KR101950385B1 - 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 - Google Patents

유도 전동기 및 부하의 진단 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

유도 전동기 및 부하의 진단 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체가 개시된다. 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템은, 전류 측정부, 정방향 주파수 응답 산출부, 및 진단부를 포함한다. 전류 측정부는 유도 전동기 고정자 전류를 상별로 각각 측정하고, 정방향 주파수 응답 산출부는 상별로 측정된 측정값들을 이용하여 고정자 전류의 정방향 주파수 응답을 산출하며, 진단부는 정방향 주파수 응답을 미리 설정된 회전자 이상 판별 기준과 비교하여 유도 전동기 및 부하의 이상을 진단한다. 이와 같은 구성에 의하면, 전류 스펙트럼 분석 기술을 이용하여 유도전동기 및 부하의 고장을 진단하는 경우 발생할 수 있는 위양성과 위음성 진단의 원인을 배제함으로써, 유도전동기 및 부하의 이상을 보다 효과적이고 정확하게 진단할 수 있게 된다.

Description

유도 전동기 및 부하의 진단 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 {SYSTEM AND METHOD FOR DIAGNOSING INDUCTION MOTOR AND LOAD, AND A RECORDING MEDIUM HAVING COMPUTER READABLE PROGRAM FOR EXECUTING THE METHOD}
본 발명은 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 권선형 (wound rotor) 또는 농형 (squirrel-cage) 유도전동기의 회전자, 커플링, 및 부하의 결함 상태를 운전 중에 진단하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 유도전동기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같은 유도전동기 고정자 3상 권선(3)에 120° 위상차를 가지는 3상 전압을 인가하는 경우 고정자 자속 Фs은 입력되는 전원의 주파수에 따라 일정한 속도로 회전하게 되는데, 이를 회전 자계라고 한다.
고정자와 회전자의 코어(1)-(2)에 발생하는 회전 자계는 회전자(2)의 도체 (4)에 전류를 발생시켜 이로 인해 회전자에 회전 자속 Фr을 발생시킨다. 이러한 고정자 및 회전자에서 발생되는 자속의 상관관계에 따라 유도되는 토크 τ로 농형 유도전동기는 동작하게 된다.
이때 유도전동기를 회전하게 만드는 토크 τ는 자속 Фr와 자속 Фs의 벡터 외적에 비례한다. 이와 같이, 회전하는 유도전동기의 회전자는 전동기의 성능과 효율을 크게 좌우하는 중요한 구성요소이다.
유도전동기의 고장을 진단하거나 시험하는 방법은 크게 정지 중 진단과 운전 중 진단이 있다. 정지 중 진단 시험은 전동기에 전원을 인가하지 않은 상태에서 하는 시험으로 대부분 전동기를 분해한 상태에서 육안으로 또는 여러 가지 신호를 인가하여 결함을 직접 관찰한다.
결함을 직접 관찰하기 때문에 정확도가 높은 반면, 전동기를 정지해야 하기 때문에 시험을 빈번히 할 수 없는 단점이 있으며 전동기를 분해해야 하기 때문에 번거롭다.
운전 중 시험은 진동 분석, 온도 분석, 자속 분석 등 여러 가지 시험 방법이 오래전부터 개발되어 현장에서 사용되어 왔다. 운전 중 시험은 전동기를 멈추지 않아도 되기 때문에 편리하며 시험을 수시로 할 수 있는 장점이 있다.
그러나 일반적으로 결함이 운전에 미치는 영향을 간접적으로 관찰하기 때문에 정지 중 시험보다는 일반적으로 부정확하며, 정지 중 시험으로 관찰 가능한 결함을 모두 진단할 수 없다.
특히 진동, 온도, 자속 등의 측정이 필요하기 때문에 전동기에 직접 센서를 부착해야 하는 비용 또는 긴 케이블 결선의 부담이 있다. 그런데 모든 전동기에 센서를 부착하기에는 높은 비용에 따른 부담이 생기기 때문에, 휴대용 센서와 장비를 가지고 운전 중에 진단하는 경우가 일반적이다. 이는 설치 비용은 줄일 수 있지만, 현장에 따라 시험이 어려운 환경에서 돌아다니면서 관찰해야 하기 때문에 안전 문제가 따른다.
이를 극복하기 위해, 전류 스펙트럼 분석 기술인 Motor Spectrum Signature Analysis (MCSA)가 1980년대부터 연구되어 1990년대 말에 상용화되었다. MCSA 기술은 보호 계전기를 위해 배전반에 장착되어 있는 변압기(potential transformer, PT)와 변류기(current transformer, CT)의 2차 측에서 신호를 측정하여 전동기를 진단한다. 따라서 휴대용 장비를 가지고 현장에 직접 나가지 않고, 원격으로 저렴하게 전동기의 상태를 진단할 수 있는 큰 장점이 있다.
MCSA로 전류의 스펙트럼을 관찰하는 경우, 특정한 고장이 발생할 때 특정 주파수 성분이 상승하여 전동기에서 고장을 진단할 수 있다. 한 예로 회전자 권선 고장이 있을 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 전원 주파수인 fs=60 Hz를 기준으로 2*슬립주파수만큼 떨어진 성분(fRF)이 아래의 식과 같이 검출된다. 도 2는 회전자 고장시의 전류 스펙트럼 고장 성분 증가 예를 도시한 그래프이다.
Figure 112017088329743-pat00001
MCSA 기술은 SKF-Baker Instrument Company, Qualitrol - Iris Power, PDMA 등 많은 업체에서 상용화하여 공급하고 있으며 국내외의 많은 발전, 철강, 석유화학, 제지 등의 산업에서 유도 전동기의 회전자 고장 진단에 사용하고 있다.
현재 산업현장에서는 회전자의 고장 진단에 많이 사용되고 있지만, 회전자 편심, 커플링 및 부하의 고장, 베어링 고장 등에 대한 연구와 검증이 진행되고 있다.
MCSA 기술을 적용하는 경우, 3상 전류가 평형이며 동일한 스펙트럼을 가진다는 가정하에 한 상의 전류를 가지고 진단을 한다. 경우에 따라서는 3상의 진단 결과의 산술 평균을 이용하여 진단하는 경우도 있다.
MCSA 기술을 이용한 유도전동기 회전자 진단은 다년간의 경험을 통해 검증된 고장 판정 기준을 가지고, 비교적 정확하게 고장을 진단할 수 있지만, 60Hz 전류보다 수십배에서 수백배 작은 신호를 토대로 결함을 진단하기 때문에 민감도가 떨어질 수 있다. 또한, 전동기 구조, 커플링, 부하의 특성에 의해 오진단을 종종 일으키는 문제점이 있다.
예를 들어, 정상인 전동기에 결함이 있는 것으로 잘못 진단하는 위양성 진단 (false positive)은 불필요한 점검으로 비용이 발생한다. 결함이 있는 전동기를 정상으로 잘못 판정하는 위음성 진단 (false negative)의 경우에는 예고 없이 운전 중 고장을 일으켜 전동기뿐만 아니라 공정 전체의 정지에 따른 큰 피해를 발생할 수 있다.
MCSA를 이용하여 유도전동기의 회전자를 진단하는 경우 발생하는 위양성과 위음성 진단의 원인은 도 3에 보고된 바와 같이 다양하다. 도 3은 MCSA 회전자 공장 진단시 발생하는 위양성 및 위음성 진단의 원인을 도시한 표이다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전류 스펙트럼 분석 기술을 이용하여 유도전동기 및 부하의 고장을 진단하는 경우 발생할 수 있는 위양성과 위음성 진단의 원인을 배제함으로써, 유도전동기 및 구동 시스템에서의 이상을 보다 효과적이고 정확하게 진단할 수 있는 유도전동기 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유도 전동기 및 부하 고장 진단 시스템은, 전류 측정부, 정방향 주파수 응답 산출부, 및 진단부를 포함한다.
전류 측정부는 유도 전동기 고정자 전류를 상별로 각각 측정하고, 정방향 주파수 응답 산출부는 상별로 측정된 측정값들을 이용하여 고정자 전류의 정방향 주파수 응답을 산출하며, 진단부는 정방향 주파수 응답을 미리 설정된 전동기 및 부하 이상 판별 기준과 비교하여 유도 전동기 및 부하의 이상을 진단한다.
이와 같은 구성에 의하면, 전류 스펙트럼 분석 기술을 이용하여 유도전동기 및 부하의 고장을 진단하는 경우 발생할 수 있는 위양성과 위음성 진단의 원인을 배제함으로써, 유도전동기 시스템의 이상을 보다 효과적이고 정확하게 진단할 수 있게 된다.
이때, 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템은, 상별로 측정된 측정값을 각각 이용하여 고정자 전류의 상별 주파수 응답을 산출하는 상별 주파수 응답 산출부, 및 서로 다른 상에 대해 각각 산출된 주파수 응답을 서로 비교하는 주파수 응답 비교부를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 종래의 MCSA 진단 결과의 유효성을 용이하게 판단할 수 있게 된다.
또한, 진단부는, 서로 다른 상에 대해 각각 산출된 주파수 응답이 서로 동일한 경우에는 상별 주파수 응답을 미리 설정된 이상 판별 기준과 비교하여 유도 전동기 및 부하의 이상을 진단할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 유도 전동기에 위양성과 위음성 진단의 원인이 없는 경우에는 보다 단순한 종래의 MCSA 진단 방법을 사용할 수도 있게 된다.
또한, 정방향 주파수 응답을 산출부는, 상별로 측정된 측정값들을 이용하여 고정자 전류의 전류 공간 벡터를 산출하는 전류 공간 벡터 산출부, 및 전류 공간 벡터의 주파수 응답을 산출하는 전류 공간 벡터 주파수 응답 산출부를 포함할 수 있다.
또한, 이때, 전류 공간 벡터는
Figure 112017088329743-pat00002
의 수학식에 의해 산출되며,
Figure 112017088329743-pat00003
는 전류 공간 벡터, ias, ibs, ics는 각각 a, b, c 상의 상별 고정자 전류, a는 크기가 1이고 위상이 120도인 복소수일 수 있다.
아울러, 상기 시스템을 방법의 형태로 구현한 발명과 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체가 함께 개시된다.
본 발명에 의하면, 전류 스펙트럼 분석 기술을 이용하여 유도전동기 및 부하의 고장을 진단하는 경우 발생할 수 있는 위양성과 위음성 진단의 원인을 배제함으로써, 유도전동기 및 부하의 이상을 보다 효과적이고 정확하게 진단할 수 있게 된다.
또한, 종래의 MCSA 진단 결과의 유효성을 용이하게 판단할 수 있게 된다.
또한, 유도 전동기에 위양성과 위음성 진단의 원인이 없는 경우에는 보다 단순한 종래의 MCSA 진단 방법을 사용할 수도 있게 된다.
도 1은 유도전동기의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 회전자 고장시의 전류 스펙트럼 고장 성분 증가 예를 도시한 그래프.
도 3은 MCSA 고장 진단시 발생하는 위양성 및 위음성 진단의 원인을 도시한 표.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 전동기 및 부하 진단 시스템의 개략적인 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 전동기 및 부하의 진단 방법을 수행하기 위한 개략적인 흐름도.
도 6은 한 상의 전류를 FT할 경우의 스펙트럼을 도시한 도면.
도 7은 3상의 전류로 공간 벡터를 계산하여 FT할 경우의 스펙트럼을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 전동기 및 부하 진단 시스템의 개략적인 블록도이다. 도 4에서, 유도 전동기 및 부하 진단 시스템(100)은, 전류 측정부(110), 정방향 주파수 응답 산출부(120), 진단부(130), 상별 주파수 응답 산출부(140), 및 주파수 응답 비교부(150)를 포함하며, 정방향 주파수 응답 산출부(120)는 다시 전류 공간 벡터 산출부(122), 및 전류 공간 벡터 주파수 응답 산출부(124)를 포함한다.
도 4에서 유도 전동기 및 부하 진단 시스템(100)의 각 구성 요소들은 하드웨어만으로도 구현될 수 있겠으나, 하드웨어 및 하드웨어 상에서 동작하는 소프트웨어로 함께 구현되는 것이 보다 일반적일 것이다.
전류 측정부(110)는 유도 전동기 고정자 전류를 상별로 각각 측정하고, 정방향 주파수 응답 산출부(120)는 상별로 측정된 측정값들을 이용하여 고정자 전류의 정방향 주파수 응답을 산출한다.
이를 위해, 전류 공간 벡터 산출부(122)는 상별로 측정된 측정값들을 이용하여 고정자 전류의 전류 공간 벡터를 산출하고, 전류 공간 벡터 주파수 응답 산출부(124)는 전류 공간 벡터의 주파수 응답을 산출한다.
이때, 전류 공간 벡터는
Figure 112017088329743-pat00004
의 수학식에 의해 산출되며,
Figure 112017088329743-pat00005
는 전류 공간 벡터, ias, ibs, ics는 각각 a, b, c 상의 상별 고정자 전류, a는 크기가 1이고 위상이 120도인 복소수일 수 있다.
진단부(130)는 정방향 주파수 응답을 미리 설정된 전동기 및 부하 이상 판별 기준과 비교하여 유도 전동기 및 부하의 이상을 진단한다. 이때, 미리 설정된 고장 이상 판별 기준은 유도 전동기 및 부하의 이상 유형에 대응하여 설정된 주파수 응답의 형태 기준으로서, 일반적으로는 종래의 MCSA 진단 방법에서 사용되는 판별 기준과 동일한 기준이 사용될 수 있을 것이다.
이와 같은 구성에 의하면, 전류 스펙트럼 분석 기술을 이용하여 유도전동기 및 부하의 이상을 진단하는 경우 발생할 수 있는 위양성과 위음성 진단의 원인을 배제함으로써, 유도전동기 및 부하의 회전자 이상을 보다 효과적이고 정확하게 진단할 수 있게 된다.
상별 주파수 응답 산출부(140)는 상별로 측정된 측정값을 각각 이용하여 고정자 전류의 상별 주파수 응답을 산출하고, 주파수 응답 비교부(150)는 서로 다른 상에 대해 각각 산출된 주파수 응답을 서로 비교한다. 이와 같은 구성에 의하면, 종래의 MCSA 진단 결과의 유효성을 용이하게 판단할 수 있게 된다.
이때, 진단부(130)는, 서로 다른 상에 대해 각각 산출된 주파수 응답이 서로 동일한 경우에는 상별 주파수 응답을 미리 설정된 전동기 및 부하 이상 판별 기준 과 비교하여 유도 전동기 및 부하의 이상을 진단할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 유도 전동기에 위양성과 위음성 진단의 원인이 없는 경우에는 보다 단순한 종래의 MCSA 진단 방법을 사용할 수도 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 전동기 및 부하의 진단 방법을 수행하기 위한 개략적인 흐름도이다. 도 5에서, 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템은, 유도 전동기 고정자 전류를 상별로 각각 측정하고(S110), 상별로 측정된 측정값들을 이용하여 고정자 전류의 정방향 주파수 응답을 산출한 후(S120), 정방향 주파수 응답을 미리 설정된 전동기 및 부하 이상 판별 기준과 비교하여 유도 전동기 및 부하의 이상을 진단한다(S130).
fsampling [Hz]의 샘플링 주파수로 전동기의 고정자 전류 한 상을 측정하여 Fourier Transform (FT)으로 스펙트럼을 관찰하면, 전류에 포함된 0Hz부터 fsampling/2 Hz까지의 주파수 성분을 분리하여 관찰할 수 있다.
한 상으로는 전류 벡터의 회전 방향을 구분할 수 없기 때문에, 도 6에 보인 것과 같이 전원 주파수 fs에는 정방향 성분과 이상적이지 못한 작은 역방향 성분이 동시에 존재한다. 도 6은 한 상의 전류를 FT할 경우의 스펙트럼을 도시한 도면이다.
한 예로, 회전자 고장 주파수 성분도 이와 마찬가지로 회전자 고장에 의한 정방향 성분 fRF와 전동기 불평형, 부하 영향 등에 의해 이상적이지 못한 역방향 성분 fBPF (=-fRF)가 동시에 존재한다.
고장은 fRF 성분의 크기와 비례하기 때문에 f RF 의 영향만 보아야 민감한 진단이 가능하지만, 한 상 전류만 사용할 때는 이상적이지 못한 fBPF=-f RF 성분과 구분이 불가능하다.
f BPF (=-fRF) 성분은 전동기의 불평형, 펌프와 팬 부하의 임펠러, 오정렬, 편심, 부하 불평형, 부하의 토크 맥동 등 외부 요인에 의해 발생을 하며, 일반적으로 크지 않지만, 경우에 따라 오진단을 일으킬 만큼 큰 경우도 있다. f BPF (=-fRF) 성분이 0일 경우에는 3상의 fRF은 성분이 모두 동일하지만, 0이 아닐 경우에는 역방향 성분으로 인해 3상의 fRF은 모두 달라진다.
3상 전류를 모두 측정하여 전류 공간벡터를 다음과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112017088329743-pat00006
여기서 a는 크기가 1이고 위상이 120도인 복소수이며, is 벡터도 복소수 값을 가지게 된다. is 벡터는 회전 방향을 가지는 벡터로 FT를 해 주게 되면, -fsampling/2 Hz 부터 fsampling/2 Hz 사이의 성분을 분리하여 관찰할 수 있다.
이렇게 되면 도 7에 보인 것과 같이 정상 성분과 역상 성분의 구분이 가능해진다. 따라서 결함과 무관한 fBPF 성분의 간섭 없이 고장으로 발생하는 성분인 fRF만을 관찰하여 진단의 민감도와 신뢰성을 높일 수 있게 된다. 도 7은 3상의 전류로 공간 벡터를 계산하여 FT할 경우의 스펙트럼을 도시한 도면이다.
본 발명은 MCSA 진단의 민감도와 신뢰성을 향상시키기 위한 것으로서, 종래와 같이, 한 상의 전류 스펙트럼을 분석하지 않고, 세상의 전류를 이용하여 복소수인 전류 공간벡터를 계산하여 스펙트럼을 분석하는 발명이다.
이와 같은 방법으로 처리된 신호의 스펙트럼을 분석하면, 전동기 자체의 불평형과 전동기 외부 커플링이나 부하로 인한 반대방향 회전 성분을 분리하여 진단의 민감도와 신뢰성을 크게 높일 수 있게 된다.
본 발명을 적용하면 산업현장에서 많이 사용되는 전류 스펙트럼 분석 기술인 MCSA의 민감도를 높여 진단의 신뢰성을 높일 수 있다. 현재 산업현장에서 발생하는 오진단 중 많은 사례가 결함 성분의 역방향 성분으로 인해 발생하고 있지만 새로운 기술을 적용하면 오진단률을 크게 줄일 수 있어, 산업 현장에서 신뢰성과 생산성에 기여할 수 있게 된다.
본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야할 것이다.
100: 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템
110: 전류 측정부
120: 정방향 주파수 응답 산출부
122: 전류 공간 벡터 산출부
124: 전류 공간 벡터 주파수 응답 산출부
130: 진단부
140: 상별 주파수 응답 산출부
150: 주파수 응답 비교부

Claims (11)

  1. 유도 전동기 고정자 전류를 상별로 각각 측정하는 전류 측정부;
    상기 상별로 측정된 측정값들을 이용하여 상기 고정자 전류의 정방향 주파수 응답을 산출하는 정방향 주파수 응답 산출부; 및
    상기 정방향 주파수 응답을 미리 설정된 전동기 및 부하의 이상 판별 기준과 비교하여 상기 유도 전동기 및 부하의 이상을 진단하는 진단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상별로 측정된 측정값을 각각 이용하여 상기 고정자 전류의 상별 주파수 응답을 산출하는 상별 주파수 응답 산출부; 및
    서로 다른 상에 대해 각각 산출된 상기 주파수 응답을 서로 비교하는 주파수 응답 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 진단부는,
    상기 서로 다른 상에 대해 각각 산출된 주파수 응답이 서로 동일한 경우에는 상기 상별 주파수 응답을 미리 설정된 이상 판별 기준과 비교하여 상기 유도 전동기 및 부하의 이상을 진단하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 정방향 주파수 응답 산출부는,
    상기 상별로 측정된 측정값들을 이용하여 상기 고정자 전류의 전류 공간 벡터를 산출하는 전류 공간 벡터 산출부; 및
    상기 전류 공간 벡터의 주파수 응답을 산출하는 전류 공간 벡터 주파수 응답 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전류 공간 벡터는
    Figure 112017088329743-pat00007
    의 수학식에 의해 산출되며,
    Figure 112017088329743-pat00008
    는 전류 공간 벡터, ias, ibs, ics는 각각 a, b, c 상의 상별 고정자 전류, a는 크기가 1이고 위상이 120도인 복소수인 것을 특징으로 하는 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템.
  6. 유도 전동기 및 부하의 진단 시스템이,
    유도 전동기 고정자 전류를 상별로 각각 측정하는 전류 측정 단계;
    상기 상별로 측정된 측정값들을 이용하여 상기 고정자 전류의 정방향 주파수 응답을 산출하는 정방향 주파수 응답 산출 단계; 및
    상기 정방향 주파수 응답을 미리 설정된 전동기 및 부하 이상 판별 기준과 비교하여 상기 유도 전동기 및 부하의 이상을 진단하는 진단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기 및 부하의 진단 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 상별로 측정된 측정값을 각각 이용하여 상기 고정자 전류의 상별 주파수 응답을 산출하는 상별 주파수 응답 산출 단계; 및
    서로 다른 상에 대해 각각 산출된 상기 주파수 응답을 서로 비교하는 주파수 응답 비교 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기 및 부하의 진단 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 진단 단계는,
    상기 서로 다른 상에 대해 각각 산출된 주파수 응답이 서로 동일한 경우에는 상기 상별 주파수 응답을 미리 설정된 이상 판별 기준과 비교하여 상기 유도 전동기 및 부하의 이상을 진단하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기 및 부하의 진단 방법.
  9. 청구항 6에 있어서, 정방향 주파수 응답 산출 단계는,
    상기 상별로 측정된 측정값들을 이용하여 상기 고정자 전류의 전류 공간 벡터를 산출하는 전류 공간 벡터 산출 단계; 및
    상기 전류 공간 벡터의 주파수 응답을 산출하는 전류 공간 벡터 주파수 응답 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기 및 부하의 진단 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 전류 공간 벡터는
    Figure 112017088329743-pat00009
    의 수학식에 의해 산출되며,
    Figure 112017088329743-pat00010
    는 전류 공간 벡터, ias, ibs, ics는 각각 a, b, c 상의 상별 고정자 전류, a는 크기가 1이고 위상이 120도인 복소수인 것을 특징으로 하는 유도 전동기 및 부하의 진단 방법.
  11. 청구항 6 내지 청구항 10 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114114008A (zh) * 2021-11-10 2022-03-01 江苏澳洋医药物流有限公司 一种智能医药货架的输送带电机故障诊断装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050066765A (ko) * 2003-12-27 2005-06-30 주식회사 포스코 Mcsa를 이용한 전동기의 온라인 진단방법
US20160266208A1 (en) * 2015-03-09 2016-09-15 Rolls-Royce Plc Fault detection and diagnosis in an induction motor
JP2016195524A (ja) * 2015-04-02 2016-11-17 三菱電機株式会社 電動機の診断装置
KR20170030229A (ko) * 2015-09-09 2017-03-17 고려대학교 산학협력단 유도 전동기 저널 베어링 진단 시스템 및 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050066765A (ko) * 2003-12-27 2005-06-30 주식회사 포스코 Mcsa를 이용한 전동기의 온라인 진단방법
US20160266208A1 (en) * 2015-03-09 2016-09-15 Rolls-Royce Plc Fault detection and diagnosis in an induction motor
JP2016195524A (ja) * 2015-04-02 2016-11-17 三菱電機株式会社 電動機の診断装置
KR20170030229A (ko) * 2015-09-09 2017-03-17 고려대학교 산학협력단 유도 전동기 저널 베어링 진단 시스템 및 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114114008A (zh) * 2021-11-10 2022-03-01 江苏澳洋医药物流有限公司 一种智能医药货架的输送带电机故障诊断装置
CN114114008B (zh) * 2021-11-10 2024-01-05 江苏澳洋医药物流有限公司 一种智能医药货架的输送带电机故障诊断装置

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