal detection can be misleading due to changes in operating conditions such as background vibration and running speed, input voltage and motor load.

기계적 하자 검출에 의존하는 시스템에서 오류를 잘못표시할 가능성은 아주 높다. 예를들어, 모터의 베어링상태판단은 모터의 기계적진동을 분석하고 오직 베어링 흠집에 관한 특정 주파수(및/혹은 합 및 차이 주파수와 관련조회수)를 분리함을 포함한다.In systems that rely on mechanical fault detection, the likelihood of misrepresenting errors is very high. For example, determining the bearing state of a motor involves analyzing the mechanical vibrations of the motor and separating only certain frequencies (and / or sum and difference frequencies and associated counts) for bearing scratches.

불행히도, 진동스펙트럼내에 다른 진동의 존재 및 이와의 우연한 일치는 종종 원하는 신호의 검출을 방해한다.Unfortunately, the presence of and other coincidences with other vibrations in the vibration spectrum often hinder the detection of the desired signal.

따라서 원하는 정보를 얻기 위하여는 값비싸고 정교한 수단이 필요하고 오류를 검출하고 예측하는 시스템의 성공가능성은 바라는 바에 미치지 못하는 것이다.Thus, obtaining the desired information requires expensive and sophisticated means, and the success of the system for detecting and predicting errors is not as desired.

따라서 모델링오류와 모터오류를 잘못 표시하고 표시하지 못하는데서 야기된 복잡성을 제거하는 것이 바람직한 것이다.Therefore, it is desirable to eliminate the complexity caused by incorrectly displaying and not displaying modeling errors and motor errors.

또한 전기모터의 고장원인을 분석함에 있어서 광범위한 데이터베이스를 구축하고 전문지식을 개발할 필요성을 배제하는 것이 바람직할 것이다.It would also be desirable to eliminate the need to build extensive databases and develop expertise in analyzing the failure causes of electric motors.

나아가 오류존재를 표시하는 정보를 얻고 처리하기 위하여 값비싸고 복잡한 수단의 필요성을 배제하는 것이 바람직할 것이다.Furthermore, it would be desirable to eliminate the need for expensive and complex means to obtain and process information indicating error presence.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예를 실시하는데 유용한 전기모터를 나타내는 개략도1 is a schematic diagram showing an electric motor useful for practicing a preferred embodiment of the present invention.

도2는 전형적인 모터포위체의 평면도2 is a plan view of a typical motor enclosure

도3 및 4는 본 발명의 일실시예를 실시하기 위한 전형적인 입력 및 출력 파형도3 and 4 are exemplary input and output waveform diagrams for practicing one embodiment of the present invention.

도5는 본 발명의 바람직한 실시예의 시스템 레벨 구성을 나타내는 도면5 shows a system level configuration of a preferred embodiment of the present invention.

도6은 본발명의 일실시예에 의한 오류 검출 및 진단시스템의 블록도6 is a block diagram of an error detection and diagnosis system according to an embodiment of the present invention.

도7A-7B와 8A-8B는 본 발명의 실시예에 의한 오류 검출 및 진단 시스템의 동작의 흐름도이다.7A-7B and 8A-8B are flowcharts of the operation of the error detection and diagnosis system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 전기모터, 특히 분수마력전기모터(fractional horsepower electric motor)를 감시하고 그 보수필요성을 예측하는 모델기초 오류 검출시스템 및 방법에 관한 것이다. 이 시스템을 이용하면, 미지의 하중조건하에서 작동환경에 있어서 전기모터의 임박한 기계적 하자를 조기에 진단할수 있는 정보를 얻는 것이 가능하다.The present invention relates to a model based error detection system and method for monitoring electric motors, in particular fractional horsepower electric motors and predicting their maintenance needs. Using this system, it is possible to obtain information for early diagnosis of an impending mechanical fault of an electric motor in an operating environment under unknown loading conditions.

본 발명의 방법 및 시스템은 소프트웨어에 기초를 두고 있으며 비-강제적인 방법으로부터 얻은 데이터를 이용하기 때문에 종래의 유지보수방법에 비하여 그 수행비용은 현저하게 싼 것이다.The method and system of the present invention is significantly lower in performance compared to conventional maintenance methods because it is based on software and uses data from non-mandatory methods.

상기 시스템은 복합기능 데이터취득수단에 의해 전압, 전류 및 속도센서에 결합된 컴퓨터 수단을 포함한다.The system comprises computer means coupled to the voltage, current and speed sensors by means of multifunction data acquisition.

상기 센서들은 입력전압과 전류의 연속적인 실-시간 정보를 제공하며 모터의 타코메터에 의해 발생된 출력전압 신호의 실-시간 정보를 제공한다.The sensors provide continuous real-time information of the input voltage and current and provide real-time information of the output voltage signal generated by the tachometer of the motor.

상기 컴퓨터 수단은 진단 관측자와 협력한 진단알고리즘과 오류검출에 있어서의 이같은 정보를 이용한다.The computer means utilizes this information in error detection and diagnostic algorithms in cooperation with the diagnostic observer.

본 발명의 시스템과 방법은 모터를 수학적으로 기술하는 미분방정식의 차수인 구조와, 인덕턴스, 모터저항, 관성모멘트, 모터를 기술하는 상태방정식의 A, B 및 C 매트리스 같은 비-물리적 파라메터 및 기타 선택된 파라메터등인 모터의 불변수를 측정함으로서 전기모터의 모델을 얻기 위해 다중 변수 실험 모델링 알고리즘을 이용한다.The system and method of the present invention are structured in order of differential equations describing the motor mathematically, inductance, motor resistance, moment of inertia, non-physical parameters such as A, B and C mattresses of state equations describing the motor and other selected parameters. A multivariate experimental modeling algorithm is used to obtain a model of the electric motor by measuring the constant variables of the equivalent motor.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 전기모터의 모델은 그 모터가 통상적으로 초기 설치된후 하자가 없이 가동되고 있는 것으로 알려져 있을 때 개발된다. 그후 작동도중 그 모터에 인가된 실제 입력전압과 전류를 기준으로 모델출력전압신호가 계산되고 모터의 측정된 출력전압신호와 대비된다. 상기 알고리즘은 각각의 신호를 감산하여 생성된 잔류값에 의해 그 비교값을 정량화한다.In a preferred embodiment, the model of the electric motor is developed when the motor is known to be running free of defects after its initial installation. The model output voltage signal is then calculated on the basis of the actual input voltage and current applied to the motor during operation and contrasted with the measured output voltage signal of the motor. The algorithm quantifies the comparison value by the residual value generated by subtracting each signal.

진단 관측자는 그 잔류값을 분석하여 그 모터가 하자가 없는지 여부를 판단한다. 하자없는 조업하에서는, 작동시 비-제로(non-zero) 잔류값으로 될 수 있는 모델링 오류 및 노이즈등을 보상하기 위해 선택된 오차임계값을 선택할수 있더라도 이상적으로는 상기 잔류값은 0이 된다.The diagnostic observer analyzes the residual value to determine whether the motor is intact. Under trouble-free operation, the residual value is ideally zero, even though the selected error threshold can be selected to compensate for modeling errors, noise, etc., which may result in non-zero residual values in operation.

모터 구성성분이 열화되어 모터가 의도한 조업범위를 벗어나 작동하고 있을때나 혹은 오류가 실제로 발생할때는, 상기 잔류값은 허용된 오차임계값을 벗어나 비-제로값을 가질 것이다.When the motor components deteriorate and the motor is operating outside its intended operating range, or when an error actually occurs, the residual value will have a non-zero value outside of the allowed error threshold.

컴퓨터수단이 바로 비-제로 잔류값을 검출하면 고장이 임박하게 되고 고장난 모터가 야기할수 있는 영향을 최소화시키기 위해 적절한 수단이 강구되게 경고가 보내진다.If the computer means immediately detects a non-zero residual value, a fault is imminent and an alert is sent to find the appropriate means to minimize the effect that a failed motor can cause.

오류임박을 검출하면, 진단 관측자는 모터의 측정된 변수를 평가하고 기준값으로부터의 편차를 구하여 하자가 있을 것 같거나 하자가 발생한 성분의 진단을 수행한다.Upon detecting an impending fault, the diagnostic observer evaluates the measured parameters of the motor and obtains a deviation from the reference value to perform a diagnosis of the likely or defective component.

본발명의 다른 실시예에서는, 전기모터의 기계적 하자를 검출하고 진단하는 시스템이 개시된다.In another embodiment of the present invention, a system for detecting and diagnosing mechanical failure of an electric motor is disclosed.

오류를 측정된 신호와 관련시키기 위하여 광범위한 데이터베이스를 구축하기보다는, 본발명은 하자없는 모터의 수학적 모델을 편입하여 환경적, 작동적 및 탑재 비틀림의 영향을 받지 않고 모터의 작동 파라메터를 측정한다.Rather than building an extensive database to correlate the error with the measured signal, the present invention incorporates a mathematical model of a faultless motor to measure motor operating parameters without being affected by environmental, operational and payload torsion.

본 실시예는 특히 분수마력 전기모터(fractional horsepower electric motors)의 제조에 그리고 특히 정량제어시험을 수행하는데 유익하다.This example is particularly advantageous for the production of fractional horsepower electric motors and in particular for carrying out quantitative control tests.

복수의 모터 제조후, 전체 이용가능한 모터 모집단을 이용하여 기본 모델을 개발하기 위하여 다중 변수 시스템 인식 알고리즘이 사용된다.After manufacturing a plurality of motors, a multivariate system recognition algorithm is used to develop a basic model using the entire available motor population.

상기 모집단은 다수의 오류발생 모터를 포함할수 있기 때문에 오차 임계값을 선택하고 각 모터를 모델에 대하여 재시험하여 모델을 정제하는 것이 필요하다.Since the population may include multiple error generating motors, it is necessary to select the error threshold and retest each motor against the model to refine the model.

임계값을 벗어나는 모터들은 모집단으로부터 제거되며 나머지 모터들을 이용하여 새로운 기본모델을 구축한다.Motors beyond the threshold are removed from the population and the remaining motors are used to build a new base model.

이 새롭게 구축된 기본 모델은 모든 연속적으로 제조되는 모터들의 품질관리 시험을 위하여 컴퓨터 수단내에 저장된다.This newly built base model is stored in computer means for quality control testing of all continuously manufactured motors.

품질관리 시험동안 만일 인덕턴스, 모터저항 마찰상수 또는 관성모멘트같은 모터의 파라메터가 기본 모터 모델내에 수립된 임계 오차를 벗어나면 시험중인 모터는 오류를 갖는 것으로 분류된다. 시험중인 모터의 파라메터를 다른 오차한계를 갖는 기본 모터모델과 비교하면, 모터오류를 분류하고 진단정보를 표시하는 것이 가능한 것이다.During the quality control test, if the motor's parameters, such as inductance, motor resistance friction coefficient or moment of inertia, deviate from the critical error established in the basic motor model, the motor under test is classified as having an error. By comparing the parameters of the motor under test with a basic motor model with different error limits, it is possible to classify motor errors and display diagnostic information.

이하 본 발명을 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 분수마력 전기모터와 같은 전기모터 10을 포함하는 시스템을 보여준다. 예시를 위하여, 모터 10은 회전자 와인딩 12, 정지자 14 및 베어링 18에 의해 그 어느끝단이 지지되는 축 16을 포함하여 구성된다. 풀리 20은 축 16을 도시되지 않은 하중물에 결합시킨다. 콜렉터 22는 회전자 12와 그 회전자와 연결되어 자기장을 형성하여 모터를 운동시키는 전기자 24내로 혹은 그들로부터 전류를 통하게 한다.Figure 1 shows a system including an electric motor 10, such as a fractional horsepower electric motor. For illustration, the motor 10 comprises an axis 16 whose end is supported by a rotor winding 12, a stopper 14 and a bearing 18. Pulley 20 couples shaft 16 to a load not shown. The collector 22 is connected to the rotor 12 and its rotor to form a magnetic field that directs current into or out of the armature 24, which moves the motor.

이 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 상기 모터 10은 정류자나 와인딩이 없는 회전자를 가질수 있다는 것을 이해할 것이다. 모터 10은 케이스 26내에 탑재되어 먼지, 습기 및 기타 외부로부터 모터를 차단시킨다.Those skilled in the art will appreciate that the motor 10 may have a commutator or a rotor without windings. Motor 10 is mounted in case 26 to isolate the motor from dust, moisture and other external conditions.

도 2는 모터 포위체의 평면도로서 케이스 26의 저면은 나사 및 넛트 28과 같이 이분야에서 잘알려진 방법으로 캡에 고정되어있다.FIG. 2 is a plan view of the motor enclosure with the bottom of case 26 secured to the cap in a manner well known in the art, such as screws and nuts 28.

도5를 참조하면 본 발명에 의한 모터상태 감시시스템 30의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.5, a preferred embodiment of the motor condition monitoring system 30 according to the present invention is shown.

시스템 30은 모터 10, 라인 전압이나 혹은 Hewlett Packard 6010A 같은 전원일수 있는 전원 32, 복수의 센서 34, 35 및 38, 다기능 보드 37 및 컴퓨터 42를 포함한다.System 30 includes a power supply 32, a plurality of sensors 34, 35 and 38, a multifunction board 37 and a computer 42, which may be a motor 10, a line voltage or a power supply such as Hewlett Packard 6010A.

전압이 인가되면 모터 12는, 통상 전원 인가후 25 밀리세컨드 이내에 동작 속도로 작동되어 축 16이 부분적으로 인가된 전압과 하중에 의존하는 속도로 회전한다. 모터 12의 속도는 다기능 입력/출력 보드 37에 의해 아나로그신호로부터 디지털신호로 변환된 타코메터 센서 36에 의해 검출되어 컴퓨터 42로 송신된다. 타코메터센서 36은 회전속도 엔코더이거나 모터 10내에 설계된 벌트-인 타코메터일수 있다.When voltage is applied, motor 12 is typically operated at operating speed within 25 milliseconds after power is applied and shaft 16 rotates at a speed that is dependent upon the partially applied voltage and load. The speed of the motor 12 is detected by the tachometer sensor 36 converted from the analog signal to the digital signal by the multifunction input / output board 37 and transmitted to the computer 42. The tachometer sensor 36 can be a speed encoder or a bulk-in tachometer designed in motor 10.

상기 다기능보드는 나아가, 예를들어 1:100 전압분할 프로브 일수 있는, 전압센서 34와 전류센서 35에 바람직하게는 최소 23나노세컨드의 반응시간으로 결합된다(수용가능한 전류 센서의 예로서는 Tektronix 6303, 100 amp ac/dc 전류프로브, Tektronix 502a 파워모듈 및 Tektronix 503b ac/dc 전류 프로브 증폭기를 포함한다).The multifunction board is furthermore coupled to a voltage sensor 34 and a current sensor 35, which may be a 1: 100 voltage split probe, for example, with a response time of at least 23 nanoseconds (examples of acceptable current sensors are Tektronix 6303, 100 amp ac / dc current probe, Tektronix 502a power module and Tektronix 503b ac / dc current probe amplifier).

센서 34와 35로부터 나온 신호는 또한 보드 37에 의해 컨디셔닝되고 컴퓨터 42로 입력된다. 컴퓨터 42는 센서 데이터를 메모리에 기록한다. 컴퓨터 42는 메모리에 또한 저장이 되어 있는 이상적인 모터의 오류 검출 및 진단 모델을 부여한다. 바람직한 실시예에서 모니터의 모델음이 다중변수 시스템 인식 알고리즘, Ahmet Duyar 에 의해 개발되고 현재 미국 플로리아 33431, Boca Raton, North Ocean Boulerard 4201 Suite 206의 Advanced Systems, Inc.에서 구입가능한 Experimental Modeling Toolbox(EMT)을 이용하여 먼저 개발된다.The signals from sensors 34 and 35 are also conditioned by board 37 and input to computer 42. Computer 42 writes sensor data to memory. Computer 42 gives a fault detection and diagnostic model of an ideal motor that is also stored in memory. In a preferred embodiment, the model tone of the monitor is an experimental modeling tool (EMT) developed by a multivariate system recognition algorithm, Ahmet Duyar, and currently available from Advanced Systems, Inc., Floria 33431, Boca Raton, North Ocean Boulerard 4201 Suite 206. Is developed first.

EMT는 선택된 범위의 가능한 조작 모드하에 시스템의 특성을 부여하도록 설계된 실험으로부터 얻은 입력 및 출력측정값사이의 동력학적 관계를 기술하는 수학방정식을 만드는 실험적 모델링 도구이다.EMT is an experimental modeling tool that creates mathematical equations describing the dynamic relationships between input and output measurements obtained from experiments designed to characterize a system under a range of possible modes of operation.

이같은 정보는 시스템의 대역폭, 최적 스캔속도와 내구도 및 시스템의 대역폭에 걸쳐 시스템을 시험하기에 충분한 입력신호를 포함한다. 이분야에서 알려져 있는 바와같이, 실험적 모델링은 관찰된 입력 및 출력 데이터를 부합시키는 수학적 관계의 선택이다. 따라서 모델링과정동안 여러 가지 시스템요소의 거동과 이들의 상호연결을 기술하는 방정식이 개발된다.This information includes enough input signals to test the system over the system's bandwidth, optimal scan rate and durability, and the system's bandwidth. As is known in the art, experimental modeling is the selection of mathematical relationships that match the observed input and output data. Thus, equations are developed that describe the behavior of various system elements and their interconnections during the modeling process.

시스템의 실험적 모델은 매트릭스 형태로 나타낸 셋트 미분방정식에 의해 기술된다.The experimental model of the system is described by a set differential equation in the form of a matrix.

EMT 프로그램은 시스템의 구조 즉 시스템의 차수, 미분방정식의 변수의 파라메터와 일정계수를 결정한다.The EMT program determines the structure of the system, that is, the order of the system, the parameters and constant coefficients of the variables of the differential equations.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 구조는 입력 및 출력데이타를 이용하여 정보매트릭스를 개발함으로서 판단된다.In a preferred embodiment, the structure is determined by developing an information matrix using input and output data.

이 매트릭스를 열(row) 서어치하여 시스템의 구조를 결정한다.This matrix is row searched to determine the structure of the system.

열단위 랭크 서어치를 판단하는 이론적 개념은 다음 서적에 상세히 설명되어 있다. State Space Representation of the Open-Loop Dynamics of the Space Shuttle Main Engine, Ahmet Duyar, Vasfi Eldem, Walter C. Merrill and Ten-Huei Guo, 1991 December, Vol 113, Journal of Dynamic Systems, Measurements and Control, pp 684~690.The theoretical concept of judging row rank search is explained in detail in the next book. State Space Representation of the Open-Loop Dynamics of the Space Shuttle Main Engine, Ahmet Duyar, Vasfi Eldem, Walter C. Merrill and Ten-Huei Guo, 1991 December, Vol 113, Journal of Dynamic Systems, Measurements and Control, pp 684 ~ 690.

일단 시스템구조가 결정되면, 미분방정식 셋트내에 포함된 파라메터의 수가 알려진다.Once the system architecture is determined, the number of parameters contained in the differential equation set is known.

측정된 데이터는 미지의 상수를 포함하는 미분방정식 셋트와 함께 이용되어 여러가지 방정식을 만든다.The measured data is used in conjunction with a set of differential equations containing unknown constants to produce various equations.

생성된 방정식의 수는 미지의 상수보다 많다.The number of equations generated is greater than the unknown constant.

이분야에서 알려진 방법으로 미지의 상수를 결정하는데는 최소 스퀘어 기술(least squares technique)이 이용된다.The least squares technique is used to determine unknown constants by methods known in the art.

본 발명의 모델 기초 오류검출 및 진단 스킴을 후술되는 일련의 방정식과 함께 오류없는 모터를 기술한다.The model-based error detection and diagnostic scheme of the present invention describes an error-free motor with a series of equations described below.

모터 10내의 오류는 파라메터를 변경시키기 때문에 모터 10의 방정식은 모델이 생성한 예상된 방정식과는 다를 것이다.Since the error in motor 10 changes the parameter, the equation for motor 10 will be different from the expected equation generated by the model.

본 발명의 스킴(scheme)은 분석적 중복의 개념에 의존하며, 이 개념에서는 모델에 의해 생성된 신호를 모터 10으로부터 얻은 측정신호와 비교하여 모터가 정상적으로 작동하고 있는지를 판단한다. 이 모델은 모터에 관한 정보를 개발할 필요성을 대체한다. 비교를 기초로 컴퓨터 42는 잔류량을 발생하고 그분석을 함으로써 모터가 오류없이 작동하고 있는지를 판단한다.The scheme of the present invention relies on the concept of analytical redundancy, in which the signal generated by the model is compared with the measured signal obtained from motor 10 to determine whether the motor is operating normally. This model replaces the need to develop information about the motor. Based on the comparison, computer 42 generates residuals and analyzes them to determine whether the motor is running without error.

본발명은 미지의 하중하에 작동하면서 전기모터의 고장이 임박한 것을 조기에 진단함에 중요한 정보의 예측을 개발한다.The present invention develops the prediction of information that is important for early diagnosis of the impending failure of an electric motor while operating under unknown load.

설명을 위해, 다음 이산상태 공간 방정식으로 기술되는 오류없는 시스템을 고려해보자.To illustrate, consider an error-free system described by the following discrete state space equation.

x(k+1)=Ax(k) + B u(k) ....(1)x (k + 1) = Ax (k) + B u (k) .... (1)

y(k) = Cx(k) .....(2)y (k) = Cx (k) ..... (2)

상기 식에서 x, u 및 y는 각각 n x 1 상태벡터, p x 1 입력벡터 및 q x 1 출력벡터이며, k는 이산시간 증분을 나타낸다.Where x, u and y are n x 1 state vectors, p x 1 input vectors and q x 1 output vectors, respectively, and k represents discrete time increments.

A, B 및 C는 적절한 칫수를 갖는 시스템의 알려진 명목상 매트리스(파라메트)이다. 예를들어 소형 전기모터(fractional horsepower electric motor)를 사용하고, 실험 모델은 입력 전압, 전류 및 속도측정을 이용한다. A, B and C are known nominal mattresses (paramets) of systems with appropriate dimensions. For example, a fractional horsepower electric motor is used, and the experimental model uses input voltage, current and speed measurements.

도3에서는 모터 10의 동력을 올리는데 사용되는 입력전압 38의 그래프가 도시되어 있다.3 shows a graph of the input voltage 38 used to power up the motor 10.

바람직한 실시예에서, 입력 전압 38은 단계 입력이며, 실험 모델에서는 측정된 전압을 포함하는 행 벡터(row vector)로서 나타내어진다.In a preferred embodiment, the input voltage 38 is a step input and is represented in the experimental model as a row vector containing the measured voltage.

도4 는 실험적으로 결정된 전류 및 속도 출력신호 39 및 40을 각각 나타내며, 측정된 전류와 속도출력신호는 실선으로 나타나 있다.4 shows experimentally determined current and speed output signals 39 and 40, respectively, and the measured current and speed output signals are shown in solid lines.

그 결과의 시스템기술을 방정식(3) 및 (4)로 나타낼수 있으며, 여기서 예를들어 상태-공간을 나타내는 A 매트릭스는 다음 형태로 되어 있다.The resulting system description can be represented by equations (3) and (4), where A matrix representing, for example, state-space is of the form:

그리고 B 매트릭스는 다음 형태의 것이다.And the B matrix is of the form

-2.6188-2.6188

0.00120.0012

4.37194.3719

0.00920.0092

-3.5824-3.5824

-0.0259-0.0259

1.02571.0257

0.01560.0156

1.09151.0915

0.00000.0000

그리고 변수를 출력과 결합하는 출력 C 매트릭스는 다음 형태의 것이다.And the output C matrix, which combines the variable with the output, is of the form

0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 0 1 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

모델링 프로그램에 의해 결정되는 시스템의 이산형 A, B 및 C 매트릭스 이외에, 추정값의 표준에러(standard error of estimate, SEE)가 또한 결정된다.In addition to the discrete A, B and C matrices of the system determined by the modeling program, a standard error of estimate (SEE) is also determined.

SEE는 모델링된 출력과 측정된 출력을 비교하여 모델링에러의 추정값을 제공한다. SEE compares the modeled and measured outputs and provides an estimate of the modeling error.

상기 예에서, 모델에 대한 SEE는 전류 출력에 대하여는 2.8이고 속도 출력에 대하여는 0.67%이다.In this example, the SEE for the model is 2.8 for the current output and 0.67% for the speed output.

모터 10개에 오류가 발생하면, 파라메터들과 결과적으로 시스템 30의 반응은 다를 것이다.If ten motors fail, the parameters and consequently the response of system 30 will be different.

잘못된 파라메터와 시스템의 변수 오류 시스템을 기술하는 방정식으로 나타내면:Wrong parameters and variable error in the system can be represented by equations describing the system:

xf(k+1)=Af xf(k) + Bf uf(k) ....(3)xf (k + 1) = Af xf (k) + Bf uf (k) .... (3)

yf(k) = Cf xf(k) ......(4)yf (k) = Cf xf (k) ... (4)

가장 간단하게 잔류벡터 r(k)는 오류없는 시스템의 출력과 오류 시스템의 출력사이의 차이로서 정의된다.In the simplest case, the residual vector r (k) is defined as the difference between the output of the error-free system and the output of the error system.

r(k)=yf(k) - y(k) ....(5)r (k) = yf (k)-y (k) .... (5)

노이즈와 모델링에러가 없으면, 오류없는 상태하에서 잔류(잔차) 벡터 r(k)는 0이다. 잔류 벡터가 0이 아닌 것은 오류가 존재한다는 것을 나타낸다. 노이즈와 모델링에러가 존재하면 그 효과는 잔류크기를 선택된 임계값과 비교하여 오류효과로부터 분리시켜야 한다, 오류가 없는 상태하에서 관찰된 잔류값 분포를 이용하면, 임계값이 신뢰도 수준을 선택함(3 표준 편차내에서)에 의해 결정되므로 오류경보와 부재오류를 최소화시킬 수 있다.Without noise and modeling errors, the residual (residual) vector r (k) is zero under error-free conditions. Non-zero residual vectors indicate that an error exists. In the presence of noise and modeling errors, the effect should be separated from the error effect by comparing the residual size to the selected threshold. Using the residual distribution observed under error-free conditions, the threshold selects a confidence level (3). Error alarms and absence errors can be minimized.

도6을 참조하면, 모터 10의 베이스라인 실험모델 44를 개발하기 위하여 다중변수 식별 알고리즘(multivariable identification algorithm)인 EMT가 사용된다. 모델 44는 다른 방정식의 파라메터, 즉 A, B 및 C와 그들의 차수, 즉 방정식(1) 및 (2)에서의 n 을 포함한다. 이론적으로 유도된 모델의 파라메터에 반대로, 실험적 모델 파라메터는 물리적인 의미를 제공하지는 않는다. 다시말해서, 이들 파라메터의 변경은 원인-결과 관계로 이해하는데 사용될 수 없다는 것이다. 비록 이들 파라메터의 물리적의미는 실종되었더라도 실험적 모델은 가정을 이용하여 유도되지는 않았기 때문에, 모터 10을 충분히 정확하게 나타낸다. 그러나 시스템 30은 모터 10이 처음에 오류가 없었다는 가정이외에 모터 10의 구조에 대한 정보에 의존할 필요성을 제거하는 것이다.Referring to FIG. 6, an EMT, which is a multivariable identification algorithm, is used to develop a baseline experimental model 44 of the motor 10. Model 44 includes parameters of other equations, namely A, B and C, and their order, n in equations (1) and (2). In contrast to theoretically derived model parameters, experimental model parameters do not provide a physical meaning. In other words, changes to these parameters cannot be used to understand cause-effect relationships. Although the physical meaning of these parameters is missing, the experimental model does not derive from the assumptions, so it accurately represents motor 10. However, system 30 eliminates the need to rely on information about the structure of the motor 10, aside from the assumption that the motor 10 was initially error free.

모델 44의 출력은 모델 출력을 얻기 위해 전압 센서 34, 속도센서 36 및 전류 센서 26으로부터 얻은 측정치를 이용하여 컴퓨터 42에 의해 EMT 알고리즘으로 평가된다. 모델 출력은 잔류값 r(k)를 생성하기 위해 합산기 46에 의해 표시된 모니터의 출력에 비교된다. 비교기 48은 잔류 벡터 r(k)가 0벡터인지 그리고 이에 상응하게 모터가 오류없는 상태에서 작동하고 있는지를 판단한다. 만일 잔류 벡터 r(k)가 0값을 갖지 않는다고 비교기 48이 판단하면, 하나이상의 오류가 표시된다. 그러나 전형적으로 노이즈와 모델링에러는 존재하기 때문에 잔류 벡터 r(k)값을 오류판독을 방지하기 위해 먼저 선택된 임계값과 비교된다. 만일 잔류값이 임계값 미만이면 그 0이 아닌 값은 이같은 노이즈나 모델링오류에 기인한 것으로 여겨지고 모터 10은 오류가 없는 것으로 여겨질 것이다. 그후 시스템 30은 박스 50에서 표시하는 바와같이 시스템이 오류가 없다는 것을 보고한다. 그러나 만일 잔류값이 임계값을 초과하면 오류를 표2에 나타내고 시스템 30은 그 오류의 분석 52를 시작한다.The output of model 44 is evaluated by the computer 42 with the EMT algorithm using measurements from voltage sensor 34, speed sensor 36 and current sensor 26 to obtain model output. The model output is compared to the output of the monitor displayed by summer 46 to produce a residual value r (k). Comparator 48 determines whether the residual vector r (k) is a zero vector and correspondingly whether the motor is operating without error. If comparator 48 determines that residual vector r (k) does not have a value of zero, one or more errors are displayed. However, since there are typically noise and modeling errors, the residual vector r (k) is compared with the threshold chosen first to avoid error reading. If the residual value is below the threshold, the nonzero value is considered to be due to this noise or modeling error and the motor 10 will be considered to be error free. System 30 then reports that the system is error free as indicated by box 50. However, if the residual value exceeds the threshold, the error is shown in Table 2 and system 30 begins analysis 52 of the error.

그 분석결과를 기초로 오류가 분류되고 사용자에게 54에서 보고되거나 앞으로의 참고를 위해 컴퓨터 42에 저장된다. Based on the results of the analysis, the errors are categorized and reported to the user at 54 or stored on computer 42 for future reference.

모델기초 진단 루틴을 사용함으로서, 오류없는 조건하에서 모터의 전류응답을 모델링하여 작동동안 동일한 모터의 전류응답과 비교할 수 있다. 본 발명에서는 컴퓨터 42가 전기모터의 기계적 오류를 예측, 검출 및 분류하기 위해 오류검출을 반복 수행하는 수단을 포함한다. 본 발명의 시스템과 방법은 제조 및 조작 환경 모두에 사용될 수 있다.By using model-based diagnostic routines, the current response of the motor can be modeled under error-free conditions and compared with the current response of the same motor during operation. In the present invention, the computer 42 includes means for repeating the error detection to predict, detect, and classify the mechanical error of the electric motor. The systems and methods of the present invention can be used in both manufacturing and operating environments.

오류분류는 모터 10의 파라메터에서 일어나는 변화를 측정하고 이론적으로 얻는 모델의 물리적 파라메터를 이용하여 상기 변화와 모터 오류를 관련 지음으로서 이루어진다.Error classification is accomplished by measuring the change in the motor 10 parameters and correlating the change with the motor error using the physical parameters of the model theoretically obtained.

DC 전압입력에 대하여 직류 또는 교류전류에서 작동가능한 유니버셜 모터를 나타내는 간략화된 이론적 빙정식 (6) 및 (7)을 고려한다.Consider the simplified theoretical ice equations (6) and (7) that represent a universal motor that can operate on direct current or alternating current for DC voltage input.

L di/dt + Ri = V + k1 wi ...... (6)L di / dt + Ri = V + k1 wi ...... (6)

J dw/dt + fw = k2 i2 + M ...... (7)J dw / dt + fw = k2 i2 + M ... (7)

여기서 L, R, J 및 f는 각각 모터의 인덕턴스, 저항, 관성모멘트 및 마찰계수이며, k1 과 k2는 모터 상수이다. 방정식(6) 및 (7)에서, 출력변수, 전류 및 속도는 각각 j 및 w로 나타내어지며, 반면 입력변수인 전압은 V로 나타내어진다.Where L, R, J and f are the inductance, resistance, moment of inertia and coefficient of friction, respectively, and k1 and k2 are motor constants. In equations (6) and (7), the output variable, current and speed are represented by j and w, respectively, while the input variable voltage is represented by V.

MCM 알고리즘에서, 하중 M은 일반적으로 사용가능하거나 쉽게 측정되지 않는다. 따라서 진단 관측자가 사용하기 위하여 하중을 제거하기 위해 방정식 (6) 및 (7)에서 조작하는 것이 필요하다. 일실시예에서, 진단 관측자는 단지 하중과 독립적인 방정식 (6)에서의 모델을 기초로 한다. 이같은 실시예에서는 진단 관측자에게 일부정보가 제공됨에 불구하고, 모터 마찰 및 상수 k2는 사용가능하지 않으며 보다 큰 %의 미지의 오류기록이 있을 수 있다. In the MCM algorithm, the load M is generally available or not easily measured. Therefore, it is necessary to operate in equations (6) and (7) to remove the load for use by diagnostic observers. In one embodiment, the diagnostic observer is only based on the model in equation (6) that is independent of the load. In this embodiment, although some information is provided to the diagnostic observer, motor friction and constant k2 are not available and there may be a larger% unknown error record.

따라서, 만일 이같은 정보가 필요하다면, 관찰자는 일정하중이라고 추측하여 하중항목을 제거하는 식(7)의 유도체를 택할 수 있다.Thus, if such information is needed, the observer may choose a derivative of equation (7) to assume that the load is constant and remove the load item.

이 분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 명확하겠지만, 식(6) 및 (7)을 매트릭스 형식으로 설명하고 양측을 적절한 매트릭스 조작자로 곱하든지하여, 다른 가능한 수학적수단이 하중항목을 제거하기 위해 이용가능하다.As will be apparent to those of ordinary skill in the art, other possible mathematical means are available to remove the load item by describing equations (6) and (7) in matrix form and multiplying both sides with the appropriate matrix operator. Do.

다시 도 1 및 2를 참조하면, 통상의 기계적 결함이 평형을 상실한 회전자 12, 불균일한 토크의 스크류 28 혹은 결함있는 베어링 18, 콜렉터 22 혹은 풀리 20으로부터 야기될 수 있다.Referring again to FIGS. 1 and 2, conventional mechanical defects may result from rotor 12 that is out of balance, screw 28 of uneven torque or defective bearing 18, collector 22, or pulley 20.

이들 기계적 결함은 일단 모터 10이 설치되고 하중 M으로 작동되면 진동 및 노이즈를 일으킨다.These mechanical defects cause vibration and noise once motor 10 is installed and operated under load M.

기계적 진동이 물리적 변위를 가져온다는 것을 인식하면, 베어링 홈에 의해 야기된 진동은 축 16에 주기적인 변위를 유발할 것이나, 전기 모터에서 구동축은 전기자 어셈블리에 의해 회전된다.Recognizing that mechanical vibrations result in physical displacements, the vibrations caused by the bearing grooves will cause periodic displacements on axis 16, but in the electric motor the drive shaft is rotated by the armature assembly.

기계적 하자는 회전자의 부정합을 야기할 것이고, 이는 다시 공기 갭을 비대칭적으로 되게 하여 식(6)에 포함된 인덕턴스, 저항 및 모터 일정파라메터를 변화시킨다.Mechanical defects will cause the rotor to mismatch, which in turn causes the air gap to be asymmetric, changing the inductance, resistance and motor constant parameters included in equation (6).

모터를 통과하는 전류는, 부분적으로, 전기자와 고정자(혹은 필드코일) 사이의 공기 갭의 자기장의 함수이다. 상기 구동축에 유발된 주기적인 변위는 그 공기 갭의 대칭 및 그 공기갭내의 자기장에 영향을 준다. 상기 공기 갭내의 자기장은 다시 모터를 통하는 전류에 영향을 미친다. 공기 갭내의 자기장에 미치는 영향은 주기적이며 그 주파수가 알려진 것이며 그래서 이는 전류에 미치는 영향이다.The current through the motor is partly a function of the magnetic field of the air gap between the armature and the stator (or field coil). The periodic displacement induced on the drive shaft affects the symmetry of the air gap and the magnetic field in the air gap. The magnetic field in the air gap again affects the current through the motor. The effect on the magnetic field in the air gap is periodic and its frequency is known and so it is the effect on the current.

따라서 인덕턴스 파라메터, L, 의 명목값 변경은 균형을 잃은 회전자 오류가 관련된다.Thus, the nominal value change of the inductance parameter, L, is associated with an unbalanced rotor error.

저항 파라메터 R에서의 관측된 변화는 콜렉터 오류를 나타내는 것으로 생각된다.The observed change in resistance parameter R is believed to indicate collector error.

베어링 오류는 인덕턴스 상수에 있어서의 변화가 발진거동을 나타낼 때 그리고/혹은 인덕턴스와 마찰상수 모두가 일렬로 변경될 때 판단된다.Bearing error is judged when the change in inductance constant indicates oscillation behavior and / or when both the inductance and friction constant change in line.

오류가 없는 그리고 오류 파라메터 및 오류없는 파라메터의 표준편차가 표1 및 2에 도시되어 있다.The standard deviations of error-free and error-free and error-free parameters are shown in Tables 1 and 2.

표1에서는, 주어진 전압 V와 하중 M에 대하여, 모델 44에 의해 예측된 전류와 속도 출력값이 선택된 오차 파라메터(3 표준편차)와 전류 및 속도측정의 예와 함께 도시되었다. In Table 1, for a given voltage V and load M, the current and velocity outputs predicted by model 44 are shown with the selected error parameters (3 standard deviations) and examples of current and velocity measurements.

주목되는 바와같이 전류측정값이 3 표준편차이상 예측된 값을 넘는다. 따라서 오류가 나타난 것이다.As noted, the current measurement exceeds the expected value by more than 3 standard deviations. Thus an error appeared.

오류 모터 10의 파라메터가 표 2 에서 검사된다.Error The parameters of motor 10 are checked in table 2.

주지하는 바와같이, 오류 모터 10의 인덕턴스 L은 모델 44에 의해 예측된 상응하는 인덕턴스 파라메터를 1 표준편차 이상 만큼 큰 반면 다른 파라메터들은 예측된 값보다 1 표준편차 미만이다. As noted, the inductance L of the error motor 10 is greater than the corresponding inductance parameter predicted by the model 44 by more than 1 standard deviation while the other parameters are less than 1 standard deviation than the predicted value.

상기한 바와같이, 이같은 종류의 오류는 시스템 30의 오류분류 요소 54에 의해 보고되는 불안정한 회전자 오류를 나타내는 것이다.As noted above, this kind of error is indicative of an unstable rotor error reported by error classification element 54 of system 30.

7A-7B의 흐름도는 일단 모델 44가 개발된후 시스템 30을 구현하는 단계를 요약한 것이다.The flowcharts in 7A-7B summarize the steps for implementing System 30 once Model 44 has been developed.

보다 상세히 설명하면, 선택된 간격으로 컴퓨터 42가 모델 44를 메모리내에 적재하고, (단계 62), 사용자를 위해 컴퓨터 42의 표시부에서 정보를 표시한다(단계 64).More specifically, computer 42 loads model 44 into memory at selected intervals (step 62), and displays information on the display of computer 42 for the user (step 64).

모터 10의 감시를 개시하라는 지시를 받으면, 미리 정해진 간격으로 혹은 연속적으로, 시스템 30은 센서 34∼38로부터 데이터를 얻기 시작한다(단계 66 및 68). 데이터 취득은 사용자가 결정할 수 있는 속도로 계속된다. 컴퓨터 42는 잔류값 r(k)을 계산하고 이 값은 그후 모델 44에 의해 개발된 예측 잔류값과 비교된다(단계 72). 만일 잔류값이 임계 범위내이면, 모터는 오류없이 작동할 것이고 이 정보는 컴퓨터 42의 디스플레이를 통해 사용자에게 표시된다(단계 74). 그러나 만일 오류가 나타나면 이정보는 단계 76에서 디스플레이상에 표시된다.Upon being instructed to initiate monitoring of motor 10, at predetermined intervals or continuously, system 30 begins to obtain data from sensors 34-38 (steps 66 and 68). Data acquisition continues at a rate that the user can determine. Computer 42 calculates the residual value r (k) and this value is then compared with the predicted residual value developed by model 44 (step 72). If the residual value is within the threshold range, the motor will run without error and this information is displayed to the user via the display of computer 42 (step 74). However, if an error appears, this information is shown on the display in step 76.

일단 오류가 검출되면, 시스템 30은 그 오류를 평가하여 사용자에게 진단정보를 제공한다. 본 발명의 예측성을 이용하여 금전적으로 예상치 못한 재해적 오류를 피할 수 있는 것이다. 도 7B에 도시된 바와같이, 모델 44의 진단관측자 부위는 단계 78에서 모터 10의 전류 i 및 속도 w 등의 물리적 파라메터를 평가하여 이들 파라메터를 모델 44의 상응하는 파라메터와 비교한다(표 2 참조). 그 비교를 기초로 시스템 30은 단계 82에 도시된 바와같이 모터 성능의 저하나 오류에 대한 기계적 근거를 분류하고 표시할 수 있다. 모델 44는 모터에 관한 정보를 개발한 필요성을 배재하는 것이다.Once an error is detected, system 30 evaluates the error and provides diagnostic information to the user. By using the predictability of the present invention, it is possible to avoid unexpected disasters financially. As shown in FIG. 7B, the diagnostic observer site of model 44 evaluates physical parameters such as current i and speed w of motor 10 in step 78 and compares these parameters with corresponding parameters of model 44 (see Table 2). . Based on the comparison, the system 30 may classify and indicate a mechanical basis for degradation or failure of motor performance as shown in step 82. Model 44 excludes the need to develop information about the motor.

컴퓨터 42에 의해 수행되는 알고리즘을 도 7A 및 7B에서는 모터 상태감시기(Motor Condition Monitor, MCM)이라고 부르고 있다. 모터 상태를 감시하는 기본 개념은 모터가 만족할 정도로 작동한다고 알려져 있을 때, 예를들어 모터가 아무런 하자 없이 작동하고 있다고 알려졌을 때 평가된 동일한 파라메터를 참조하여 파라메터 편차를 간헐적 혹은 연속적으로 관찰하는 것이다. 모터가 계속적으로 작동하는 동안 출력 편차를 얻고 그 편차는 그후 미리 정해진 임계값과 비교된다. 만일 편차가 그 임계값을 초과하면 오류라고 검출된다. 이 오류는 진단모델의 파라메터를 평가하고 그 파라메터를 이들 파라메터에 대한 적절한 임계값을 이용하여 다시 그 초기값과 비교함으로써 분류된다.The algorithm performed by the computer 42 is called Motor Condition Monitor (MCM) in FIGS. 7A and 7B. The basic concept of monitoring motor status is to observe parameter deviations intermittently or continuously, referring to the same parameters evaluated when the motor is known to operate satisfactorily, for example when the motor is known to be operating without defects. The output deviation is obtained while the motor is running continuously and the deviation is then compared with a predetermined threshold. If the deviation exceeds that threshold it is detected as an error. This error is classified by evaluating the parameters of the diagnostic model and comparing the parameters back to their initial values using the appropriate thresholds for these parameters.

전기 모터에 있어서는 MCM 시스템 및 방법을 기술함에 있어서 상기한 바와같이 하나의 모터로부터 얻는 파라메터를 이용하기 보다는 제조공정 편차의 범위를 포함하는 모델을 개발하는 것이 가능하다.For electric motors, it is possible to develop models that cover a range of manufacturing process variations, rather than using parameters from a single motor as described above in describing MCM systems and methods.

이 개념은 제조 공정동안 시험절차의 일부로서, 특히 모터를 출하하기 직전에 대부분의 제조업체에서 시행하는 품질 확인과정단계를 위해, 전기모터의 기계적 하자를 검출하고 진단하는 방법을 개발하는데 이용된다.This concept is used during the manufacturing process to develop methods for detecting and diagnosing mechanical faults in electric motors as part of the testing process, especially for the quality verification process performed by most manufacturers immediately before shipping the motor.

품질 확인 적용을 위해 본발명의 방법을 이용하여 모터 품질감시기(MQM, Motor Quality Monitor)라고 부르는 방법 및 알고리즘에 대하여 설명한다.A method and algorithm called Motor Quality Monitor (MQM) will be described using the method of the present invention for the application of quality assurance.

MQM 알고리즘의 기본 기능은 전기모터를 시험하고, 그 시험결과를 표시하고, 실험결과를 제어하고 (즉, 베이스모델 개발에 대하여는 후술된다) 그리고 그 측정되고 디지털화된 데이터를 기록보존을 위해 메모리내에 저장하는 것이다.The basic function of the MQM algorithm is to test the electric motor, display the test results, control the test results (ie, the base model development will be described later) and store the measured and digitized data in memory for record keeping. It is.

오류없는 모터를 식별하기 위한 신뢰성 있는 기술이나 측정법이 없기 때문에, 전형적인 오류가 없는 모터의 모델("베이스모델")을 얻는 방법이 첫 번째로 개발되었다.Since there is no reliable technique or measurement to identify fault-free motors, the first method of obtaining a model of a typical fault-free motor ("base model") was developed.

MQM 방법에 대한 보다 상세한 설명이 도 8A-8F에 도시되어 있다. MQM 방법은 (1) 베이스 모터모델의 개발 및 (2) 분수마력 전기모터의 진행 품질 보증시험의 2가지 기본기능을 포함하고 있다.A more detailed description of the MQM method is shown in FIGS. 8A-8F. The MQM method includes two basic functions: (1) development of a base motor model and (2) ongoing quality assurance testing of fractional horsepower electric motors.

사용자는 컴퓨터 42의 표시장치에 나타난 메뉴로부터 어느 기능을 선택할 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 사용자가 다음 3가지 선택사항중 어느 하나를 선택하기 전에 예를들어 임계값 한계와 시험될 모터의 수와같은 "사용자정의(user difined)" 파라메터가 입력된다.The user can select any function from a menu displayed on the display of the computer 42. In a preferred embodiment, a "user difined" parameter is entered, such as, for example, the threshold limit and the number of motors to be tested before the user selects one of the following three options.

①베이스 모터 모델개발(Base Motor Model Development)① Base Motor Model Development

②베이스 모터 모델 선택(Select a Base Motor Model), 혹은② Select a Base Motor Model, or

③품질 보증시험(Quality Assurance Test)③ Quality Assurance Test

만일 베이스 모터가 사용할 수 없으며, 단계 90, "베이스모터 모델개발" 옵션(단계 92)이 먼저 선택될 필요가 있으며, 여기서 사용자는 디폴트 셋팅과 다르면 표3에 나타낸 정보 공급을 요청받게 된다. 단계 94.If the base motor is not available and the step 90, "Base motor model development" option (step 92) needs to be selected first, where the user is asked to supply the information shown in Table 3 if it differs from the default setting. Step 94.

"베이스모터 모델개발" 옵션의 선택은 MQM이 처음 설치될때에는 의무적이다. 사용자는 다른 종류의 전기모터나 심지어 동일 종류의 전기모터라도 다른 공차의 멀티플라이어를 갖는 전기모터에 대하여 베이스 모터를 개발하는 옵션을 갖는다. 모터의 모델, 그 파라메터 및 그들의 표준편차는 얻어진후 지정된 데이터 파일내에 저장된다.The choice of the "base motor model development" option is mandatory when the MQM is first installed. The user has the option of developing a base motor for electric motors of different tolerances or even electric motors of the same kind with multipliers of different tolerances. The model of the motor, its parameters and their standard deviations are obtained and stored in the specified data file.

베이스 모터 모델은 대부분 오류없는 모터를 포함하는 것으로 알려진 모터군으로 부터 개발된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 전기모터군으로부터 얻은 데이터는 베이스모터 모델을 개발하기 위해 이용된다. 이분야에서 숙련된자에게 잘 알려진 바와같이, 이같은 모터군은 오류없는 모터 뿐만아니라 제조 및 시험과정에서 야기된 원래의 비효율성에 기인한 몇몇 오류모터도 포함할 수 있다.Base motor models are mostly developed from a family of motors known to contain error-free motors. In a preferred embodiment of the present invention, the data obtained from the electric motor group is used to develop a base motor model. As is well known to those skilled in the art, this group of motors may include error-free motors, as well as several faulty motors due to the inefficiencies inherent in manufacturing and testing.

EMT 소프트 웨어 프로그램을 이용하여 선택된 모터 종류의 실험적 모델이 개발되며, 이는 선택된 모터 종류의 특성을 나타낸다 (단계 98∼100).An experimental model of the selected motor type is developed using the EMT software program, which represents the characteristics of the selected motor type (steps 98-100).

단계 102에서는 명백한 모델링 및 임계노즐에 대하여 모델을 평가한다 (단계 102∼104). 그룹으로부터 개발된 베이스 모터 모델을 이용하여, 각 그룹내의 각각의 모터는 그후 SEE의 계획된 표준편차로부터 얻는 공차값을 이용한 실험 베이스 모터 모델을 대상으로 시험된다 (단계 106).In step 102, the model is evaluated for apparent modeling and critical nozzles (steps 102-104). Using a base motor model developed from the group, each motor in each group is then tested against an experimental base motor model using tolerance values obtained from the planned standard deviation of the SEE (step 106).

그 모터군내의 어느 하나의 모터의 출력이 각 공차값이상 만큼 실험 모델의 출력과 편차가 생기면, 그 모터는 그 모터군으로부터 제거되고 그 데이터 파일은 잘못된 데이터를 제거하도록 손질된다 (단계 108∼112).If the output of any of the motors in the motor group deviates from the output of the experimental model by more than each tolerance value, the motor is removed from the motor group and the data file is trimmed to remove erroneous data (steps 108-112). ).

나아가, 그후 모터군에 남아 있는 모터에 대한 시험 데이터를 이용하여 베이스 모터 모델의 정제(refinement)가 행해진다.Furthermore, refinement of the base motor model is then performed using the test data for the motors remaining in the motor group.

실험적 모델에 의해 설정된 공차값을 벗어난 모든 모터를 제거한후, 그 모터군이, 출력이 실험모델에 대하여 선택된 공차 인자내에 있는 모터만을 포함할 때까지 다시 그 모터군의 모델링에서, 평균 및 표준 편차를 평가하여 다시 실험모델을 정제하는(refine) 것이 가능하다 (단계 114).After removing all motors that deviate from the tolerance values set by the experimental model, in the modeling of that motor group again, the mean and standard deviations are returned until the motor group includes only those motors whose output is within the tolerance factor selected for the experimental model. It is possible to evaluate and refine the experimental model again (step 114).

이 반복과정을 되풀이한 후, 실험 모델은 동일 사양으로 제조된 하자없는 모터의 특성을 나타낼 것이다. 이 실험모델은 다음의 참고를 위하여 컴퓨터 42의 메모리에 저장된 데이터 베이스에 베이스 모터 모델로서 저장된다 (단계 116).After repeating this iteration, the experimental model will show the characteristics of a faultless motor manufactured to the same specification. This experimental model is stored as a base motor model in a database stored in the memory of computer 42 for the following reference (step 116).

베이스 모터 모델이 이미 존재한다면, 베이스 모터모델을 컴퓨터 42의 능동 메모리에 단지 재적재(reloading)하여 상기 절차를 줄일 수 있으며, 사용자는 "베이스모터 모델선택"을 옵션을 선택한 후 "품질보증시험" 수행을 시작한다.If the base motor model already exists, the procedure can be reduced by simply reloading the base motor model into the active memory of the computer 42. The user selects the option "Select base motor model" and then selects "Quality Assurance Test". Start execution.

예를들어, 상기 베이스 모터 모델은 유니버셜, 셰이드 폴 인덕션(shaded pole induction) 모터, 동기 모터 혹은 기타 소형 전기모터에 상응할 수 있다.For example, the base motor model may correspond to a universal, shaded pole induction motor, synchronous motor or other small electric motor.

다시 도 8A를 참조하면, 만일 "베이스 모터 모델 선택" 옵션이 선택되거나 혹은 "품질보증시험" 옵션이 선택되면, 시험중인 모터에 대한 적절한 베이스 모터 모델이 컴퓨터 메모리내에 적재되고, 디폴트 모터 종류에 대한 시험이 시작된다 (단계 120).Referring again to FIG. 8A, if the "Select Base Motor Model" option is selected or the "Quality Assurance Test" option is selected, the appropriate base motor model for the motor under test is loaded into the computer memory, The test begins (step 120).

이때 사용자는 오류 검출 및 분류를 위해 공차 멀티플라이어에 대한 조정을 할 수 있다 (단계 122 와 124).The user can then make adjustments to the tolerance multiplier for error detection and classification (steps 122 and 124).

그리고 나서 MQM 알고리즘은 적절한 오류 검출 및 오류분류 임계값을 산출한다(단계 126∼128).The MQM algorithm then calculates the appropriate error detection and error classification thresholds (steps 126-128).

도 8B는 MQM 알고리즘의 측정부를 나타내며, 여기서는 모터 출력의 측정값을, 품질보증목적으로 제조과정동안의 전기모터 시험도중 선택된 임계값을 이용하여 베이스 모터 모델로부터 얻은 출력과 비교한다.Fig. 8B shows the measurement part of the MQM algorithm, where the measured value of the motor output is compared with the output obtained from the base motor model using the threshold selected during the electric motor test during the manufacturing process for quality assurance purposes.

상기 임계값은 공차 멀티 플라이어에 의해 실험 베이스모터를 개발하는데 사용되는 공차값을 곱함으로써 결정된다.The threshold is determined by multiplying the tolerance value used to develop the experimental base motor by tolerance multipliers.

MQM 알고리즘은 정상적인 제조편차로 인해 모터의 허용가능한 출력편차를 고려하는 품질보증엔지니어에 의해 멀티플라이어를 결정할 수 있게 한다.The MQM algorithm allows a multiplier to be determined by a quality assurance engineer who takes into account the allowable output deviation of the motor due to normal manufacturing deviations.

만일 편차가 미리 설정된 임계값을 넘게되면, 실험되는 모터는 오류를 갖는 것으로 정의된다.If the deviation exceeds a preset threshold, the motor tested is defined as having an error.

상세히 설명하면, 일단 베이스 모터 모델이 선정되면 사용자는 하기 표 4에 요약한 바와같이 단계 130∼134에서 "품질보증시험"을 수행하기 위해 필요한 파라메터를 입력한다.In detail, once the base motor model is selected, the user inputs the parameters necessary to perform the "quality assurance test" in steps 130 to 134 as summarized in Table 4 below.

"품질보정시험"이 수행되면, 알고리즘은 선택된 모터 종류와 적절한 공차 멀티플라이어에 따라 오류검출 및 분류한계를 산출한다. 상기 알고리즘은 시험중인 모터로부터 실시간 전압, 속도 및 전류신호를 얻기 위해 데이터 취득을 개시한다 (단계 134).When the "quality calibration test" is performed, the algorithm calculates the error detection and classification limits according to the selected motor type and the appropriate tolerance multiplier. The algorithm initiates data acquisition to obtain real time voltage, speed and current signals from the motor under test (step 134).

이들 신호들은 앞서 입력된 스캔속도와 스캔 시간값을 이용하여 계수화된다 (단계 130∼132). 상기 계수화된 신호는 메모리에 저장되고 (단계 136), 버터워스(butterworth) 소프트웨어 필터나 상업적으로 구입가능한 필터를 이용하여 노이즈를 제거하도록 예비처리된다 (단계 140).These signals are counted using the scan speed and scan time values previously input (steps 130 to 132). The digitized signal is stored in memory (step 136) and preprocessed to remove noise using a Butterworth software filter or a commercially available filter (step 140).

실시간 전압, 속도 및 전류신호는 현재 상태하에서 모터의 모델링상태를 결정하기 위해 베이스 모델 모터가 이용한다 (단계 142와 144). 단계 146에서 나타낸 바와같이, 베이스 모델 모터 추정 잔류값과 시험중인 모터의 실제 잔류값을 계산하여 단계(148)에서 이를 비교한다. 계산된 잔류값의 편차를 그후 오류 검출 임계값과 비교한다. 만일 시험되는 모터의 출력 편차가, 공차 한계내에 있다면 그 모터는 하자 없는 모터로서 인식되고 메시지로 표시된다 (단계 150).Real-time voltage, speed and current signals are used by the base model motor to determine the modeling state of the motor under its current state (steps 142 and 144). As shown in step 146, the base model motor estimated residual value and the actual residual value of the motor under test are calculated and compared in step 148. The deviation of the calculated residual value is then compared with the error detection threshold. If the output deviation of the motor being tested is within tolerance limits, the motor is recognized as a fault-free motor and displayed in a message (step 150).

모터가 오류인 것으로 검출되면, 메시지가 표시되고 (단계 152) 그리고 단계 154에서 나타낸 바와같이 상기한 바와 비슷한 방법으로 진단 모델을 이용하여 오류 분류가 달성된다. 요약해서, 전기 모터를 설명하는 이론적으로 유도된 방정식 (6) 및 (7)이 진단모델로 이용되는 것이다.If the motor is detected to be an error, a message is displayed (step 152) and error classification is achieved using the diagnostic model in a manner similar to that described above as shown in step 154. In summary, theoretically derived equations (6) and (7) describing an electric motor are used as diagnostic models.

진단 모델의 물리적 파라메터는 상기 언급된 모터군으로부터 얻은 데이터로부터 실험적으로 결정된다. 진단 모델의 물리적 파라메터와 이에 관련된 표준편차들은 컴퓨터 42의 메모리내에 저장된다. 모터 하자가 검출됨에 따라, 그 하자 있는 모터의 물리적 파라메터가 MQM 알고리즘에 의해 평가되고 베이스 모터 모델의 상응하는 파라메터와 비교된다(단계 156∼162). 이 비교결과는 모터 오류를 분류하고 진단정보를 표시하기 위해 사용된다.The physical parameters of the diagnostic model are determined experimentally from the data obtained from the motor groups mentioned above. The physical parameters of the diagnostic model and their associated standard deviations are stored in the computer 42's memory. As motor faults are detected, the physical parameters of the faulty motor are evaluated by the MQM algorithm and compared with the corresponding parameters of the base motor model (steps 156-162). This comparison is used to classify motor faults and display diagnostic information.

만일 잔류값의 편차가 임계값보다 높으면, 모터상태는 "오류발견(FAULT FOUND)"로 분류되거나 이와 비슷한 문구가 컴퓨터 42의 디스플레이에 표시된다. 일단 인식되면, 하자있는 모터의 물리적 파라메터가 평가된다. 이들 파라메터는 하자분류 임계값을 이용하여 베이스 모터 모델의 물리적 파라메터와 비교된다(표4 참조).If the deviation of the residual value is higher than the threshold, the motor status is classified as "FAULT FOUND" or a similar phrase is displayed on the display of computer 42. Once recognized, the physical parameters of the faulty motor are evaluated. These parameters are compared with the physical parameters of the base motor model using the classification thresholds (see Table 4).

유니버셜 전기 모터에 대하여는, 물리적 파라메터가 식(5) 및 (6)에 나타난 바와같이 인덕턴스, 저항 및 마찰계수; 그리고 모터상수이다.For universal electric motors, the physical parameters are expressed in inductance, resistance and friction coefficient as shown in equations (5) and (6); And the motor constant.

하자있는 모터로부터 얻은 파라메터 각각은 상기 언급된 하자 분류 임계값과 비교된다. 단계 164∼170에서는 오류를 분류하기 위한 한가지 가능한 판정트리(decision tree)의 대표적 예를 도시하고 있다.Each of the parameters obtained from the faulty motor is compared with the fault classification threshold mentioned above. Steps 164-170 illustrate representative examples of one possible decision tree for classifying errors.

예를들어, 오류가 있는 모터의 인덕턴스 파라메터가 인덕턴스에 대한 오류 분류 임계값보다 크다면 판정은 "발란스 체크 하시오(CHECK BALANCE)"로 표시된다.For example, if the inductance parameter of a faulty motor is greater than the error classification threshold for inductance, the decision is marked as "CHECK BALANCE."

오류모터의 저항 파라메터가 저항에 대한 오류분류 임계값을 초과하면, 판정은 "콜렉터 체크하시오(CHECK COLLECTOR)"로 표시된다.If the resistance parameter of the faulty motor exceeds the fault classification threshold for the resistance, the decision is marked as "CHECK COLLECTOR".

만일 오류모터의 마찰 및 인덕턴스 파라메터가 오류분류 임계값을 넘는다면, 판정은 "베어링을 체크하시오(CHECK BEARING)"로서 표시된다.If the frictional and inductance parameters of the faulty motor exceed the fault classification threshold, the determination is marked as "CHECK BEARING."

만일 하나 이상의 임계값을 동시에 초과하면, 모든 결과판정이 표시된다.If more than one threshold is exceeded at the same time, all results are displayed.

만일 모든 파라메터의 크기가 이에 해당하는 임계값보다 적다면 판정은 "분류되지 않음(UNCLASSIFIED)"라고 디스플레이상에 표시된다. 이는 모터의 출력상에 미치는 각 파라메터의 변화의 축적효과에 기인하여 일어날 수 있다.If all parameters are less than the corresponding threshold, the decision is shown on the display as "UNCLASSIFIED." This may occur due to the cumulative effect of the change of each parameter on the motor output.

이같은 상황에서, 모델은 다중(multiple)이나 모델출력으로 하여금 임계값을 초과하게 하도록 축적될 수 있는 작은 오류를 가질수 있다.In such situations, the model may have small errors that can accumulate multiple or cause the model output to exceed the threshold.

그러나 상기 임계값은 사용자가 선택한 것이므로 각 파라메터에 대하여 공차값을 강화시키는 것이 가능하여 이같은 한계오류를 검출할수가 있는 것이다.However, since the threshold value is selected by the user, it is possible to enhance the tolerance value for each parameter so that such a limit error can be detected.

상기 MQM 방법은 전기모터 수리점에서 오류진단 및 예방보수를 위해 사용하기에 특히 적합하다. 이같은 적용에 있어서는, 크기와 제조업체를 달리하는 여러 가지 전기 모터에 대한 베이스 모터모델을 컴퓨터 42에 저장한다. 그리하여 하자 있는 모터가 접속되면 수리공이 시험되는 모터의 베이스 모터 모델을 선정하고 오류 검출 및 진단을 수행한다. The MQM method is particularly suitable for use for fault diagnosis and preventive maintenance in electric motor repair shops. In this application, base motor models for various electric motors of different sizes and manufacturers are stored on computer 42. Thus, when a faulty motor is connected, the repairman selects the base motor model of the motor being tested and performs error detection and diagnosis.

상기 방법 및 장치는 또한 상태 감시 및 예방보수를 위해 사용될수도 있다. 본 실시예에서는, 제3실시예, 상기 MQM 알고리즘이 간헐적이거나 연속 조건 감시적용을 위해 MCM 알고리즘 대신 사용된다.The method and apparatus may also be used for condition monitoring and preventive maintenance. In this embodiment, the third embodiment, the MQM algorithm is used instead of the MCM algorithm for intermittent or continuous condition monitoring application.

본 발명의 다른 실시예에서는, MQM과 MCM 알고리즘을 전압, 속도 및 전류를 측정하기 위한 데이터 취득능력을 이미 갖고 있는 현존하는 품질보증 혹은 상태 감시시스템과 함께 사용된다.In another embodiment of the present invention, the MQM and MCM algorithms are used in conjunction with existing quality assurance or condition monitoring systems that already have data acquisition capabilities for measuring voltage, speed and current.

결론적으로, 상기 MCM 알고리즘과 MQM 알고리즘은 아주 비슷하거나 이들 각각은 2가지 측면에서 서로 다른 것이다.In conclusion, the MCM algorithm and the MQM algorithm are very similar or each of them is different in two respects.

첫째, MCM 알고리즘에 있어서는 시스템이 베이스 모터 모델을 개발하지 않는다. 이는 시스템이 오직 하나의 모터를 감시하는 것과 관련되어 있는 상태 감시의 성질에 기인한다. 이같은 이유로 인해, MCM 방법은 모니터되는 모터의 관습화된 모델을 이익적으로 이용한다. 상기 관습화된 모델은 오류가 없는 상태하에서 모터가 가동하고 있다는 것이 알려질 때 개발된다. First, in the MCM algorithm, the system does not develop a base motor model. This is due to the nature of condition monitoring, which involves the system monitoring only one motor. For this reason, the MCM method benefits from the customary model of the motor being monitored. The customary model is developed when it is known that the motor is running without error.

반면, MQM은 큰 개체군과 관련된 변수를 포함하는 베이스 모델을 개발한다. 따라서 한계적으로 작동하는 모니터가 MQM 모델에 설정된 시험임계값을 통과하는 것은 가능하나 MCM 모델은 개별적인 모터에 대하여 효과가 있기 때문에 계속되는 열화가 MCM에 의해 검출되지 않을수는 없다. MQM, on the other hand, develops a base model that includes variables related to large populations. Thus it is possible for a marginally operating monitor to pass the test threshold set in the MQM model, but since the MCM model is effective for individual motors, subsequent degradation cannot be detected by the MCM.

둘째, MCM은 작동요구사항에 의해 불가결하게 제약된다. 예를들어, 모터에 인가된 입력신호는 그 인가에 의해 부과된 요구사항에 의존한다. 모델 44에 인가된 입력은 MQM 시험동안 인가될수 있는 바와같이 입력신호가 "풍부(rich)" 할수 없다는 것이 해결될 것이다. 나아가 MCM 시험하에서는, 모터에 인가된 실제 하중이 알려지지 않고 센서 34∼38로부터 측정값이 얻어지는 기간 동안 변할 수 있다. 이들 여건하에서, 하중에 의해 영향을 받지 않는 모델부분만이 모델화된다.Secondly, MCM is inevitably constrained by operational requirements. For example, the input signal applied to the motor depends on the requirements imposed by that application. It will be solved that the input applied to model 44 cannot be "rich" as the input signal can be applied during the MQM test. Furthermore, under the MCM test, the actual load applied to the motor is unknown and can vary during the time periods in which measurements are obtained from sensors 34-38. Under these conditions, only model parts that are not affected by the load are modeled.

예로서, 진단관측자를 이용하여 결과를 얻기 위해 측정된 전압과 속도입력신호를 이용하여 식(6)을 이용하여 전류신호를 모델링 할수 있을 것이다. 대체 실시예에서, 일정 하중의 경우 식(7)의 유도체를 취하는 것과 같은 기술을 이용하여 알려지지 않는 하중 항목을 배제 할 수 있다. 이 같은 실시예에서는 식(6)과 식(7)의 유도식을 합하여 진단 관측자에 의해 얻어진 결과를 증진시킬수 있다.For example, the current signal may be modeled using Equation (6) using the measured voltage and velocity input signals to obtain a result using the diagnostic observer. In alternative embodiments, unknown load items can be excluded using techniques such as taking the derivative of equation (7) for constant load. In such an embodiment, the derivation of equations (6) and (7) may be combined to enhance the results obtained by the diagnostic observer.

예시적인 실시예로 설명하였으나 이는 단지 본 발명을 예시하는 것으로서 결코 본 발명의 범위를 제약하는 것은 아니다. 나아가 이 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 상기한 바에 따라 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 그 변형이 가능할 것이다.Although described by way of example embodiments, these are merely illustrative of the present invention and by no means limit the scope of the present invention. Furthermore, those skilled in the art will appreciate that modifications may be made without departing from the scope of the present invention as set forth above.

Claims (28)

미지의 하중과 함께 작동하는 모터의 작동 상태를 감시하는 오류 검출시스템에 있어서, In the error detection system for monitoring the operating state of the motor operating with an unknown load, 상기 시스템은,The system, 선택된 작동 파라메터를 측정하기 위해 상기 모터에 연결된 센서; 및A sensor coupled to the motor for measuring a selected operating parameter; And 상기 센서에 연결되어,Connected to the sensor, 상기 모터가 오류없는 상태에서 작동하고 있을 때 이상적인 잔류값 0를 판정하고, 0이 아닌 임계 공차수준을 선택하며, 상기 이상적인 잔류값은 불변값으로 곱한 상기 선택된 작동 파라메터를 곱하고 그 곱셈결과를 합해 유도되며, 그리고 조작동안 상기 모터의 복수의 잔류값을 판정하는, 컴퓨터 수단 ;Determining an ideal residual value of 0 when the motor is operating in error free, selecting a non-zero threshold tolerance level, the ideal residual value is multiplied by the selected operating parameter multiplied by an invariant value and summed up the multiplication result Computer means for determining a plurality of residual values of the motor during operation; 을 포함하여 구성되며,It is configured to include, 상기 컴퓨터 수단은 상기 복수의 잔류값 각각과 상기 이상적 잔류값을 메모리내에서 비교하고, 상기 복수의 잔류값이 임계 공차보다 적은 경우 오류없는 상태에서 모터가 작동하고 혹은 상기 복수의 잔류값중 최소하나가 임계공차를 초과하는 경우 모터가 오류를 지닌체 작동하고 있다는 것을 나타내는 메시지를 디스플레이에 표시하는, 메모리 및 디스플레이를 포함함,The computer means compares each of the plurality of residual values with the ideal residual value in a memory, and if the plurality of residual values is less than a threshold tolerance, the motor operates without error or at least one of the plurality of residual values. Includes a memory and a display, where the display indicates a message indicating that the motor is operating in error if the threshold tolerance is exceeded. 을 특징으로 하는 모터 오류 검출시스템.Motor error detection system, characterized in that. 제 1항에 있어서, 상기 작동 파라메터는, 인가된 전압, 모터의 출력전류와 속도를 포함하며, 상기 작동 파라메터는 아나로그 센서로 측정됨을 특징으로 하는 시스템.The system of claim 1, wherein the operating parameter includes an applied voltage, an output current and a speed of the motor, and the operating parameter is measured by an analog sensor. 제 1항에 있어서, 상기 작동 파라메터는 아나로그 센서로 측정됨을 특징으로 하는 시스템The system of claim 1, wherein the operating parameter is measured with an analog sensor. 제 3항에 있어서, 상기 시스템은 나아가 상기 센서를 상기 컴퓨터 수단에 연결하고 상기 아나로그 신호를 상기 아나로그 신호의 디지털 표시로 변환시키는 데이터 취득수단을 포함함을 특징으로 하는 시스템4. The system of claim 3, wherein the system further comprises data acquiring means for coupling the sensor to the computer means and converting the analog signal into a digital representation of the analog signal. 제 2항에 있어서, 상기 모터는 전기 모터임을 특징으로 하는 시스템3. The system of claim 2, wherein the motor is an electric motor. 제 2항에 있어서, 상기 모터는 분수마력 모터(fractional horsepower motor) 임을 특징으로 하는 시스템3. The system of claim 2, wherein the motor is a fractional horsepower motor. 모터가 실제 작동중지하기 전에 모터의 결함을 일으키는 기계적 결함을 검출하기 위해 전기 모터의 작동을 감시하는 방법에 있어서, 상기 방법은,A method of monitoring the operation of an electric motor to detect mechanical faults that cause a motor fault before the motor actually shuts down, the method comprising: 복수의 센서에 의해 상기 모터에 연결된 컴퓨터에 상기 모터의 모델을 개발하는 단계;Developing a model of the motor in a computer connected to the motor by a plurality of sensors; 상기 센서로서 상기 모터의 복수의 작동 신호를 측정하는 단계;Measuring a plurality of actuation signals of the motor as the sensor; 선형 이산계-시간 상태 방정식(linear discrete-time state equation)을 풀기 위해 상기 측정된 복수의 작동신호를 적용하는 단계;Applying the measured plurality of actuation signals to solve a linear discrete-time state equation; 상기 상태 방정식의 해(solution)와 잔류값을 계산하여 상기 모델에 의해 제시된 해를 비교하는 단계;Comparing a solution presented by the model by calculating a solution and a residual value of the state equation; 상기 비교결과에 따라 상기 모터가 오류없이 작동하고 있는지 여부를 판단하는 단계;Determining whether the motor is operating without error according to the comparison result; 상기 모터가 결함을 갖고 작동하고 있는 경우 기계적 결함에 변화를 관련지우고 예기치 않은 모터 정지를 막기 위해 상기 결함의 존재를 알리는 단계; 및Informing the presence of the fault to associate changes to mechanical faults and prevent unexpected motor stops when the motor is operating with faults; And 상기 모터의 작동동안 미리 정해진 간격으로, At predetermined intervals during operation of the motor, 모델을 개발하는 단계를 제외한 상기 단계들을 반복하는 단계;Repeating the above steps except developing the model; 를 포함하여 구성되는 감시방법.Monitoring method comprising a. 제 7항에 있어서, 상기 복수의 작동신호 측정단계는 미리 정해진 간격동안 상기 모터의 전류 출력, 모터에 인가된 전압 및 모터의 속도를 측정함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 7, wherein the measuring of the plurality of operation signals measures a current output of the motor, a voltage applied to the motor, and a speed of the motor for a predetermined interval. 제 7항에 있어서, 상기 모터는 분수마력 전기 모터임을 특징으로 하는 방법8. The method of claim 7, wherein the motor is a fractional horsepower electric motor. 제 8항에 있어서, 상기 모터의 모델 개발단계는 상기 모터의 인덕턴스와 저항(레지스탄스)에 대한 모터 불변값을 얻고 하기 방정식에 따라 상기 불변값과 측정된 신호를 결합시킴을 포함함을 특징으로 하는 방법.9. The method of claim 8, wherein the step of developing a model of the motor includes obtaining a motor invariance of inductance and resistance (resistance) of the motor and combining the invariant and the measured signal according to the following equation. How to. L di/dt + Ri = V + k1 wi L di / dt + Ri = V + k1 wi 상기 식에서 k1은 모터상수이다.K1 is the motor constant. 제 8항에 있어서, 상기 모터의 기계적 결함의 존재를 관련짓고 알려주는 단계는 나아가,9. The method of claim 8, wherein the step of associating and informing the presence of a mechanical defect in the motor further comprises: 상기 L di/dt 작동 파라메터의 변화에 응답하여 불균형된 회전자를 가르키는 단계;Pointing to an unbalanced rotor in response to a change in the L di / dt operating parameter; 상기 Ri 파라메터의 변화에 응답하여 콜렉터 오류를 가르키는 단계;Indicating a collector error in response to a change in the Ri parameter; 상기 L di/dt의 발진 변화에 응답하여 베어링 결함을 가르키는 단계; 및Indicating a bearing defect in response to the oscillation change of L di / dt; And 상기 L di/dt와 상기 fw 파라메터 모두의 변화에 응답하여 베어링 결함을 가르키는 단계;Indicating a bearing defect in response to a change in both the L di / dt and the fw parameters; 를 포함함을 특징으로 하는 방법.Method comprising a. 제 8항에 있어서, 상기 간격은 바람직하게는 400밀리초(milliseconds)∼1000밀리초 범위임을 특징으로 하는 방법9. The method of claim 8, wherein the interval is preferably in the range of 400 milliseconds to 1000 milliseconds. 제 12항에 있어서, 상기 작동 파라메터는 500Hz∼24kHz 범위의 샘플링 주파수로 샘플링됨을 특징으로 하는 방법13. The method of claim 12, wherein the operating parameter is sampled at a sampling frequency in the range of 500 Hz to 24 kHz. 전기모터가 오류가 없이 작동하고 있을 때 그 전기 모터의 전압, 전류 및 속도를 복수의 센서로 측정하는 단계,Measuring the voltage, current and speed of the electric motor with a plurality of sensors when the electric motor is operating without error, 상기 측정된 전기모터의 전압, 전류 및 속도를 일정 불변수로 곱하는 단계,Multiplying the measured voltage, current and speed of the electric motor by a constant variable, 다음 이산상태 공간 방정식의 결과를 계산하고 보지하는 단계;Calculating and holding the result of the discrete state space equation; x(k+1) = Ax(k) + Bu(k)x (k + 1) = Ax (k) + Bu (k) y(k) = C x(k)y (k) = C x (k) 상기 측정과 곱하는 단계를 반복하는 단계;Repeating multiplying the measurement; 이산 상태공간 방정식Discrete State-Space Equation xf(k+1) = Af xf(k) + Bf uf(k)xf (k + 1) = Af xf (k) + Bf uf (k) yf(k) = Cf x(k) yf (k) = Cf x (k) 의 결과를 계산하는 단계;Calculating a result of; y(k)와 yf(k) 사이의 차이를 비교하는 단계; 및comparing the difference between y (k) and yf (k); And 상기 차이값이 선택된 임계값을 넘을때까지 상기 반복, 계산 및 비교순수를 반복시행하는 단계;Repeating the iteration, calculation and comparison pure until the difference exceeds a selected threshold; 를 포함하는 전기모터의 결함 감시 및 검출방법.Defect monitoring and detection method of the electric motor comprising a. 제 14항에 있어서, 나아가 상기 단계의 수순이 상기 선택된 임계값을 초과하는 차이값을 산출하면,15. The method of claim 14, further comprising the step of calculating a difference value that exceeds the selected threshold: 인덕턴스, 모터저항, 모터 관성 및 모터 상수에 대한 파라메터 임계값을 선택하는 단계; 및Selecting parameter thresholds for inductance, motor resistance, motor inertia and motor constants; And 각각의 적 L di/dt, Ri, J dw/dt, fw, k1wi 및 i2 k2를 대응되는 상기 선택된 임계값과 비교하는 단계;Comparing each enemy L di / dt, Ri, J dw / dt, fw, k1wi and i2 k2 with the corresponding selected threshold; 를 포함함을 특징으로 하는 방법Method comprising the 제 15항에 있어서, 나아가 상기 비교단계의 결과를 표시하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법16. The method of claim 15, further comprising displaying a result of said comparing step. 모터군의 제조품질을 검사하고 전기 모터의 오류를 일으킬수 있는 기계적 결함을 검출하는 방법에 있어서,In the method of inspecting the manufacturing quality of the motor group and detecting mechanical defects that may cause the error of the electric motor, 상기 방법은,The method, 오류없이 작동하는 모터와 한가지 이상의 알려지지 않은 오류를 갖고 작동하는 모터를 포함하여 구성되는 모터군을 선택하는 단계;Selecting a motor group comprising a motor operating without error and a motor operating with one or more unknown errors; 상기 모터의 복수의 작동신호를 측정하여 그 작동신호를 다음 이산상태 공간 방정식을 풀기 위해 적용하는 단계;Measuring a plurality of actuation signals of the motor and applying the actuation signals to solve the next discrete state space equation; x(k+1) = Ax(k) + Bu(k)x (k + 1) = Ax (k) + Bu (k) y(k) = C x(k)y (k) = C x (k) 컴퓨터 수단에, 상기 모터군 모델의 평균에 대한 2가지 표준편차를 기초로한 임계 공차를 갖는 실험모델을 개발하는 단계;Developing, on computer means, an experimental model having a critical tolerance based on two standard deviations of the mean of the motor group model; 상기 복수의 작동신호를 재측정하여 상기 모터군으로부터 각 모터를 시험하고 상기 시험중인 모터의 방정식이 임계값을 초과하면 상기 모터를 모터군으로부터 제거하는 단계;Re-measuring the plurality of operating signals to test each motor from the motor group and removing the motor from the motor group if the equation of the motor under test exceeds a threshold; 상기 모터군내의 모든 모터가 임계값내에 들때까지 상기 측정, 개발 및 시험단계를 반복하는 단계;Repeating the measuring, developing, and testing steps until all motors in the motor group are within a threshold; 상기 모터군내에 남아있는 모터를 기초로 상기 모터들이 실험 모델을 정제하는(refine) 단계; 및The motors refine an experimental model based on the motors remaining in the motor group; And 상기 컴퓨터 수단에 상기 실험모델을 저장하는 단계Storing the experimental model in the computer means. 를 포함함을 특징으로 하는 방법.Method comprising a. 제 17항에 있어서, 상기 시험단계는, 나아가 복수의 센서로 전기모터의 전압, 전류 및 속도를 측정하는 단계;18. The method of claim 17, wherein the testing step further comprises: measuring voltage, current, and speed of the electric motor with a plurality of sensors; 상기 측정된 전기모터의 전압, 전류 및 속도를 선택된 불변값으로 곱하는 단계; 및Multiplying the measured voltage, current and speed of the electric motor by a selected constant value; And 이산상태 공간 방정식Discrete Space Equation xf(k+1)= Af xf(k) +Bf uf(k)xf (k + 1) = Af xf (k) + Bf uf (k) yf(k) = Cf x(k)yf (k) = Cf x (k) 의 결과를 계산하고 y(k)와 yf(k) 사이의 차이를 비교하는 단계;Calculating a result of and comparing the difference between y (k) and yf (k); 를 포함함을 특징으로 하는 방법.Method comprising a. 제 17항에 있어서, 상기 모터군과 다른 복수의 모터가 상기 실험모델에 대하여 시험되는 경우, 나아가, 상기 복수의 모터 각각에 대하여 상기 전압, 전류 및 속도를 측정하는 단계;18. The method of claim 17, further comprising the steps of: measuring the voltage, current, and speed for each of the plurality of motors when the plurality of motors different from the motor group are tested against the experimental model; 상기 이산상태 공간 방정식을 풀기 위하여 상기 측정된 복수의 작동 신호를 적용하는 단계;Applying the measured plurality of actuation signals to solve the discrete state space equation; 잔류값을 비교함으로써 상기 실험모델에 의해 제시된 해(solution)와 상기 상태 방정식의 해를 비교하는 단계; 및Comparing the solution proposed by the experimental model with the solution of the state equation by comparing the residual value; And 상기 비교단계를 기초로 상기 모터가 검출된 오류없이 작동하고 있는지를 판단하는 단계;Determining whether the motor is operating without a detected error based on the comparing step; 를 포함함을 특징으로 하는 방법.Method comprising a. 제19항에 있어서, 나아가The method of claim 19 further comprising 상기 모터가 검출된 오류를 갖고 작동하는 경우 상기 변화를 기계적 결함으로 관련시키고 예기치 못한 모터 고장을 방지하기 위해 상기 오류의 존재를 알려주는 단계;Informing the presence of the error in order to correlate the change with a mechanical fault and prevent unexpected motor failure when the motor is operating with the detected error; 를 포함함을 특징으로 하는 방법Method comprising the 제 20항에 있어서, 상기 관련시키는 단계는The method of claim 20 wherein said associating 다음 방정식을 평가함을 포함함을 특징으로 하는 방법.Evaluating the following equation. L di/dt + Ri = V + k1 wiL di / dt + Ri = V + k1 wi J dw/dt + fw = k2 i2 + MJ dw / dt + fw = k2 i2 + M 모터군내의 오류를 검출하고 그 오류의 보정을 위해 진단정보를 개발하는 모델기초 오류검출 및 진단 시스템에 있어서,In the model-based error detection and diagnosis system for detecting an error in the motor group and developing diagnostic information for correcting the error, 하기 식에 따라 오류없는 모터의 나타내는 시스템 모델을 발생하는 수단; 및Means for generating a system model representing an error-free motor according to the following formula; And 상기 시스템 모델과 비교하면서 상기 모터의 파라메터를 측정하여 시스템 오류를 판단하는 수단을 포함하고,Means for determining a system error by measuring a parameter of the motor while comparing with the system model, 상기 판단 수단은 모터 각각을 나타내는 방정식과 상기 시스템 모델을 나타내는 방정식을 비교하여 모터의 작동상태를 판단함을 특징으로 하는 시스템.And the determining means compares an equation representing each motor with an equation representing the system model to determine an operating state of the motor. x(k+1) = Ax(k) + Bu(k) 및x (k + 1) = Ax (k) + Bu (k) and y(k) = Cx(k)y (k) = Cx (k) 단, 상기 식에서 A,B 및 C는 상기 시스템 모델의 파라메터를 나타냄.In which A, B and C represent parameters of the system model. 제 22항에 있어서, 상기 판단수단은,The method of claim 22, wherein the determining means, 상기 모터 각각을 나타내는 방정식과 상기 시스템 모델을 나타내는 방정식을 메모리내에서 비교하고,Compare the equations representing each of the motors with the equations representing the system model in memory, 상기 모터각각을 나타내는 방정식과 상기 시스템모델을 나타내는 방정식사이의 차이가 선택된 임계값 공차보다 적은 오류없는 상태에서 상기 모터 각각이 작동하고 있는지, 아니면Each of the motors is operating in an error free state where the difference between the equation representing each motor and the equation representing the system model is less than the selected threshold tolerance, or 상기 모터 각각을 나타내는 방정식과 상기 시스템 모델을 나타내는 방정식사이의 차이가 임계공차 보다 큰 경우 상기 모터각각의 고장이 임박한 상태로 작동되고 있는지를 나타내는 메시지를 상기 표시장치에 표시하기 위하여,To display on the display device a message indicating whether a failure of each of the motors is operating in an impending state when the difference between the equation representing each of the motors and the equation representing the system model is greater than a critical tolerance, 메모리와 표시장치를 갖는 컴퓨터 수단을 포함함을 특징으로 하는 시스템.And computer means having a memory and a display. 제 22항에 있어서, 상기 모터는 분수마력 전기모터임을 특징으로 하는 시스템23. The system of claim 22, wherein the motor is a fractional horsepower electric motor. 작동상태를 모르는 통상 형태의 복수의 모터를 시험하는 방법에 있어서,In a method of testing a plurality of motors of a conventional type that do not know the operating state, 상기 방법은,The method, 상기 모터의 전압, 전류 및 속도를 측정하는 단계;Measuring the voltage, current and speed of the motor; 상기 전기 모터의 측정된 전압, 전류 및 속도를 선택된 불변값으로 곱하는 단계;Multiplying the measured voltage, current and speed of the electric motor by a selected constant value; 이산 상태 공간방정식Discrete Spatial Equations x(k+1) = Ax(k) + Bu(k)x (k + 1) = Ax (k) + Bu (k) y(k) = Cx(k)의 결과를 계산하고 보지하는 단계;calculating and holding the result of y (k) = Cx (k); 상기 측정 및 곱하는 단계를 반복하는 단계;Repeating the measuring and multiplying steps; 이산상태 공간 방정식Discrete Space Equation xf(k+1) = Afxf(k) + Bf uf(k)xf (k + 1) = Afxf (k) + Bf uf (k) yf(k) = Cfx(k) 의 결과를 계산하는 단계;calculating a result of yf (k) = Cfx (k); y(k)와 yf(k) 사이를 비교하는 단계; 및comparing between y (k) and yf (k); And 차이점이 선택된 임계값을 넘을 때까지 상기 반복, 계산 및 비교 수순 단계를 반복하는 단계;Repeating the repeating, calculating and comparing steps until the difference exceeds a selected threshold; 를 포함함을 특징으로 하는 방법.Method comprising a. 제 25항에 있어서, 나아가, 상기 단계의 결과 상기 선택된 임계값을 초과하는 차이를 가져올 때, 인덕턴스, 모터저항에 대한 파라메터 임계값을 선택하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법26. The method of claim 25, further comprising selecting a parameter threshold for inductance, motor resistance, when the result of the step results in a difference that exceeds the selected threshold. 제 26항에 있어서, 나아가 상기 비교 단계의 결과를 디스플레이하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법27. The method of claim 26, further comprising displaying a result of said comparing step. 제 26항에 있어서, 상기 비교단계는 나아가27. The method of claim 26, wherein said comparing step further 상기 L di/dt 작동파라메터의 변화에 응답하여 불균형된 회전자를 지시하는 단계;Indicating an unbalanced rotor in response to a change in the L di / dt operating parameter; 상기 R1 파라메터의 발진 변화에 응답하여 콜렉터 오류를 지시하는 단계;Indicating a collector error in response to the oscillation change of the R 1 parameter; 상기 L di/dt 파라메터의 발진변화에 응답하여 베어링 오차을 지시하는 단계; 및Indicating a bearing error in response to the oscillation change of the L di / dt parameter; And 상기 L di/dt와 상기 fw 파라메터 모두의 변화에 응답하여 베어링 오차를 지시하는 단계;Indicating a bearing error in response to a change in both the L di / dt and the fw parameters; 를 포함함을 특징으로 하는 방법Method comprising the
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