KR101763359B1 - Method and apparatus for monitoring abnormal state of motor and bearing - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법에 관한 것으로서, 모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과 인접한 위치에 마련되는 제1 센서 및 제2 센서를 이용하여 상기 모터 및 상기 베어링의 이상 상태를 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 제1 센서 및 제2 센서를 이용하여 상기 베어링의 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파에 대한 값을 각각 감지하는 단계와, 감지된 상기 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파에 대한 값을 각각 정규화하는 단계와, 정규화된 복수 개의 값 중 적어도 두 개의 값을 선택하는 단계와, 선택된 두 개의 값을 이용하여 상기 모터 및 상기 베어링의 이상 상태의 종류를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 선택하는 단계는 제1 시점과 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 고유주파수에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제2 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제3 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값을 모두 더한 값의 거리값을 계산하는 단계와, 계산된 상기 거리값이 기설정된 임계값 이상인 경우, 상기 거리값을 분모로 하고 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도, 상기 고유주파수, 상기 제2 고조파 및 상기 제3 고조파 각각에 기초하여 정규화한 값의 차를 각각 분자로 하는 복수의 성분값을 산출하는 단계; 및 상기 복수 개의 성분값 중 가장 큰 값과 두번째로 큰 값을 선택하는 단계를 포함하며,상기 결정하는 단계는 선택된 두 개의 성분값의 조합을 기설정된 룩업테이블에 대입하여 대응되는 상태값에 따라 상기 베어링의 이상 상태의 종류를 결정하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 모터에 적용된 베어링의 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파를 측정한 값을 이용하여 베어링과 모터의 이상 여부를 동시에 모니터링이 가능할 뿐 아니라, 베어링의 교체가 필요한 상태, 베어링의 교체와 더불어 모터의 상태 점검이 필요한 상태, 모터에 이상이 발생한 상태 등을 세분화하여 신속하고 용이하게 파악할 수 있는 효과가 있다.
The present invention relates to a method of monitoring an abnormal state of a motor and a bearing, and more particularly to a method of monitoring an abnormal state of a motor and a bearing using a first sensor and a second sensor provided at a position adjacent to a bearing for rotatably supporting a rotation shaft of the motor The method of claim 1, further comprising: sensing a temperature, a natural frequency, a second harmonic, and a third harmonic of the bearing using the first sensor and the second sensor, The method comprising the steps of: normalizing values for a first harmonic, a second harmonic and a third harmonic; selecting at least two values of the plurality of normalized values; Wherein the step of selecting comprises the step of determining the temperature of the first time point and the temperature detected at the second time point after the first time point, A value obtained by squaring the difference between the normalized values and a value obtained by squaring a value normalized based on the natural frequencies sensed at the first and second points of time, A difference between a value obtained by squaring the difference between the normalized value based on the second harmonic detected at the time point and a value normalized based on the third harmonic detected at the first time point and the second time point, Calculating a distance value of a value obtained by adding all the values of the first and second time points to each other when the calculated distance value is equal to or greater than a preset threshold value; , Calculating a plurality of component values each having a difference between a normalized value based on the natural frequency, the second harmonic, and the third harmonic; And selecting a largest value and a second largest value among the plurality of component values, wherein the determining is performed by substituting a combination of the two selected component values into a predetermined look-up table, And the type of the abnormal state of the bearing is determined.
Accordingly, it is possible to simultaneously monitor the abnormality of the bearing and the motor by using the temperature of the bearing applied to the motor, the natural frequency, the second harmonic and the third harmonic, and also, A state in which the state of the motor is required to be checked, and a state in which the motor is in an abnormal state, and the like can be subdivided and quickly and easily grasped.

Description

모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING ABNORMAL STATE OF MOTOR AND BEARING}[0001] METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING ABNORMAL STATE OF MOTOR AND BEARING [0002]

본 발명은 모터와 상기 모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링의 이상 상태를 모니터링하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor and a method and apparatus for monitoring an abnormal state of a bearing that rotatably supports a rotary shaft of the motor.

일반적으로 산업현장에서 모터는 기계의 동력원으로 사용되고 고장 시에는 기계의 생산 중단에 따른 상당한 기회 손실을 발생시키는 원인이 되므로, 모터의 상태를 실시간으로 감시하여 고장을 진단하는 다양한 방법들이 개발되고 실시되어 왔다.Generally, in a industrial field, a motor is used as a power source of a machine, and in the event of a failure, it causes a considerable opportunity loss due to discontinuation of the machine. Therefore, various methods of diagnosing a fault by monitoring the state of the motor in real time have been developed and implemented come.

이와 같이 모터의 고장을 검출하기 위한 일례로써, 다양한 센서들을 사용하여 고정자 전압과 전류, 에어갭(공극), 외부 자속밀도, 회전자 위치와 속도, 출력토크, 내부 또는 외부온도, 외관 진동 등을 측정한 후 열적인 진단방법, 진동진단방법, 전기진단방법들을 이용하는 방식 등이 이용되어 왔다.As an example of detecting a motor malfunction, various sensors can be used to detect stator voltage and current, air gap (air gap), external magnetic flux density, rotor position and speed, output torque, internal or external temperature, A thermal diagnostic method, a vibration diagnostic method, and a method of using electrical diagnostic methods have been used.

한편, 이러한 모터의 고장은 베어링 고장, 절연 파손 등의 고정자 고장, 로우터 바의 회전자고장 및 기계적 결함 등에 의하여 80% 이상 발생한다. 특히, 모터 자체에 문제가 없는 경우라 하더라도, 모터에 결합된 베어링에 자체 결함이 있거나 파손되게 되면, 모터가 정상적으로 구동하기 어려워져 과열되거나 출력효율이 감소하는 문제점이 발생하게 된다.On the other hand, the failure of such a motor occurs by more than 80% due to a failure of the stator such as a bearing failure, insulation breakdown, rotor failure of the rotor bar, and mechanical failure. Particularly, even if there is no problem in the motor itself, if the bearing coupled to the motor is defective or damaged, the motor becomes difficult to drive normally, resulting in overheat or reduced output efficiency.

KRKR 10-154188410-1541884 B1B1 KRKR 10-2015-013670310-2015-0136703 AA

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모터의 회전축에 인접하게 설치된 베어링의 온도 및 진동 상태에 기초하여 베어링 또는 모터의 이상 상태를 확인 가능한 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method and apparatus for monitoring an abnormal condition of a motor and a bearing capable of checking an abnormal state of a bearing or a motor based on a temperature and a vibration state of a bearing provided adjacent to a rotary shaft of the motor .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법은, 모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과 인접한 위치에 마련되는 제1 센서 및 제2 센서를 이용하여 상기 모터 및 상기 베어링의 이상 상태를 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 제1 센서 및 제2 센서를 이용하여 상기 베어링의 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파에 대한 값을 각각 감지하는 단계와, 감지된 상기 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파에 대한 값을 각각 정규화하는 단계와, 정규화된 복수 개의 값 중 적어도 두 개의 값을 선택하는 단계와, 선택된 두 개의 값을 이용하여 상기 모터 및 상기 베어링의 이상 상태의 종류를 결정하는 단계를 포함하며, 제1 시점과 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 고유주파수에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제2 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제3 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값을 모두 더한 값의 거리값을 계산하는 단계; 계산된 상기 거리값이 기설정된 임계값 이상인 경우, 상기 거리값을 분모로 하고 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도, 상기 고유주파수, 상기 제2 고조파 및 상기 제3 고조파 각각에 기초하여 정규화한 값의 차를 각각 분자로 하는 복수의 성분값을 산출하는 단계; 및 상기 복수 개의 성분값 중 가장 큰 값과 두번째로 큰 값을 선택하는 단계를 포함하며, 상기 결정하는 단계는 선택된 두 개의 성분값의 조합을 기설정된 룩업테이블에 대입하여 대응되는 상태값에 따라 상기 베어링의 이상 상태의 종류를 결정하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of monitoring an abnormal condition of a motor and a bearing, the method comprising: using a first sensor and a second sensor provided at a position adjacent to a bearing rotatably supporting a rotation shaft of the motor The method of monitoring an abnormal state of the motor and the bearing may include sensing a temperature, a natural frequency, a second harmonic, and a third harmonic of the bearing using the first sensor and the second sensor, , Normalizing the values of the sensed temperature, the eigenfrequency, the second harmonic, and the third harmonic, selecting at least two values of the normalized plurality of values, The method comprising the steps of: determining a type of an abnormal state of the motor and the bearing, A value obtained by squaring the difference between the normalized values based on the first and second time points and a value obtained by squaring the difference between values obtained by normalizing based on the natural frequencies sensed at the first and second points of time, A value obtained by squaring the difference between the values normalized based on the second harmonics detected at the second time point and a value obtained by normalizing the values obtained by normalizing the third harmonics detected at the first point and the second point of time Calculating a distance value of a value obtained by adding all values obtained by squaring the difference; Wherein the distance value is a denominator and the temperature, the eigenfrequency, the second harmonic, and the third harmonic, respectively, sensed at the first and second points of time, respectively, when the calculated distance value is greater than or equal to a preset threshold value Calculating a plurality of component values each having a difference between normalized values based on the plurality of component values; And selecting a largest value and a second largest value among the plurality of component values, wherein the determining is performed by substituting a combination of the two selected component values into a predetermined look-up table, And the type of the abnormal state of the bearing is determined.

또한, 본 발명의 다른 일면에 따른 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 장치는, 모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과 인접한 위치에 마련되어 상기 베어링의 온도값을 감지하는 제1 센서와, 상기 베어링과 인접한 위치에 마련되어 상기 베어링의 주파수 특성을 감지하여 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파에 대한 값을 각각 검출하는 제2 센서와, 감지된 상기 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파에 대한 값을 입력받아 각각 정규화하는 정규화부와, 정규화된 복수 개의 값 중 적어도 두 개의 값을 선택하는 선택부와, 선택된 두 개의 값을 이용하여 상기 모터 및 상기 베어링의 이상 상태의 종류를 결정하는 상태 결정부를 포함하고, 상기 선택부는 제1 시점과 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 고유주파수에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제2 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제3 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값을 모두 더한 값의 거리값을 계산하는 제1 계산부와, 계산된 상기 거리값이 기설정된 임계값 이상인 경우, 상기 거리값을 분모로 하고 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도, 상기 고유주파수, 상기 제2 고조파 및 상기 제3 고조파 각각에 기초하여 정규화한 값의 차를 각각 분자로 하는 복수의 성분값을 산출하는 제2 계산부와, 상기 복수 개의 성분값 중 가장 큰 값과 두번째로 큰 값을 선택하는 데이터 선택부를 포함하며, 상기 상태 결정부는 상기 선택된 두 개의 성분값의 조합을 기설정된 룩업테이블에 대입하여 대응되는 상태값에 따라 상기 모터 및 상기 베어링의 이상 상태의 종류를 결정하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for monitoring an abnormal condition of a motor and a bearing, comprising: a first sensor provided at a position adjacent to a bearing for rotatably supporting a rotation shaft of the motor and sensing a temperature value of the bearing; A second sensor provided at an adjacent position for detecting a frequency characteristic of the bearing to detect a value for a natural frequency, a second harmonic and a third harmonic, and a second sensor for detecting a value of the natural frequency, the second harmonic and the third harmonic, A selection unit for selecting at least two values among a plurality of normalized values, and a state determining unit for determining a kind of an abnormal state of the motor and the bearing using the selected two values, Wherein the selection unit is configured to select, based on the temperature sensed at each of the first time point and the second time point after the first time point, A value obtained by squaring a difference between the culminated values and a value obtained by squaring a difference between a value normalized based on the natural frequency sensed at the first time point and a natural frequency sensed at the second time point, A value obtained by squaring the difference between the values normalized based on the second harmonics sensed by the first harmonic and a value normalized based on the third harmonic detected at the first point and the second point, A first calculator for calculating a distance value of a value obtained by adding all the values of the distance values to the first and second points of time when the calculated distance value is equal to or greater than a preset threshold value, A second calculation section for calculating a plurality of component values each having a difference between a normalized value based on the temperature, the natural frequency, the second harmonic, and the third harmonic, Large value and second largest Wherein the state determining unit determines a type of an abnormal state of the motor and the bearing according to a corresponding state value by substituting a combination of the selected two component values into a predetermined lookup table .

본 발명에 따르면, 모터에 적용된 베어링의 온도, 고유주파수, 제2고조파 및 제3 고조파를 측정한 값을 이용하여 베어링과 모터의 이상 여부를 동시에 모니터링이 가능할 뿐 아니라, 베어링의 교체가 필요한 상태, 베어링의 교체와 더불어 모터의 상태 점검이 필요한 상태, 모터에 이상이 발생한 상태 등을 세분화하여 신속하고 용이하게 파악할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to simultaneously monitor the abnormality of the bearing and the motor by using the values of the temperature, natural frequency, second harmonic and third harmonic of the bearing applied to the motor, It is possible to quickly and easily grasp the state where the state of the motor needs to be checked and the state where the abnormality has occurred in the motor in addition to the replacement of the bearing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 및 베어링의 이상 상태에 관한 모니터링 장치의 구성을 도시한 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법을 나타낸 순서도이고,
도 3은 도 2의 선택 단계 및 결정 단계를 보다 상세하게 나타낸 순서도이다.
1 is a block diagram showing the configuration of a monitoring apparatus relating to an abnormal state of a motor and a bearing according to an embodiment of the present invention,
2 is a flowchart illustrating a method for monitoring an abnormal state of a motor and a bearing according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a flowchart showing the selection step and the determination step in FIG. 2 in more detail.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The foregoing and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 및 베어링의 이상 상태에 관한 모니터링 장치의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a monitoring apparatus relating to an abnormal state of a motor and a bearing according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 장치(200)는 크게 제1 센서(210), 제2 센서(220), 정규화부(230), 선택부(240) 및 상태 결정부(250)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, an apparatus 200 for monitoring an abnormal condition of a motor and a bearing according to an embodiment of the present invention includes a first sensor 210, a second sensor 220, a normalization unit 230, 240 and a state determination unit 250. [

제1 센서(210)는 모터(10)의 회전축(110)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(120)과 인접한 위치에 마련되어 베어링(120)의 온도값(Ti)을 감지한다.The first sensor 210 is provided at a position adjacent to the bearing 120 that rotatably supports the rotary shaft 110 of the motor 10 and senses a temperature value T i of the bearing 120.

제2 센서(220)는 제1 센서(210)와 마찬가지로 베어링(120)과 인접한 위치에 마련되어 베어링(120)의 주파수 특성을 감지한다.The second sensor 220 is provided at a position adjacent to the bearing 120 to sense the frequency characteristic of the bearing 120, like the first sensor 210.

이에 따른 결과로 베어링(120)의 고유주파수(Fi), 제2 고조파(Ri) 및 제3 고조파(Si)에 대한 값을 각각 검출하게 된다.As a result, the values for the natural frequency F i , the second harmonic R i , and the third harmonic S i of the bearing 120 are detected.

정규화부(230)는 제1 센서(210) 및 제2 센서(220)에 의해 감지된 온도(Ti), 고유주파수(Fi), 제2 고조파(Ri) 및 제3 고조파(Si)에 대한 값을 입력받아 각각 정규화한다.Normalizing unit 230 includes a first sensor 210 and second temperature sensed by the sensor (220), (T i), the natural frequency (F i), the second harmonic (R i) and a third harmonic (S i ), And normalize them respectively.

여기서, 정규화부(230)는, 제1 센서(210)와 제2 센서(220) 중 어느 하나의 센서에 의해 측정된 소정 성분(예컨대, 온도, 고유주파수, 제2 고조파, 제3 고조파)에 대한 측정값과 상기 인자의 기설정된 최소값의 차를 분자로 하고, 상기 인자의 기설정된 최대값(Max) 및 최소값(Min) 간의 차를 분모로 하여 정규화값을 계산할 수 있다.Here, the normalization unit 230 may be configured to determine a predetermined component (for example, a temperature, a natural frequency, a second harmonic, and a third harmonic) measured by any one of the first sensor 210 and the second sensor 220 The normalized value can be calculated by taking the difference between the measured value for the parameter and the predetermined minimum value of the factor as a numerator and denoting the difference between the predetermined maximum value Max and the minimum value Min of the factor as a denominator.

구체적으로, 정규화부(230)는, 제1 센서(210)에 의해 감지된 온도값(Ti)과 기설정된 최소 온도값(Tmin)의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 온도값(Tmax)과 상기 최소 온도값(Tmin)의 차를 분모로 하여 제1 정규화값(NTi)을 계산할 수 있다.Specifically, the normalization unit 230 uses the difference between the temperature value T i sensed by the first sensor 210 and the preset minimum temperature value T min as a numerical value and sets a predetermined maximum temperature value T max ) And the minimum temperature value (T min ) as a denominator, and calculate the first normalization value (N Ti ).

정규화부(230)는, 제2 센서(220)에 의해 감지된 상기 고유주파수값(Fi)과 기설정된 최소 고유주파수(Fmin)값의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 고유주파수값(Fmax)과 상기 최소 고유주파수값(Fmin)의 차를 분모로 하여 제2 정규화값(NFi)을 계산할 수 있다.Normalization unit 230, the second sensor 220 are detected by the natural frequency value (F i) and a predetermined minimum natural frequency (F min) for the value difference in the molecule and a predetermined maximum natural frequency value (F 2 can calculate the normalization value (N Fi) to the difference between the max) and the minimum natural frequency value (F min) as the denominator.

정규화부(230)는, 제2 센서(220)에 의해 감지된 제2 고조파값(Ri)과 기설정된 최소 제2 고조파값(Rmin)의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 제2 고조파값(Rmax)과 최소 제2 고조파(Rmin)값의 차를 분모로 하여 제3 정규화값(NRi)을 계산할 수 있다.The normalization unit 230 uses the difference between the second harmonic value R i sensed by the second sensor 220 and a predetermined minimum second harmonic value R min as a numerator and outputs a predetermined maximum second harmonic value The third normalization value N Ri can be calculated with the difference between the minimum second harmonic (R max ) and the minimum second harmonic (R min ) as a denominator.

정규화부(230)는, 제2 센서(220)에 의해 감지된 제3 고조파값(Si)과 기설정된 최소 제3 고조파값(Smin)의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 제3 고조파값(Smax)과 최소 제3 고조파값(Smin)의 차를 분모로 하여 제4정규화값(NSi)을 계산할 수 있다.The normalization unit 230 determines the difference between the third harmonic value S i sensed by the second sensor 220 and the predetermined minimum third harmonic value S min as a numerator, The fourth normalized value N Si can be calculated using the difference between the minimum third harmonic value S max and the minimum third harmonic value S min as denominator.

즉, 제1정규화값(NTi)은 온도(Ti)에 관한 특성을 나타내고, 제2 정규화값(NFi)은 고유주파수값(Fi)에 관한 특성을 나타내고, 제3 정규화값(NRi)은 제2 고조파값(Ri)에 관한 특성을 나타내고, 제4정규화값(NSi)은 제3 고조파값(Si)에 관한 특성을 나타내게 된다.That is, the first normalization value N Ti represents a characteristic relating to the temperature T i , the second normalization value N Fi represents a characteristic relating to the natural frequency value F i , and the third normalization value N Ri represents a characteristic relating to a second harmonic value R i and a fourth normalized value N Si represents a characteristic relating to a third harmonic value S i .

이 경우, S100단계에서 감지된 온도(Ti), 고유주파수(Fi), 제2 고조파(Ri) 및 제3 고조파(Si) 각각에 대해 정규화한 값(NTi,NFi,NRi,NSi)이 동일한 범위, 즉, 0과 1 사이의 값을 가지게 되어 형식과 단위가 다른 각 측정 데이터 간의 비교가 가능해진다.In this case, the values (N Ti , N Fi , N N) normalized to the temperature T i , the natural frequency F i , the second harmonic R i and the third harmonic S i , Ri , N Si ) have the same range, that is, between 0 and 1, so that it is possible to compare each measurement data having different format and unit.

선택부(240)는 정규화부(230)에 의해 정규화된 복수 개의 정규화값 중 적어도 두 개의 값을 선택한다.The selecting unit 240 selects at least two values among a plurality of normalized values normalized by the normalizing unit 230.

여기서, 선택부(240)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 계산부(242), 제2 계산부(244) 및 데이터 선택부(246)를 포함할 수 있다.The selecting unit 240 may include a first calculating unit 242, a second calculating unit 244, and a data selecting unit 246, as shown in FIG.

구체적으로, 제1 계산부(242)는, 제1 시점(A)과 상기 제1 시점(A) 이후의 제2 시점(B)에 각각 감지된 온도(TA,TB)에 기초하여 정규화한 값(NTA,NTB)의 차를 제곱한 값({NTA-NTB}2)과, 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 고유주파수(FA,FB)에 기초하여 정규화한 값(NFA,NFB)의 차를 제곱한 값({NFA-NFB}2)과, 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 제2 고조파(RA,RB)에 기초하여 정규화한 값(NRA,NRB)의 차를 제곱한 값({NRA-NRB}2)과, 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 제3 고조파(SA,SB)에 기초하여 정규화한 값(NSA,NSB)의 차를 제곱한 값({NSA-NSB}2)을 모두 더한 값을 루트한 값인 거리값(D)을 계산한다.Specifically, the first calculation unit 242 calculates a normalized value (T A , T B ) based on the temperatures (T A , T B ) sensed at the first point of time A and the second point of time B after the first point of time A, respectively (N TA- TB ) 2 obtained by squaring the difference between the values N TA and N TB and a natural frequency F A detected at the first and second time points A and B, F B), a value (N FA, FB N) a difference value (N {FA} -N FB square of the normalized based on a 2), a first point (a) and the second sensing each of the time (B) ({N RA -N RB } 2 ) obtained by squaring the difference between the normalized values N RA and N RB based on the first and second harmonics R A and R B , ({N SA -N SB } 2 ) obtained by squaring the difference between the normalized values (N SA , N SB ) based on the third harmonics (S A , S B ) And calculates a distance value D which is a value obtained by routing the summed value.

이러한 거리값(D)은 베어링(120)의 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파 등의 각 성분에 대한 제1 시점(A)과 제2 시점(B)의 정규화한 값의 차이를 모두 반영한 값으로서, 이를 정리하여 수식으로 나타내면 아래의 수학식 1과 같다.The distance value D is a difference between the normalized value of the first point of time A and the value of the second point of time B for each component of the temperature of the bearing 120, the eigenfrequency, the second harmonic and the third harmonic, These values are summarized and expressed by the following equation (1).

Figure 112016050064231-pat00001
Figure 112016050064231-pat00001

또한, 제2 계산부(244)는 제1 계산부(242)에 의해 계산된 거리값(D)이 기설정된 임계값(DTH) 이상인 경우, 모터(10) 및 베어링(120)의 이상 상태 판단을 수행한다.When the distance value D calculated by the first calculation unit 242 is equal to or greater than a preset threshold value D TH , the second calculation unit 244 calculates the abnormal state of the motor 10 and the bearing 120 And performs judgment.

이러한 이상 상태 판단은 거리값(D)을 기준으로 한 베어링(120)의 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파 등의 각 성분의 비율을 계산한 값들 중 두 개의 값에 기초하여 수행될 수 있다.The determination of the abnormal condition is performed based on two values among the values of the temperature of the bearing 120, the natural frequency, the second harmonic, and the third harmonic, which are calculated based on the distance value D .

구체적으로, 제2 계산부(244)는, 거리값(D)을 분모로 하고 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 온도(TA,TB), 고유주파수(FA,FB), 제2 고조파(RA,RB) 및 제3 고조파(SA,SB) 각각에 기초하여 정규화한 값의 차를 각각 분자로 하는 복수의 성분값을 산출할 수 있다(S320).Specifically, the second calculation unit 244 calculates the temperature (T A , T B ), the natural frequency (T B ), and the second frequency B It is possible to calculate a plurality of component values each having a difference in the value normalized based on each of the first harmonics F A and F B and the second harmonics R A and R B and the third harmonics S A and S B (S320).

예컨대, 상기 복수의 성분값은, 거리값(D)을 분모로 하고 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 감지된 온도(TA,TB)에 기초하여 정규화한 값(NTA,NTB)의 차를 분자로 하는 제1 분수값을 포함할 수 있다.For example, the plurality of component values may be a value obtained by normalizing a value N (T A , T B ) based on temperatures (T A , T B ) sensed at a first point of time A and a second point of time B, TA , and N TB ) as a numerator.

상기 복수의 본수값은, 거리값(D)을 분모로 하고 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 감지된 고유주파수(FA,FB)에 기초하여 정규화한 값(NFA,NFB)의 차를 분자로 하는 제2 분수값을 포함할 수 있다.Wherein the plurality of fundamental values are normalized values N FA (F A , F B ) based on the natural frequencies (F A , F B ) sensed at the first and second points of time ( A and B ) , N FB ) as a numerator.

상기 복수의 분수값은, 거리값(D)을 분모로 하고 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 감지된 제2 고조파(RA,RB)에 기초하여 정규화한 값(NRA,NRB)의 차를 분자로 하는 제3 분수값을 포함할 수 있다.The plurality of fractional values may be a value N normalized based on the second harmonics R A and R B sensed at the first and second points of time A and B using the distance value D as a denominator, RA , N RB ) of the first fraction.

상기 복수의 분수값은, 거리값(D)을 분모로 하고 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 감지된 제3 고조파(SA,SB)에 기초하여 정규화한 값(NSA,NSB)의 차를 분자로 하는 제4 분수값을 포함할 수 있다.The plurality of fractional values are obtained by multiplying the distance value D by the value N normalized based on the third harmonic waves S A and S B sensed at the first and second points of time A and B , SA , and N SB ) as a numerator.

또한, 데이터 선택부(246)는 제2 계산부(244)에 의해 산출된 복수 개의 성분값 중 가장 큰 값과 두번째로 큰 값을 선택한다.The data selector 246 selects the largest value and the second largest value among the plurality of component values calculated by the second calculator 244.

상태 결정부(250)는 데이터 선택부(246)에 의해 선택된 두 개의 성분값 조합에 기초하여 모터(10) 및 베어링(120)의 이상 상태의 종류를 결정한다.The state determining unit 250 determines the type of the abnormal state of the motor 10 and the bearing 120 based on the combination of the two component values selected by the data selecting unit 246. [

여기서, 상태 결정부(250)는, 데이터 선택부(246)에 의해 선택된 두 개의 성분값의 조합을 기설정된 룩업테이블에 대입하여 대응되는 상태값에 따라 모터(10) 및 베어링(120)의 이상 상태의 종류를 결정할 수 있다.The state determining unit 250 substitutes the combination of the two component values selected by the data selecting unit 246 into a predetermined lookup table and determines whether or not the abnormality of the motor 10 and the bearing 120 The type of state can be determined.

아래의 표 1은 데이터 선택부(246)에 의해 선택된 두 개의 값의 분자값에 기초한 측정 성분, 즉, 제1 센서(210) 및 제2 센서(220)에 의해 측정된 온도(Ti), 고유주파수(Fi), 제2 고조파(Ri) 및 제3 고조파(Si) 등의 성분을 각각 가로방향 성분과 세로방향 성분으로 할 때, 각 성분의 조합에 대응되는 모터(10) 및 베어링(120)의 이상 상태의 종류를 정리하여 나타낸 표이다.Table 1 below shows the measurement components based on the molecular values of the two values selected by the data selection unit 246, that is, the temperature (T i ) measured by the first sensor 210 and the second sensor 220, the natural frequency (F i), the second harmonic (R i) and the time to the third harmonic (S i) each of the horizontal direction component of components, such as the longitudinal direction component, the motor 10 corresponding to the combination of each component and And the types of abnormal states of the bearings 120 are summarized.

여기서, '제1 상태값'은 베어링(120)의 교체가 필요한 상태에 대응되는 값을 나타내고, '제2 상태값'은 베어링(120)의 교체가 필요하며 모터(10)의 이상 유무에 대한 확인이 필요한 상태에 대응되는 값을 나타내고, '제3 상태값'은 모터(10)에 이상이 발생한 상태에 대응되는 값을 나타낸다.Here, the 'first state value' represents a value corresponding to a state in which the bearing 120 needs to be replaced, and the 'second state value' represents a state in which the bearing 120 needs to be replaced, Indicates a value corresponding to a state requiring confirmation, and a 'third state value' indicates a value corresponding to a state in which an abnormality occurs in the motor 10. [

온도(Ti)The temperature (T i ) 고유주파수(Fi)The natural frequency (F i ) 제2 고조파(Ri)A second harmonic (R i) 제3 고조파(Si)The third harmonic (S i ) 온도(Ti)The temperature (T i ) ·· 제2 상태값The second state value 제1 상태값The first state value 제2 상태값The second state value 고유주파수(Fi)The natural frequency (F i ) 제1 상태값The first state value ·· 제2 상태값The second state value 제2 상태값The second state value 제2 고조파(Ri)A second harmonic (R i) 제1 상태값The first state value 제2 상태값The second state value ·· 제3 상태값The third state value 제3 고조파(Si)The third harmonic (S i ) 제2 상태값The second state value 제2 상태값The second state value 제3 상태값The third state value ··

상기 표 1을 참조하면, 상태 결정부(250)는, 데이터 선택부(246)에 의해 선택된 두 개의 값 중 어느 하나의 분자값이 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 온도(TA,TB)에 기초하여 정규화한 값의 차(NTA-NTB)에 대응되고, 나머지 하나의 분자값이 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 고유주파수(FA,FB) 또는 제2 고조파(RA,RB)에 기초하여 정규화한 값의 차('NFA-NFB' 또는 'NRA-NRB')에 대응되는 경우, 베어링(120)의 교체가 필요한 상태('제1 상태값')로 결정할 수 있다.Referring to Table 1, the state determining unit 250 determines whether any one of the two values selected by the data selecting unit 246 is detected at the first point of time A and the second point of time B, (N TA -N TB ) of the normalized values based on the temperatures (T A and T B ) Corresponds to the difference ('N FA- N FB ' or 'N RA -N RB ') of the normalized values based on the natural frequencies (F A and F B ) or the second harmonics (R A and R B ) , And the state in which the bearing 120 needs to be replaced ('first state value').

예컨대, 베어링(120)을 오랜 시간 사용하여 베어링(120)의 표면에 마모가 발생하게 되면, 원래 매끄러웠던 표면이 울퉁불퉁한 형태로 바뀜에 따라, 모터(10) 구동 시 온도(T)가 급격히 상승하거나, 모터(10)의 고유주파수(F)가 기설정된 모터(10)의 정격 출력에서 벗어나거나, 기설정된 정상주파수의 2배 주파수에 해당하는 제2 고조파(R)가 발생하게 된다는 점에서, 온도(T)와 고유주파수(F) 또는 제2 고조파(R)를 정규화한 값의 크기가 가장 큰 경우엔 베어링(120)의 교체가 필요한 상태로 판단하게 된다.For example, when wear is generated on the surface of the bearing 120 by using the bearing 120 for a long time, the originally smooth surface is changed into a rugged shape, so that the temperature T during driving of the motor 10 rises sharply Or the second harmonic wave R corresponding to twice the frequency of the preset normal frequency is generated because the natural frequency F of the motor 10 deviates from the rated output of the predetermined motor 10, When the magnitude of the value obtained by normalizing the temperature T, the natural frequency F or the second harmonic R is greatest, it is determined that the bearing 120 needs to be replaced.

한편, 모터와 베어링의 구동이 이상적인 경우, 제2 고조파(R)는 모터(10)에 공급되는 신호 파형이 정현파(sine wave)일 때에는 거의 발생되지 않기 때문에 이를 이상 상태를 나타내는 것으로 볼 순 있겠으나, 만약 모터(10)에 공급되는 신호 파형이 구형파(square wave)라고 한다면, 신호 특성상 제2 고조파(R)가 발생한다 하더라도 정상 상태를 벗어나는 것으로 보기 어렵다는 점에서, 모터(10)의 제어 특성, 역기전력 특성, 구동신호 파형 등을 고려하여 최종적인 이상 상태의 종류를 결정한다면 보다 정확도가 높은 판단 결과를 얻을 수 있을 것이다.On the other hand, when the driving of the motor and the bearing is ideal, the second harmonic R is hardly generated when the signal waveform supplied to the motor 10 is a sinusoidal wave. If the signal waveform to be supplied to the motor 10 is a square wave, it is difficult to see that the second harmonic R is out of the normal state, If the type of the final abnormal state is determined by considering the back electromotive force characteristic and the driving signal waveform, a more accurate judgment result can be obtained.

또한, 상태 결정부(250)는, 데이터 선택부(246)에 의해 선택된 두 개의 값 중 어느 하나의 분자값이 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 온도(TA,TB)에 기초하여 정규화한 값의 차(NTA-NTB)에 대응되고, 나머지 하나의 분자값이 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 제3 고조파(SA,SB)에 기초하여 정규화한 값의 차(NSA-NSB)에 대응되는 경우, 베어링(120)의 교체가 필요하며 모터(10)의 이상 유무 확인이 필요한 상태('제2 상태값')으로 결정할 수 있다.The state determining unit 250 determines whether the molecular value of any one of the two values selected by the data selecting unit 246 is lower than the temperature T A detected at the first time point A and the second time point B (N TA- N TB ), which is normalized based on the first harmonic (T B , T B ), and the other one of the molecular values corresponds to the third harmonic ( NSA- N SB ) of the normalized value on the basis of the state of the motor 10 (S A , S B ), it is necessary to replace the bearing 120, State value ').

이 경우, 사용자는 베어링의 선교체 후 모터의 이상 여부를 검토하도록 조치할 수 있다.In this case, the user can take measures to check whether the motor is abnormal after pre-replacement of the bearing.

예컨대, 전술한 바와 같이, 베어링(120)이 마모되거나 파손될 때 마찰열이 발생하여 모터(10) 구동 시 온도(T)가 급격히 상승할 수 있으며, 기설정된 정상주파수의 3배 주파수에 해당하는 제3 고조파(S)의 경우, 베어링(120)의 마모 정도에 의해 발생할 가능성도 있긴 하나, 모터(10)에 문제가 있을 때에 발생할 확률이 높다는 점에서, 온도(T)와 제3 고조파(S)를 정규화한 값의 크기가 가장 큰 경우엔 베어링(120)의 교체와 더불어 모터(10)의 이상 유무에 대한 확인이 필요한 상태로 판단하게 된다.For example, as described above, frictional heat is generated when the bearing 120 is worn or broken, the temperature T can be rapidly increased during driving of the motor 10, and the third (third) The temperature T and the third harmonic wave S may be different from each other in that the probability of occurrence of the harmonic wave S is high due to the degree of wear of the bearing 120. However, If the magnitude of the normalized value is the greatest, it is determined that it is necessary to check the presence or absence of abnormality of the motor 10 in addition to the replacement of the bearing 120. [

또한, 상태 결정부(250)는, 데이터 선택부(246)에 의해 선택된 두 개의 분자값이 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 제2 고조파(RA,RB) 및 제3 고조파(SA,SB) 각각에 기초하여 정규화한 값의 차('NRA-NRB' 또는 'NSA-NSB')에 대응되는 경우, 모터(10)에 이상이 발생한 상태('제3 상태값')로 결정할 수 있다.The state determiner 250 may determine that the two harmonic waves R A and R B detected at the first point of time A and the second point of time B of the two molecular values selected by the data selector 246, (N RA- N RB 'or N SA N SB '), which is normalized based on the third harmonic (S A , S B ) ('Third state value').

예컨대, 전술한 바와 같이, 제3 고조파(S)의 경우, 베어링(120)의 마모 정도에 의해 발생할 가능성도 있긴 하나, 모터(10)에 문제가 있을 때에 발생할 확률이 높고, 제2 고조파(R)는 모터(10)에 공급되는 신호 파형의 종류에 따라 정상 상태일 때에 발생하는 경우도 종종 있다는 점에서, 제3 고조파(S)와 제2 고조파(R)를 정규화한 값의 크기가 가장 큰 경우엔 모터(10)에 이상이 발생한 상태로 판단하게 된다.For example, as described above, in the case of the third harmonic S, there is a possibility that the third harmonic S may be caused by the degree of wear of the bearing 120. However, the probability of occurrence when the motor 10 has a problem is high, (S) and the second harmonic (R) have the greatest magnitude in terms of the fact that the magnitude of the value obtained by normalizing the third harmonic wave (S) and the second harmonic wave (R) It is determined that an abnormality has occurred in the motor 10.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법을 나타내는 순서도이고, 도 3은 도 2의 선택 단계 및 결정 단계를 보다 상세하게 나타낸 순서도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for monitoring an abnormal state of a motor and a bearing according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a selection step and a determination step of FIG. 2 in more detail.

본 발명에 따른 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 모터(10)의 회전축(110)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(120)과 인접한 위치에 마련되는 제1 센서(210) 및 제2 센서(220)를 포함하는 모니터링 장치(200)를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.1, a method for monitoring an abnormal state of a motor and a bearing according to the present invention includes a first sensor 120 provided adjacent to a bearing 120 that rotatably supports a rotary shaft 110 of a motor 10, (200) including a first sensor (210) and a second sensor (220).

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, an abnormal state monitoring method of a motor and a bearing according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

먼저, 제1 센서(210) 및 제2 센서(220)를 이용하여 베어링(120)의 온도(Ti), 고유주파수(Fi), 제2 고조파(Ri) 및 제3 고조파(Si)에 대한 값을 각각 감지한다(S100).First, the first sensor 210 and second temperature of the bearing 120 using the sensor (220), (T i), the natural frequency (F i), the second harmonic (R i) and a third harmonic (S i (S100), respectively.

예컨대, 도 1을 참조하면, 제1 센서(210)를 이용하여 베어링(120)의 온도(Ti)를 감지하고, 제2 센서(220)를 이용하여 베어링(120)의 주파수 특성을 감지하여 이에 따른 결과로 베어링(120)의 고유주파수(Fi), 제2 고조파(Ri) 및 제3 고조파(Si)를 감지하게 된다.For example, referring to FIG. 1, the first sensor 210 senses the temperature T i of the bearing 120, and the second sensor 220 senses the frequency characteristic of the bearing 120 As a result, the natural frequency F i , the second harmonic R i , and the third harmonic S i of the bearing 120 are sensed.

다음으로, S100단계에서 감지된 온도(Ti), 고유주파수(Fi), 제2 고조파(Ri) 및 제3 고조파(Si)에 대한 값을 각각 정규화(normalization)한다(S200).Next, the values for the temperature (T i ), the natural frequency (F i ), the second harmonic (R i ), and the third harmonic (S i ) sensed in step S100 are normalized (S200).

여기서, 상기 정규화하는 단계(S200)는, 제1 센서(210)와 제2 센서(220) 중 어느 하나의 센서에 의해 측정된 소정 성분(예컨대, 온도, 고유주파수, 제2 고조파, 제3 고조파)에 대한 측정값과 상기 인자의 기설정된 최소값의 차를 분자로 하고, 상기 인자의 기설정된 최대값(Max) 및 최소값(Min) 간의 차를 분모로 하여 정규화값을 계산할 수 있다.Here, the normalizing step S200 is a step of performing a normalization (S200) on the basis of a predetermined component (for example, a temperature, a natural frequency, a second harmonic, a third harmonic ) And a preset minimum value of the factor as a numerator, and a normalized value can be calculated with a difference between a predetermined maximum value (Max) and a minimum value (Min) of the factor as a denominator.

구체적으로, 상기 정규화하는 단계(S200)는, S100단계에 감지된 상기 온도값(Ti)과 기설정된 최소 온도값(Tmin)의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 온도값(Tmax)과 상기 최소 온도값(Tmin)의 차를 분모로 하여 제1 정규화값(NTi)을 계산할 수 있다.Specifically, the step (S200) for normalization, the said temperature value detected in step S100 (T i) and a predetermined minimum temperature value up to a temperature value that is set to record the difference in the molecules of (T min) (T max) and The first normalization value N Ti can be calculated using the difference between the minimum temperature value T min as a denominator.

상기 정규화하는 단계(S200)는, S100단계에 감지된 상기 고유주파수값(Fi)과 기설정된 최소 고유주파수(Fmin)값의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 고유주파수값(Fmax)과 상기 최소 고유주파수값(Fmin)의 차를 분모로 하여 제2 정규화값(NFi)을 계산할 수 있다.The step (S200) for normalization, the said natural frequency value (F i) and a predetermined minimum natural frequency (F min) the difference between the value of the molecular and the predetermined maximum natural frequency value detected in step S100 (F max) and The second normalization value N Fi can be calculated using the difference between the minimum eigenfrequency value F min as a denominator.

상기 정규화하는 단계(S200)는, S100단계에 감지된 상기 제2 고조파값(Ri)과 기설정된 최소 제2 고조파값(Rmin)의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 제2 고조파값(Rmax)과 상기 최소 제2 고조파(Rmin)값의 차를 분모로 하여 제3 정규화값(NRi)을 계산할 수 있다.The normalizing step S200 may be performed by using the difference between the second harmonic value R i sensed in step S100 and the predetermined minimum second harmonic value R min as a numerator and setting a predetermined maximum second harmonic value R max ) and the minimum second harmonic (R min ) value as a denominator, and calculate the third normalized value N Ri .

상기 정규화하는 단계(S200)는, S100단계에 감지된 상기 제3 고조파값(Si)과 기설정된 최소 제3 고조파값(Smin)의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 제3 고조파값(Smax)과 상기 최소 제3 고조파값(Smin)의 차를 분모로 하여 제4정규화값(NSi)을 계산할 수 있다.The normalizing step S200 is a step of performing a normalization on the basis of the difference between the third harmonic value S i detected in step S100 and the predetermined minimum third harmonic value S min as a predetermined maximum third harmonic value S 4 can calculate a normalized value (Si N) by the difference between the max) and the minimum of the third harmonic value (S min) as the denominator.

즉, 제1정규화값(NTi)은 온도(Ti)에 관한 특성을 나타내고, 제2 정규화값(NFi)은 고유주파수값(Fi)에 관한 특성을 나타내고, 제3 정규화값(NRi)은 제2 고조파값(Ri)에 관한 특성을 나타내고, 제4정규화값(NSi)은 제3 고조파값(Si)에 관한 특성을 나타내게 된다.That is, the first normalization value N Ti represents a characteristic relating to the temperature T i , the second normalization value N Fi represents a characteristic relating to the natural frequency value F i , and the third normalization value N Ri represents a characteristic relating to a second harmonic value R i and a fourth normalized value N Si represents a characteristic relating to a third harmonic value S i .

이 경우, S100단계에서 감지된 온도(Ti), 고유주파수(Fi), 제2 고조파(Ri) 및 제3 고조파(Si) 각각에 대해 정규화한 값(NTi,NFi,NRi,NSi)이 동일한 범위, 즉, 0과 1 사이의 값을 가지게 되어 형식과 단위가 다른 각 측정 데이터 간의 비교가 가능해진다.In this case, the values (N Ti , N Fi , N N) normalized to the temperature T i , the natural frequency F i , the second harmonic R i and the third harmonic S i , Ri , N Si ) have the same range, that is, between 0 and 1, so that it is possible to compare each measurement data having different format and unit.

다음으로, S200단계에서 정규화된 복수 개의 정규화값 중 적어도 두 개의 값을 선택한 후(S300), 선택된 두 개의 값에 기초하여 모터(10) 및 베어링(120)의 이상 상태의 종류를 결정한다(S400).Next, at least two values of the plurality of normalized values normalized in step S200 are selected (S300), and the type of the abnormal state of the motor 10 and the bearing 120 is determined based on the selected two values (S400 ).

여기서, 상기 선택하는 단계(S300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, S200단계에서 정규화된 값에 기초한 거리값(D)을 계산하는 단계(S310)와, 상기 거리값(D)에 기초한 복수의 성분값을 산출하는 단계(S320)와, 산출된 복수의 성분값 중 두 개의 값을 선택하는 단계(S330)를 포함할 수 있다.3, the selecting step S300 includes calculating (S310) a distance value D based on the value normalized in step S200, and calculating a distance (D) based on the distance value D, (S320) of calculating a component value of the calculated plurality of component values, and selecting (S330) two values of the calculated plurality of component values.

구체적으로, 상기 거리값(D)을 계산하는 단계(S310)는, 제1 시점(A)과 상기 제1 시점(A) 이후의 제2 시점(B)에 각각 감지된 온도(TA,TB)에 기초하여 정규화한 값(NTA,NTB)의 차를 제곱한 값({NTA-NTB}2)과, 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 고유주파수(FA,FB)에 기초하여 정규화한 값(NFA,NFB)의 차를 제곱한 값({NFA-NFB}2)과, 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 제2 고조파(RA,RB)에 기초하여 정규화한 값(NRA,NRB)의 차를 제곱한 값({NRA-NRB}2)과, 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 제3 고조파(SA,SB)에 기초하여 정규화한 값(NSA,NSB)의 차를 제곱한 값({NSA-NSB}2)을 모두 더한 값을 루트한 값인 거리값(D)을 계산한다.More specifically, the step of calculating the distance value D (S310) may include calculating the distance (D) between the first temperature (A) and the second temperature (B) after the first temperature ( A) in B) a value (N TA, a value squared difference between TB N) (N {TA} -N TB 2) and the first point (a) and a second point (B) normalized on the basis of the respective detection ({ NFA- N FB } 2 ) obtained by squaring the difference between the normalized values N FA and N FB based on the natural frequencies F A and F B , ({N RA -N RB } 2 ) obtained by squaring the difference between the values (N RA and N RB ) normalized based on the second harmonics (R A and R B ) on the basis of the respectively detected at the point (a) and a second point (B) the third harmonic (S a, S B) by the square of the difference of the normalized value (N SA, SB N) values ({N SA -N SB } 2 ) is added to the distance value (D).

이러한 거리값(D)은 베어링(120)의 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파 등의 각 성분에 대한 제1 시점(A)과 제2 시점(B)의 정규화한 값의 차이를 모두 반영한 값으로서, 이를 정리하여 수식으로 나타내면 전술한 수학식 1과 같다.The distance value D is a difference between the normalized value of the first point of time A and the value of the second point of time B for each component of the temperature of the bearing 120, the eigenfrequency, the second harmonic and the third harmonic, These values are summarized and expressed by the following formula (1).

또한, 복수의 성분값을 산출하는 단계(S320)는, S310단계에서 계산된 거리값(D)이 기설정된 기설정된 임계값(DTH) 이상인 경우, 모터(10) 및 베어링(120)의 이상 상태 판단을 수행한다.The step S320 of calculating the plurality of component values may be performed when the distance value D calculated in the step S310 is equal to or larger than a preset threshold value D TH , And performs state determination.

이러한 이상 상태 판단은 거리값(D)을 기준으로 한 베어링(120)의 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파 등의 각 성분의 비율을 계산한 값들 중 두 개의 값에 기초하여 수행될 수 있다.The determination of the abnormal condition is performed based on two values among the values of the temperature of the bearing 120, the natural frequency, the second harmonic, and the third harmonic, which are calculated based on the distance value D .

구체적으로, 복수의 성분값을 산출하는 단계(S320)는, 거리값(D)을 분모로 하고 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 온도(TA,TB), 고유주파수(FA,FB), 제2 고조파(RA,RB) 및 제3 고조파(SA,SB) 각각에 기초하여 정규화한 값의 차를 각각 분자로 하여 산출할 수 있다.More specifically, the step of calculating the plurality of component values (S320) includes calculating the temperature (T A , T B ) detected at the first point of time (A) and the second point of time ( B ) , The difference between the normalized values based on the natural frequencies (F A and F B ), the second harmonics (R A and R B ) and the third harmonics (S A and S B ), respectively, .

예컨대, 상기 복수의 성분값은, 거리값(D)을 분모로 하고 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 감지된 온도(TA,TB)에 기초하여 정규화한 값(NTA,NTB)의 차를 분자로 하는 제1 분수값을 포함할 수 있다.For example, the plurality of component values may be a value obtained by normalizing a value N (T A , T B ) based on temperatures (T A , T B ) sensed at a first point of time A and a second point of time B, TA , and N TB ) as a numerator.

상기 복수의 성분값은, 거리값(D)을 분모로 하고 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 감지된 고유주파수(FA,FB)에 기초하여 정규화한 값(NFA,NFB)의 차를 분자로 하는 제2 분수값을 포함할 수 있다.The plurality of component values are normalized values N FA (F A , F B ) based on the natural frequencies (F A , F B ) sensed at the first and second points of time ( A and B ) , N FB ) as a numerator.

상기 복수의 성분값은, 거리값(D)을 분모로 하고 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 감지된 제2 고조파(RA,RB)에 기초하여 정규화한 값(NRA,NRB)의 차를 분자로 하는 제3 분수값을 포함할 수 있다.The plurality of component values may be a value N normalized based on the second harmonics R A and R B sensed at the first point A and the second point B with the distance value D as a denominator, RA , N RB ) of the first fraction.

상기 복수의 성분값은, 거리값(D)을 분모로 하고 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 감지된 제3 고조파(SA,SB)에 기초하여 정규화한 값(NSA,NSB)의 차를 분자로 하는 제4 분수값을 포함할 수 있다.The plurality of component values are obtained by multiplying the distance value D by the value N normalized based on the third harmonic waves S A and S B sensed at the first and second points of time A and B , SA , and N SB ) as a numerator.

이후, 상기 선택하는 단계(S330)에서는, S320단계에서 산출된 복수 개의 성분값 중 가장 큰 값과 두번째로 큰 값을 선택한다.Thereafter, in the selecting step S330, the largest value and the second largest value among the plurality of component values calculated in step S320 are selected.

여기서, 상기 결정하는 단계(S400)는, S330단계에서 선택된 두 개의 성분값의 조합을 기설정된 룩업테이블에 대입하여 대응되는 상태값에 따라 모터(10) 및 베어링(120)의 이상 상태의 종류를 결정할 수 있다.The determining step S400 is a step of substituting the combination of the two component values selected in step S330 into a predetermined lookup table and determining the type of the abnormal state of the motor 10 and the bearing 120 according to the corresponding state value You can decide.

전술한 상기 표 1은, S330단계에서 선택된 두 개의 값의 분자값에 기초한 측정 성분, 즉, 제1 센서(210) 및 제2 센서(220)에 의해 측정된 온도(Ti), 고유주파수(Fi), 제2 고조파(Ri) 및 제3 고조파(Si) 등의 성분을 각각 가로방향 성분과 세로방향 성분으로 할 때, 각 성분의 조합에 대응되는 모터(10) 및 베어링(120)의 이상 상태의 종류를 정리한 것이다.Table 1 above shows the measured components based on the molecular values of the two values selected in step S330, that is, the temperature T i measured by the first sensor 210 and the second sensor 220, F i), the second harmonic (R i) and a third harmonic (S i) when the respective components horizontal direction component and vertical direction component, such as a motor 10 and a bearing corresponding to the combination of the components (120 ) Are the kinds of abnormal states.

이에 상기 표 1을 참조하면, 상기 결정하는 단계(S400)는, S330단계에서 선택된 두 개의 값 중 어느 하나의 분자값이 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 온도(TA,TB)에 기초하여 정규화한 값의 차(NTA-NTB)에 대응되고, 나머지 하나의 분자값이 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 고유주파수(FA,FB) 또는 제2 고조파(RA,RB)에 기초하여 정규화한 값의 차('NFA-NFB' 또는 'NRA-NRB')에 대응되는 경우, 베어링(120)의 교체가 필요한 상태('제1 상태값')로 결정할 수 있다.Referring to Table 1, the determining step (S400) is a step of determining whether any one of the two values selected in step S330 is a temperature detected at the first point (A) and the second point (B) T a, T B) corresponds to the difference of the normalized value (N TA -N TB) based on, of the other of the numerator each sensing a first point (a) and a second point (B) the natural frequency Corresponds to the difference ('N FA- N FB ' or 'N RA -N RB ') of the values normalized based on the first harmonic (F A , F B ) or the second harmonic (R A , R B ) 120) to be replaced ('first state value').

예컨대, 베어링(120)을 오랜 시간 사용하여 베어링(120)의 표면에 마모가 발생하게 되면, 원래 매끄러웠던 표면이 울퉁불퉁한 형태로 바뀜에 따라, 모터(10) 구동 시 온도(T)가 급격히 상승하거나, 물리적 요인, 설계상의 요인 등에 의하여 측정된 고유주파수(F)가 설계시 기설정된 모터(10)의 고유주파수에서 벗어나거나, 기설정된 정상주파수의 2배 주파수에 해당하는 제2 고조파(R)가 발생하게 된다는 점에서, 온도(T)와 고유주파수(F) 또는 제2 고조파(R)를 정규화한 값의 크기가 가장 큰 경우엔 베어링(120)의 교체가 필요한 상태로 판단하게 된다.For example, when wear is generated on the surface of the bearing 120 by using the bearing 120 for a long time, the originally smooth surface is changed into a rugged shape, so that the temperature T during driving of the motor 10 rises sharply Or a second harmonic (R) whose natural frequency (F) measured by physical factors or design factors deviates from the natural frequency of the predetermined motor (10) It is determined that the bearing 120 needs to be replaced when the magnitude of the value obtained by normalizing the temperature T and the natural frequency F or the second harmonic R is the greatest.

한편, 모터와 베어링의 구동이 이상적인 경우, 제2 고조파(R)는 모터(10)에 공급되는 신호 파형이 정현파(sine wave)일 때에는 거의 발생되지 않기 때문에 이를 이상 상태를 나타내는 것으로 볼 순 있겠으나, 만약 모터(10)에 공급되는 신호 파형이 구형파(square wave)라고 한다면, 신호 특성상 제2 고조파(R)가 발생한다 하더라도 정상 상태를 벗어나는 것으로 보기 어렵다는 점에서, 모터(10)의 제어 특성, 역기전력 특성, 구동신호 파형 등을 고려하여 최종적인 이상 상태의 종류를 결정한다면 보다 정확도가 높은 판단 결과를 얻을 수 있을 것이다.On the other hand, when the driving of the motor and the bearing is ideal, the second harmonic R is hardly generated when the signal waveform supplied to the motor 10 is a sinusoidal wave. If the signal waveform to be supplied to the motor 10 is a square wave, it is difficult to see that the second harmonic R is out of the normal state, If the type of the final abnormal state is determined by considering the back electromotive force characteristic and the driving signal waveform, a more accurate judgment result can be obtained.

또한, 상기 결정하는 단계(S400)는, S330단계에서 선택된 두 개의 값 중 어느 하나의 분자값이 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 온도(TA,TB)에 기초하여 정규화한 값의 차(NTA-NTB)에 대응되고, 나머지 하나의 분자값이 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 제3 고조파(SA,SB)에 기초하여 정규화한 값의 차(NSA-NSB)에 대응되는 경우, 베어링(120)의 교체가 필요하며 모터(10)의 이상 유무에 대한 확인이 필요한 상태('제2 상태값')로 결정할 수 있다.The determining step S400 may include determining whether any one of the two values selected in step S330 is the temperature T A or T B detected at the first point A or the second point B , (S A , S) corresponding to the difference (N TA -N TB ) of the normalized values based on the first time point (A) and the second time point (B) B) the difference between a normalized value based on the (N SB SA -N) the replacement of the bearing 120 is required, in the case corresponding to the first, and the required state ( "check for abnormality of the motor 10, the second state value, ').

이 경우, 사용자는 베어링의 선교체 후 모터의 이상 여부를 검토하도록 조치할 수 있다.In this case, the user can take measures to check whether the motor is abnormal after pre-replacement of the bearing.

예컨대, 베어링(120)이 마모되거나 파손될 때 마찰열이 발생하여 모터(10) 구동 시 온도(T)가 급격히 상승할 수 있으며, 기설정된 정상주파수의 3배 주파수에 해당하는 제3 고조파(S)의 경우, 베어링(120)의 마모 정도에 의해 발생할 가능성도 있긴 하나, 모터(10)에 문제가 있을 때에 발생할 확률이 높다는 점에서, 온도(T)와 제3 고조파(S)를 정규화한 값의 크기가 가장 큰 경우엔 베어링(120)의 교체와 더불어 모터(10)의 이상 유무에 대한 확인이 필요한 상태로 판단하게 된다.For example, when the bearing 120 is worn or broken, frictional heat is generated, and the temperature T of the motor 10 can be rapidly increased during operation. The third harmonic S corresponding to three times the predetermined normal frequency The magnitude of the value obtained by normalizing the temperature T and the third harmonic S from the point of view of high probability of occurrence when there is a problem in the motor 10 although there is a possibility of occurrence due to the degree of wear of the bearing 120, It is determined that it is necessary to confirm whether or not the motor 10 is abnormal in addition to the replacement of the bearing 120. [

또한, 상기 결정하는 단계(S400)는, S330단계에서 선택된 두 개의 분자값이 제1 시점(A) 및 제2 시점(B)에 각각 감지된 제2 고조파(RA,RB) 및 제3 고조파(SA,SB) 각각에 기초하여 정규화한 값의 차('NRA-NRB' 또는 'NSA-NSB')에 대응되는 경우, 모터(10)에 이상이 발생한 상태('제3 상태값')로 결정할 수 있다.In addition, the determining step S400 may include determining the second harmonic waves R A and R B detected at the first and second points A and B, respectively, (Corresponding to 'N RA- N RB ' or 'N SA -N SB ') of the normalized values based on the respective harmonics S A and S B , Third state value ').

예컨대, 제3 고조파(S)의 경우, 베어링(120)의 마모 정도에 의해 발생할 가능성도 있긴 하나, 모터(10)에 문제가 있을 때에 발생할 확률이 높고, 제2 고조파(R)는 모터(10)에 공급되는 신호 파형의 종류에 따라 정상 상태일 때에 발생하는 경우도 종종 있다는 점에서, 제3 고조파(S)와 제2 고조파(R)를 정규화한 값의 크기가 가장 큰 경우엔 모터(10)에 이상이 발생한 상태로 판단하게 된다.For example, in the case of the third harmonic S, there is a possibility that the third harmonic S may occur due to the degree of wear of the bearing 120. However, the probability of occurrence of a problem in the motor 10 is high, In the case where the magnitude of the value obtained by normalizing the third harmonic wave S and the second harmonic wave R is greatest, there is a case where the motor 10 As shown in FIG.

이에 따라, 본 발명에 의하면, 모터에 적용된 베어링의 온도, 고유주파수, 제2고조파 및 제3 고조파를 측정한 값을 이용하여 베어링과 모터의 이상 여부를 동시에 모니터링이 가능할 뿐 아니라, 베어링의 교체가 필요한 상태, 베어링의 교체와 더불어 모터의 상태 점검이 필요한 상태, 모터에 이상이 발생한 상태 등을 세분화하여 신속하고 용이하게 파악할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to simultaneously monitor the abnormality of the bearing and the motor by using the temperature, the natural frequency, the second harmonic and the third harmonic of the bearing applied to the motor, A necessary state, a state in which the state of the motor needs to be checked in addition to the replacement of the bearing, and a state in which an abnormality has occurred in the motor can be classified and quickly and easily grasped.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

10: 모터 110: 회전축
120: 베어링 200: 모니터링 장치
210: 제1 센서 220: 제2 센서
230: 정규화부 240: 선택부
242: 제1 계산부 244: 제2 계산부
246: 데이터 선택부 250: 상태 결정부
10: motor 110:
120: Bearing 200: Monitoring device
210: first sensor 220: second sensor
230: Normalization unit 240:
242: first calculation section 244: second calculation section
246: Data selection unit 250:

Claims (12)

모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과 인접한 위치에 마련되는 제1 센서 및 제2 센서를 이용하여 상기 모터 및 상기 베어링의 이상 상태를 모니터링하는 방법에 있어서,
상기 제1 센서 및 제2 센서를 이용하여 상기 베어링의 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파에 대한 값을 각각 감지하는 단계;
감지된 상기 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파에 대한 값을 각각 정규화하는 단계;
정규화된 복수 개의 값 중 적어도 두 개의 값을 선택하는 단계; 및
선택된 두 개의 값을 이용하여 상기 모터 및 상기 베어링의 이상 상태의 종류를 결정하는 단계를 포함하며,
상기 선택하는 단계는,
제1 시점과 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 고유주파수에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제2 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제3 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값을 모두 더한 값의 거리값을 계산하는 단계;
계산된 상기 거리값이 기설정된 임계값 이상인 경우, 상기 거리값을 분모로 하고 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도, 상기 고유주파수, 상기 제2 고조파 및 상기 제3 고조파 각각에 기초하여 정규화한 값의 차를 각각 분자로 하는 복수의 성분값을 산출하는 단계; 및
상기 복수 개의 성분값 중 가장 큰 값과 두번째로 큰 값을 선택하는 단계를 포함하며,
상기 결정하는 단계는,
선택된 두 개의 성분값의 조합을 기설정된 룩업테이블에 대입하여 대응되는 상태값에 따라 상기 베어링의 이상 상태의 종류를 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법.
A method for monitoring an abnormal state of a motor and a bearing using a first sensor and a second sensor provided at a position adjacent to a bearing rotatably supporting a rotation shaft of the motor,
Detecting a temperature, a natural frequency, a second harmonic, and a third harmonic of the bearing using the first sensor and the second sensor, respectively;
Normalizing the values for the sensed temperature, eigenfrequency, second harmonic, and third harmonic, respectively;
Selecting at least two values of the plurality of normalized values; And
Determining a type of an abnormal state of the motor and the bearing by using two selected values,
Wherein the selecting comprises:
A value obtained by squaring a difference between a normalized value based on the sensed temperature at a first point in time and a second point in time after the first point in time, A value obtained by squaring the difference between the normalized value based on the second harmonic and a value obtained by squaring the difference between the value obtained by normalizing the first harmonic and the second harmonic detected at the first point and the second point, Calculating a distance value of a sum of values obtained by squaring the difference between the normalized values based on the third harmonic detected at the second time point;
Wherein the distance value is a denominator and the temperature, the eigenfrequency, the second harmonic, and the third harmonic, respectively, sensed at the first and second points of time, respectively, when the calculated distance value is greater than or equal to a preset threshold value Calculating a plurality of component values each having a difference between normalized values based on the plurality of component values; And
Selecting a largest value and a second largest value among the plurality of component values,
Wherein the determining comprises:
Wherein a type of an abnormal state of the bearing is determined according to a corresponding state value by substituting a combination of two selected component values into a predetermined lookup table.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 정규화하는 단계는,
감지된 상기 온도값과 기설정된 최소 온도값의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 온도값과 상기 최소 온도값의 차를 분모로 하여 제1 정규화값을 계산하고,
감지된 상기 고유주파수값과 기설정된 최소 고유주파수값의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 고유주파수값과 상기 최소 고유주파수값의 차를 분모로 하여 제2 정규화값을 계산하고,
감지된 상기 제2 고조파값과 기설정된 최소 제2 고조파값의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 제2 고조파값과 상기 최소 제2 고조파값의 차를 분모로 하여 제3 정규화값을 계산하고,
감지된 상기 제3 고조파값과 기설정된 최소 제3 고조파값의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 제3 고조파값과 상기 최소 제3 고조파값의 차를 분모로 하여 제4정규화값을 계산하는 것을 특징으로 하는 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the normalizing step comprises:
Calculating a first normalized value by using a difference between the sensed temperature value and a predetermined minimum temperature value as a numerator, denoting a difference between the preset maximum temperature value and the minimum temperature value as a denominator,
Calculating a second normalization value by using a difference between the detected natural frequency value and a preset minimum natural frequency value as a numerator and denominator as a difference between a predetermined maximum natural frequency value and the minimum natural frequency value,
Calculating a third normalized value by using a difference between the second harmonic value and a predetermined minimum second harmonic value as a numerator and denominating a difference between a predetermined maximum second harmonic value and the minimum second harmonic value as a denominator,
And calculating a fourth normalized value by taking the difference between the detected third harmonic value and a predetermined minimum third harmonic value as a numerator and denoting a difference between a predetermined maximum third harmonic value and the minimum third harmonic value as a denominator And monitoring the abnormality of the motor and the bearing.
제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
상기 선택된 두 개의 성분값 중 어느 하나의 분자값이 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도에 기초하여 정규화한 값의 차에 대응되고, 나머지 하나의 분자값이 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 고유주파수 또는 상기 제2 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차에 대응되는 경우, 상기 베어링의 교체가 필요한 상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the determining comprises:
Wherein a molecular value of any one of the selected two component values corresponds to a difference of a normalized value based on the temperature sensed at the first point of time and the second point of time, And when it corresponds to a difference between a normalized value based on the natural frequency or the second harmonic detected at the second time point, How to monitor.
제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
상기 선택된 두 개의 성분값 중 어느 하나의 분자값이 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도에 기초하여 정규화한 값의 차에 대응되고, 나머지 하나의 분자값이 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제3 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차에 대응되는 경우, 상기 베어링의 교체가 필요하며 상기 모터의 이상 유무에 대해 확인이 필요한 상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the determining comprises:
Wherein a molecular value of any one of the selected two component values corresponds to a difference of a normalized value based on the temperature sensed at the first point of time and the second point of time, And determining whether the bearing needs to be replaced and needs to be checked for an abnormality if it corresponds to a difference between normalized values based on the third harmonic detected at the second time point, How to monitor abnormal condition of motor and bearing.
제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
상기 선택된 두 개의 분자값이 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제2 고조파 및 상기 제3 고조파 각각에 기초하여 정규화한 값의 차에 대응되는 경우, 상기 모터에 이상이 발생한 상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the determining comprises:
When the two selected molecular values correspond to the difference between the normalized values based on the second harmonic and the third harmonic respectively sensed at the first point and the second point of time, Wherein the abnormality monitoring means determines the abnormality state of the motor and the bearing.
모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과 인접한 위치에 마련되어 상기 베어링의 온도값을 감지하는 제1 센서;
상기 베어링과 인접한 위치에 마련되어 상기 베어링의 주파수 특성을 감지하여 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파에 대한 값을 각각 검출하는 제2 센서;
감지된 상기 온도, 고유주파수, 제2 고조파 및 제3 고조파에 대한 값을 입력받아 각각 정규화하는 정규화부;
정규화된 복수 개의 값 중 적어도 두 개의 값을 선택하는 선택부; 및
선택된 두 개의 값을 이용하여 상기 모터 및 상기 베어링의 이상 상태의 종류를 결정하는 상태 결정부를 포함하고,
상기 선택부는,
제1 시점과 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 고유주파수에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제2 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값과, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제3 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차를 제곱한 값을 모두 더한 값의 거리값을 계산하는 제1 계산부와,
계산된 상기 거리값이 기설정된 임계값 이상인 경우, 상기 거리값을 분모로 하고 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도, 상기 고유주파수, 상기 제2 고조파 및 상기 제3 고조파 각각에 기초하여 정규화한 값의 차를 각각 분자로 하는 복수의 성분값을 산출하는 제2 계산부와,
상기 복수 개의 성분값 중 가장 큰 값과 두번째로 큰 값을 선택하는 데이터 선택부를 포함하며,
상기 상태 결정부는,
상기 선택된 두 개의 성분값의 조합을 기설정된 룩업테이블에 대입하여 대응되는 상태값에 따라 상기 모터 및 상기 베어링의 이상 상태의 종류를 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 장치.
A first sensor provided at a position adjacent to a bearing rotatably supporting a rotation axis of the motor and sensing a temperature value of the bearing;
A second sensor provided at a position adjacent to the bearing and detecting a frequency characteristic of the bearing to detect a value of a natural frequency, a second harmonic, and a third harmonic, respectively;
A normalizer for receiving and normalizing the sensed values of the temperature, eigenfrequency, second harmonic, and third harmonic, respectively;
A selector for selecting at least two values of the plurality of normalized values; And
And a state determination unit for determining a type of an abnormal state of the motor and the bearing by using two selected values,
Wherein the selection unit comprises:
A value obtained by squaring a difference between a normalized value based on the sensed temperature at a first point in time and a second point in time after the first point in time, A value obtained by squaring the difference between the normalized value based on the second harmonic and a value obtained by squaring the difference between the value obtained by normalizing the first harmonic and the second harmonic detected at the first point and the second point, A first calculation unit for calculating a distance value of a value obtained by adding squares of the differences of the normalized values based on the third harmonic detected at the second time point,
Wherein the distance value is a denominator and the temperature, the eigenfrequency, the second harmonic, and the third harmonic, respectively, sensed at the first and second points of time, respectively, when the calculated distance value is greater than or equal to a preset threshold value A second calculation section for calculating a plurality of component values each having a difference between the values normalized based on the plurality of component values;
And a data selector for selecting a largest value and a second largest value among the plurality of component values,
Wherein the state determination unit determines,
Wherein the controller determines a kind of an abnormal state of the motor and the bearing according to a corresponding state value by substituting a combination of the selected two component values into a predetermined lookup table.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 정규화부는,
감지된 상기 온도값과 기설정된 최소 온도값의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 온도값과 상기 최소 온도값의 차를 분모로 하여 제1 정규화값을 계산하고,
감지된 상기 고유주파수값과 기설정된 최소 고유주파수값의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 고유주파수값과 상기 최소 고유주파수값의 차를 분모로 하여 제2 정규화값을 계산하고,
감지된 상기 제2 고조파값과 기설정된 최소 제2 고조파값의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 제2 고조파값과 상기 최소 제2 고조파값의 차를 분모로 하여 제3 정규화값을 계산하고,
감지된 상기 제3 고조파값과 기설정된 최소 제3 고조파값의 차를 분자로 하고 기설정된 최대 제3 고조파값과 상기 최소 제3 고조파값의 차를 분모로 하여 제4정규화값을 계산하는 것을 특징으로 하는 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 장치.
8. The method of claim 7,
The normalization unit may include:
Calculating a first normalized value by using a difference between the sensed temperature value and a predetermined minimum temperature value as a numerator, denoting a difference between the preset maximum temperature value and the minimum temperature value as a denominator,
Calculating a second normalization value by using a difference between the detected natural frequency value and a preset minimum natural frequency value as a numerator and denominator as a difference between a predetermined maximum natural frequency value and the minimum natural frequency value,
Calculating a third normalized value by using a difference between the second harmonic value and a predetermined minimum second harmonic value as a numerator and denominating a difference between a predetermined maximum second harmonic value and the minimum second harmonic value as a denominator,
And calculating a fourth normalized value by taking the difference between the detected third harmonic value and a predetermined minimum third harmonic value as a numerator and denoting a difference between a predetermined maximum third harmonic value and the minimum third harmonic value as a denominator To monitor the abnormal condition of the motor and the bearing.
제7항에 있어서,
상기 상태 결정부는,
상기 선택된 두 개의 성분값 중 어느 하나의 분자값이 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도에 기초하여 정규화한 값의 차에 대응되고, 나머지 하나의 분자값이 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 고유주파수 또는 상기 제2 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차에 대응되는 경우, 상기 베어링의 교체가 필요한 상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the state determination unit determines,
Wherein a molecular value of any one of the selected two component values corresponds to a difference of a normalized value based on the temperature sensed at the first point of time and the second point of time, And when it corresponds to a difference between a normalized value based on the natural frequency or the second harmonic detected at the second time point, Monitoring device.
제7항에 있어서,
상기 상태 결정부는,
상기 선택된 두 개의 성분값 중 어느 하나의 분자값이 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 온도에 기초하여 정규화한 값의 차에 대응되고, 나머지 하나의 분자값이 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제3 고조파에 기초하여 정규화한 값의 차에 대응되는 경우, 상기 베어링의 교체가 필요하며 상기 모터의 이상 유무에 대해 확인이 필요한 상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the state determination unit determines,
Wherein a molecular value of any one of the selected two component values corresponds to a difference of a normalized value based on the temperature sensed at the first point of time and the second point of time, And determining whether the bearing needs to be replaced and needs to be checked for an abnormality if it corresponds to a difference between normalized values based on the third harmonic detected at the second time point, A monitoring device for abnormality of motors and bearings.
제7항에 있어서,
상기 상태 결정부는,
상기 선택된 두 개의 성분값의 분자값이 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 감지된 상기 제2 고조파 및 상기 제3 고조파 각각에 기초하여 정규화한 값의 차에 대응되는 경우, 상기 모터에 이상이 발생한 상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 및 베어링의 이상 상태 모니터링 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the state determination unit determines,
When a molecular value of the selected two component values corresponds to a difference between a normalized value based on each of the second harmonic and the third harmonic detected at the first point of time and the second point of time, Wherein the abnormality monitoring unit determines that the abnormality of the motor and the bearing has occurred.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001074547A (en) * 1999-07-05 2001-03-23 Nippon Densan Corp Characteristic display method, characteristic display system, and record medium storing characteristic display program
JP2004170318A (en) * 2002-11-21 2004-06-17 Nsk Ltd Method and apparatus for diagnosing anomaly of rotator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001074547A (en) * 1999-07-05 2001-03-23 Nippon Densan Corp Characteristic display method, characteristic display system, and record medium storing characteristic display program
JP2004170318A (en) * 2002-11-21 2004-06-17 Nsk Ltd Method and apparatus for diagnosing anomaly of rotator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114576102A (en) * 2020-12-02 2022-06-03 新疆金风科技股份有限公司 Method, device and equipment for predicting bearing state of wind turbine generator and storage medium

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