WO2019102545A1 - 設備の劣化診断装置 - Google Patents

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俊彦 宮内
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34Testing dynamo-electric machines

Definitions

  • the present invention is used, for example, in a closed switchboard and control center, and as a simple degradation diagnosis of the presence or absence of abnormality of the whole distribution system, displays a failure part and a factor, and a degradation diagnosis device of a facility having a navigation function presenting a failure treatment method It is about
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and the diagnostic result is abnormal by constantly performing a simple diagnosis online without performing a daily inspection by a conventional expert's five sense inspection.
  • An object of the present invention is to provide a device for diagnosing deterioration of equipment which can contact maintenance personnel only at times.
  • the apparatus for diagnosing deterioration of equipment uses a transmission data conversion unit for converting the detected voltage and current of the motor into data suitable for transmission, and data transmitted through the communication line for abnormality of the motor and mechanical equipment.
  • An equipment diagnosis unit to diagnose, a failure site / factor estimation unit estimating a failure site / factor based on a result diagnosed by the equipment diagnosis unit, and a failure action method based on a result obtained by the failure site / factor estimation unit
  • a failure treatment method selection unit to be selected and a display unit for displaying contents obtained by the failure treatment method selection unit are provided.
  • a transmission data conversion unit for converting the detected voltage and current of the motor into data suitable for transmission, and equipment diagnosis for diagnosing abnormalities in the motor and the mechanical equipment from the data transmitted through the communication line Unit, failure site / factor estimation unit for estimating the failure site / factor based on the result of diagnosis by the facility diagnosis unit, and failure treatment for selecting a failure action method based on the result obtained by the failure site / factor estimation unit Since the method selection unit and the display unit for displaying the contents obtained by the failure treatment method selection unit are provided, a simple diagnosis can always be performed online without performing a daily inspection by conventional sense of five senses inspection By doing this, maintenance results are notified to maintenance personnel only when there is an abnormality.
  • the diagnosis content identifies the failure site and factor, and further navigates the treatment orientation method, so that precise inspection can be carried out appropriately and promptly, and plant downtime can be reduced and maintenance personnel's inspection time Can be significantly reduced.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram which shows the installation condition of the degradation diagnostic apparatus of the installation in Embodiment 1 of this invention. It is a block diagram which shows the structure of the logic operation part of the degradation diagnostic apparatus of the installation machine in Embodiment 1 of this invention. It is a flowchart explaining operation
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing the installation situation of the equipment deterioration diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation of the equipment deterioration diagnosis device according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram showing a display example of a failure site at the time of failure occurrence in the equipment deterioration diagnosis device according to the first embodiment
  • FIG. 5 is a view showing a display example of a broken part and cause of the motor at the time of failure occurrence in the equipment deterioration diagnosis device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a failure treatment method in the equipment deterioration diagnosis device according to the first embodiment. It is a figure which shows the example of a display of.
  • a circuit breaker 2 for wiring for wiring, a voltage detector 3, a current detector 4 such as an instrument transformer for detecting a three-phase load current, and a zero-phase current
  • a zero-phase current detector 5 for detecting is provided.
  • the main circuit 1 is connected to a motor 6 such as a three-phase induction motor which is a load, and the motor 6 drives and drives mechanical equipment (fan, pump, compressor, etc.) 7.
  • the apparatus for diagnosing deteriorated equipment of equipment includes a digital conversion unit 8 and a data calculation unit 9.
  • the digital conversion unit 8 has a voltage input unit 91 for inputting a voltage detected by the voltage detector 3, a current input unit 82 for inputting a current detected by the current detector 4, and a zero phase current detector 5 It consists of a zero phase current input unit 83 for inputting zero phase current.
  • the signal converted into a predetermined signal level by the voltage input unit 81, the current input unit 82, and the zero-phase current input unit 83 is analog-digital converted by the A / D conversion unit 84, and the transmission data conversion unit 86 Is digitally processed to digital data. Also, digital data required for the degradation diagnostic device is converted into transmission data by the transmission data conversion unit 86.
  • the transmission data created by the digital conversion unit 8 is transmitted to the data calculation unit 9 via the communication line 10.
  • a rating information input unit 92 to which wiring length, wire diameter, capacitance and the like are input in advance, and a rating information storage unit 93 to store information input from the rating information input unit 92 are provided.
  • the rating information of the motor 6 is information which can be easily obtained by looking at a catalog of a manufacturer of the motor 6 or a nameplate attached to the motor 6. In the case where there are a plurality of motors 6 to be diagnosed, rating information of all the motors 6 to be diagnosed is input in advance, but in the following description, one motor 6 will be described.
  • the degradation diagnosis device In the degradation diagnosis device, transmission data from the communication line 10 is processed into a digital value by the transmission data converter 91.
  • the degradation diagnosis device outputs an alarm by outputting an alarm or lighting an alarm lamp when an abnormality is detected by the logic operation unit 94 that diagnoses the motor 6 and the equipment installation 75 for the presence or absence of an abnormality.
  • the part 95 is provided.
  • the logic operation unit 94 includes an equipment diagnosis unit 940, a failure part / factor estimation unit 946, and a failure treatment method selection unit 947.
  • the equipment diagnosis unit 940 includes a motor coil layer short diagnosis unit 941, an insulation resistance deterioration diagnosis unit 942, a motor bearing deterioration diagnosis unit 943, a motor abnormal vibration diagnosis unit 944, and a mechanical equipment abnormality diagnosis unit 945.
  • the motor coil layer short circuit diagnosis unit 941 distinguishes the power supply unbalance even when the load torque fluctuates during operation of the motor from the negative phase current, the negative phase voltage, the positive phase current, and the negative phase admittance by voltage current analysis of the motor. It determines and detects winding short circuit (layer short circuit).
  • the insulation resistance deterioration diagnosis unit 942 constantly measures the insulation resistance of the load circuit or the like, enables control based on the measurement result, and grasps the insulation deterioration state without stopping the load circuit.
  • the motor bearing deterioration diagnosis unit 943 performs FFT analysis of the power spectrum of the current when the current of the motor is in a stable state, averages multiple times of the analyzed power spectrum, and extracts sideband waves of the averaged power spectrum. When the sideband wave of the signal strength higher than the set value is extracted, it is diagnosed as deterioration of the motor bearing.
  • the motor abnormal vibration diagnosis unit 944 averages a plurality of power spectrum analysis results obtained by frequency analysis of the current waveform when the current of the motor is stable, and performs the averaging processing of the power spectrum analysis result Sidebands are detected, and the difference between the power spectrum peak of the power source frequency of the motor and the power spectrum peak of the rotational frequency band is calculated to determine the presence or absence of abnormality of the motor.
  • the mechanical equipment abnormality diagnosis unit 945 averages a plurality of power spectrum analysis results obtained by frequency analysis of the current waveform when the current of the motor is stable, and performs the averaging processing of the power spectrum analysis result Side bands are detected, and the presence or absence of abnormality of the mechanical equipment which is a load is determined by the spectrum peak sequence.
  • the fault site / factor estimation unit 946 estimates the fault site and the factor. Further, as shown in FIG. 4, the failure site is highlighted in the display unit 96 as to what kind of failure has occurred in which part of the power distribution system. Further, in the motor, a detailed failure part inside the motor is estimated, and the failure part and the failure factor are highlighted as shown in FIG. How the field maintenance worker copes with the failure part and the failure factor is selected in the failure treatment method selection unit 947, and the treatment method is displayed on the display unit 96 as shown in FIG. This makes it possible to respond promptly to appropriate treatment.
  • FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation of the equipment deterioration diagnosis device according to the first embodiment.
  • the equipment deterioration diagnosis device is activated at predetermined time intervals and executes the following processing.
  • step S101 the voltage and current of the motor 6 detected by the voltage detector 3, the current detector 4, and the zero-phase current detector 5 are input to the voltage input unit 81, the current input unit 82, and the zero-phase current input unit.
  • step S102 FFT analysis is performed using the current waveform in the section where the input current value is in a steady state, and frequency analysis is performed between 0 Hz and a power supply frequency of 60 Hz and a frequency of 120 Hz, and its power spectrum analysis Get results.
  • step S103 the motor bearing deterioration diagnosis unit 943 carries out bearing deterioration diagnosis of the motor 6.
  • step S104 the motor abnormal vibration diagnosis unit 944 carries out abnormal vibration diagnosis of the motor 6.
  • step S105 the mechanical equipment abnormality diagnosis unit 945 carries out an abnormality diagnosis of the mechanical equipment 7.
  • step S106 the insulation resistance deterioration diagnosis unit 942 carries out insulation resistance deterioration diagnosis of the motor 6.
  • step S ⁇ b> 107 the motor coil layer short circuit diagnosis unit 941 carries out insulation deterioration diagnosis of the motor 6.
  • step S108 it is determined based on the results of steps S101 to S107 whether or not an abnormality has occurred in the facility. If it is determined in step S108 that there is no abnormality (NO), the process returns to step S101 and repeats the above steps. If it is determined that the process is abnormal (YES) in step S108, the process proceeds to step S109.
  • step S109 the failure site / factor estimation unit 946 estimates the site and cause of the failure.
  • step S110 the alarm output unit 95 outputs an alarm.
  • step S111 the display in FIG. 4 and FIG. 5 is displayed on the display unit 96 based on the location of the abnormality in the failure site / factor estimation unit 946 and the estimation result of the factor.
  • step S112 the display unit 96 performs the display shown in FIG.
  • the failure site and failure factor of the system are displayed, the failure treatment method is displayed, and the response at the time of failure is navigated.
  • the data operation unit can receive inputs from the plurality of current digital conversion units. It is possible to diagnose motor abnormalities.
  • FIG. 7 is a block diagram of a system for diagnosing deterioration of equipment according to a second embodiment of the present invention.
  • the equipment deterioration diagnosis device according to the second embodiment has the same basic configuration as the deterioration diagnosis device according to the first embodiment, but as shown in FIG. 7, digitized data similar to that of the first embodiment Is input from the digital conversion unit 8 to the personal computer (hereinafter referred to as PC) 11 via the communication line 10.
  • the PC 11 is connected to the Internet network 12, and the software of the motor diagnosis tool, which is a degradation diagnosis tool on the cloud (cloud computing) 13 as the data operation unit 9, is constantly operated, and data is transmitted via the Internet network 12. Is supplied to the degradation diagnostic tool on the cloud, and the motor diagnostic function operates on the cloud.
  • PCs 14A, 14B, 14C Connected to the Internet network 12 are PCs 14A, 14B, 14C of service diagnostic users of motor diagnosis. Display data in the display unit 96 is displayed on the display units of the PCs 14A, 14B, and 14C.
  • the degradation diagnosis function is the same as that of the first embodiment.
  • the advantage of operating on the cloud does not depend on the operating system (OS) of the PC, to perform diagnostic tool software upgrade on the cloud, providing upgrade service without changing anything on the user's PC Is possible.
  • OS operating system
  • the cloud it is possible to provide a service by either storing it on a PC. Also, a plurality of users who use this service can receive service provision by accessing software on the cloud.
  • This invention can freely combine each embodiment in the range of the invention, and can change suitably and omit each embodiment.
  • Reference Signs List 1 main circuit, 2-circuit breaker, 3-voltage detector, 4-current detector, 5-zero phase current detector, 6 motor, 7 mechanical equipment, 8 digital conversion unit, 9 data operation unit, 94 logic operation unit, 96 Display unit, 940 Equipment diagnosis unit, 941 Motor coil layer short diagnosis unit, 942 Insulation resistance deterioration diagnosis unit, 943 Motor bearing deterioration diagnosis unit, 944 Motor abnormal vibration diagnosis unit, 945 Mechanical equipment abnormality diagnosis unit, 946 Failure site / factor estimation Part, 947 Failure treatment method selection part

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Abstract

検出された電動機(6)の電圧、電流を伝送に適したデータに伝送データ変換部(86)に変換し、通信線(10)を介して伝送されたデータにより電動機(6)、機械設備の異常を設備診断部(940)で診断し、設備診断部(940)によって診断された結果に基づき故障の部位、要因を故障部位/要因推定部(946)で推定し、故障部位/要因推定部(946)で得られた結果に基づき故障処置方法選定部(947)で故障処置方法を選定すると、故障処置方法選定部(947)で得られた内容を表示部(96)に表示する。

Description

設備の劣化診断装置
 この発明は、例えば閉鎖配電盤及びコントロールセンタで使用され、配電系統全体の異常有無の簡易劣化診断として、故障部位と要因表示を行い、故障処置方法を提示するナビゲート機能を有する設備の劣化診断装置に関するものである。
 配電系統及び誘導電動機の保全点検は、広範囲に点在する数百台から数千台の電動機及び機械設備を熟練の保全員が重要度によって、毎日、毎週、毎月などの周期にて五感による点検を実施している。このような点検では、突発的な異常時の負荷停止を避けるためには常時点検が必要となるため、多くの労力が必要となる。
 また、負荷が変動する電動機においても、電源周波数の近傍の両側にピーク状に発生する側帯波を検出することによって電動機の異常の有無を診断すること、あるいは電動機の巻線短絡の有無を診断することができる電動機の診断装置が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
特開2016-195524号公報 特許第6113384号公報
 大規模工場では数百から数千台の電動機が広範囲に点在している。また、突発的不具合による負荷停止を発生させないために、熟練保全員にて常時点検を実施しているが、多大な労力を要しているのが保守の現実である。
 この発明は以上のような課題を解決するためになされたもので、従来の熟練者の五感点検による日常点検は実施せずに、常時オンラインにて簡易診断を実施することで、診断結果が異常時のみ保守員に連絡することができる設備の劣化診断装置を提供することを目的とする。
 この発明による設備の劣化診断装置は、検出された電動機の電圧、電流を伝送に適したデータに変換する伝送データ変換部と、通信線を介して伝送されたデータにより電動機、機械設備の異常を診断する設備診断部と、設備診断部によって診断された結果に基づき故障の部位、要因を推定する故障部位/要因推定部と、故障部位/要因推定部で得られた結果に基づき故障処置方法を選定する故障処置方法選定部と、故障処置方法選定部で得られた内容を表示する表示部とを備えている。
 この発明によれば、検出された電動機の電圧、電流を伝送に適したデータに変換する伝送データ変換部と、通信線を介して伝送されたデータにより電動機、機械設備の異常を診断する設備診断部と、設備診断部によって診断された結果に基づき故障の部位、要因を推定する故障部位/要因推定部と、故障部位/要因推定部で得られた結果に基づき故障処置方法を選定する故障処置方法選定部と、故障処置方法選定部で得られた内容を表示する表示部とを備えているので、従来の熟練者の五感点検による日常点検は実施せずに、常時オンラインにて簡易診断を実施することで、診断結果が異常時のみ保守員に連絡される。また診断内容は故障部位と要因を特定し、さらに処置方位法をナビゲートしてくれるため、適切にかつ速やかに精密点検を実施することが可能となり、プラント停止時間の削減と保守員の点検時間を大幅に削減することが可能となる。
この発明の実施の形態1における設備の劣化診断装置の設置状況を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態1における設備機の劣化診断装置の論理演算部の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態1における設備の劣化診断装置の動作を説明するフロー図である。 この発明の実施の形態1に係る設備の劣化診断装置における故障発生時の故障部位、要因の表示例を示す図である。 この発明の実施の形態1に係る設備の劣化診断装置における故障発生時の電動機の故障部位、要因の表示例を示す図である。 この発明の実施の形態1に係る設備の劣化診断装置における故障処置方法の表示例を示す図である。 この発明の実施の形態2における設備の劣化診断装置を示す構成図である。
 以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図において同一符号は、同一または相当部分を示している。
実施の形態1.
 図1はこの発明の実施の形態1における設備の劣化診断装置の設置状況を示す概略構成図、図2は実施の形態1における設備の劣化診断装置の論理演算部の構成を示すブロック図、図3は実施の形態1における設備の劣化診断装置の動作を説明するフロー図、図4は実施の形態1に係る設備の劣化診断装置における故障発生時の故障部位、要因の表示例を示す図、図5は実施の形態1に係る設備の劣化診断装置における故障発生時の電動機の故障部位、要因の表示例を示す図、図6は実施の形態1に係る設備の劣化診断装置における故障処置方法の表示例を示す図である。
 図1において、電力系統から引き込まれた主回路1には、配線用遮断器2、電圧検出器3、三相の負荷電流を検出する計器用変成器などの電流検出器4と零相電流を検出する零相電流検出器5が設けられている。主回路1には負荷である三相誘導電動機などの電動機6が接続され、電動機6により機械設備(ファン、ポンプ、圧縮機等)7が運転駆動される。設備の劣化機診断装置はデジタル変換部8とデータ演算部9から構成される。
デジタル変換部8では電圧検出器3で検出された電圧を入力する電圧入力部91と電流検出器4で検出された電流を入力する電流入力部82と、零相電流検出器5で検出された零相電流を入力する零相電流入力部83からなる。電圧入力部81、電流入力部82、零相電流入力部83で所定の信号レベルに変換された信号はA/D変換部84にてアナログデジタル変換され、伝送データ変換部86にて、所定形態のデジタルデータにデジタル処理される。また、劣化診断装置に必要となるデジタルデータは伝送データ変換部86にて伝送データに変換される。
デジタル変換部8で作成された伝送データは通信線10を介して、データ演算部9へ伝送される。
データ演算部9では、電源周波数や電動機6の定格出力、定格電圧、定格電流、極数、定格回転数等と機械設備と電動機の接続方法(ベルト、ギア、カップリングなど)、配線条件(電線配線長、電線径、静電容量など)予め入力しておく定格情報入力部92と、定格情報入力部92から入力された情報を保存しておく定格情報記憶部93が設けられている。電動機6の定格情報は電動機6の製造会社のカタログまたは電動機6に取付けられている銘板を見ることで容易に取得可能な情報である。なお、診断対象の電動機6が複数台ある場合には、予め全ての診断対象の電動機6の定格情報を入力しておくが、以降の説明においては1台の電動機6について説明する。
 劣化診断装置では、通信線10からの伝送データを伝送データ変換部91でデジタル値に加工する。
 劣化診断装置は、電動機6、機器設備75の異常の有無を診断する論理演算部94と、論理演算部94で異常が発見された場合に警報または異常ランプの点灯等によって警報を出力する警報出力部95が設けられている。
 論理演算部94は、設備診断部940と、故障部位/要因推定部946と、故障処置方法選定部947とによって構成されている。
 設備診断部940は、電動機コイルレヤーショート診断部941、絶縁抵抗劣化診断部942、電動機軸受劣化診断部943、電動機異常振動診断部944、機械設備異常診断部945を有している。
 電動機コイルレヤーショート診断部941は、電動機の電圧電流解析により、逆相電流、逆相電圧、正相電流、逆相アドミタンスから電動機稼働中で負荷トルクが変動する際にも電源不平衡を区別して巻線短絡(レヤーショート)を判定して検出する。
 絶縁抵抗劣化診断部942は、負荷回路等の絶縁抵抗を常時測定し、測定結果に基づいた制御が可能であり、負荷回路を停止することなく絶縁劣化状況を把握する。
 電動機軸受劣化診断部943は、電動機の電流が安定状態のときに電流のパワースペクトルをFFT解析し、解析されたパワースペクトルの複数回分を平均化し、平均化されたパワースペクトルの側帯波を抽出し、設定値以上の信号強度の側帯波が抽出されたとき電動機軸受の劣化と診断する。
 電動機異常振動診断部944は、電動機の電流が安定しているときの電流波形を周波数解析して得られた複数回分のパワースペクトル解析結果を平均化処理し、平均化処理されたパワースペクトル解析結果から側帯波を検出し、且つ電動機の電源周波数のパワースペクトルピークと回転周波数帯のパワースペクトルピークの差分値を演算して電動機の異常の有無を判定する。
 機械設備異常診断部945は、電動機の電流が安定しているときの電流波形を周波数解析して得られた複数回分のパワースペクトル解析結果を平均化処理し、平均化処理されたパワースペクトル解析結果から側帯波を検出して、スペクトルピーク列によって負荷である機械設備の異常の有無を判定する。
 これらの故障診断結果より、故障部位/要因推定部946にて故障部位と要因推定を行う。
 また、故障部位は図4に示すように、配電システムのどの部分にどのような故障が発生したのか表示部96において強調表示される。
また、電動機は電動機内部の詳細な故障部位が推定され、故障部位と故障要因が表示部96において図5に示すように強調表示される。
故障部位と故障要因に対し、現場保守員がどのように対処するかを故障処置方法選定部947において選定され、表示部96において、図6に示すように処置方法が表示される。
 これによって、的確な処置を速やかに対応することが可能となる。
 次に動作について図3に基づき説明する。図3は実施の形態1における設備の劣化診断装置の動作を説明するフロー図である。設備の劣化診断装置は、所定時間間隔で起動されて以下の処理を実行する。
 ステップS101において、電圧検出器3、電流検出器4、零相電流検出器5で検出した電動機6の電圧、電流を電圧入力部81、電流入力部82、零相電流入力部に入力する。
 ステップS102において、入力された電流値が安定状態の区間の電流波形を使用してFFT解析を実施し、0Hzから電源周波数60Hzの2倍の周波数120Hzの間で周波数分析して、そのパワースペクトル解析結果を得る。
 ステップS103において、電動機軸受劣化診断部943は、電動機6の軸受劣化診断を実施する。
 ステップS104において、電動機異常振動診断部944は、電動機6の異常振動診断を実施する。
 ステップS105において、機械設備異常診断部945は、機械設備7の異常診断を実施する。
 ステップS106において、絶縁抵抗劣化診断部942は、電動機6の絶縁抵抗劣化診断を実施する。
 ステップS107において、電動機コイルレヤーショート診断部941は、電動機6の絶縁劣化診断を実施する。
 ステップS108において、ステップS101~ステップS107の結果に基づき、設備に異常が発生しているか否かを判断する。
 ステップS108で異常がない(NO)と判断された場合は、ステップS101に戻り上述のステップを繰り返す。
 ステップS108で異常(YES)と判断された場合は、ステップS109に進む。
 ステップS109において、故障部位/要因推定部946は、故障の部位、要因を推定する。
 ステップS110において、警報出力部95から警報を出力する。
 ステップS111において、故障部位/要因推定部946での異常の部位、要因の推定結果に基づき表示部96に図4、図5の表示を行う。
 ステップS112において、表示部96に図6に示す表示を行う。
 以上説明したように、故障発生時に系統の故障部位と故障要因を表示し、故障処置方法を表示し、故障時の対応をナビゲートしてくれるため、的確な処置を速やかに実施できる効果が得られ、プラントの運用効率の向上と保守時間を大幅に削減することが可能となる。
 また、通信線を介して伝送データをデータ演算部へ伝送しているので、データ演算部は、複数の電流デジタル変換部からの入力を受け付けることが出来るので、1つのデータ演算部で、複数の電動機の異常を診断することが出来る。
実施の形態2.
 図7はこの発明の実施の形態2における設備の劣化診断装置の構成図である。
実施の形態2における設備の劣化診断装置は、基本的な構成は実施の形態1における劣化診断装置と同じであるが、図7に示すように、実施の形態1と同様のデジタル化されたデータは、デジタル変換部8から通信線10を介して、パーソナルコンピュータ(以下、PC称する)11へ入力される。
 PC11はインターネット網12に接続され、データ演算部9としてのクラウド(クラウドコンピューティング)13上の劣化診断ツールである電動機診断ツールのソフトウェアを常時動作させておくことで、データはインターネット網12を介して、クラウド上の劣化診断ツールに供給され、クラウド上で電動機診断機能が動作する。インターネット網12には、電動機診断のサービス利用ユーザのPC14A、14B、14Cが接続される。表示部96における表示データは、PC14A、14B、14Cの表示部に表示される。
劣化診断機能については、実施の形態1と同様である。
 クラウド上で動作する利点は、PCのオペレーティングシステム(OS)に左右されない、診断ツールのソフトウェアのアップグレードはクラウド上で行うために、ユーザのPC上は何も変更することなくアップグレードサービスを提供することが可能となる。
デジタル化された電流データは、クラウド上にデータ保存する場合、PC上で保存する場合のどちらでもサービスの提供は可能である。
 また、本サービスを利用する複数のユーザは、クラウド上のソフトウェアをアクセスすることで、サービス提供を受けることが可能となる。
 この発明は、その発明の範囲において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することができる。
1 主回路、2 配線用遮断器、3 電圧検出器、4 電流検出器、5 零相電流検出器、6 電動機、7 機械設備、8 デジタル変換部、9 データ演算部、94 論理演算部、96 表示部、940 設備診断部、941 電動機コイルレヤーショート診断部、942 絶縁抵抗劣化診断部、943 電動機軸受劣化診断部、944 電動機異常振動診断部、945 機械設備異常診断部、946 故障部位/要因推定部、947 故障処置方法選定部

Claims (3)

  1.  電動機および前記電動機で駆動される機械設備を診断する設備の劣化診断装置において、検出された前記電動機の電圧、電流を伝送に適したデータに変換する伝送データ変換部と、通信線を介して伝送された前記データにより前記電動機、前記機械設備の異常を診断する設備診断部と、前記設備診断部によって診断された結果に基づき故障の部位、要因を推定する故障部位/要因推定部と、前記故障部位/要因推定部で得られた結果に基づき故障処置方法を選定する故障処置方法選定部と、前記故障処置方法選定部で得られた内容を表示する表示部と、を備えていることを特徴とする設備の劣化診断装置。
  2.  前記設備診断部は、電動機軸受劣化診断部、電動機異常振動診断部、機械設備異常診断部、電動機コイルレヤーショート診断部、絶縁抵抗劣化診断部の少なくとも何れか一つを有していることを特徴とする請求項1に記載の設備の劣化診断装置。
  3.  前記伝送データ変換部で得られた前記データは、インターネット網を介して、クラウド上の劣化診断ツールに供給されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の設備の劣化診断装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112986676A (zh) * 2019-11-29 2021-06-18 株式会社日立制作所 诊断装置以及诊断方法
WO2021166168A1 (ja) 2020-02-20 2021-08-26 三菱電機株式会社 電動機の診断装置
WO2021166042A1 (ja) * 2020-02-17 2021-08-26 三菱電機株式会社 永久磁石同期モータの診断装置およびこれを備えたインバータ
JP2022542029A (ja) * 2019-07-22 2022-09-29 シーメンス インダストリー ソフトウェア エヌヴェ 電電気機械内で活性な電磁力を推定するための方法及び装置
TWI810774B (zh) * 2021-06-25 2023-08-01 日商日立產機系統股份有限公司 劣化診斷裝置及劣化診斷方法、與電動機控制裝置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6113384B2 (ja) 1979-12-05 1986-04-12 Mitsubishi Electric Corp
JP2006083928A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 Okano Valve Mfg Co 電動弁装置の異常および劣化診断手法ならびに装置
JP2008051737A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 A-Tec Co Ltd 電気設備の異常劣化診断システム
JP2016195524A (ja) 2015-04-02 2016-11-17 三菱電機株式会社 電動機の診断装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0750019B2 (ja) * 1989-05-02 1995-05-31 東洋運搬機株式会社 電気―機械系装置の診断装置
JP3561882B2 (ja) * 2001-09-03 2004-09-02 エイテック株式会社 電気機器の劣化診断法
JP3780508B2 (ja) * 2002-03-22 2006-05-31 株式会社ジェイテクト 工作機械の異常診断装置、異常診断方法及び異常診断プログラム
US7231319B2 (en) * 2003-06-18 2007-06-12 Eaton Corporation System and method for proactive motor wellness diagnosis based on potential cavitation faults
JP4782218B2 (ja) * 2009-06-10 2011-09-28 新日本製鐵株式会社 設備の異常診断方法
CN103454515B (zh) * 2012-05-31 2017-06-23 Ge医疗系统环球技术有限公司 图形化自诊断系统和方法
CN102840882B (zh) * 2012-09-04 2014-12-10 中国海洋石油总公司 燃气透平发电机组状态监测和故障诊断系统及其使用方法
WO2014156386A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 三菱電機株式会社 電動機の診断装置および開閉装置
WO2017081908A1 (ja) * 2015-11-11 2017-05-18 三菱電機株式会社 電動機の診断装置
JP6728808B2 (ja) * 2016-03-16 2020-07-22 中国電力株式会社 計測診断装置、及び計測診断方法
CN106774286B (zh) * 2017-03-03 2018-04-20 中南大学 一种基于sibas32控制逻辑的和谐d1型机车在线故障诊断方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6113384B2 (ja) 1979-12-05 1986-04-12 Mitsubishi Electric Corp
JP2006083928A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 Okano Valve Mfg Co 電動弁装置の異常および劣化診断手法ならびに装置
JP2008051737A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 A-Tec Co Ltd 電気設備の異常劣化診断システム
JP2016195524A (ja) 2015-04-02 2016-11-17 三菱電機株式会社 電動機の診断装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3716469A4

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022542029A (ja) * 2019-07-22 2022-09-29 シーメンス インダストリー ソフトウェア エヌヴェ 電電気機械内で活性な電磁力を推定するための方法及び装置
JP7318103B2 (ja) 2019-07-22 2023-07-31 シーメンス インダストリー ソフトウェア エヌヴェ 電電気機械内で活性な電磁力を推定するための方法及び装置
US11913826B2 (en) 2019-07-22 2024-02-27 Siemens Industry Software Nv Method and apparatus for estimating electromagnetic forces active in an electric machine
CN112986676A (zh) * 2019-11-29 2021-06-18 株式会社日立制作所 诊断装置以及诊断方法
WO2021166042A1 (ja) * 2020-02-17 2021-08-26 三菱電機株式会社 永久磁石同期モータの診断装置およびこれを備えたインバータ
JPWO2021166042A1 (ja) * 2020-02-17 2021-08-26
JP7379652B2 (ja) 2020-02-17 2023-11-14 三菱電機株式会社 永久磁石同期モータの診断装置およびこれを備えたインバータ
WO2021166168A1 (ja) 2020-02-20 2021-08-26 三菱電機株式会社 電動機の診断装置
KR20220124249A (ko) 2020-02-20 2022-09-13 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전동기의 진단 장치
TWI810774B (zh) * 2021-06-25 2023-08-01 日商日立產機系統股份有限公司 劣化診斷裝置及劣化診斷方法、與電動機控制裝置

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