KR101389793B1 - Apparatus and method for monitoring and analyzing motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전동기를 감시하고 분석하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to apparatus and methods for monitoring and analyzing electric motors.
일반적으로, 우리나라에서 소비되는 전체 에너지의 20%를 각종 전동기에서 소모하며, 이를 전기에너지로 국한하면 전기에너지의 67% 정도가 전동기에서 소비된다. 이러한 중요한 역할을 담당하는 전동기에 대해, 종래에는 고장이 발생하면 교체하는 방식으로 소홀히 관리/운영되어 왔다.In general, 20% of the total energy consumed in our country is consumed by various electric motors, and if it is limited to electric energy, about 67% of electric energy is consumed by electric motors. For motors that play such an important role, they have traditionally been managed / operated by replacing them in the event of a failure.
이와 같이 전동기가 소홀하게 운영된 이유는, 설치 초기에는 전동기에 고장이 거의 발생하지 않으며, 전동기 내부의 결함 발생을 감시하기 위한 비용과 수단이 적절하지 않기 때문이다.The reason why the motor is neglected to operate is that there is almost no failure in the motor at the initial stage of installation, and the cost and means for monitoring the occurrence of a defect inside the motor are not appropriate.
도 1은 종래의 전동기의 고장감시 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a failure monitoring system of a conventional electric motor.
도면에 도시된 바와 같이, 종래 전동기의 고장을 감시하기 위한 시스템에서, 전자 과전류 릴레이(Electronic OverCurrent Relay; EOCR) 또는 보호계전기(3)가 전동기(1)에 연결되는 전원의 과전류 등을 감시하고, 일정 크기 이상인 경우 차단기 또는 전자접촉기(electromagnetic contactor; MC)(1)에 트립신호를 전송하여 전원을 차단한다.As shown in the figure, in a system for monitoring a failure of a conventional motor, an electronic overcurrent relay (EOCR) or a
그러나, 이와 같은 종래의 방식은 전동기(1)가 고장으로 진전되는 결함상태를 감시할 수 없고, 고장이 발생하는 경우 차단기(2)를 동작하여 전원을 분리한 후 전동기(1)를 교체할 수밖에 없으므로, 중요한 생산설비인 경우 조업이 중단되어 경제적인 피해가 발생하는 문제점이 있다.However, such a conventional method cannot monitor a defect state in which the
일반적으로, 전동기는 정지된 상태에서 기동하는 경우 큰 힘이 요구되며, 정격전류의 최대 4 내지 7배 이상의 기동전류가 흐르게 된다. 따라서 전동기 기동시에 특히 많은 고장이 발생하거나, 또는 고장으로 진전될 수 있는 전동기 내부의 결함이 발생한다. In general, when the motor is started in a stopped state, a large force is required, and a maximum of 4 to 7 times the starting current of the rated current flows. Therefore, a large number of failures occur at the time of starting the motor, or defects inside the motor may occur, which can be advanced as a failure.
이러한 전동기의 기동전류를 줄이기 위해 Y-D기동, 인버터 기동 등 여러 방식이 사용되고 있지만, 기동전류를 정격전류 이하로 줄일 수 없으며, 기동전류를 줄이는 경우에는 기동시간이 늘어나게 되는 문제점이 있다.
In order to reduce the starting current of the motor, various methods such as YD start and inverter start are used. However, the start current cannot be reduced below the rated current, and the start time is increased when the start current is decreased.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전동기 기동시에 발생하는 전력에너지의 변화와 전류위상 변화특성을 감시하여, 정상적인 기동특성을 벗어나는 경우 이상이 발생하였음을 알려 전동기가 고장으로 진전할 수 있는 결함을 감시하는 전동기 감시/분석 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to monitor the power energy change and the current phase change characteristics generated when the motor is started, and to inform that the abnormality has occurred when the deviation from the normal starting characteristics occurs, the motor can progress to a failure To provide a motor monitoring / analysis apparatus and method for monitoring.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 전동기의 기동시에 발생하는 전압, 전류 및 전력의 변화와 위상을 기록하여 비정상적인 기동특성을 분석하는 전동기 감시/분석 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
In addition, another technical problem to be solved by the present invention is to provide a motor monitoring / analysis apparatus and method for analyzing abnormal starting characteristics by recording the change and phase of the voltage, current and power generated when the motor is started.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 전동기 감시/분석장치는, 전동기에 입력되는 전류가 초기전류에서 증가하는 경우 이를 기동상태로 판단하고, 상기 전동기에 입력되는 전류가 정격전류를 넘어가는 경우 기동과도상태로 판단하는 제1판단부; 상기 전동기에 입력되는 전압과 전류를 이용하여 기동전력을 계산하는 제1계산부; 상기 전동기의 기동상태 또는 기동과도상태인 경우, 상기 전동기의 기동 파라미터를 계산하는 제2계산부; 및 상기 제1계산부가 계산한 기동전력과 상기 제2계산부가 계산한 기동 파라미터를 참조로, 상기 전동기의 기동특성의 이상을 판단하는 제2판단부를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problem, the motor monitoring / analyzing apparatus of the present invention, when the current input to the motor increases from the initial current is determined to be a starting state, the current input to the motor exceeds the rated current If the first determination unit to determine the starting transient state; A first calculator configured to calculate starting power by using a voltage and a current input to the motor; A second calculator configured to calculate a start parameter of the motor when the motor is in a start state or a transient state of the motor; And a second determination unit for determining an abnormality in the starting characteristic of the motor with reference to the starting power calculated by the first calculating unit and the starting parameter calculated by the second calculating unit.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제2판단부는, 상기 제1계산부가 계산한 기동전력을 누적한 누적전력에서 직전 기동시의 누적전력을 차감한 기동전력의 변화량이 설정된 변화량보다 큰 경우, 상기 전동기의 기동특성 이상을 판단할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second determination unit, when the amount of change in the starting power calculated by subtracting the accumulated power at the previous start from the accumulated power accumulated in the starting power calculated by the first calculator is greater than the set change amount, The abnormality in the starting characteristics of the motor can be judged.
본 발명의 일실시예에서, 상기 기동 파라미터는, 전압 및 전류의 평균(RMS), 전압 및 전류의 위상, 전력 및 상기 전력에서 직전 기동시 전력을 차감한 전력차를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the starting parameter may include an average voltage (RMS) of voltage and current, a phase of the voltage and current, a power, and a power difference obtained by subtracting power at the last start from the power.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제2판단부는, 상기 전압 및 전류의 위상에서 직전 기동시의 전압 및 전류의 위상을 차감한 위상차가 설정된 위상차보다 큰 경우, 상기 전동기의 기동특성 이상을 판단할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the second determination unit may determine an abnormality in starting characteristics of the motor when the phase difference obtained by subtracting the phase of voltage and current at the time of immediately preceding starting from the phase of the voltage and current is greater than a set phase difference. Can be.
본 발명의 일실시예에서, 상기 전동기로 입력되는 전압 및 전류를 수신하여 정합하는 정합부; 및 상기 정합부에 의해 정합된 전압 및 전류를 디지털 데이터로 변환하는 변환부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the matching unit for receiving and matching the voltage and current input to the motor; And a converter configured to convert the voltage and current matched by the matcher into digital data.
본 발명의 일실시예에서, 상기 기동전력 및 상기 기동 파라미터를 저장하는 저장부; 및 상기 전동기의 기동특성의 이상을 상위 시스템으로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the storage unit for storing the starting power and the starting parameter; And a communication unit for transmitting an abnormality in the starting characteristic of the electric motor to a higher system.
본 발명의 일실시예에서, 상기 전동기의 기동특성의 이상을 사용자에게 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, it may further include a display unit for displaying to the user the abnormality of the starting characteristics of the motor.
또한, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 전동기 감시/분석방법은, 전동기에 입력되는 전류가 있고, 상기 전동기의 동작상태정보가 정지상태인 경우, 상기 전동기의 동작상태정보를 기동상태로 판단하는 단계; 상기 전동기에 입력되는 전류와 전압을 곱하여 전력을 계산하는 단계; 계산된 전력을 누적전력에 가산하는 단계; 상기 전동기에 입력되는 전압 및 전류의 위상을 구하여, 이로부터 직전 기동시의 위상을 차감하여 위상차를 구하는 단계; 및 상기 위상차가 설정된 위상차보다 큰 경우, 상기 전동기의 기동특성의 이상을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in order to solve the above technical problem, the motor monitoring / analysis method of the present invention, when there is a current input to the motor, the operation state information of the motor is started, the operation state information of the motor is started Determining the status; Calculating electric power by multiplying a current and a voltage input to the electric motor; Adding the calculated power to the cumulative power; Obtaining a phase difference of a voltage and a current input to the electric motor, subtracting a phase at the time of immediately preceding start, and obtaining a phase difference therefrom; And determining the abnormality of the starting characteristic of the motor when the phase difference is greater than the set phase difference.
본 발명의 일실시예에서, 상기 전동기의 동작상태정보가 정지상태이고, 상기 전동기에 입력되는 전류가 정격전류보다 큰 경우, 상기 전동기의 동작상태를 기동과도상태로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, if the operation state information of the motor is a stop state, the current input to the motor is greater than the rated current, may further comprise the step of determining the operating state of the motor as a starting transient state have.
본 발명의 일실시예에서, 상기 전동기의 동작상태정보가 정지상태가 아닌 경우, 상기 전동기의 동작상태정보가 기동과도상태이고, 상기 전동기에 입력되는 전류가 정격전류보다 작은 경우, 상기 전동기의 기동전력을 누적하여 누적전력을 구하는 단계; 상기 누적전력에서 직전 기동시의 저장된 누적전력을 차감하여 기동전력의 변화량을 계산하는 단계; 및 상기 기동전력의 변화량이 설정된 변화량보다 큰 경우, 상기 전동기의 기동특성의 이상을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, when the operating state information of the motor is not a stop state, when the operating state information of the motor is a starting transient state, when the current input to the motor is less than the rated current, starting the motor Accumulating power to obtain cumulative power; Calculating a change amount of starting power by subtracting the stored cumulative power at the previous start from the accumulated power; And determining the abnormality of the starting characteristic of the motor when the amount of change in the starting power is greater than the set amount of change.
상기와 같은 본 발명은, 전동기의 기동전력을 누적하여, 동일한 부하조건에서 과도한 기동전력이 소모되거나 또는 직전 기동시 기록된 전류위상와 비교하여 전류의 위상변화가 큰 경우, 기동중에 전동기 또는 전동기에 연결된 부하에 이상이 발생한 것으로 판단하여, 기동중 발생하는 전동기의 내부의 고장이나 결함을 조기에 감지할 수 있다. As described above, the present invention accumulates the starting power of the motor, and is connected to the motor or the motor during starting when excessive starting power is consumed under the same load condition or when the phase change of the current is large compared with the current phase recorded at the last starting. By determining that an abnormality has occurred in the load, it is possible to detect an early failure or a defect of the motor generated during starting.
또한, 기동중에 주기 단위로 계측되는 전압, 전류, 위상각, 전력 및 전력차 등의 기동 파라미터를 기록하여, 이상으로 판단되는 기동전력의 변화 또는 전류의 위상변화시, 이상 원인을 분석할 수 있다.
In addition, startup parameters such as voltage, current, phase angle, power, and power difference measured on a cycle-by-cycle basis can be recorded during start-up to analyze the cause of an error in the change of start-up power or phase change of current which is determined to be abnormal. .
도 1은 종래의 전동기의 고장감시 시스템의 구성도이다.
도 2는 일반적인 전동기의 기동특성 전력 파형도의 일예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 감시/분석 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 감시/분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 도 3의 기동 파라미터 계산부가 기동 파라미터를 저장하는 방식을 설명하기 위한 일실시예 흐름도이다.1 is a configuration diagram of a failure monitoring system of a conventional electric motor.
2 is an exemplary view of a waveform diagram of a starting characteristic power of a general electric motor.
3 is a block diagram of a motor monitoring / analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a motor monitoring / analysis method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of storing a startup parameter by the startup parameter calculator of FIG. 3.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 발명은 전동기의 기동시 전동기 내부의 고장이나 과부하로 인해 전동기에서 소모하는 에너지가 많다는 점에 착안한 것이다. 도 2는 일반적인 전동기의 기동특성 전력 파형도의 일예시도이다. The present invention focuses on the fact that the motor consumes a lot of energy due to a failure or an overload in the motor when the motor is started. 2 is an exemplary view of a waveform diagram of a starting characteristic power of a general electric motor.
본 발명은 이와 같은 점에 착안하여, 전동기의 기동에너지인 기동전력을 누적하여 직전에 저장된 누적값과 현재 누적값의 차이를 비교하고, 과도한 전력이 누적된 경우 이상이 발생하였음을 판단하고, 기동중에 기록된 기동 파라미터를 이용하여 전동기의 고장인지 과부하로 인해 에너지 소모가 큰 것인지 분석하기 위한 것이다.In view of the above, the present invention accumulates the starting power, which is the starting energy of the motor, and compares the difference between the accumulated value stored immediately before and the current accumulated value, and determines that an abnormality has occurred when excessive power is accumulated. It is to analyze whether the energy consumption is large due to the failure of the motor or the overload by using the starting parameters recorded in the meantime.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 감시/분석 장치의 구성도로서, 도 1과 같이, 전동기(1)의 인입단에 전동기의 기동특성의 감시와 분석을 위해 EOCR/보호계전기(3) 내부에 제공될 수 있다. 또한, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 상위 시스템(도시되지 않음)과 통신할 수 있다. FIG. 3 is a block diagram of a motor monitoring / analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an EOCR / protective relay (3) may be used to monitor and analyze starting characteristics of a motor at an inlet of the motor 1. ) May be provided inside. It may also communicate with higher-level systems (not shown) via wired or wireless networks.
본 발명의 감시/분석장치는, 전동기(1)에 입력되는 전압을 계기용 변압기(Potential Transformer; PT)(4)로부터, 전류를 계기용 전류기(Current Transformer; CT)(5)로부터 수신한다. The monitoring / analysis apparatus of the present invention receives a voltage input to the
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 전동기 감시/분석 장치는, 정합부(10), 아날로그/디지털(analpg/digital; A/D) 변환부(20), 제어부(30), 통신부(40), 저장부(50), 표시부(60) 및 리얼 타임 카운터(Real Time Counter; RTC)부(70)를 포함한다.As shown in the figure, the motor monitoring / analysis apparatus of an embodiment of the present invention, matching
정합부(10)는 입력되는 전압 및 전류신호를 정합하고, A/D 변환부(20)는 정합부(10)에 의해 정합된 전압 및 전류신호를 디지털 데이터로 변환한다. The matching
제어부(30)는 도면에 도시된 바와 같이 기동판단부(31), 기동에너지 계산부(32), 판단부(33) 및 기동 파라미터 계산부(34)를 포함한다. The
기동판단부(31)는 전동기(1)가 정지되어 전류가 흐르지 않는 조건에서 전동기(1)가 기동을 시작하여 전류가 증가할 때, 전동기(1)의 동작상태를 전동기(1)의 기동상태로 판단하고, 전동기(1)에 입력되는 삼상전류가 정격전류를 넘어가는 경우 전동기(1)의 동작상태를 기동과도상태로 판단한다.The start-
기동에너지 계산부(32)는 전동기(1)의 기동에 필요한 전력을 산출하기 위해, 입력되는 전압과 전류의 곱으로 전력을 다음 수학식 1에 의해 계산할 수 있다. 전동기(1)에 입력되는 전압은 PT(4)로부터, 전동기(1)에 입력되는 전류는 CT(5)로부터 수신할 수 있다. Starting
기동 파라미터 계산부(34)는 기동 이상시 기동특성을 분석하기 위해, 전동기(1)의 동작상태가 기동상태이거나 또는 기동과도상태인 경우, 전압 및 전류의 평균(Root-Mean-Square; RMS), 전압 및 전류의 위상, 전력 및 전력에서 직전 기동시 전력을 차감한 전력차 등의 기동 파라미터를 계산하여, 계산된 기동 파라미터를 저장부(50)에 저장한다. The starting
전압 및 전류의 RMS는 다음의 수학식 2 및 수학식 3에 의해 계산될 수 있다.RMS of voltage and current can be calculated by the following equations (2) and (3).
이때, N은 한 주기당 샘플수이다. In this case, N is the number of samples per cycle.
전압 및 전류의 위상은 다음 수학식 4에 의해 계산될 수 있다. The phase of the voltage and current can be calculated by the following equation (4).
이때, Real 및 Imag는 전압 또는 전류의 벡터의 크기이며, 다음과 같이 정의된다.In this case, Real and Imag are the magnitude of the vector of voltage or current, and are defined as follows.
여기서, K는 샘플번호이고, N은 한 주기당 샘플수이다. Where K is the sample number and N is the number of samples per cycle.
판단부(33)는 기동에너지 계산부(32)에 의해 계산된 기동전력을 누적한 누적전력에서 직전 기동시의 누적전력을 차감한 기동전력의 변화량이 설정된 변화량보다 큰 경우에는 전동기(1)의 기동특성 이상으로 판단하고 이상정보를 상위 시스템으로 전달하거나 혹은 표시부(60)가 기동특성에 이상이 발생하였음을 표시하도록 제어할 수 있다.The
또한, 판단부(33)는, 전압 및 전류의 위상에서 직전 기동시의 전압 및 전류의 위상을 차감한 위상차가 설정된 위상차보다 큰 경우에는 전동기(1)의 기동특성 이상으로 판단하고 이상정보를 상위 시스템으로 전달하거나 혹은 표시부(60)가 기동특성에 이상이 발생하였음을 표시하도록 제어할 수 있다.In addition, the
통신부(40)는 제어부(30)에서 처리된 정보를 네트워크를 통해 상위 시스템으로 전달한다. The
저장부(50)는 기동에너지 계산부(32)가 계산한 기동전력 및 기동 파라미터 계산부(34)가 계산한 기동 파라미터를 저장한다. The
표시부(60)는 전면에 배치되는 것으로서, 판단부(33)의 제어에 의해, 판단부(33)에서 처리된 정보와 전동기(1)의 고유동작 및 설정정보를 표시할 수 있다.The
또한, RTC부(70)는 본 발명이 제공되는 EOCR/보호계전기(3)의 시간을 관리한다.
The
이와 같은 구성의 본 발명은, 전동기(1)의 기동특성을 감시하기 위해, 기동전력을 누적하여, 동일한 부하조건에서 과도한 기동전력이 소모되거나 또는 직전 기동시 기록된 전류위상와 비교하여 전류의 위상변화가 큰 경우, 기동중에 전동기(1) 또는 전동기(1)에 연결된 부하에 이상이 발생한 것으로 판단하여, 표시부(60)를 통해 이상을 표시하여 운용자가 열람가능하게 하거나, 또는 통신을 통해 상위 시스템으로 이상정보를 전송할 수 있다.In order to monitor the starting characteristic of the
또한, 기동중에 주기 단위로 계측되는 전압, 전류, 위상각, 전력 및 전력차 등의 기동 파라미터를 기록하여, 이상으로 판단되는 기동전력의 변화 또는 전류의 위상변화시, 이상 원인을 분석할 수 있도록 기동 파라미터를 제공할 수 있다.In addition, start-up parameters such as voltage, current, phase angle, power, and power difference, which are measured in units of cycles, are recorded during start-up, so that the cause of abnormality can be analyzed when the start-up power or the phase change of the current is judged to be abnormal. Startup parameters may be provided.
따라서, 본 발명은 전동기(1)의 기동중 발생하는 전동기(1)의 내부의 고장이나 결함을 조기에 감지하고 분석할 수 있다.
Therefore, the present invention can detect and analyze a failure or a defect in the interior of the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 감시/분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a motor monitoring / analysis method according to an embodiment of the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 감시/분석 방법은, 우선, 전동기(1)로 입력되는 삼상전류가 0인지 확인한다(S1). S1의 확인결과, 삼상전류가 0인 경우에는 전동기(1)의 상태정보를 정지상태로 변경하고, 이를 저장부(50)에 저장하고(S17) 리턴한다. S1의 확인결과, 삼상전류가 0이 아닌 경우에는, 전동기(1)의 동작상태정보가 정상상태인지 확인한다(S2). As shown in the figure, the monitoring / analysis method of an embodiment of the present invention first checks whether the three-phase current input to the
S2의 확인결과, 전동기(1)의 동작상태정보가 정상상태인 경우에는 리턴하고, 정상상태가 아닌 경우에는, 전동기(1) 동작상태정보가 정지상태인지 확인한다(S3).As a result of checking in S2, the operation state information of the
S3의 확인결과, 전동기(1)의 동작상태정보가 정지상태인 경우에는, 전동기(1)의 동작상태정보를 기동상태로 저장부(50)에 저장하고(S4), 전동기(1)에 입력되는 삼상전류의 크기가 전동기(1)의 정격전류보다 큰지 확인한다(S5). As a result of checking in S3, when the operation state information of the
S5의 확인결과, 전동기(1)에 입력되는 삼상전류의 크기가 정격전류보다 큰 경우에는, 전동기(1)의 동작상태정보를 기동과도상태로 저장부(50)에 저장하고(S6), 삼상전류와 전압을 곱하여 삼상전력을 계산하고, 계산된 삼상전력과 누적전력을 더하여 저장부(50)에 저장한다(S7). 만약, S5의 확인결과, 전동기(1)에 입력되는 삼상전류가 전동기(1)의 정격전류보다 크지 않은 경우에는, 삼상전류와 전압을 곱하여 삼상전력을 계산하고, 계산된 삼상전력과 누적전력을 더하여 저장부(50)에 저장한다(S7).As a result of checking in S5, when the magnitude of the three-phase current input to the
이후, PT(4)와 CT(5)로부터 입력되는 벡터형식의 전압 및 전류의 위상을 계산한다. 전압 및 전류의 위상은 위 수학식 4에 의해 구할 수 있다. Then, the phase of the voltage and current in the vector format input from the PT (4) and CT (5) is calculated. The phase of the voltage and current can be obtained by
이후, 계산된 위상에서 직전 기동시에 저장된 위상을 차감하여 위상차를 생성하고 이를 저장부(50)에 저장한다(S8). S8에서 계산된 위상차와 설정된 위상차를 비교하여(S9), S9의 비교결과 S8에서 계산된 위상차가 설정된 위상차보다 큰 경우에는 이상이 발생한 것으로 판단하여, 표시부(60)를 통해 알람을 발생하고 전동기(1)의 상태정보를 이상상태로 저장부(50)에 저장하고(S10) 리턴한다. 이때, 통신부(4)를 통해 상위 시스템으로 이상상태를 알릴 수 있다. S9의 비교결과, S8에서 계산된 위상차가 설정된 위상차보다 크기 않은 경우에는 리턴한다.
Subsequently, a phase difference is generated by subtracting the stored phase at the last startup from the calculated phase and storing it in the storage unit 50 (S8). When the phase difference calculated in S8 and the set phase difference are compared (S9), and when the phase difference calculated in S9 is larger than the set phase difference, it is determined that an abnormality has occurred, and an alarm is generated through the
한편, S3의 확인결과, 전동기(1)의 동작상태정보가 정지상태가 아닌 경우에는, 전동기(1)의 동작상태정보가 기동과도상태인지 확인한다(S11). S11의 확인결과 전동기(1)의 동작상태정보가 기동과도상태가 아닌 경우에는 S5로 진행한다. S11의 확인결과 전동기(1)의 동작상태정보가 기동과도상태인 경우에는, 전동기(1)에 입력되는 삼상전류가 정격전류보다 작은지 확인한다(S12). On the other hand, when the operation state information of the
S12의 확인결과, 전동기(1)에 입력되는 삼상전류가 정격전류보다 작지 않은 경우에는 S7로 진행하고, 삼상전류가 정격전류보다 작은 경우에는 전동기(1)의 동작상태정보를 정상상태로 저장부(50)에 저장한다(S13).As a result of checking in S12, when the three-phase current input to the
이후, 전동기(1)의 기동시의 기동전력의 누적을 완료하고(S14), 누적전력에서 직전 기동시의 저장된 누적전력을 차감하여, 기동전력의 변화량을 계산한다(S15). 이 기동전력의 변화량이 설정된 전력변화량보다 큰지 확인하여(S16), 큰 경우에는 이상이 발생한 것으로 판단하여 표시부(60)를 통해 알람을 발생하고 전동기(1)의 상태정보를 이상상태로 저장부(50)에 저장하고(S10) 리턴한다. 이때, 통신부(4)를 통해 상위 시스템으로 이상상태를 알릴 수 있다. Thereafter, the accumulation of starting power at the start of the
S16의 확인결과 기동전력의 변화량이 설정된 전력변화량보다 크지 않은 경우에는 리턴한다. As a result of checking in S16, when the amount of change in starting power is not greater than the set amount of change in power, it returns.
위 도 4의 설명에서는, 각 확인 및 비교가 순차적인 것으로 설명되어 있으나, 확인 및 비교의 순서는 이에 열거된 것에 한정되는 것은 아니며, 그 순서는 바뀔 수도 있다.
In the description of FIG. 4, each confirmation and comparison is described as being sequential, but the order of confirmation and comparison is not limited to the ones listed therein, and the order may be changed.
도 5는 도 3의 기동 파라미터 계산부(34)가 기동 파라미터를 저장하는 방식을 설명하기 위한 일실시예 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of storing the startup parameter by the
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 기동 파라미터 계산부(34)는, 전동기(1)의 동작상태정보가 기동상태 또는 기동과도상태인지 확인한다(S21). S21의 확인결과, 전동기(1)의 동작상태정보가 기동상태도, 기동과도상태도 아닌 경우에는 리턴한다. As shown in the figure, the startup
S21의 확인결과, 전동기(1)의 동작상태정보가 기동상태 또는 기동과도상태인 경우에는, A/D 변환부(20)의 출력된 값, 즉, 전동기(1)의 전압 또는 전류의 한 주기가 완료된 것인지 확인한다(S22). S22의 확인결과, 한 주기가 완료되지 않은 경우에는, 전압 및 전류의 샘플값을 저장부(50)에 저장하고(S27), 리턴한다.As a result of checking in S21, when the operation state information of the
S22의 확인결과, 한주기가 완료된 경우에는, 한주기의 샘플을 이용하여 전압 및 전류의 RMS를 계산하고(S23), 전압 및 전류의 위상을 계산한다(S24). As a result of checking in S22, when one cycle is completed, the RMS of voltage and current is calculated using a sample of one cycle (S23), and the phases of voltage and current are calculated (S24).
이후, 전압/전류의 RMS와 위상을 이용하여 삼상전력을 계산하고(S25), S25에서 계산된 삼상전력에서 직전 기동시 저장된 전력을 차감하여 전력차를 계산하고(S26), 리턴한다.Thereafter, the three-phase power is calculated using the RMS and the phase of the voltage / current (S25), and the power difference is calculated by subtracting the stored power at the last start from the three-phase power calculated in S25 (S26) and returning.
이와 같이, 기동 파라미터 계산부(34)는 기동시 또는 기동과도시의 파라미터를 저장할 수 있다. In this way, the
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
1: 전동기 3: EOCR/보호계전기
4: PT 5: CT
10: 정합부 20: A/D 변환부
30: 제어부 31: 기동판단부
32: 기동에너지 계산부 33: 판단부
34: 기동 파라미터 계산부 40: 통신부
50: 저장부 60: 표시부
70: RCT부1: motor 3: EOCR / protective relay
4: PT 5: CT
10: matching unit 20: A / D conversion unit
30: control unit 31: start determination unit
32: mobile energy calculation unit 33: determination unit
34: start parameter calculator 40: communication unit
50: storage unit 60: display unit
70: RCT Department
Claims (10)
상기 전동기에 입력되는 전압과 전류를 이용하여 기동전력을 계산하는 제1계산부;
상기 전동기의 기동상태 또는 기동과도상태인 경우, 전압 및 전류의 평균(RMS), 전압 및 전류의 위상, 전력 및 상기 전력에서 직전 기동시 전력을 차감한 전력차를 포함하는 기동 파라미터를 계산하는 제2계산부; 및
상기 제1계산부가 계산한 기동전력과 상기 제2계산부가 계산한 기동 파라미터를 참조로, 상기 전동기의 기동특성의 이상을 판단하는 제2판단부를 포함하고,
상기 제2판단부는, 상기 제1계산부가 계산한 기동전력을 누적한 누적전력에서 직전 기동시의 누적전력을 차감한 기동전력의 변화량이 설정된 변화량보다 큰 경우, 상기 전동기의 기동특성 이상을 판단하고, 상기 전압 및 전류의 위상에서 직전 기동시의 전압 및 전류의 위상을 차감한 위상차가 설정된 위상차보다 큰 경우, 상기 전동기의 기동특성 이상을 판단하는 전동기 감시/분석장치.
A first judging unit which determines that the current input to the motor is a starting state, and determines the starting state when the current input to the motor exceeds a rated current;
A first calculator configured to calculate starting power by using a voltage and a current input to the motor;
Calculating a starting parameter including an average of voltage and current (RMS), a phase of voltage and current, power and a power difference obtained by subtracting electric power at the time of immediately preceding starting in the electric power in the starting state or the transient state of the motor; 2 calculation unit; And
A second determination unit for determining an abnormality in the starting characteristic of the electric motor, with reference to the starting power calculated by the first calculating unit and the starting parameter calculated by the second calculating unit;
The second judging unit judges an abnormality in the starting characteristic of the motor when the amount of change in starting power that is obtained by subtracting the cumulative power at the previous start from the accumulated power accumulated in the starting power calculated by the first calculating unit is greater than the set change amount. And an electric motor monitoring / analyzing device for determining an abnormality in starting characteristics of the electric motor when a phase difference obtained by subtracting the phases of voltage and current at the time of immediately preceding start from the phase of the voltage and current is greater than a set phase difference.
상기 전동기로 입력되는 전압 및 전류를 수신하여 정합하는 정합부; 및
상기 정합부에 의해 정합된 전압 및 전류를 디지털 데이터로 변환하는 변환부를 더 포함하는 전동기 감시/분석장치.
The method of claim 1,
A matching unit configured to receive and match a voltage and a current input to the electric motor; And
And a converting unit converting the voltage and current matched by the matching unit into digital data.
상기 기동전력 및 상기 기동 파라미터를 저장하는 저장부; 및
상기 전동기의 기동특성의 이상을 상위 시스템으로 전송하는 통신부를 더 포함하는 전동기 감시/분석장치.
The method of claim 1,
A storage unit which stores the starting power and the starting parameter; And
And a communication unit for transmitting an abnormality in the starting characteristic of the motor to a higher system.
상기 전동기의 기동특성의 이상을 사용자에게 표시하는 표시부를 더 포함하는 전동기 감시/분석장치.
The method of claim 1,
And a display unit for displaying to the user an abnormality in the starting characteristics of the motor.
상기 정지상태인지 판단하는 단계의 판단결과, 정지상태인 경우, 상기 전동기의 동작상태정보를 기동상태로 판단하는 단계;
상기 정지상태인지 판단하는 단계의 판단결과, 정지상태이고, 상기 전동기에 입력되는 전류가 정격전류보다 큰 경우, 상기 전동기의 동작상태를 기동과도상태로 판단하는 단계;
상기 전동기에 입력되는 전류와 전압을 곱하여 전력을 계산하는 단계;
계산된 전력을 누적전력에 가산하는 단계;
상기 누적전력에서 직전 기동시의 저장된 누적전력을 차감하여 기동전력의 변화량을 계산하는 단계;
상기 기동전력의 변화량이 설정된 변화량보다 큰 경우, 상기 전동기의 기동특성의 이상을 판단하는 단계;
상기 전동기에 입력되는 전압 및 전류의 위상을 구하여, 이로부터 직전 기동시의 전압과 전류의 위상을 차감하여 위상차를 구하는 단계; 및
상기 위상차가 설정된 위상차보다 큰 경우, 상기 전동기의 기동특성의 이상을 판단하는 단계를 포함하는 전동기 감시/분석방법.Determining whether operation state information of the motor is stopped when there is a current input to the motor;
Judging whether the motor is in the stopped state, and determining the operating state information of the motor as the start state in the stopped state;
Judging whether the motor is in the stopped state, when the motor is in the stopped state and the current input to the motor is greater than the rated current, determining the operating state of the motor as the starting transient state;
Calculating power by multiplying a current and a voltage input to the motor;
Adding the calculated power to the cumulative power;
Calculating a change amount of starting power by subtracting the stored cumulative power at the previous start from the accumulated power;
Determining an abnormality in the starting characteristic of the motor when the amount of change in starting power is greater than a set amount of change;
Obtaining phases of voltages and currents input to the motors, and subtracting phases of voltages and currents at the time of immediately preceding starting therefrom to obtain phase differences; And
And determining the abnormality of the starting characteristic of the motor when the phase difference is greater than the set phase difference.
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