KR101298973B1 - Complex condition diagnosis device and method for induction motor using on-line technique - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고압 유도전동기 온라인 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압 유도전동기로부터 1상의 전류, 진동, 온도, 3상의 부분방전 신호를 측정하여 고압 유도전동기의 전기적 및 기계적 결함이나 고장을 사전에 예측할 수 있도록 함으로써, 유도전동기의 수명을 연장할 뿐만 아니라, 고장시의 파급 영향을 최소화할 수 있는 고압 유도전동기 온라인 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 고압 유도전동기의 소정 위치에 전류를 측정하는 전류센서와, 진동을 측정하는 진동센서와, 온도(RTD)를 측정하는 온도센서와, 부분방전(3상)을 측정하는 부분방전 센서를 설치하여, 각 센서 신호를 연속적으로 측정하는 동시에 고속 A/D 변환을 통하여 디지털 데이터화한 후, 이를 디지털 신호 프로세싱(Digital Signal Processing) 및 최적의 진단 알고리즘을 거치게 한 다음, 진단결과를 유선으로 원격 감시진단 시스템에 전송함으로써, 유도전동기의 정확한 상태 감시 및 진단이 이루어질 수 있도록 한 고압 유도전동기 온라인 진단 장치 및 방법을 제공하고자 한 것이다.The present invention relates to an on-line diagnostic apparatus and method for a high voltage induction motor, and more particularly, to measure electrical current, vibration, temperature, and partial discharge signals of a single phase from a high voltage induction motor to detect electrical and mechanical defects or failures of the high voltage induction motor. The present invention relates to a high-voltage induction motor on-line diagnostic apparatus and method that can extend the life of the induction motor by minimizing the prediction, and can minimize the impact of failure.
That is, the present invention, the current sensor to measure the current at a predetermined position of the high-voltage induction motor, the vibration sensor to measure the vibration, the temperature sensor to measure the temperature (RTD), the partial discharge (three phase) to measure the partial discharge By installing sensors, each sensor signal is measured continuously and digitalized through high-speed A / D conversion, which is then subjected to digital signal processing and optimal diagnostic algorithms, and then the diagnosis results are wired. The present invention provides a high voltage induction motor on-line diagnosis apparatus and method for transmitting and transmitting a remote monitoring diagnosis system to enable accurate monitoring and diagnosis of induction motors.

Figure R1020110105916
Figure R1020110105916

Description

고압 유도전동기 종합 온라인 상태 진단 장치 및 방법{Complex condition diagnosis device and method for induction motor using on-line technique}Complex condition diagnosis device and method for induction motor using on-line technique

본 발명은 고압 유도전동기 종합 온라인 상태 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압 유도전동기로부터 1상의 전류, 진동, 온도, 3상의 부분방전 신호를 측정하여 고압 유도전동기의 전기적 및 기계적 결함이나 고장을 사전에 예측할 수 있도록 함으로써, 유도전동기의 수명을 연장할 뿐만 아니라, 고장시의 파급 영향을 최소화시킬 수 있는 고압 유도전동기 종합 온라인 상태 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for comprehensive online condition diagnosis of a high voltage induction motor. More particularly, the electrical and mechanical defects of the high pressure induction motor may be measured by measuring the current, vibration, temperature, and three phase partial discharge signals from the high voltage induction motor. The present invention relates to a high-voltage induction motor comprehensive on-line condition diagnosis apparatus and method capable of prolonging the life of an induction motor by minimizing a failure, and minimizing the impact of a failure.

각종 산업 현장에 사용되고 있는 고압 유도전동기의 예기치 않은 고장 즉, 고압 유도전동기의 작동 중, 회전자의 동적 편심, 정적 편심, 회전자 바 단락, 고정자 권선 절연 이상, 베어링 불량 등과 같은 다양한 결함이 발생할 수 있고, 이러한 결함들이 발생하는 경우에는 전체 또는 일부 프로세스의 마비로 이어져 치명적인 사고와 경제손실을 초래함과 더불어 안전사고로 이어질 수 있으므로, 유도전동기의 상태를 정확하게 진단할 수 있는 유도전동기의 고장 진단 방법이 다양하게 연구되고 있다.Unexpected failures of high-voltage induction motors used in various industrial sites, such as dynamic eccentricity of the rotor, static eccentricity, rotor bar short-circuit, stator winding insulation failure, poor bearing, etc. In addition, if such defects occur, it may lead to paralysis of all or part of the process, which may lead to fatal accidents and economic loss, and also to safety accidents. This is being studied in various ways.

고압 유도전동기의 고장 진단 방법은 주로 진동기법을 이용하여 설비 결함의 조기 발견 및 설비 가동 중단시간의 감소 등을 위하여 진행되어 왔지만, 진동기법만으로는 전동기 결함의 조기발견 및 설비의 정확한 분석이 어려우므로, 전류, 전압, 자속특성 등의 특성 분석을 통한 회전기기의 정밀 진단 필요성이 대두되고 있다.The failure diagnosis method of the high-voltage induction motor has been mainly performed for the early detection of equipment defects and the reduction of downtime by using the vibration technique, but the vibration technique alone makes it difficult to detect the motor defects early and to accurately analyze the equipment. The necessity of precise diagnosis of rotating equipment by analyzing the characteristics of current, voltage, magnetic flux, etc. is emerging.

이에, 각종 산업현장에서 사용되는 유도전동기의 전류, 전압, 자속, 온도, 진동신호 등의 데이터를 현장에서 획득하여 전동기 고정자 권선의 절연이상, 회전자의 파손, 공극의 불안정 등을 진단하고, 과도전류에 의한 베어링 또는 축 손상 등의 모니터링과 정확한 진단, 수명 예측, 그리고 결함의 조기 발견을 수행할 수 있도록 다양한 기법들을 활용하는 새로운 진단기술들이 개발되고 있다.Thus, data such as current, voltage, magnetic flux, temperature and vibration signals of induction motors used in various industrial sites are acquired on-site to diagnose insulation abnormalities of motor stator windings, breakage of rotors, instability of voids, etc. New diagnostic techniques are being developed that utilize a variety of techniques to monitor current-bearing or shaft damage, make accurate diagnoses, predict lifespans, and detect faults early.

종래의 유도전동기의 고장 진단을 수행하는 기술로서, 전류의 주파수 성분을 이용하여 유도전동기를 진단하기 위한 MCSA(Motor Current Signature Analysis) 기법과, 전류와 전압신호를 동시에 사용하는 ESA(Electrical Signature Analysis) 기법과, 고정자 전류 분석과 같은 전기적 신호를 이용하는 방법 등이 적용되어 왔으나, 각 결함에 대하여 결함 발생 여부를 판단할 수 밖에 없어, 여러가지 결함이 복합적으로 발생하고 있는 복합 결함 상태를 진단할 수 없는 문제점이 존재하고, 고장 진단 시 단순히 결함의 유무를 판단할 뿐, 결함의 정도를 구분할 수 없어 실제 유도전동기의 이상 작동 상태에 대한 정확한 진단이 어려운 문제점이 있으며, 특히 작업자가 직접 고압 유도전동기에 접근하여 진단을 실시함에 따라, 안전상의 문제점이 있다.
As a technique for performing fault diagnosis of a conventional induction motor, a motor current signature analysis (MCSA) technique for diagnosing an induction motor using a frequency component of a current and an electrical signature analysis (ESA) using a current and a voltage signal simultaneously Techniques and methods of using electrical signals such as stator current analysis have been applied, but it is impossible to diagnose complex defect states in which various defects are caused by deciding whether or not a defect has occurred for each defect. There is a problem that it is difficult to accurately diagnose the abnormal operation state of the actual induction motor because it is not possible to distinguish the degree of the defect simply by judging the presence or absence of a defect when diagnosing a failure. As the diagnosis is carried out, there are safety problems.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 고압 유도전동기의 소정 위치에 전류를 측정하는 전류센서와, 진동을 측정하는 진동센서와, 온도(RTD)를 측정하는 온도센서와, 부분방전(3상)을 측정하는 부분방전 센서를 설치하여, 각 센서 신호를 연속적으로 측정하는 동시에 고속 A/D 변환을 통하여 디지털 데이터화한 후, 이를 디지털 신호 프로세싱(Digital Signal Processing) 및 최적의 진단 알고리즘을 거치게 한 다음, 진단결과를 유선으로 원격 감시진단 시스템에 전송함으로써, 유도전동기의 정확한 상태 감시 및 진단이 이루어질 수 있도록 한 고압 유도전동기 종합 온라인 상태 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above, a current sensor for measuring the current at a predetermined position of the high-voltage induction motor, a vibration sensor for measuring vibration, a temperature sensor for measuring the temperature (RTD), and partial discharge By installing a partial discharge sensor that measures (3-phase), it measures each sensor signal continuously and converts it into digital data through high-speed A / D conversion, and then uses digital signal processing and optimal diagnostic algorithms. The purpose of the present invention is to provide a high-voltage induction motor comprehensive on-line condition diagnosis apparatus and method that enables the accurate monitoring and diagnosis of the induction motor by transmitting the diagnosis result to the remote monitoring diagnosis system by wire.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는 고압 유도전동기에 장착되어 1상의 전류를 측정하는 전류센서와; 진동을 측정하는 진동센서와; 온도를 측정하는 온도센서와; 부분방전을 측정하는 부분방전 센서와; 각 센서들의 검출 신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 A/D 컨버터와; A/D 컨버터로부터의 디지털 신호를 기반으로, 고압 유도전동기의 진단 알고리즘을 수행하는 연산부로서의 디지털 신호 처리장치와; 디지털 신호 처리장치와 유선통신으로 연결되어, 측정데이터 및 알고리즘 동작 결과를 출력하는 컴퓨터 및 진단 알고리즘 결과를 표시하는 LCD 디스플레이; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고압 유도전동기 종합 온라인 상태 진단 장치를 제공한다.One embodiment of the present invention for achieving the above object is a current sensor mounted on the high-voltage induction motor to measure the current of one phase; A vibration sensor for measuring vibration; A temperature sensor for measuring a temperature; A partial discharge sensor for measuring a partial discharge; An A / D converter for converting detection signals of the sensors into digital signals; A digital signal processing apparatus as an operation unit for performing a diagnostic algorithm of a high voltage induction motor based on a digital signal from an A / D converter; An LCD display connected to the digital signal processing apparatus by wire communication and displaying a computer and diagnostic algorithm result for outputting measurement data and algorithm operation results; It provides a high-voltage induction motor comprehensive on-line state diagnosis device comprising a.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는 고압 유도전동기에 연결된 전류센서에서 전류 1상을 검출하는 단계와; 진동센서에서 유도전동기의 진동을 검출하는 단계와; 부분방전 센서에서 3상 부분방전을 검출하는 단계와; 유도전동기의 소정 위치에 내장된 온도센서에서 실시간 온도변화를 측정하는 단계와; 각 센서로부터의 측정신호가 A/D 컨버터에서 디지털 신호로 변환되는 단계와; A/D 컨버터로부터의 디지털 신호를 기반으로, 고압 유도전동기의 진단 알고리즘을 수행하는 단계와; 디지털 신호 처리장치와 유선통신으로 연결된 컴퓨터에서 각 센서의 측정데이터 및 알고리즘 동작 결과를 출력하는 동시에 LCD 디스플레이에 표시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 유도전동기 종합 온라인 상태 진단 방법을 제공한다.
Another embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of detecting the current 1 phase in the current sensor connected to the high-voltage induction motor; Detecting vibration of the induction motor in the vibration sensor; Detecting a three-phase partial discharge in the partial discharge sensor; Measuring a real-time temperature change in a temperature sensor embedded in a predetermined position of the induction motor; Converting a measurement signal from each sensor into a digital signal in an A / D converter; Performing a diagnostic algorithm of the high voltage induction motor based on the digital signal from the A / D converter; Outputting measurement data and algorithm operation results of each sensor in a computer connected to the digital signal processing apparatus via wired communication and displaying them on an LCD display; It provides a high-pressure induction motor comprehensive online status diagnosis method comprising a.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-mentioned means for solving the problems, the present invention provides the following effects.

본 발명에 따르면, 고압 유도전동기에 전류를 측정하는 전류센서와, 진동을 측정하는 진동센서와, 온도를 측정하는 온도센서와, 부분방전(3상)을 측정하는 부분방전 센서 등을 연결하고, 각 센서 신호를 디지털 신호 프로세싱 및 최적의 진단 알고리즘을 거치게 한 다음, 그 진단 결과를 유선으로 원격 감시진단이 가능한 컴퓨터로 전송함으로써, 원거리에서 유도전동기의 정확한 상태 감시 및 진단이 용이하게 이루어질 수 있다.According to the present invention, a high-voltage induction motor is connected to a current sensor for measuring current, a vibration sensor for measuring vibration, a temperature sensor for measuring temperature, a partial discharge sensor for measuring partial discharge (three phase), and the like. Each sensor signal is subjected to digital signal processing and an optimal diagnostic algorithm, and then the diagnosis results are transmitted to a computer capable of remote monitoring diagnosis by wire, so that accurate state monitoring and diagnosis of the induction motor can be easily performed at a long distance.

이렇게 원거리에서 유선 통신을 통하여 고압 유도전동기의 진단이 이루어짐에 따라, 기존에 작업자가 직접 고압 유도전동기에 접근하여 진단을 실시함에 따라 안전상의 문제점을 해결할 수 있다.
Thus, as the diagnosis of the high pressure induction motor is made through a wired communication at a long distance, the safety problem can be solved as the operator directly approaches the high pressure induction motor and performs the diagnosis.

도 1은 본 발명에 따른 고압 유도전동기 온라인 진단 장치의 구성을 위한 모식도,
도 2는 본 발명에 따른 고압 유도전동기 온라인 진단 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 고압 유도전동기 온라인 진단 장치를 실제로 구축한 예를 보여주는 사진,
도 4는 본 발명에 따른 고압 유도전동기 온라인 진단 장치의 센서 취부 구조를 설명하는 사진,
도 5는 본 발명에 따른 고압 유도전동기 온라인 진단 방법을 설명하는 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 고압 유도전동기 온라인 진단 장치 및 방법을 실행하기 위한 프로그램 메인 화면.1 is a schematic diagram for the configuration of a high-voltage induction motor online diagnostic apparatus according to the present invention,
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the high-voltage induction motor online diagnostic apparatus according to the present invention,
Figure 3 is a photograph showing an example of actually building a high-voltage induction motor online diagnostic apparatus according to the present invention,
Figure 4 is a photograph illustrating a sensor mounting structure of the high-voltage induction motor online diagnostic apparatus according to the present invention,
5 is a flow chart illustrating a high-voltage induction motor online diagnostic method according to the present invention,
6 is a program main screen for executing the high-voltage induction motor online diagnostic apparatus and method according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 고압 유도전동기에 전류, 진동, 온도, 부분방전을 검출하는 센서를 장착하여, 유도전동기의 상태를 진단하고, 진단결과를 원거리에서도 유선 통신을 통하여 모니터링할 수 있는 고압 유도전동기 온라인 진단 장치 및 방법을 제공하고자 한 것이다.The present invention is equipped with a sensor for detecting the current, vibration, temperature, partial discharge in the high-voltage induction motor, to diagnose the state of the induction motor, the high-voltage induction motor online diagnostic device that can monitor the diagnosis results through a wired communication at a long distance And to provide a method.

먼저, 본 발명에 따른 고압 유도전동기의 온라인 진단을 위한 하드웨어 구성을 살펴보면 다음과 같다.First, a hardware configuration for online diagnosis of a high voltage induction motor according to the present invention will be described.

첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고압 유도전동기의 온라인 진단을 위한 하드웨어 구성은 고압 유도전동기(10)에 유도전동기의 작동 상태를 검출할 수 있도록 설치되는 신호 측정장치와; 신호 측정장치에서 계측된 상태정보(전류, 진동, 온도, 부분방전 등) 신호 데이터를 유선 통신을 통하여 전송받은 후, 이를 분석하여 유도전동기의 상태를 진단할 수 있는 알고리즘의 C-Coding 변환을 이용하여 다수의 전동기의 상태를 감시 및 진단하는 온라인 모니터링 시스템으로 크게 나누어진다.As shown in FIG. 1, the hardware configuration for the online diagnosis of the high-voltage induction motor according to the present invention includes a signal measuring device installed in the high-voltage induction motor 10 to detect an operating state of the induction motor; Receives the state data (current, vibration, temperature, partial discharge, etc.) signal data measured by the signal measuring device through wired communication, and then analyzes it to use the C-Coding transformation of the algorithm to diagnose the state of the induction motor. Therefore, it is divided into an online monitoring system that monitors and diagnoses the status of a number of motors.

상기 고압 유도전동기(10)에 유도전동기의 작동 상태를 검출할 수 있도록 설치되는 신호 측정장치로서, 1상의 전류를 측정하는 전류센서(11)와, 진동을 측정하는 진동센서(12)와, 온도(RTD)를 측정하는 온도센서(13)와, 부분방전(3상)을 측정하는 부분방전 센서(14)를 포함한다.A signal measuring device installed in the high-voltage induction motor 10 to detect an operating state of the induction motor, comprising: a current sensor 11 measuring current of one phase, a vibration sensor 12 measuring vibration, and a temperature And a temperature sensor 13 for measuring the RTD, and a partial discharge sensor 14 for measuring the partial discharge (three phase).

바람직한 구현예로서, 상기 전류센서(11)는 고압 유도전동기의 단자함에 존재하는 3상 인출선중 하나(1상만 측정해도 무방함)에 장착되고, 상기 진동센서(12)는 고압 유도전동기(10)의 베어링 하우징(15) 위쪽에 장착되며, 또한 상기 부분방전 센서(14)는 3상을 동시에 측정할 수 있도록 단자함에 존재하는 3상 인출선에 연결되고, 상기 온도센서(13)는 써멀 커플러(Thermal Coupler) 또는 RTD 센서로서 전동기의 내부 소정 위치에 장착된다.In a preferred embodiment, the current sensor 11 is mounted on one of the three-phase lead wires present in the terminal box of the high-voltage induction motor (only one phase may be measured), the vibration sensor 12 is a high-voltage induction motor (10) Is mounted above the bearing housing 15, and the partial discharge sensor 14 is connected to a three-phase lead wire present in the terminal box so that the three phases can be simultaneously measured. The temperature sensor 13 is a thermal coupler. (Thermal Coupler) or as an RTD sensor, it is mounted at a predetermined position inside the motor.

이때, 상기 전류센서(11, current sensor)는 고압 유도전동기의 임의의 1상 전류를 측정하는 것을 기본으로 하며, 주파수 특성이 우수한 클램프 타입(Clamp-type)의 홀센서(예를 들어, Tektronix사의 폐루프 타입)를 사용하는 것이 경제적이다.At this time, the current sensor 11 is based on measuring any one-phase current of the high-voltage induction motor, the clamp-type Hall sensor (for example, Tektronix's excellent frequency characteristics) It is economical to use a closed loop type).

이렇게 설치된 각 센서(11,12,13,14)들의 출력단은 신호 처리 회로(16: signal conditioning circuit)에 연결된다.The output terminals of the sensors 11, 12, 13, and 14 thus installed are connected to a signal conditioning circuit 16.

상기 신호 처리 회로(16)에는 각 센서(11,12,13,14)로부터의 입력신호들을 A/D 컨버터(17)에서 디지털 신호로 변환하기에 앞서, 게인 조절 및 신호를 필터링하는 역할을 하도록 게인 조절 및 필터회로 등이 포함된다.The signal processing circuit 16 has a function of adjusting the gain and filtering the signal before converting the input signals from the respective sensors 11, 12, 13, and 14 into the digital signals in the A / D converter 17. Gain control and filter circuit.

이때, 신호 처리 회로(16)의 게인 조절을 위하여 센서로부터의 신호 경로가 되는 채널별 게인값을 참고로 각 채널의 게인값들을 구성하는 것이 바람직하고, 또한 신호 처리 회로(16)의 필터회로로서 저대역 필터(Low pass filter, fc = 40kHz)와, 고대역 필터(High pass filter, f=1Hz or 0.7Hz)로 구성된 대역통과필터(band-pass filter)가 사용되며, 또한 신호 처리 회로(16)에는 회로 보호를 위한 과전압 보호회로가 내장되도록 구성하는 것이 바람직하다.At this time, in order to adjust the gain of the signal processing circuit 16, it is preferable to configure gain values of each channel with reference to the gain value for each channel serving as a signal path from the sensor, and also as a filter circuit of the signal processing circuit 16. A band-pass filter consisting of a low pass filter (fc = 40 kHz) and a high pass filter (high pass filter, f = 1 Hz or 0.7 Hz) is used, and the signal processing circuit 16 ) Is preferably configured to incorporate an overvoltage protection circuit for circuit protection.

상기 신호 처리 회로(16)의 각 출력단에는 센서의 검출 신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 A/D 컨버터(17)가 연결되는 바, 이 A/D 컨버터(17)는 시스템의 분해능과 관련된 매우 중요한 부품으로서, 측정신호의 주파수 분석 동적범위를 증가시키기 위하여 16 bit (±10V)를 사용해야 하며, 신호 처리 회로(16)의 각 출력단 즉, 채널별 샘플링은 200 kS/s(channel)에서 약 20.1초간 측정할 수 있도록 구성하고, 디지털 신호 처리장치(DSP, Digial Signal Processor)와의 통신 속도 향상을 위하여 병렬형 타입으로 채택되는 것이 바람직하다.Each output end of the signal processing circuit 16 is connected with an A / D converter 17 for converting the detection signal of the sensor into a digital signal, which is very important for the resolution of the system. As a component, 16 bits (± 10V) should be used to increase the frequency analysis dynamic range of the measurement signal, and each output stage of the signal processing circuit 16, that is, the sampling for each channel, is about 20.1 seconds at 200 kS / s (channel). It is preferable to configure it to measure and to adopt a parallel type in order to improve communication speed with a digital signal processor (DSP).

상기 디지털 신호 처리장치(18)는 소수점 이하 연산이 가능한 TMS320VC33-150을 이용하며, 디지털 신호 처리장치의 디지털 필터는 저대역 필터(Low pass filter, fc = 40kHz)가 포함된다.The digital signal processing apparatus 18 uses TMS320VC33-150 which can perform a decimal point operation, and the digital filter of the digital signal processing apparatus includes a low pass filter (fc = 40 kHz).

이러한 디지털 신호 처리장치(18)에는 유도전동기 사양(정격용량, 정격전류, 정격전압, 회전수, ...)등의 파라메타 저장용 메모리이면서, 고압 유도전동기의 진단 알고리즘이 탑재된 4 Mbytes 용량을 갖는 플래시 메모리(19)가 연결되고, 또한 센서로부터의 측정 데이터를 임시 저장하는 임시 저장용 메모리로서 최근 측정결과만을 기록하고, 알고리즘 동작결과를 LCD에 출력하기 위한 최근 측정 데이터를 저장하는 32 Mbytes (default)용량을 갖는 램(20, SRAM)이 연결된다.The digital signal processing apparatus 18 has a memory for storing parameters such as induction motor specifications (rated capacity, rated current, rated voltage, rotational speed, ...) and a capacity of 4 Mbytes equipped with a diagnostic algorithm of a high voltage induction motor. It has a flash memory 19 is connected, and as a temporary storage memory for temporarily storing the measurement data from the sensor 32 Mbytes (storing the latest measurement data for recording only the latest measurement results, and output the algorithm operation results to the LCD ( RAM having a default) capacity (SRAM) is connected.

이때, 해당 고압 유도전동기의 사양 및 특성이 플래시 메모리(19)에 기록되는 바, 그 주요 입력 파라메타로는 정격출력, 정격전류, 극수, 회전수 => 1*4행렬, 전원주파수, 베어링 볼수, 회전자 슬롯(Slot)수 ⇒ 1*3행렬, 입력 파라미터의 범위는 1.모터의 극수: 1~8, 2.전원주파수: 50Hz, 60Hz 두가지, 3. 베어링 볼 수: 6 ~ 20개, 4. 회전자 슬롯 수: 20 ~ 60개 로 한정될 수 있다.At this time, the specifications and characteristics of the high-voltage induction motor is recorded in the flash memory 19. The main input parameters are the rated output, the rated current, the number of poles, the number of revolutions => 1 * 4, the power frequency, the number of bearings, Number of rotor slots ⇒ 1 * 3 matrix, range of input parameters 1. Motor number of poles: 1 ~ 8, 2.Power frequency: 50Hz, 60Hz two, 3. Number of bearing balls: 6 ~ 20, 4 Number of rotor slots can be limited to 20 to 60.

상기 디지탈 신호 처리장치(18)를 비롯한 플래시 메모리(19) 및 램(20) 등에 의하여 본 발명의 고압 유도전동기 감시 진단 알고리즘이 수행되는 바, 이 알고리즘을 수행하는 감시 진단 프로그램은 알고리즘의 운용을 위한 각종 변수들을 저장하고, 시스템으로 전송할 수 있고, 기본적인 데이타베이스를 구성하여 측정된 결과들에 관한 저장이 용이하며, 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 C-언어로 구축된다.The high-voltage induction motor monitoring diagnostic algorithm of the present invention is performed by the flash memory 19 and the RAM 20 including the digital signal processor 18, and the monitoring diagnostic program for performing the algorithm is used for operating the algorithm. Various variables can be stored, transferred to the system, a basic database can be stored for easy storage of measured results, and can be easily constructed in C-language for the user.

이때의 감시 진단 알고리즘은 첨부한 도 5의 순서도에서 보는 바와 같이, 각 센서의 측정 데이터의 종류에 따라 서로 다른 단계로 구축된다.The monitoring diagnostic algorithm at this time is constructed in different steps according to the type of measurement data of each sensor, as shown in the accompanying flowchart of FIG. 5.

즉, 전류, 진동 신호의 경우 데이터를 취득한 후 각 신호를 이용하여 유도전동기의 슬립(slip) 및 회전주파수를 계산하고, 시간(Crest Factor, Kurtosis, Peak, RMS), 주파수 영역 결함별 진단 파라미터를 계산하며, 또한 부분방전 신호의 경우 유도전동기의 절연진단 파라미터로 사용되는 최대 부분방전 크기(MPM) 및 부분방전 발생 에너지(POE)를 취득한 데이터의 각 상 신호를 이용하여 계산하며, 온도 신호의 경우 유도전동기 내부 온도를 파악하기 위해 연속적인 계측값을 모니터링함으로써, 이렇게 계산된 각 신호 종류별 진단 파라미터를 종합하여 유도전동기의 결함을 종합적으로 판단할 수 있다.In other words, in case of current and vibration signals, after calculating data, the slip and rotation frequency of the induction motor are calculated using each signal, and the diagnostic parameters for time (Crest Factor, Kurtosis, Peak, RMS) and frequency domain defects are calculated. In the case of the partial discharge signal, the maximum partial discharge magnitude (MPM) and partial discharge generation energy (POE), which are used as insulation diagnostic parameters of the induction motor, are calculated using each phase signal of the acquired data. By continuously monitoring the measured values to determine the internal temperature of the induction motor, the faults of the induction motor can be comprehensively determined by integrating the calculated diagnostic parameters for each signal type.

한편, 상기 디지털 신호 처리장치(18)에서 이루어지는 진단 알고리즘 결과를 표시하는 장치로서, LCD 디스플레이(21, display)가 포함되며, 이 LCD 디스플레이는 유도전동기 사양 입력 및 진단결과를 디스플레이하고, 아울러 기능동작 정상 및 오류 램프 표시등을 디스플레이하며, 또한 시스템 동작 단계를 데이터 수집 진행 중 및 데이터 수집완료의 2단계로 표시함으로서 데이터 취득 유무를 확인할 수 있고, 그리고 온도센서에 의해 측정된 온도를 표시하게 된다.On the other hand, as a device for displaying the results of the diagnostic algorithm made in the digital signal processing device 18, LCD display (21, display) is included, the LCD display displays the induction motor specification input and diagnostic results, and also function operation Normal and error lamp indicators are displayed, and the system operation phase is displayed in two stages of data collection in progress and data collection completion, and the presence or absence of data acquisition can be confirmed, and the temperature measured by the temperature sensor is displayed.

또한, 고압 유도전동기와 멀리 떨어진 원거리 위치(진단 작업자가 상주 가능한 장소)에는 온라인 진단 및 감시를 위한 컴퓨터(22)가 설치되며, 이 컴퓨터는 디지털 신호 처리장치(18)와 통상의 유선통신으로 연결되어, 디지털 신호 처리장치(18)와 유선 통신을 이용하여 데이터를 주고 받으면서 측정데이터 및 알고리즘 동작 결과를 출력하게 된다.
In addition, a computer 22 for on-line diagnosis and monitoring is installed at a remote location (a place where a diagnostic worker can reside) far away from the high-voltage induction motor, and the computer is connected to the digital signal processing device 18 by ordinary wire communication. Thus, while transmitting and receiving data with the digital signal processing apparatus 18 using wired communication, the measurement data and the algorithm operation result are output.

여기서, 상기한 구성을 기반으로 하는 본 발명의 고압 유도전동기 온라인 진단 방법을 설명하면 다음과 같다.Here, the high-voltage induction motor online diagnostic method of the present invention based on the above configuration will be described.

먼저, 고압 유도전동기(10)에 장착된 각 센서로부터 데이터를 취득하는 단계가 선행된다.First, the step of acquiring data from each sensor mounted on the high voltage induction motor 10 is preceded.

즉, 고압 유도전동기의 단자함에 존재하는 3상 인출선중 하나(1상만 측정해도 무방함)에 연결된 전류센서(11)에서 전류 1상을 검출한 신호와, 베어링 하우징(15) 위쪽에 장착된 진동센서(12)에서 유도전동기의 진동을 검출하는 신호와, 단자함의 3상 인출선에 연결된 부분방전 센서(14)에서 3상 부분방전을 검출한 신호와, 유도전동기의 소정 위치에 내장된 온도센서(13)에서 실시간 온도변화를 측정한 신호가 신호 처리 회로(16)로 입력되어 게인 조절 및 신호 필터링이 이루어진 후, 각 센서(11,12,13,14)로부터의 입력신호들이 A/D 컨버터(17)로 출력된다.In other words, the signal detected by the current sensor 11 connected to one of the three-phase lead wire present in the terminal box of the high-voltage induction motor (which may be measured only one phase), and mounted on the bearing housing 15 A signal for detecting vibration of the induction motor in the vibration sensor 12, a signal for detecting a three-phase partial discharge in the partial discharge sensor 14 connected to the three-phase lead wire of the terminal box, and a temperature built in a predetermined position of the induction motor. After the signal measuring the real-time temperature change in the sensor 13 is input to the signal processing circuit 16 to perform gain adjustment and signal filtering, the input signals from the sensors 11, 12, 13, and 14 are A / D. It is output to the converter 17.

다음으로, 각 센서(11,12,13,14)로부터의 입력신호들이 A/D 컨버터(17)에서 디지털 신호로 변환된 다음, 디지털 신호 처리장치(18)로 입력된다.Next, input signals from the sensors 11, 12, 13, and 14 are converted into digital signals by the A / D converter 17 and then input to the digital signal processing apparatus 18.

이어서, 상기 디지탈 신호 처리장치(18)를 비롯한 플래시 메모리(19) 및 램(20) 등에 의하여 본 발명의 고압 유도전동기 감시 진단 알고리즘이 다음과 같이 수행된다.Subsequently, the high-voltage induction motor monitoring diagnostic algorithm of the present invention is performed by the flash memory 19, the RAM 20, and the like including the digital signal processor 18 as follows.

상기 온도센서(13)에서 검출된 온도 신호 처리는 연속적으로 고압 유도전동기의 온도 계측값을 모니터링하고, 모니터링된 결과가 유선통신을 통하여 컴퓨터(22)로 전송되어 LCD 디스플레이(21)에 디스플레이됨으로써, 원거리에서 유도전동기의 온도 변화 경향을 분석할 수 있게 된다.The temperature signal processing detected by the temperature sensor 13 continuously monitors the temperature measurement value of the high-voltage induction motor, and the monitored result is transmitted to the computer 22 through wired communication and displayed on the LCD display 21, The trend of temperature change of induction motors can be analyzed at a long distance.

상기 전류센서(11) 및 진동센서(12)에서 검출된 전류 및 진동 신호를 기반으로 진단 대상 전동기의 슬립(slip) 및 회전주파수를 계산한다.The slip and rotation frequency of the motor to be diagnosed are calculated based on the current and vibration signals detected by the current sensor 11 and the vibration sensor 12.

즉, 전류 신호의 경우 RSH(Rotor Slot Harmonic)을 이용하여 슬립(Slip) 및 회전주파수를 계산하고, 진동 신호의 경우 취득된 진동 신호를 FFT 변환하여 회전주파수를 추출한 후 이를 이용하여 슬립을 산출한다.That is, in the case of the current signal, slip and rotation frequency are calculated using the rotor slot harmonic (RSH), and in the case of the vibration signal, the obtained frequency is extracted by performing FFT conversion on the obtained vibration signal to calculate the slip using the slip frequency. .

이렇게 계산된 슬립(Slip) 및 회전주파수를 이용하여 고압 유도전동기 고장 유형별 진단 파라미터 즉, 로터 바(Rotor Bar) 결함과, 베어링(Bearing) 결함과, 편심 결함 등을 포함하는 전동기의 고장 유형별 진단 파라미터를 계산한다.Diagnostic parameters for failure types of high voltage induction motors using the calculated slip and rotational frequency, that is, rotor bar defects, bearing defects, eccentric defects, etc. Calculate

구체적으로, 로터 바 결함 진단 파라미터는 로터 바 결함의 발생시 이상 신호가 발생하는 결함주파수에서의 신호 크기로 정해지며 결함주파수는 이전 단계에서 구해진 슬립을 이용하여 다음의 수학식 1 로부터 구해진다.Specifically, the rotor bar defect diagnosis parameter is determined by the signal magnitude at the defect frequency at which the abnormal signal occurs when the rotor bar defect occurs, and the defect frequency is obtained from Equation 1 below using the slip obtained in the previous step.

Figure 112011080934123-pat00001
Figure 112011080934123-pat00001

위의 수학식 1에서, f0 : 전원 공급 주파수, s : 슬립, k : 1,2,3,....In Equation 1 above, f 0 : power supply frequency, s: slip, k: 1,2,3, ...

그리고, 회전자 편심 결함 진단 파라미터는 회전자 편심 결함의 발생시 이상신호가 발생하는 결함주파수에서 신호 크기로 정해지며 결함주파수는 이전 단계에서 구해진 슬립을 이용하여 다음의 수학식 2 로부터 구해진다.In addition, the rotor eccentric defect diagnosis parameter is determined by the signal magnitude at the defect frequency at which the abnormal signal occurs when the rotor eccentric defect is generated, and the defect frequency is obtained from Equation 2 below using the slip obtained in the previous step.

Figure 112011080934123-pat00002
Figure 112011080934123-pat00002

위의 수학식 2에서, f0: 전원 공급 주파수, s: 슬립, nws: 1,2,3,...., R: 로터 바 슬롯 수, P: 극 쌍수, nd: 0(정적편심), 1(동적편심).In Equation 2 above, f 0 : power supply frequency, s: slip, n ws : 1,2,3, ...., R: number of rotor bar slots, P: number of pole pairs, n d : 0 (static Eccentricity), 1 (dynamic eccentricity).

다음으로, 베어링 결함 진단 파라미터는 베어링 결함 발생시, 이상 신호가 발생하는 결함주파수에서 신호 크기로 정해지며, 결함 주파수는 이전 단계에서 구해진 회전주파수를 이용하여 다음의 수학식 3 및 수학식 4로부터 구해진다.Next, the bearing fault diagnosis parameter is determined by the signal magnitude at the fault frequency at which an abnormal signal occurs when a bearing fault occurs, and the fault frequency is obtained from the following equations (3) and (4) using the rotation frequency obtained in the previous step. .

Figure 112011080934123-pat00003
Figure 112011080934123-pat00003

위의 수학식 3은 베어링 내륜 결함시 결함주파수로서, N: 베어링 볼수, fr: 회전주파수, BD: 베어링 볼 직경, PD: 베어링 피치 직경, φ: 접촉각(통상적으로 0).Equation 3 above is a defect frequency in the case of a bearing inner ring defect, N: number of bearing balls, f r : rotation frequency, BD: bearing ball diameter, PD: bearing pitch diameter, φ: contact angle (typically 0).

Figure 112011080934123-pat00004
Figure 112011080934123-pat00004

위의 수학식 4는 베어링 외륜 결함시 결함주파수로서, N: 베어링 볼수, fr: 회전주파수, BD: 베어링 볼 직경, PD: 베어링 피치 직경, φ: 접촉각(통상적으로 0).Equation 4 above is a defect frequency in the case of a bearing outer ring defect, N: number of bearing balls, f r : rotation frequency, BD: bearing ball diameter, PD: bearing pitch diameter, φ: contact angle (typically 0).

한편, 상기 부분방전 센서(14)에서 검출된 3상 부분방전 신호 처리는 3상 부분방전 신호의 MPM 및 POE값을 계산하여 경향을 분석하는 과정으로 이루어진다.On the other hand, the three-phase partial discharge signal processing detected by the partial discharge sensor 14 consists of a process of analyzing the trend by calculating the MPM and POE value of the three-phase partial discharge signal.

즉, 부분방전 신호를 기반으로 최대 부분방전 크기(MPM) 및 부분방전 발생 에너지(POE)를 산출하고, 산출된 결과값이 기준치 이상이이면 유도전동기의 절연체 등이 손상됨을 인지하여 후속 조치를 취하거나, 부분방전 열화요인을 파악하여 예방보수를 실시하게 된다.That is, the maximum partial discharge magnitude (MPM) and partial discharge generation energy (POE) are calculated based on the partial discharge signal, and if the calculated result is more than the reference value, the follower is recognized to recognize that the insulation of the induction motor is damaged or the like. In addition, preventive maintenance will be carried out by identifying deterioration factors of partial discharge.

이와 같이 상기 디지탈 신호 처리장치(18)를 비롯한 플래시 메모리(19) 및 램(20) 등의 하드웨어를 기반으로 본 발명의 고압 유도전동기 감시 진단 알고리즘이 수행되고, 그 결과값들은 유선통신을 통하여 컴퓨터(22)로 전송되며, 이에 작업자가 컴퓨터(22)에 내장된 유도전동기 진단 프로그램을 실행하여, 원거리에서 유도전동기의 각종 상태를 감시 진단할 수 있게 된다.As described above, the high-voltage induction motor monitoring diagnostic algorithm of the present invention is performed based on hardware such as the flash memory 19 and the RAM 20 including the digital signal processing apparatus 18, and the result values are computer-based through wired communication. It is transmitted to (22), the operator can execute the induction motor diagnostic program built into the computer 22, it is possible to monitor and diagnose various conditions of the induction motor at a long distance.

첨부한 도 6은 유도전동기 진단 프로그램의 메인 실행 화면을 나타낸다.6 shows a main execution screen of the induction motor diagnostic program.

본 발명의 유도전동기 진단을 위한 프로그램의 구성을 도 6을 참조로 간략히 살펴보면, 고압 유도전동기 10개(UNIT #1 ~ UNIT #10)를 조작하여 해당 고압 유도전동기에 대한 조작 및 진단을 실행할 수 있는 전동기 선택창과, 전동기에서 측정한 3상 부분방전 신호의 MPM과 POE값을 나타내는 부분방전 분석창과, 전동기에서 측정한 전류 및 진동 신호에 대한 Min, Max, Average, RMS값을 나타내는 전류 및 진동 신호 분석창과, 모터의 결함이 어디에 발생하였는지를 그림을 통해 알려주는 전동기 그림창을 비롯하여, 진단 알고리즘을 시작 및 종료하기 위한 스타트(Start) 및 스탑(Stop) 버튼, 그리고 전동기의 기본 정보(전동기 모델, 용량, 전압, 전류, 극수, 전원주파수, 정격회전수, 회전자 슬롯수, 베어링 볼수 또는 롤러 베어링 치수, 전류 및 진동센서의 감도)를 입력하고, 데이터를 취득하는 전류, 진동 신호에 대한 옵셋(Offset) 및 게인(Gain)값 설정을 위한 옵션 기능창, 진단 결과를 상세하게 볼 수 있도록 데이타 뷰(Data view), 상세 분석, 경향데이터 등 3개의 창 선택이 가능한 데이타 버튼창 등이 포함된다.The configuration of a program for diagnosing an induction motor of the present invention will be briefly described with reference to FIG. 6 to operate 10 high-voltage induction motors (UNIT # 1 to UNIT # 10) to perform operation and diagnosis on a corresponding high-voltage induction motor. Motor selection window, partial discharge analysis window showing MPM and POE values of three-phase partial discharge signal measured by motor, and current and vibration signal analysis showing Min, Max, Average, RMS values for current and vibration signals measured by motor Start and Stop buttons for starting and stopping diagnostic algorithms, including a window, a motor picture window that indicates where the motor defect occurred, and basic information about the motor (motor model, capacity, Input voltage, current, number of poles, power frequency, rated revolution number, rotor slot number, bearing ball or roller bearing dimension, sensitivity of current and vibration sensor, Three options: current view to acquire data, optional function window for setting offset and gain values for vibration signal, data view for detailed diagnosis results, data analysis, trend data Includes a data button window for window selection.

이와 같이, 고압 유도전동기에서 전류, 진동, 온도, 3상의 부분방전 신호를 얻기 위한 계측을 시작하고, 계측이 완료된 후 통신으로 데이터를 전송받은 후, 진단 알고리즘의 이용하여, 부분방전 분석 창, 전류 및 진동 신호 분석 등, 해당 전동기에 대한 진단을 원거리에서 용이하게 실시할 수 있고, 이상과 같은 동작을 설정된 시간 간격마다 반복 수행, 저장하여, 고압 유도전동기의 결함에 대하여 상시 감시, 진단 및 이력을 관리할 수 있다.In this way, the measurement is started to obtain the current, vibration, temperature, and three-phase partial discharge signal in the high-voltage induction motor, and after the measurement is completed, the data is transmitted through communication, and then the partial discharge analysis window and current Diagnosis of the motor, such as vibration signal analysis, can be easily performed at a long distance, and the above operation is repeatedly performed and stored at set time intervals, thereby constantly monitoring, diagnosing, and history of defects of the high voltage induction motor. Can manage

즉, 전류, 진동 신호의 경우 데이터를 취득한 후 각 신호를 이용하여 유도전동기의 슬립(slip) 및 회전주파수를 계산하고, 시간(Crest Factor, Kurtosis, Peak, RMS), 주파수 영역 결함별 진단 파라미터를 계산하며, 또한 부분방전 신호의 경우 유도전동기의 절연진단 파라미터로 사용되는 최대 부분방전 크기(MPM) 및 부분방전 발생 에너지(POE)를 취득한 데이터의 각 상 신호를 이용하여 계산하며, 온도 신호의 경우 유도전동기 내부 온도를 파악하기 위해 연속적인 계측값을 모니터링함으로써, 이렇게 계산된 각 신호 종류별 진단 파라미터를 종합하여 유도전동기의 결함을 종합적으로 판단할 수 있다.
In other words, in case of current and vibration signals, after calculating data, the slip and rotation frequency of the induction motor are calculated using each signal, and the diagnostic parameters for time (Crest Factor, Kurtosis, Peak, RMS) and frequency domain defects are calculated. In the case of the partial discharge signal, the maximum partial discharge magnitude (MPM) and partial discharge generation energy (POE), which are used as insulation diagnostic parameters of the induction motor, are calculated using each phase signal of the acquired data. By continuously monitoring the measured values to determine the internal temperature of the induction motor, the faults of the induction motor can be comprehensively determined by integrating the calculated diagnostic parameters for each signal type.

10 : 고압 유도전동기
11 : 전류센서
12 : 진동센서
13 : 온도센서
14 : 부분방전 센서
15 : 베어링 하우징
16 : 신호 처리 회로
17 : A/D 컨버터
18 : 디지털 신호 처리장치
19 : 메모리
20 : 램
21 : LCD 디스플레이
22 : 컴퓨터10: high pressure induction motor
11: current sensor
12: vibration sensor
13: temperature sensor
14: partial discharge sensor
15: bearing housing
16: signal processing circuit
17: A / D converter
18: digital signal processing device
19: memory
20: RAM
21: LCD display
22: computer

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 고압 유도전동기에 연결된 전류센서(11)에서 전류 1상을 검출하는 단계;
베어링 하우징(15) 위쪽에 장착된 진동센서(12)에서 유도전동기의 진동을 검출하는 단계;
단자함의 3상 인출선에 연결된 부분방전 센서(14)에서 3상 부분방전을 검출하는 단계;
유도전동기의 소정 위치에 내장된 온도센서(13)에서 실시간 온도변화를 측정하는 단계;
각 센서(11,12,13,14)로부터의 측정신호가 A/D 컨버터(17)에서 디지털 신호로 변환되는 단계;
A/D 컨버터(17)로부터의 디지털 신호를 기반으로, 고압 유도전동기의 진단 알고리즘을 수행하는 단계;
디지털 신호 처리장치(18)와 유선통신으로 연결된 컴퓨터(22)에서 각 센서의 측정데이터 및 알고리즘 동작 결과를 출력하는 동시에 LCD 디스플레이(21)에 표시하는 단계;
를 포함하고,
상기 고압 유도전동기의 진단 알고리즘을 수행하는 단계에서, 전류센서(11) 및 진동센서(12)에서 검출된 전류 및 진동 신호를 처리하는 과정은 전류 및 진동 신호를 기반으로 진단 대상 전동기의 슬립(slip) 및 회전주파수를 계산하고, 계산된 슬립 및 회전주파수를 이용하여 유도전동기의 회전속도를 산출한 후, 고압 유도전동기 고장 유형별 진단 파라미터를 계산하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압 유도전동기 온라인 진단 방법.
Detecting a current 1 phase in the current sensor 11 connected to the high voltage induction motor;
Detecting vibration of the induction motor in the vibration sensor 12 mounted above the bearing housing 15;
Detecting a three-phase partial discharge in the partial discharge sensor 14 connected to the three-phase leader line of the terminal box;
Measuring a real-time temperature change in a temperature sensor 13 built in a predetermined position of the induction motor;
Converting the measured signals from the respective sensors 11, 12, 13 and 14 into digital signals in the A / D converter 17;
Performing a diagnostic algorithm of the high voltage induction motor based on the digital signal from the A / D converter 17;
Outputting the measurement data and the algorithm operation result of each sensor in the computer 22 connected to the digital signal processing apparatus 18 by wire communication and simultaneously displaying the result on the LCD display 21;
Lt; / RTI >
In the step of performing the diagnostic algorithm of the high-voltage induction motor, the process of processing the current and vibration signals detected by the current sensor 11 and the vibration sensor 12 is a slip of the motor to be diagnosed based on the current and vibration signals. And calculating the rotational frequency, calculating the rotational speed of the induction motor using the calculated slip and rotational frequency, and calculating the diagnostic parameters for each failure type of the high-voltage induction motor. .
청구항 7에 있어서,
각 센서(11,12,13,14)로부터의 측정신호가 A/D 컨버터(17)에서 디지털 신호로 변환되는 단계에서,
상기 각 센서(11,12,13,14)로부터의 측정 신호는 신호 처리 회로(16)로 입력되어 게인 조절 및 신호 필터링이 이루어진 후, 각 센서(11,12,13,14)로부터의 입력신호들이 A/D 컨버터로 출력되는 것을 특징으로 하는 고압 유도전동기 온라인 진단 방법.
The method of claim 7,
In the step in which the measured signals from the respective sensors 11, 12, 13 and 14 are converted into digital signals by the A / D converter 17,
Measurement signals from the sensors 11, 12, 13, and 14 are input to the signal processing circuit 16, and gain adjustment and signal filtering are performed, and then input signals from the sensors 11, 12, 13, and 14 are obtained. High-voltage induction motor online diagnostic method characterized in that the output to the A / D converter.
청구항 7에 있어서,
상기 고압 유도전동기의 진단 알고리즘을 수행하는 단계에서, 온도센서(13)에서 검출된 온도 신호 처리 과정은 연속적으로 고압 유도전동기의 온도 계측값을 모니터링하고, 유도전동기의 온도 변화 경향을 분석하는 것을 특징으로 하는 고압 유도전동기 온라인 진단 방법.
The method of claim 7,
In the step of performing the diagnostic algorithm of the high-voltage induction motor, the temperature signal processing process detected by the temperature sensor 13 continuously monitors the temperature measurement value of the high-voltage induction motor, and analyzes the trend of temperature change of the induction motor. High voltage induction motor online diagnostic method.
삭제delete 청구항 7에 있어서,
상기 고압 유도전동기의 진단 알고리즘을 수행하는 단계에서, 부분방전 센서(14)에서 검출된 3상 부분방전 신호 처리는 3상 부분방전 신호의 MPM 및 POE값을 계산하여 경향을 분석하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압 유도전동기 온라인 진단 방법.The method of claim 7,
In the step of performing the diagnostic algorithm of the high-voltage induction motor, the three-phase partial discharge signal processing detected by the partial discharge sensor 14 consists of a process of analyzing the trend by calculating the MPM and POE value of the three-phase partial discharge signal High-voltage induction motor online diagnostic method characterized in that.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190088305A (en) 2018-01-18 2019-07-26 재단법인한국조선해양기자재연구원 Abnormality diagnostic system for motor condotion using smart sensor
KR20210150185A (en) * 2020-06-03 2021-12-10 한국전력공사 Apparatus and Method for diagnosing insulation condition of voltage motor
KR20230070917A (en) * 2021-11-15 2023-05-23 (주)후니즈아이테크 Electric motor failure online diagnosis system by Machine learning based magneto register current sensor
KR20230070919A (en) * 2021-11-15 2023-05-23 (주)후니즈아이테크 Microcurrent online monitoring system using magneto register-based current transducers

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2892148B1 (en) 2014-01-02 2021-09-22 ABB Schweiz AG Control system and method for an electric three-phase variable speed motor
CN104076218A (en) * 2014-07-03 2014-10-01 国家电网公司 Temperature rise test instrument and test method for large current charging connector
KR101540433B1 (en) * 2014-08-12 2015-07-30 (주)와이제이솔루션 multi-function motor protection apparatus
KR101521771B1 (en) * 2014-10-16 2015-05-21 한국남부발전(주) Method of life assessment diagnosis for high voltage motors
KR101582201B1 (en) * 2015-10-23 2016-01-05 주식회사 엔에스이 An equipment status watchdog system
CN106773967B (en) * 2016-12-20 2024-08-06 江西飞尚科技有限公司 Vibrating wire acquisition instrument with vibrating wire sensor diagnosis function
CN107608322A (en) * 2017-09-21 2018-01-19 河南中烟工业有限责任公司 A kind of cigar mill's dedusting room monitoring system of operation state of motors
KR102085932B1 (en) * 2018-09-28 2020-03-06 한국서부발전 주식회사 Integrated Detection Device of Electrical and Mechanical Defects of HV Motor
KR102189269B1 (en) * 2019-10-22 2020-12-09 경북대학교 산학협력단 Fault Diagnosis method and system for induction motor using convolutional neural network
KR102070650B1 (en) * 2019-10-29 2020-04-01 주식회사 피디엔에스 Short Circuit Detection Apparatus for Test Plug
CN111077446A (en) * 2019-11-10 2020-04-28 六安强力电机有限公司 Three-phase asynchronous motor quality integrated management system
CN113765062A (en) * 2020-06-02 2021-12-07 中国石油化工股份有限公司 Motor fault diagnosis and protection control system
KR102325650B1 (en) * 2021-06-25 2021-11-12 (주)수산인더스트리 System for managing induction motor
KR102315492B1 (en) * 2021-08-30 2021-10-21 (주)텔레스퀘어 Motor lifetime prediction system and method performing thereof
KR20240031891A (en) 2022-09-01 2024-03-08 경희대학교 산학협력단 Method and system for diagnosing faults in induction motors using rms measurement of input current
CN116609652B (en) * 2023-04-23 2023-10-27 江苏苏港智能装备产业创新中心有限公司 Motor health prediction assessment method based on crane motor vibration temperature signal
CN118688632A (en) * 2024-08-29 2024-09-24 常州博安和达机电科技有限公司 Push rod motor performance detection system and method based on data analysis

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030053385A (en) * 2001-12-22 2003-06-28 재단법인 포항산업과학연구원 On-line check system for induction motors
JP2009098147A (en) * 2007-10-15 2009-05-07 General Electric Co <Ge> Method and system for determining reliability of a dc motor system
KR100954090B1 (en) * 2009-10-27 2010-04-23 주식회사 위다스 Health and usage monitoring system for wind turbine
KR20100124884A (en) * 2009-05-20 2010-11-30 주식회사 가온솔루션 The apparatus and method of monitoring a rotary machine with different pulse code modulation in ubiquitous sensor network

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030053385A (en) * 2001-12-22 2003-06-28 재단법인 포항산업과학연구원 On-line check system for induction motors
JP2009098147A (en) * 2007-10-15 2009-05-07 General Electric Co <Ge> Method and system for determining reliability of a dc motor system
KR20100124884A (en) * 2009-05-20 2010-11-30 주식회사 가온솔루션 The apparatus and method of monitoring a rotary machine with different pulse code modulation in ubiquitous sensor network
KR100954090B1 (en) * 2009-10-27 2010-04-23 주식회사 위다스 Health and usage monitoring system for wind turbine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190088305A (en) 2018-01-18 2019-07-26 재단법인한국조선해양기자재연구원 Abnormality diagnostic system for motor condotion using smart sensor
KR20210150185A (en) * 2020-06-03 2021-12-10 한국전력공사 Apparatus and Method for diagnosing insulation condition of voltage motor
KR102710910B1 (en) 2020-06-03 2024-09-30 한국전력공사 Apparatus and Method for diagnosing insulation condition of voltage motor
KR20230070917A (en) * 2021-11-15 2023-05-23 (주)후니즈아이테크 Electric motor failure online diagnosis system by Machine learning based magneto register current sensor
KR20230070919A (en) * 2021-11-15 2023-05-23 (주)후니즈아이테크 Microcurrent online monitoring system using magneto register-based current transducers
KR102680844B1 (en) 2021-11-15 2024-07-05 (주)후니즈아이테크 Microcurrent online monitoring system using magneto register-based current transducers
KR102680841B1 (en) 2021-11-15 2024-07-05 (주)후니즈아이테크 Electric motor failure online diagnosis system by Machine learning based magneto register current sensor

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