WO2024034030A1

WO2024034030A1 - 電動機の監視装置

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Publication number: WO2024034030A1
Application number: PCT/JP2022/030497
Authority: WO
Inventors: 洋平神谷
Original assignee: ファナック株式会社
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2024-02-15
Also published as: TW202408129A

Abstract

監視装置は、電動機の動作状態が正常な時の電動機の第１のモデルを記憶する記憶部と、電動機の動作状態が異常な時の電動機の第２のモデルを生成するモデル探索部とを備える。モデル探索部は、温度検出器の測定温度と第１のモデルに基づく温度検出器の推定温度との差が判定範囲を逸脱する場合に、追加部材のモデルを第１のモデルに追加して第２のモデルを生成する。モデル探索部は、第２のモデルに基づく温度検出器の推定温度が温度検出器の測定温度に対応するように、追加部材のモデルと熱交換を行う電動機の構成部分のモデルと、追加部材の熱伝達に関する係数とを設定する。

Description

電動機の監視装置

　本発明は、電動機の監視装置に関する。

　機械の動作状態は、センサを機械に取り付けることにより取得することができる。一方で、機械を実際に駆動しなくても、機械の動作状態をシミュレーションにて推定することが知られている（例えば、特開昭６３－１０６８６１号公報）。

　機械には、所定の部材を動作させるために電動機が配置される。電動機は駆動することにより温度が上昇することが知られている。電動機の温度が高くなり過ぎると、電動機が正確に動作しなかったり、電動機の構成部材が損傷したりする場合が有る。このために、電動機は適正な温度範囲内にて駆動することが好ましい（例えば、特開２０１０－２６８６４４号公報）。

　電動機を駆動した時の実際の温度は、電動機の構成部材に取り付けた温度検出器により検出することができる。または、電動機の温度を推定するシミュレーションが知られている。シミュレーションでは、電動機の温度を推定するために、構成部材の熱容量および構成部材同士の間の熱伝達を考慮した熱モデルを使用する方法が知られている（例えば、国際公開第２０２０／１８８６５０号および特開２００８－１０９８１６号公報）。

　熱モデルでは、それぞれの構成部材同士の間に熱伝達係数または熱抵抗を設定して、構成部材同士の間の熱伝達を計算する。熱モデルでは、それぞれの構成部材の温度を算出することができる。電動機では、ステータコア、コイル、およびロータコアなどを含む熱モデルを用いて、電動機を駆動した時の温度を推定することが知られている。

特開昭６３－１０６８６１号公報特開２０１０－２６８６４４号公報国際公開第２０２０／１８８６５０号特開２００８－１０９８１６号公報

　電動機が駆動すると、ステータコア、ステータコアに固定されたコイル、軸受けなどで発熱する。更に、電動機の構成部材が破損した場合に、破損した構成部材が発熱して、電動機の温度が異常に上昇する場合が有る。電動機が駆動している期間中に発熱している部分を特定するためには、電動機のそれぞれの構成部材に、温度センサを取り付けることができる。そして、温度センサの出力にて構成部材の温度を監視することにより、異常な発熱が発生している部分を特定することができる。

　ところが、電動機のそれぞれの構成部材に温度センサを取り付けると、多数の温度センサが必要になるという問題がある。また、電動機の構造を考慮すると、電動機の内部の部材または回転する部材などに温度センサを取り付けることが困難な場合がある。

　本開示の態様の電動機の監視装置は、電動機に取り付けられた温度検出器にて検出される測定温度を含む電動機の動作状態を取得する状態取得部を備える。監視装置は、電動機のモデルに基づいて温度検出器の推定温度を算出する温度推定部を備える。監視装置は、電動機の動作状態が正常な時の電動機の第１のモデルを記憶する記憶部を備える。監視装置は、電動機の動作状態が異常な時の電動機の第２のモデルを生成するモデル探索部を備える。電動機のモデルは、電動機の構成部分のモデルとして、ロータのモデルと、ステータコアのモデルと、コイルのモデルと、温度検出器のモデルとを含む。少なくとも１つの構成部分のモデルに熱容量が設定されている。構成部分のモデル同士の間の熱伝達に関する係数が設定されている。モデル探索部は、温度検出器の測定温度と第１のモデルに基づく温度検出器の推定温度との差が予め定められた判定範囲を逸脱する場合に、電動機の構成部分のモデルと熱交換を行う追加部材のモデルを第１のモデルに追加して第２のモデルを生成する部材追加部を含む。モデル探索部は、第２のモデルに基づく温度検出器の推定温度が温度検出器の測定温度に対応するように、追加部材のモデルと熱交換を行う電動機の構成部分のモデルと、追加部材の熱伝達に関する係数とを設定する設定部を含む。

　本開示の態様の電動機の監視装置によれば、異常が生じている部分を推定するための情報を提供することができる。

実施の形態における機械と電動機の監視装置とのブロック図である。実施の形態における第１の電動機の概略断面図である。実施の形態における第１の電動機の第１のモデルである。電動機の第１のモデルにおけるパラメータを設定するための電動機の運転パターンを説明するグラフである。実施の形態における第２の電動機の第１のモデルである。パラメータ算出部にて設定したパラメータを用いたシミュレーションの結果のグラフである。電動機の動作状態が正常な時の温度検出器の温度変化を示すグラフである。電動機の動作状態が異常な時の温度検出器の温度変化を示すグラフである。第１の電動機の第１のモデルに追加部材を追加した第２のモデルである。追加部材が電動機の複数の構成部分と熱交換を行う第２のモデルである。第１の電動機の他の第２のモデルである。

　図１から図１１を参照して、実施の形態における電動機の監視装置について説明する。本実施の形態の電動機の監視装置は、電動機のモデルを用いて電動機の予め定められた構成部分の温度を推定する機能を有する。特に、電動機の監視装置は、電動機の構成部分に取り付けられた温度検出器が出力する温度を推定する。

　本実施の形態では、温度検出器にて実際に測定された温度を測定温度と称する。また、電動機のモデルを用いて推定される構成部分の温度を推定温度と称する。本実施の形態では、電動機の構成部分のうち、ステータのコイルの温度を検出する温度検出器の温度を推定する例を説明する。

　また、本実施の形態の電動機の監視装置は、異常が生じている部分を推定するための情報を作業者または他の装置に提供する。例えば、作業者は、電動機の監視装置の表示部に表示される情報を見ることにより、異常が生じている箇所を推定する。

　図１は、本実施の形態における機械と電動機の監視装置とのブロック図である。本実施の形態の機械１は、機械１の構成部材を駆動する電動機１０と、機械１を制御する機械制御装置４１とを備える。本実施の形態の機械制御装置４１は、演算処理装置（コンピュータ）にて構成されている。機械制御装置４１は、プロセッサとしてのＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。機械制御装置４１は、ＣＰＵにバスを介して接続されたＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する。

　本実施の形態の機械１は、数値制御式の機械である。機械１は、予め作成された動作プログラム４５に記載された指令文に基づいて駆動する。機械制御装置４１は、動作プログラム４５を記憶する記憶部４２と、動作プログラム４５に基づいて電動機１０の動作指令を生成する動作制御部４３とを含む。機械１は、動作制御部４３にて生成された動作指令に基づいて電動機１０に電気を供給する電気回路を含む駆動装置４４を含む。駆動装置４４が電気を供給することにより、電動機１０が駆動する。

　記憶部４２は、情報を記憶することができる非一時的な記憶媒体にて構成されることができる。例えば、記憶部４２は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、磁気記憶媒体、または光記憶媒体等の記憶媒体にて構成されることができる。動作制御部４３は、動作プログラム４５に従って駆動するプロセッサに相当する。プロセッサが動作プログラム４５を読み込んで、動作プログラム４５に定められた制御を実施することにより、動作制御部４３として機能する。

　このような機械１としては、電動機１０を備える任意の機械を採用することができる。例えば、機械１としては、ワークを加工する工作機械を例示することができる。電動機１０としては、工具を回転する主軸モータ、または、テーブルまたは主軸ヘッドを予め定められた座標軸に沿って移動するための送り軸モータを例示することができる。

　図２は、本実施の形態の第１の電動機の断面図である。図１および図２を参照して、第１の電動機１０は、ロータ１１が磁石１８を有する同期電動機である。電動機１０は、ロータ１１と、ステータ１２とを備える。ステータ１２は、磁性を有する材質にて形成されたステータコア２０と、ステータコア２０に固定されたコイル１６とを含む。ステータコア２０は、例えば、シャフト１３の軸方向に積層された複数の磁性鋼板にて形成されている。コイル１６は、例えば、ステータコア２０に巻回された巻線と巻線を固定する樹脂部とを含む。

　ロータ１１は、棒状に形成されたシャフト１３に固定されている。ロータ１１は、シャフト１３の外周面に固定され、磁性を有する材質にて形成されたロータコア１７と、ロータコア１７に固定された複数の磁石１８とを含む。本実施の形態の磁石１８は、永久磁石である。

　シャフト１３は、回転力を伝達するために他の部材に連結される。シャフト１３は、回転軸ＲＡの周りに回転する。シャフト１３は、軸受けとしてのベアリング１４，１５に支持されている。本実施の形態では、電動機１０において、シャフト１３が他の部材に連結される側を前側と称する。また、前側と反対側を後側と称する。図２に示す例では、矢印９１が電動機１０の前側を示す。

　電動機１０は、前側のハウジング２１および後側のハウジング２２を含む。ステータ１２のステータコア２０は、ハウジング２１，２２に支持されている。ハウジング２１は、ベアリング１４を支持している。ハウジング２２には、ベアリング１５を支持するベアリング支持部材２４が固定されている。ハウジング２１，２２は、ベアリング１４，１５を介してシャフト１３を回転可能に支持する。ハウジング２２の後側の端部には、ハウジング２２の内部の空間を閉止するリヤカバー２３が固定されている。

　シャフト１３の後側の端部には、シャフト１３の回転位置または回転速度を検出するための回転位置検出器３２が配置されている。本実施の形態の回転位置検出器３２は、エンコーダにて構成されている。ステータ１２のコイル１６には、コイル１６の温度を検出する温度検出器３１が固定されている。本実施の形態の温度検出器３１は、サーミスタにより構成されている。温度検出器３１および回転位置検出器３２の出力は、機械制御装置４１に入力される。

　電動機１０の構成部分としては、ロータ１１、ロータコア１７、磁石１８、ステータ１２、ステータコア２０、コイル１６、ハウジング２１，２２、シャフト１３、リヤカバー２３、ベアリング支持部材２４、ベアリング１４，１５、温度検出器３１、および回転位置検出器３２などを例示することができる。電動機１０の構成部分としては、この形態に限られず、電動機１０を構成する任意の部分を採用することができる。例えば、ステータを覆うケースを採用しても構わない。

　本実施の形態の電動機の監視装置２は、電動機１０に配置された温度検出器３１が出力する温度を推定した推定温度を算出する。本実施の形態では、ステータ１２のコイル１６に配置された温度検出器３１が出力する温度を推定する。特に、電動機の監視装置２は、時間の経過に対する温度検出器３１の温度の変化を推定する。

　電動機の監視装置２は、プロセッサとしてのＣＰＵを含む演算処理装置（コンピュータ）にて構成されている。監視装置２は、電動機１０の監視に関する情報を記憶する記憶部５１を含む。記憶部５１は、情報の記憶が可能で非一時的な記憶媒体にて構成されることができる。例えば、記憶部５１は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、磁気記憶媒体、または光記憶媒体等の記憶媒体にて構成されることができる。監視装置２は、電動機１０に関する情報を表示する表示部５２を含む。表示部５２は、液晶表示パネルまたは有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示パネル等の任意の表示パネルにて構成されることができる。

　監視装置２は、温度検出器３１の推定温度を算出する温度推定部５３を含む。温度推定部５３は、電動機１０の動作指令に基づいて、コイル１６の一次銅損による発熱量およびステータコア２０の鉄損による発熱量を算出する損失算出部５４を含む。温度推定部５３は、電動機のモデル（熱モデル）にて温度検出器３１の温度を推定する温度算出部５５を含む。温度算出部５５は、一次銅損および鉄損による発熱量、それぞれの構成部分のモデルの熱容量、および構成部分のモデル同士の間の熱伝達に関する係数に基づいて、温度検出器３１の推定温度を算出する。

　本実施の形態における監視装置２は、電動機のモデルに含まれるパラメータを算出する機能を有する。パラメータは、電動機１０の構成部分のモデルに設定される熱容量と、構成部分のモデル同士の間の熱伝達に関する係数とを含む。監視装置２は、電動機の動作状態が正常な時の電動機の第１のモデルに含まれるパラメータを算出するパラメータ算出部６３を含む。

　監視装置２は、実際に電動機１０を駆動したときの電動機１０の動作状態を取得する状態取得部６２を含む。電動機１０の動作状態には、電動機１０に取り付けられた温度検出器３１にて検出される測定温度が含まれる。電動機１０の動作状態には、電動機１０を実際に駆動して生成される電動機１０の動作指令と、回転位置検出器３２から出力される回転速度とが含まれる。電動機１０の動作指令は、動作制御部４３から取得することができる。また、状態取得部６２は、機械１が配置されている環境の温度を検出する外気温度検出器３３から外気の温度を取得することができる。外気温度検出器３３は、例えば、機械１の周りの温度を検出するように配置される。

　本実施の形態のパラメータ算出部６３は、電動機のモデルにより算出される温度検出器の推定温度の変化が実際の測定温度の変化に対応するようにパラメータを算出する。本実施の形態のパラメータ算出部６３は、機械学習により電動機のモデルのパラメータを設定することができる。

　温度推定部５３の損失算出部５４は、動作制御部４３が生成する動作指令と、回転位置検出器３２にて検出される回転速度とに基づいて、コイル１６およびステータコア２０の発熱量を算出する。更に、温度算出部５５は、コイル１６およびステータコア２０の発熱量に基づいて、温度検出器の推定温度を算出する。

　パラメータ算出部６３は、温度推定部５３を用いることにより、温度検出器３１の推定温度を算出する。パラメータ算出部６３は、温度検出器３１の推定温度を状態取得部６２により取得された温度検出器３１の測定温度と比較することにより、温度検出器の推定温度を評価する評価部６６を含む。パラメータ算出部６３は、評価部６６の評価結果に基づいてパラメータの値を変更するパラメータ変更部６７を含む。

　上記の温度推定部５３、損失算出部５４、および温度算出部５５のそれぞれのユニットは、プログラムに従って駆動するプロセッサに相当する。状態取得部６２、パラメータ算出部６３、評価部６６、およびパラメータ変更部６７のそれぞれのユニットは、プログラムに従って駆動するプロセッサに相当する。プロセッサがプログラムに定められた制御を実施することにより、それぞれのユニットとして機能する。

　図３に、本実施の形態における第１の電動機の熱の移動をモデル化した第１のモデルを示す。電動機の第１のモデルは、電動機の正常な動作状態を模擬した熱モデルである。電動機の熱モデルには、複数の構成部分のモデルが含まれる。熱モデルには、構成部分の熱容量および構成部分同士の間の熱伝達に関する係数等のパラメータが含まれる。本実施の形態の電動機の第１のモデル１０ａには、第１の電動機１０を構成する主要な構成部分のモデルが含まれる。電動機のモデル１０ａは、ロータのモデル１１ａと、ステータコアのモデル２０ａと、ステータコアに巻回されるコイルのモデル１６ａとを含む。また、電動機のモデル１０ａは、コイル１６の温度を検出するための温度検出器のモデル３１ａを含む。

　図２を参照して、ロータ１１とステータコア２０との間には、空気層が介在する。更に、ロータ１１とコイル１６との間には、空気層が介在する。本実施の形態における電動機のモデル１０ａは、空気層のモデル３５ａを含む。また、電動機のモデル１０ａは、電動機１０の周りの空気のモデルとして、外気のモデル３６ａを含む。このように、本実施の形態の電動機のモデルでは、空気層および外気が電動機の構成部分のモデルとして生成されている。

　温度検出器３１にて検出される温度は、コイル１６の温度とほぼ等しくなる。ところが、所定の条件下では、温度検出器３１の小さな熱容量のために、温度検出器３１にて検出される温度がコイル１６の温度と異なる場合がある。このために、本実施の形態では、温度検出器３１についても、構成部分の一つのモデルとして温度検出器のモデル３１ａを生成している。なお、温度検出器３１の熱容量はゼロに設定して、温度検出器のモデルの温度が、温度検出器を取り付ける構成部分のモデルの温度と同一であるとして計算しても構わない。

　電動機のモデル１０ａでは、熱容量および熱伝達に関する係数を含む複数のパラメータが設定されている。少なくとも一つの構成部分のモデルには、熱容量が設定されている。コイルのモデル１６ａ、ステータコアのモデル２０ａ、空気層のモデル３５ａ、ロータのモデル１１ａ、および温度検出器のモデル３１ａのそれぞれのモデルには、変数としての温度Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₄，Ｔ₅および定数としての熱容量Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄，Ｃ₅が設定されている。また、外気のモデル３６ａには、変数としての温度Ｔ_rが設定されている。

　電動機１０の一つの構成部分の熱は他の構成部分に伝達される。電動機１０のそれぞれの構成部分のモデル同士の間には、熱伝達に関する係数が設定されている。熱伝達に関する係数としては、熱伝達係数または熱伝達係数に構成部分同士の接触面積を乗じた係数等を採用することができる。ここでの例では、熱伝達係数に接触面積を乗じた係数が定められている。

　ステータコアのモデル２０ａとコイルのモデル１６ａとの間には、熱伝達に関する係数ｈａが設定されている。空気層のモデル３５ａとコイルのモデル１６ａとの間には、熱伝達に関する係数ｈｃ１が設定されている。空気層のモデル３５ａとステータコアのモデル２０ａとの間には熱伝達に関する係数ｈｃ２が設定されている。空気層のモデル３５ａとロータのモデル１１ａとの間には、熱伝達に関する係数ｈｃ３が設定されている。コイルのモデル１６ａと温度検出器のモデル３１ａとの間には熱伝達に関する係数ｈｄが設定されている。更に、ステータコア２０から外気への熱の放出を模擬するために、ステータコアのモデル２０ａと外気のモデル３６ａとの間には、熱伝達に関する係数ｈｂが設定されている。

　本実施の形態における電動機のモデル１０ａでは、構成部分が発生する熱として、ステータ１２のコイル１６にて発生する一次銅損Ｐ_c1が考慮される。コイルのモデル１６ａには、一次銅損に起因する発熱量が入力される。また、ロータ１１の磁石１８の磁力によって生じるステータコア２０の鉄損Ｐ_iが考慮される。ステータコアのモデル２０ａには、鉄損に起因する発熱量が入力される。

　コイルおよびステータコアなどのそれぞれの構成部分同士の間では、熱伝達に関する係数の大きさに依存して熱が移動する。また、それぞれの構成部分は、入熱量と出熱量との差に基づいて温度が上昇したり下降したりする。図３に示される第１の電動機の第１のモデル１０ａのそれぞれの構成部分の温度変化率は、次の式（１）から式（５）にて表すことができる。それぞれの構成部分において、入熱量と出熱量との差を熱容量にて除算することにより、温度変化率を算出することができる。

　構成部分の熱容量Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄，Ｃ₅は定数であり、予め定めておくことができる。熱伝達に関する係数ｈａ，ｈｂ，ｈｃ１，ｈｃ２，ｈｃ３，ｈｄは、熱伝達係数に接触面積を乗じた係数である。係数ｈａ，ｈｂ，ｈｃ１，ｈｃ２，ｈｃ３，ｈｄは定数であり、予め定めておくことができる。温度推定部５３の損失算出部５４は、コイル１６における一次銅損Ｐ_c1と、ステータコアにおける鉄損Ｐ_iとを後述するように算出する。温度推定部５３の温度算出部５５は、上記の式（１）から（５）の式に基づいて、微小時間ｄｔにおける温度の変化量を算出することができる。

　次に、式（１）および式（２）に含まれる一次銅損Ｐ_c1および鉄損Ｐ_iの算出方法について説明する。電動機１０の回転速度および電動機１０の負荷率（最大負荷に対する割合）は、機械が行う作業に応じて作業者が予め設定することができる。温度推定部５３の損失算出部５４は、一次銅損Ｐ_c1と、鉄損Ｐ_iとを算出する。表１に、損失を算出するための損失マップを示す。

　表１には、電動機１０の回転速度（回転数）に対する最大出力時の損失と、無負荷時の損失と、最大出力時の電流とが示されている。最大出力時の損失Ｐ_mは、電動機の負荷率が１００％の時の損失であり、電動機の回転速度により定まる値である。無負荷時の損失Ｐ_nは、電動機の負荷率が零のときの損失であり、電動機の回転速度に依存する。最大出力時の電流Ｉ_mは、それぞれの回転速度において、負荷率が１００％の時の電流値である。表１に示す損失マップは、電動機を実際に駆動して作成することができる。この損失マップは、例えば、監視装置２の記憶部５１に記憶させておくことができる。

　損失算出部５４は、一次銅損Ｐ_c1と鉄損Ｐ_iを含む全損失Ｐ_tを算出する。全損失Ｐ_tは、次の式（６）および式（７）により算出することができる。

　全損失Ｐ_tは、最大出力時の損失Ｐ_m、無負荷時の損失Ｐ_n、および電動機の負荷率ＬＦにより算出することができる。電動機の回転速度および負荷率は定められているために、表１から最大出力時の損失Ｐ_mおよび無負荷時の損失Ｐ_nが算出される。定数ｋ１，ｋ２は、作業者が予め定めておくことができる。次に、一次銅損Ｐ_c1は、次の式（８）および式（９）により算出することができる。

　一次銅損Ｐ_c1は、コイル１６を流れる電流のジュール熱に相当する。また、コイル１６を流れる電流Ｉは、最大出力時の電流Ｉ_mに電動機の負荷率ＬＦを乗じることにより算出することができる。最大出力時の電流Ｉ_mは、表１から取得することができる。ここで、コイル１６の一次抵抗ｒ１は、予め測定されている。次に、鉄損Ｐ_iは、次の式（１０）により算出することができる。鉄損Ｐ_iは、全損失Ｐ_tから一次銅損Ｐ_c1を減算することにより算出することができる。

　温度推定部５３は、状態取得部６２から機械１を駆動するための回転速度および負荷率を含む電動機の動作パターンを取得する。温度推定部５３の温度算出部５５は、始めに、それぞれの構成部分の温度Ｔ₁～Ｔ₅を任意の温度に設定することができる。例えば、温度算出部５５は、構成部分の温度Ｔ₁～Ｔ₅を通常の外気の温度Ｔ_rに設定する。外気の温度Ｔ_rは、機械１を配置する場所に応じて予め定めておくことができる。

　温度推定部５３の損失算出部５４は、動作パターンにおける回転速度および電動機の負荷率に基づいて、一次銅損および鉄損を算出する。次に、温度算出部５５は、上記の式（１）～（５）を解くことにより、微小時間ｄｔにおける温度検出器３１の温度Ｔ₅の変化量を算出することができる。このように、作業者は、電動機の運転パターンを定めて、電動機を運転パターンにて運転した時の温度検出器の温度の時間の経過に伴う変化を推定することができる。

　ところで、本実施の形態の電動機のモデル１０ａでは、電動機の複数の構成部分のうち１つの構成部分の温度が精度よく推定できれば良い。１つの構成部分以外の構成部分の温度は、実際の温度から離れていても構わない。ここでの例では、温度検出器のモデル３１ａの温度Ｔ₅が精度良く推定できれば良い。コイルのモデル１６ａの温度Ｔ₁，ステータコアのモデル２０ａの温度Ｔ₂、空気層のモデル３５ａの温度Ｔ₃、およびロータのモデル１１ａの温度Ｔ₄は、実際の温度から離れていても構わない。

　更に、電動機のモデル１０ａに設定される熱容量Ｃ₁～Ｃ₅と、構成部分同士の間に設定される熱伝達に関する係数ｈａ，ｈｂ，ｈｃ１，ｈｃ２，ｈｃ３，ｈｄは、構成部分の材質、形状、および配置等に依存して、固有の値が存在する。しかしながら、本実施の形態における電動機のモデル１０ａでは、複数の熱容量および複数の熱伝達に関する係数のうち、少なくとも一部のパラメータは、実際の熱容量または実際の熱伝達に関する係数から離れた値に設定されていても構わない。

　それぞれのパラメータは、温度検出器のモデル３１ａの温度Ｔ₅の変化が実際の温度の変化に対応するように設定される。例えば、コイルおよびステータコア等の温度が実際の温度よりも離れていても、温度検出器の温度が実際の温度に近い値を示すように、電動機のモデルのパラメータが設定されることができる。なお、熱容量および熱伝達に関する係数を算出した結果、構成部分の全ての熱容量および全ての熱伝達に関する係数が、実際の熱容量および実際の熱伝達に関する係数と精度よく対応しても構わない。そして、温度推定部が構成部分の温度を推定した時に、全ての構成部分の温度が実際の構成部分の温度に精度よく対応しても構わない。

　本実施の形態の電動機の監視装置２は、電動機の動作状態が正常な時の電動機の第１のモデルのパラメータを算出する正常モデル作成モードと、電動機の動作状態が異常な時の電動機の第２のモデルを生成する異常モデル作成モードとを切替えて実施できるように形成されている。正常モデル作成モードでは、電動機の第１のモデル１０ａにおいて、熱伝達に関する係数および構成部分の熱容量を含むパラメータを設定する。

　図１を参照して、本実施の形態のパラメータ算出部６３は、正常モデル作成モードにおいて電動機の第１のモデルを生成する。パラメータ算出部６３は、電動機のモデル１０ａに含まれる熱容量、熱伝達に関する係数、および式（６），（７）における定数ｋ１，ｋ２を設定する。作業者は、予め定められた運転パターンに従って実際に電動機１０を駆動する。状態取得部６２は、電動機１０の状態として、電動機１０の負荷率、電動機１０の回転速度、および温度検出器３１から出力される温度を取得する。更に、状態取得部６２は、外気温度検出器３３から外気の温度を取得する。

　図４に、本実施の形態の電動機の第１のモデルに含まれるパラメータを設定する為に電動機を駆動するときの運転パターンのグラフを示す。図４には、無負荷時の運転パターンが示されている。この運転パターンでは、電動機１０に負荷をかけずに、電動機１０の回転速度を徐々に上昇させている。予め定められた時間間隔ごとに電動機の負荷率を一時的に上昇させることにより、電動機１０の回転速度を増加させている。

　温度検出器３１にて検出される温度は、徐々に増加している。時刻ｔ１～ｔ７において、電動機１０の負荷率を一時的に上昇することにより、電動機１０の回転速度を上昇させている。状態取得部６２は、電動機１０の回転速度を徐々に上昇している期間中に電動機１０の動作状態および温度検出器３１から出力される温度を取得する。より詳細には、状態取得部６２は、予め定められた微小時間ごとに、電動機１０の負荷率、電動機１０の回転速度、および温度検出器３１から出力される温度を取得して、記憶部５１に記憶する。本実施の形態では、一定の外気の温度を採用しているが、この形態に限られない。状態取得部６２は、外気温度検出器３３から微小時間ごとに外気の温度を取得しても構わない。

　図１を参照して、状態取得部６２は、機械制御装置４１の動作制御部４３にて生成される動作指令に含まれるトルク指令を取得する。トルク指令は電動機１０の負荷率に対応するために、状態取得部６２は、トルク指令から負荷率を算出することができる。

　パラメータ算出部６３は、状態取得部６２にて取得された変数に基づいて、電動機のモデル１０ａのパラメータを算出する。本実施の形態のパラメータ算出部６３は、コイル１６およびステータコア２０における発熱量、温度検出器３１にて検出される温度に基づいて、熱容量Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄，Ｃ₅および熱伝達に関する係数ｈａ，ｈｂ，ｈｃ１，ｈｃ２，ｈｃ３，ｈｄを含むパラメータを算出する。また、パラメータ算出部６３は、式（６）および式（７）における定数ｋ１，ｋ２をパラメータとして算出する。パラメータ算出部６３は、シミュレーションを行った時の温度検出器のモデル３１ａの推定温度の変化が、実際の測定温度の変化に近づくようにパラメータを算出する。

　パラメータ算出部６３は、それぞれのパラメータの初期値を設定する。パラメータの初期値は、任意の方法にて設定することができる。パラメータ算出部６３は、損失算出部５４を使用して、コイル１６の一次銅損による発熱量およびステータコア２０の鉄損による発熱量を算出する。損失算出部５４は、状態取得部６２にて取得された電動機１０の回転速度および電動機１０の負荷率に基づいて、表１および式（６）から式（１０）を用いて、一次銅損Ｐ_c1および鉄損Ｐ_iを算出する。

　一次銅損Ｐ_c1および鉄損Ｐ_iを算出する式（６）および式（７）には、定数ｋ１，ｋ２が含まれる。更に、損失算出部５４は、予め定められた微小時間ｄｔにおける損失、すなわち微小時間における発熱量を算出する。このように、損失算出部５４は、電動機の動作指令（負荷率）および回転位置検出器３２の出力を含む実測値に基づいて、式（１）および式（２）における一次銅損Ｐ_c1および鉄損Ｐ_iを算出する。

　パラメータ算出部６３は、温度算出部５５を使用して、構成部分の温度を推定する。温度算出部５５は、それぞれのパラメータおよび損失算出部５４にて算出された損失を用いて、電動機の第１のモデル１０ａに基づいて、温度検出器３１の推定温度を算出する。すなわち、シミュレーションにより温度検出器のモデル３１ａの温度を推定する。

　温度算出部５５は、仮に設定したパラメータに基づいて、電動機１０の駆動を開始した後における温度検出器３１にて検出される時間の経過に伴う推定温度の変化を算出することができる。電動機１０のそれぞれの構成部分のモデルの温度は、上記の式（１）から式（５）の微分方程式を用いて算出することができる。それぞれの構成部分のモデルの温度の初期値は、例えば、電動機１０の駆動を開始したときの外気の温度、すなわち室温に設定することができる。

　パラメータ算出部６３の評価部６６は、温度算出部５５にて算出された温度検出器のモデル３１ａの温度（推定温度）と、温度検出器３１にて実際に計測された測定温度とを比較することにより、電動機の第１のモデル１０ａにおいて仮に設定されたパラメータの評価を行う。ここでの例では、評価部６６は、温度検出器のモデル３１ａの温度以外の変数を評価せずに、温度検出器のモデル３１ａの温度のみを評価する。温度検出器のモデル３１ａの温度の変化が実際の温度の変化に近ければ良く、他の構成部分の温度のうち少なくとも一部の温度を評価しない。

　次に、パラメータ算出部６３のパラメータ変更部６７は、評価部６６の評価の結果に基づいてパラメータを変更する。そして、変更されたパラメータに基づいて、上記と同様の計算により、損失算出部５４による損失の算出、温度算出部５５による温度検出器のモデルの推定温度の算出、評価部６６による評価、および、パラメータ変更部６７によるパラメータの変更を繰り返す。評価部による評価が予め定められた条件を満たしている時に、最終的なパラメータに定めることができる。

　ここで、電動機のモデル１０ａにおける複数のパラメータの組み合わせの個数は、非常に多い。複数のパラメータは、機械学習の方法により定めることができる。例えば、複数のパラメータは、ベイズ最適化の方法により設定することができる。ベイズ最適化では、入力となるパラメータを含む説明変数に対して、評価の対象となる目的関数を生成する。そして、目的関数が最小または最大と予測されるパラメータを探索して設定する。このパラメータの探索を繰り返すことにより、パラメータの最適な値を設定することができる。また、それぞれのパラメータが設定される範囲は、予め定めておくことができる。

　ここでの例では、温度検出器３１の温度に関して、電動機のモデル１０ａにより推定された温度検出器のモデル３１ａの温度（推定温度）と実際の温度検出器３１にて検出された測定温度との差分を目的関数に設定する。すなわち、目的関数は、温度検出器３１の温度に関して、仮に設定されたパラメータに基づいて式（１）から式（５）から算出された予測値と、実際に温度検出器３１にて検出された実測値との差を用いることができる。目的関数としては、例えば、微小時間内の差の平均値等を採用することができる。そして、パラメータ変更部６７は、目的関数が小さくなるように、次のパラメータを探索する。

　ベイズ最適化では、パラメータの探索およびパラメータの評価を繰り返すことができる。評価部６６は、目的関数が予め定められた判定範囲内であれば、その時のパラメータの値を採用することができる。一方で、目的関数が予め定められた判定範囲を逸脱する場合に、次のパラメータの探索を行うことができる。ベイズ最適化の方法では、解が存在する領域を予測しながら探索を行うために、計算の処理量を抑制することができる。

　電動機のモデル１０ａに含まれるパラメータは、ベイズ最適化によるパラメータの設定の他に、任意の方法にて設定することができる。例えば、それぞれのパラメータが設定される範囲を予め定めておくことができる。パラメータ算出部６３のパラメータ変更部６７は、パラメータの範囲内でランダムに複数のパラメータを設定する。温度算出部５５は、設定されたパラメータに基づいて温度検出器のモデル３１ａの温度を推定する。評価部６６は、温度検出器３１から取得される温度の実測値に基づいて、設定されたパラメータを評価することができる。このようなパラメータの設定方法は、ランダムサーチ法と称される。

　または、パラメータ変更部６７は、パラメータが設定される範囲の内部において、予め定められた間隔ごとにパラメータを設定することができる。温度算出部５５は、設定されたパラメータを用いて温度検出器のモデル３１ａの温度を推定する。評価部６６は、離散的に設定されたパラメータの全ての組み合わせについて評価を行う。この方法は、グリットサーチ法と称される。

　ランダムサーチ法またはグリッドサーチ法においても、ベイズ最適化の方法と同様に、評価部６６は、温度検出器３１の温度を評価の対象にすることができる。評価部６６は、目的関数が予め定められた判定範囲内であれば、その時のパラメータの値を採用することができる。または、評価部６６は、目的関数が最も優れたパラメータを採用することができる。評価部６６は、温度検出器３１の推定温度が実際の温度検出器３１にて検出される測定温度に良く一致するパラメータを、電動機のモデル１０ａにおけるパラメータに決定することができる。

　本実施の形態では、温度検出器３１にて検出される温度の変化が精度よく推定できるようにパラメータを設定する。本実施の形態では、温度検出器３１以外の構成部分の温度は実際の温度から離れていても構わないために、パラメータの評価では、コイルの温度を検出する温度検出器の温度のみを評価することができる。このために、少ない計算量で短時間にパラメータを設定することができる。記憶部５１は、生成された電動機の第１のモデル１０ａを記憶しておくことができる。

　上記の実施の形態では、電動機の第１のモデル１０ａのパラメータを設定するために、電動機１０を駆動する運転パターンとして、無負荷時の運転を示したが、この形態に限られない。電動機の第１のモデル１０ａのパラメータを定める時には、様々な運転パターンにて電動機１０を運転して、電動機１０の動作状態を取得することが好ましい。例えば、電動機１０の負荷率の上昇および下降を繰り返す運転パターンを採用することができる。電動機１０の負荷率を大きく変化させて、電動機の回転速度を変化させることができる。温度検出器３１にて検出される温度は、急激に上昇または下降する。このように、電動機の急峻な温度変化が含まれる運転パターンを採用することができる。

　上記の実施の形態においては、温度を推定するための電動機の構成部分として、巻線を含むコイルを例に取り上げて説明したが、この形態に限られない。推定温度を算出する構成部分としては、電動機の任意の構成部分を採用することができる。そして、推定温度を算出する構成部分に温度検出器を取り付けることができる。

　また、上記の実施の形態においては、ロータが永久磁石を有する同期電動機について説明したが、この形態に限られない。任意の電動機に本実施の形態における監視総装置を適用することができる。例えば、ロータが永久磁石を有しない誘導電動機にも、本実施の形態における電動機のモデルを適用することができる。

　図５に、本実施の形態における第２の電動機のモデルを示す。図５は、第２の電動機の動作状態が正常な時の第１のモデル３０ａである。ここで、第２の電動機は、誘導電動機である。誘導電動機のロータは、ステンレスまたは銅等で形成された籠型の導体を含む。籠型の導体は、シャフトに固定されており、シャフトと一体的に回転する。誘導電動機では、ステータのコイルによって生成される磁力により、籠型の導体の内部に誘導電流が流れる。籠型の導体の周りにて磁界が発生してロータが回転する。

　誘導電動機においては、ロータの籠型の導体に電流が流れるために、二次損失としての二次銅損Ｐ_c2が生じる。二次損失は籠型の導体に流れる電流によるジュール熱に相当する。第２の電動機のモデル３０ａでは、ロータに二次銅損による発熱が生じる。第２の電動機の構成部分における熱容量および構成部分同士の間の熱伝達に関する係数は、第１の電動機の第１のモデル１０ａと同様である。

　第２の電動機のモデル３０ａにおける構成部分の温度変化の微分方程式は、ロータの温度変化を算出する微分方程式が第１の電動機の第１のモデル１０ａと異なる。ロータの温度の変化を表現する微分方程式は、次の式（１１）になる。

　式（１１）では、第１の電動機のロータのモデル１１ａの式（４）に、二次銅損Ｐ_c2の発熱量が加算されている。その他のコイル、ステータコア、空気層、温度検出器の温度変化を表す微分方程式は、第１の電動機の熱モデルにおける微分方程式と同一である。

　損失算出部５４は、ロータの導体に生じる二次銅損による発熱量を算出する。損失算出部５４は、籠型の導体に流れる電流を推定する。損失算出部５４は、導体に流れる電流、導体の二次抵抗、導体のインダクタンス、および導体とステータとコイルとの相互インダクタンスにより、二次銅損を算出することができる。導体のインダクタンス、相互インダクタンス、および導体の二次抵抗は、予め定めておくことができる。

　誘導電動機における全損失Ｐ_tおよび一次銅損Ｐ_c1は、同期電動機における全損失および一次銅損と同様に算出することができる。そして、鉄損Ｐ_iは、二次銅損Ｐ_c2を考慮して、次の式（１２）にて算出することができる。

　このように、第２の電動機の第１のモデル３０ａにおいて、一次銅損、鉄損、および二次銅損が算出される。パラメータ算出部６３は、第２の電動機の第１のモデル３０ａにおいても、第１の電動機の第１のモデル１０ａと同様の制御により、電動機の動作状態が正常な時の第２の電動機の第１のモデル３０ａに含まれるパラメータを算出することができる。そして、温度推定部５３は、第２の電動機の第１のモデル３０ａを用いて、電動機の動作状態が正常な時の構成部分の推定温度を算出することができる。

　図６に、本実施の形態のパラメータ算出部にて算出したパラメータを用いて、温度推定部にて推定した温度検出器の推定温度のグラフを示す。ここでは、第２の電動機の例を示している。図６には、互いに値が異なるパラメータ群Ａおよびパラメータ群Ｂにてシミュレーションを実施したときのグラフが示されている。パラメータ群Ａおよびパラメータ群Ｂは、パラメータ算出部６３にて算出されている。パラメータ群Ａおよびパラメータ群Ｂに含まれるパラメータを表２に示す。

　パラメータ群Ａおよびパラメータ群Ｂは、互いに異なる運転パターンにて第２の電動機を駆動することにより得られている。表２では、電動機のそれぞれの構成部分同士の間の熱伝達係数に接触面積が乗じられた熱伝達に関する係数が示されている。また、熱容量は、それぞれの構成部分の材料の比熱に質量を乗算して算出される。それぞれの材料の比熱は予め定めることができるので、表２では、熱容量を算出するための構成部分の質量ｍを示している。パラメータ群Ａとパラメータ群Ｂとを比較すると、熱伝達に関する係数ｈｃ２，ｈｄおよびロータの質量ｍ₄等の一部のパラメータは、２つのパラメータ群Ａ，Ｂの間で値が大きく異なっていることが分かる。

　一方で、図６を参照すると、パラメータ群Ｂを用いて算出された温度検出器の推定温度は、パラメータ群Ａを用いて算出された温度検出器の推定温度と良く一致していることが分かる。特に、温度が上昇する期間中および温度が所定の範囲内で変動している期間中の両方において、温度の変化が良く一致している。更に、温度推定部５３にて推定された図６に示す温度の変化は、実際に電動機１０を駆動したときに温度検出器３１にて検出される温度の変化と良く一致する。

　パラメータ群Ａとパラメータ群Ｂとの間で値が大きく異なるパラメータが存在する。このために、パラメータ群Ａおよびパラメータ群Ｂのうち少なくとも一方のパラメータ群は、実際の電動機におけるパラメータ群と値が異なっていることが分かる。特に、複数の熱容量および複数の熱伝達に関する係数のうち少なくとも一部のパラメータは、実際の熱容量または実際の熱伝達に関する係数と異なる値に設定されていることが分かる。例えば、パラメータ群Ａの係数ｈｃ２およびパラメータ群Ｂの係数ｈｃ２のうち、少なくとも一方の熱伝達に関する係数は、実際の熱伝達に関する係数から離れていることが分かる。

　このように、本実施の形態の電動機の監視装置では、複数のパラメータのうち少なくとも一部のパラメータが実際の値とは異なっていても、精度よく温度検出器の温度を推定することができる。また、本実施の形態のパラメータ算出部は、このような電動機のモデルのパラメータを設定することができる。

　なお、本実施の形態では、１個の温度検出器を電動機に取り付けているが、この形態に限られない。電動機の複数の構成部分に対して複数の温度検出器を取り付けても構わない。パラメータ算出部の評価部は、複数の温度検出器の測定温度をシミュレーションにて取得される推定温度と比較することができる。パラメータ変更部は、複数の構成部分の推定温度が、実際の温度検出器にて検出された測定温度に近くなるように、電動機の第１のモデルのパラメータを設定することができる。

　電動機に多くの温度検出器を取り付けるほど、電動機の第１のモデルの複数のパラメータのそれぞれの値を、実際の値に近づけることができる。また、それぞれの電動機の構成部分の推定温度を、実際の測定温度に近づけることができる。複数の温度検出器を取り付けた結果、全ての熱容量および全ての熱伝達に関する係数が、実際の熱容量および実際の熱伝達に関する係数とほぼ同一になっても構わない。この場合には、温度推定部にて構成部分の温度を推定した時に、全ての構成部分の温度が実際の構成部分の温度と精度良く対応する。

　次に、電動機の動作状態が異常の時の電動機の第２のモデルを生成する異常モデル作成モードについて説明する。更に、本実施の形態の電動機の監視装置２は、電動機の第２のモデルに基づいて、異常が生じている部分を推定するための情報を作業者または他の装置に提供する。

　図１を参照して、本実施の形態の電動機の監視装置２は、電動機の動作状態が異常な時の電動機の第２のモデルを生成するモデル探索部７１を含む。モデル探索部７１は、温度検出器３１の測定温度と第１のモデルに基づく温度検出器３１の推定温度との差が予め定められた判定範囲内であるか否かを判定する温度判定部７２を含む。

　モデル探索部７１は、温度検出器３１の測定温度と第１のモデルに基づく温度検出器３１の推定温度との差が予め定められた判定範囲を逸脱する場合に、電動機の構成部分のモデルと熱交換を行う追加部材のモデルを第１のモデルに追加して第２のモデルを生成する部材追加部７３を含む。すなわち、部材追加部７３は、推定温度と測定温度との差が大きい場合に、電動機の動作状態が正常なときのモデルに対して追加部材のモデルを追加する。

　モデル探索部７１は、追加部材のモデルと熱交換を行う電動機の構成部分のモデルを設定する設定部７４を含む。また、設定部７４は、追加部材の熱容量と追加部材の熱伝達に関する係数とを設定する。追加部材の熱伝達に関する係数としては、熱交換を行う電動機の構成部分のモデルと追加部材との間の熱伝達に関する係数が含まれる。更に、本実施の形態における監視装置２は、電動機１０または電動機１０の周りに生じている異常を推定する異常箇所推定部７５を含む。監視装置２は、電動機の第２のモデルに関する情報を他の装置に通知する通知部７６を含む。

　上記のモデル探索部７１、温度判定部７２、部材追加部７３、および設定部７４のそれぞれのユニットは、予め作成されたプログラムに従って駆動するプロセッサに相当する。また、異常箇所推定部７５および通知部７６は、予め作成されたプログラムに従って駆動するプロセッサに相当する。プロセッサがプログラムを読み込んでプログラムに定められた制御を実施することにより、それぞれのユニットとして機能する。

　以降の説明では、図２に示す第１の電動機および図３に示す第１の電動機の第１のモデルに関して説明するが、この形態に限られない。第２の電動機および図５に示す第２の電動機のモデルについても第１の電動機と同様の制御を実施することができる。また、正常モデル作成モードと同様に、コイル１６に取り付けられた温度検出器３１にて検出される温度を例に取り上げて説明する。

　電動機に異常が生じると、電動機の温度が上昇する場合が有る。本実施の形態では、電動機に取り付けられた温度検出器の測定温度が、電動機が正常な時の推定温度に基づく予め定められた判定範囲を逸脱した場合に、電動機または電動機の周りで異常が生じていると判定する。すなわち、電動機の動作状態が異常であると判定する。

　図７に、第１の電動機の動作状態が正常な時の温度変化を示すグラフを示す。図１および図７を参照して、グラフの縦軸は、コイル１６に取り付けられている温度検出器３１の温度である。横軸は経過時間である。実線にて温度検出器３１にて実際に検出される測定温度を示している。すなわち、状態取得部６２にて取得される測定温度を示している。

　ここでの運転例では、時刻ｔ０にて通電を開始して、電動機１０の負荷が急激に増加する。電流の増加とともに温度検出器３１の温度が急激に増加する。時刻ｔ１において、電動機１０に供給する電流を減らしている。電動機１０の回転数は、無負荷にてほぼ一定の回転数を維持している。時刻ｔ１以降において、温度検出器３１の温度は時間とともに除々に減少する。

　図７には、第１の電動機の第１のモデル１０ａを用いて推定した温度検出器３１の推定温度が破線にて示されている。電動機の第１のモデル１０ａは、正常モデル作成モードにて予め生成されている。電動機の動作状態が正常な時には、温度検出器３１にて検出した測定温度に対して、電動機の第１のモデル１０ａを用いて推定した温度検出器３１の推定温度が良く一致していることが分かる。

　図８に、第１の電動機の動作状態に異常が生じた時の温度変化のグラフを示す。図８の運転条件は、図７の運転条件と同一である。図１、図２、および図８を参照して、時刻ｔ０から時刻ｔ１までは負荷を上昇している。時刻ｔ１において、負荷を零にしている。時刻ｔ０から時刻ｔ２までの区間では、電動機の動作状態が正常である。温度検出器３１にて検出される測定温度は、電動機の第１のモデル１０ａにて算出される推定温度と良く対応している。

　しかしながら、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの区間ＥＰにおいて、電動機１０に異常が生じて測定温度が一時的に上昇している。ここでは、電動機１０のベアリング１４，１５の潤滑の状態が一時的に悪化している例を示す。ベアリング１４，１５の潤滑が悪化した結果、ベアリング１４，１５が発熱して温度が上昇している。コイル１６に取り付けられた温度検出器３１の温度も上昇する。時刻ｔ３以降においては、電動機の動作状態が正常な状態に戻っている。

　監視装置２のモデル探索部７１は、区間ＥＰにおいて電動機１０の動作状態が異常であることを検出する。モデル探索部７１は、電動機１０の動作状態が異常なときの電動機の第２のモデルを生成する。モデル探索部７１は、第１のモデルに追加部材を追加して第２のモデルを作成する。そして、モデル探索部７１は、区間ＥＰにおいて、実際の測定温度の変化に良く対応するように、追加部材と熱交換を行う電動機の構成部分のモデルおよび第２のモデルのパラメータを設定する。

　次に、監視装置２は、電動機の第２のモデルに関する情報を表示部に表示にして、作業者に通知する。作業者は、電動機の第２のモデルに関する情報を見て、電動機に異常が生じている箇所を推定することができる。または、異常箇所推定部７５は、電動機の第２のモデルに基づいて異常が生じている箇所を推定する。

　電動機が駆動している期間中に、監視装置２の状態取得部６２は、予め定められた時間間隔ごとに電動機の動作状態を取得する。温度推定部５３は、状態取得部６２にて取得した動作状態および電動機の第１のモデルに基づいて、電動機のそれぞれの構成部分の推定温度を算出する。特に、本実施の形態では、予め定められた時間間隔ごとに温度検出器３１の推定温度を算出する。

　状態取得部６２は、予め定められた時間間隔ごとに温度検出器３１から出力される測定温度を取得する。記憶部５１は、時刻、第１のモデルにて算出された温度検出器３１の推定温度および温度検出器３１の測定温度を記憶する。このような動作状態のサンプリングは、例えば１秒の間隔ごとに実施することができる。

　温度判定部７２は、温度検出器３１の推定温度と、温度検出器３１の測定温度との差が予め定められた判定範囲を逸脱するか否かを判定する。例えば、温度判定部７２は、測定温度と移動温度との差の移動平均を算出することができる。温度判定部７２は、例えば、過去の１分間における移動平均を算出することができる。そして、移動平均が、予め定められた判定範囲を逸脱するときに、測定温度と判定温度との差が判定範囲を逸脱していると判定することができる。温度判定部７２は、移動平均の区間の中央の時刻において、異常が生じていると判定することができる。

　なお、温度判定部は、任意の制御にて測定温度と推定温度との差が判定範囲を逸脱しているか否かを判定することができる。例えば、温度判定部は、測定温度と推定温度の差の絶対値が、予め定められた判定値よりも大きいか否かを判定する。この絶対値が判定値よりも大きい場合に、測定温度と実測温度との差が判定範囲を逸脱していると判定することができる。

　図８を参照して、温度判定部７２は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの区間ＥＰにおいて、測定温度と推定温度との差が判定範囲を逸脱していると判定する。すなわち、温度判定部７２は、測定温度が推定温度に基づく判定値よりも高いと判定する。温度判定部７２は、温度検出器３１の測定温度が異常である区間ＥＰの開始時刻と終了時刻とを特定することができる。

　図９に、本実施の形態における電動機の第２のモデルの例を示す。図１、図３，図８、および図９を参照して、モデル探索部７１は、図９に示すような第１の電動機の第２のモデル１０ｂを生成する。モデル探索部７１の部材追加部７３は、電動機の温度が異常の区間ＥＰが生じたときに、図３に示す第１の電動機の第１のモデル１０ａに対して追加部材Ｘのモデル８１ａを追加する。部材追加部７３は、電動機の構成部分のモデルと熱交換を行う追加部材Ｘのモデル８１ａを追加して第２のモデル１０ｂを生成する。

　モデル探索部７１の設定部７４は、追加部材Ｘと熱交換を行う電動機の構成部分のモデルを選定する。図９に示す例では、電動機の第１のモデルの構成部分に対して優先順位が設定されている。優先順位の１番目にはコイルが定められている。設定部７４は、追加部材Ｘと熱交換を行う構成部分のモデルとしてコイルのモデル１６ａを設定している。設定部７４は、電動機の構成部分の温度を算出するための式を変更する。設定部７４は、追加部材Ｘに対して温度Ｔ_Xおよび熱容量Ｃ_Xを定めることができる。設定部７４は、コイルのモデル１６ａと追加部材Ｘのモデル８１ａとの間に熱伝達に関する係数ｈｘ１を定める。ここでの例では、設定部７４は、追加部材Ｘが発熱する発熱量Ｐ_Xを設定する。

　電動機の第２のモデル１０ｂにおいては、コイルのモデル１６ａの温度Ｔ₁の変化率は、次の式（１３）になる。コイルのモデル１６ａの温度変化率の式（１３）には、式（１）に対して追加部材Ｘからの熱伝達の項目が追加されている。また、追加部材Ｘの温度Ｔ_Xの変化率は、式（１４）になる。式（１４）においては、発熱量Ｐ_Xおよびコイルのモデル１６ａとの熱交換に関する項目が含まれている。

　設定部７４は、区間ＥＰにおいて、第２のモデル１０ｂの温度検出器のモデル３１ａの推定温度が、温度検出器３１の測定温度に対応するように、第２のモデル１０ｂにおける熱容量Ｃ_X、発熱量Ｐ_X、および熱伝達に関する係数ｈｘ１を設定する。その他の第１のモデル１０ａに定められている構成部分のパラメータは、変更せずに使用される。本実施の形態では、追加部材Ｘの熱容量Ｃ_X、発熱量Ｐ_X、および熱伝達に関する係数ｈｘ１の数値の範囲が予め定められている。設定部７４は、それぞれのパラメータの範囲内において、予め定められた間隔ごとにパラメータを変更するグリッドサーチ法を実施する。

　ここで、発熱量Ｐ_Xは、電動機の負荷に依存しない一定の値を採用することができる。また、発熱量Ｐ_Xは、パラメータの範囲内で変更せずに固定値が採用されていても構わない。また、区間ＥＰにおける追加部材の初期の温度Ｔ_Xは、追加部材Ｘと熱交換を行う電動機の複数の構成部分の温度の平均値を採用することができる。または、初期の温度Ｔ_Xは、追加部材と熱交換を行う電動機の１つの構成部分の温度を採用しても構わない。

　更には、追加部材Ｘが一定の温度に維持されても構わない。すなわち、追加部材Ｘの温度Ｔ_Xは、予め定められた温度が設定される。この場合には、式（１４）は不要になり、追加部材Ｘの熱容量Ｃ_Xも不要になる。

　温度推定部５３の損失算出部５４は、区間ＥＰの電動機の動作状態を記憶部５１から取得して、損失を算出する。温度推定部５３の温度算出部５５は、区間ＥＰにおいて、第２のモデル１０ｂを用いて、温度検出器のモデル３１ａの推定温度を算出する。追加部材Ｘに関するパラメータ以外のパラメータは、第１のモデル１０ａのパラメータと同一の値を使用する。

　モデル探索部７１の温度判定部７２は、区間ＥＰにおける温度検出器３１の測定温度を記憶部５１から取得する。温度判定部７２は、温度検出器３１の測定温度と推定温度との差を算出する。ここでは、予め定められた時間長さにおける移動平均の値を、温度検出器３１の測定温度と推定温度との差として算出する。温度判定部７２は、サンプリングの時間間隔ごとの温度検出器３１の測定温度と推定温度との差を算出することができる。記憶部５１は、追加部材Ｘが熱交換を行う電動機の構成部分、第２のモデル１０ｂの熱容量等のパラメータの値、および、温度検出器３１の測定温度と推定温度との差を記憶する。

　次に、設定部７４は、パラメータの予め定められた範囲の中で、追加部材Ｘに関するパラメータを変更して同様の計算および計算結果の記憶を繰り返す。設定部７４は、予め定められた間隔にて少しずつ熱伝達に関する係数ｈｘ１、熱容量Ｃ_X、および発熱量Ｐ_Xのパラメータを変更する。モデル探索部７１は、第２のモデルに含まれるパラメータを少しずつ変更しながら、測定温度と推定温度との差を算出する。モデル探索部７１は、全てのパラメータの組み合わせにて計算を実施する。記憶部５１は、それぞれのパラメータの組み合わせに関して測定温度と実測温度との差を記憶する。

　次に、設定部７４は、追加部材Ｘが熱交換を行う電動機の１個の構成部分を変更する。例えば、設定部７４は、空気層のモデル３５ａを追加部材Ｘと熱交換を行う構成部分に設定する。追加部材Ｘが熱交換を行う電動機の構成部分は、例えば、予め定められた優先順位に基づいて定めることができる。そして、設定部７４および温度判定部７２は、第２のモデル１０ｂの熱容量等のパラメータを変更しながら、区間ＥＰにおける温度検出器３１の測定温度と推定温度との差を算出する。記憶部５１は、計算結果を記憶する。

　このように、設定部７４は、追加部材Ｘがそれぞれの電動機の構成部分と熱交換を行うように、第２のモデルを生成して計算を行う。設定部７４は、全ての構成部分に関して追加部材Ｘが１個の構成部分と熱交換を行う計算を実施する。それぞれの第２のモデルにおいて、区間ＥＰにおける温度検出器３１の測定温度と推定温度との差を算出する。

　次に、モデル探索部７１は、追加部材Ｘが熱交換を行う電動機の構成部分を１個増やして２個の構成部分を指定して、同様の計算と計算結果の記憶を繰り返す。モデル探索部７１は、熱交換を行う電動機の構成部分が２個の場合の区間ＥＰにおける温度検出器３１の測定温度と推定温度との差の計算と、計算結果の記憶とを繰り返す。モデル探索部７１は、２個の構成部分の全ての組み合わせについて計算と記憶とを繰り返す。次に、モデル探索部７１は、追加部材Ｘが熱交換を行う電動機の構成部分を１個増やして３個の構成部分を指定して、同様の計算と計算結果の記憶を繰り返す。

　このように、モデル探索部７１は、追加部材Ｘが熱交換を行う電動機の構成部分を１個ずつ増やして計算および記憶を繰り返す。追加部材Ｘが熱交換を行うことができる構成部分の全ての組み合わせについて計算を実施する。ここでの例では、追加部材Ｘが全ての電動機の構成部分と同時に熱交換を行うまで、計算および記憶を繰り返す。

　全ての計算が完了した後に、モデル探索部７１の設定部７４は、記憶部５１に記録された複数の計算結果のうち、温度検出器３１の測定温度と推定温度との差が最も小さい第２のモデルを選定する。例えば、区間ＥＰにおいて、温度検出器３１の測定温度と推定温度との差の２乗平均が最も小さい第２のモデルを選定する。モデル探索部７１は、この第２のモデルについて、追加部材Ｘが熱交換を行う電動機の構成部分と、追加部材Ｘの熱容量、熱伝達に関する係数、および追加部材Ｘの発熱量を含むパラメータを記憶部５１から取得する。

　図１０は、ベアリングに異常が生じたときにモデル探索部にて探索された第２のモデルを示す。モデル探索部７１にて探索された複数の第２のモデルのうち、温度検出器３１の測定温度と推定温度との差が最も小さい第２のモデル１０ｃが示されている。例えば、図８には、ベアリングに異常が生じたときの温度検出器の温度変化が示されている。図２を参照して、ベアリングに異常が生じると、ベアリング１４，１５の温度が上昇する。

　ベアリング１４，１５は、ロータ１１、コイル１６、およびロータ１１とコイル１６との間に介在する空気層に近い。ベアリング１４，１５にて発生した熱は、ロータ１１、コイル１６、およびロータ１１とコイル１６との間に介在する空気層に伝達されやすい。このために、モデル探索部７１が第２のモデルを探索すると、発熱する追加部材Ｘが、コイル、ロータ、およびコイルとロータと間の空気層と熱交換を行うように第２のモデル１０ｃが生成される。すなわち、追加部材Ｘのモデル８１ａが熱交換を行う電動機の構成部分のモデルは、コイルのモデル１６ａと、空気層のモデル３５ａと、ロータのモデル１１ａになる。

　電動機の第２のモデル１０ｃにおいて、コイルのモデル１６ａの温度Ｔ₁の変化率は、前述の式（１３）になる。空気層のモデル３５ａの温度Ｔ₃の変化率は、次の式（１５）になる。ロータのモデル１１ａの温度Ｔ₄の変化率は、次の式（１６）になる。また、追加部材Ｘの温度Ｔ_Xの変化率は、式（１７）になる。

　設定部７４は、異常が生じている区間ＥＰにおいて、温度検出器の測定温度と推定温度との差が最も小さくなるパラメータを設定している。ここでの例では、設定部７４は、追加部材Ｘのモデル８１ａとコイルのモデル１６ａとの間の熱伝達に関する係数ｈｘ１、追加部材Ｘのモデル８１ａと空気層のモデル３５ａとの間の熱伝達に関する係数ｈｘ２、追加部材Ｘのモデル８１ａとロータのモデル１１ａとの間の熱伝達に関する係数ｈｘ３を設定している。また、設定部７４は、追加部材Ｘにおける熱容量Ｃ_Xと発熱量Ｐ_Xとを設定している。このように、追加部材Ｘに関するパラメータの値が設定されている。

　そして、監視装置２の表示部５２は、モデル探索部７１にて作成された第２のモデル１０ｃに関する情報を表示する。ここでは、温度検出器の推定温度が最も良く測定温度に対応する第２のモデル１０ｃの情報を表示部５２に表示する。表示部５２は、追加部材のモデル８１ａと熱交換を行う電動機の構成部分のモデル、追加部材のモデル８１ａの熱容量Ｃ_X、熱伝達に関する係数ｈｘ１，ｈｘ２，ｈｘ３、および発熱量Ｐ_Xのうち、少なくとも一つの情報を表示する。

　作業者は、第２のモデルの情報に基づいて、異常の箇所および原因を推定することができる。追加部材Ｘと熱交換を行う電動機の構成部分に基づいて、発熱している部分を推定することができる。追加部材Ｘと熱交換を行う電動機の構成部分の近くに発熱している部分があると推定することができる。また、作業者は、熱伝達に関する係数に基づいて、電動機の構成部分と追加部材Ｘとの距離を推定することができる。例えば、熱伝達係数が大きい場合には、発熱している部分と熱交換を行う電動機の構成部分との距離が近いと推定することができる。

　また、作業者が、追加部材の熱容量に基づいて、追加部材の材質および大きさを推定することができる。例えば、熱容量が大きい場合には、金属にて形成された部材または質量の大きな部材であると推定することができる。更に、追加部材の発熱量に基づいて、発熱している原因を推定することができる。例えば、所定の大きさの範囲内の発熱量である場合には、ベアリングの潤滑不良であると推定することができる。

　このように、作業者は、モデル探索部にて探索された第２のモデルに関する情報に基づいて、電動機の異常が生じている箇所および原因を推定することができる。作業者は、電動機が故障する前に、異常が生じていることを把握することができる。作業者は、電動機が故障する前に修理したり交換したりすることができる。または、電動機が故障するまでの対策の分析が可能になる。例えば、電動機を交換するまで機械の負荷を減少して、電動機が故障する時期を遅くすることができる。

　上記の実施の形態においては、モデル探索部７１は、追加部材と電動機の構成部分との全ての組み合わせについて計算をしている。また、モデル探索部７１は、予め定められた範囲内において、第２のモデルの全てのパラメータを変更している。そして、温度検出器の測定温度と推定温度との差が最も小さくなる第２のモデルを選定しているが、この形態に限られない。

　例えば、温度検出器の推定温度と測定温度との差の許容範囲を予め定めておくことができる。そして、設定部は、温度検出器の推定温度と測定温度との差が許容範囲内である時に、第２のモデルの探索を終了しても構わない。設定部は、その時の追加部材と熱交換を行う電動機の構成部分および第２のモデルのパラメータを採用することができる。

　または、記憶部は、過去に生成された第２のモデルを記憶することができる。そして、過去の結果に基づいて、追加部材が熱交換する電動機の構成部分の優先順位、および、第２のモデルのパラメータの値の優先順位を予め定めておいても構わない。設定部は、優先順位の順に探索を実施することができる。そして、温度検出器の推定温度と測定温度との差が許容範囲内である時に第２のモデルの探索を終了しても構わない。

　また、本実施の形態では、電動機が異常な時の第２のモデルを生成した後に、表示部に第２のモデルに関する情報を表示しているが、この形態に限られない。本実施の形態の監視装置２は、第２のモデルに関する情報を他の装置に通知する通知部７６を備えている。例えば、通知部７６は、追加部材のモデルと熱交換を行う電動機の構成部分のモデル、追加部材の熱容量、および追加部材の熱伝達に関する係数のうち、少なくとも１つの情報を他の装置に通知することができる。

　他の装置は、通知部７６からの通知を受けて、任意の制御を実施することができる。例えば、機械制御装置４１は、監視装置２から第２のモデルに関する情報を取得することができる。そして、機械制御装置４１は、機械１の動作状態を変更することができる。例えば、機械制御装置４１は、電動機が駆動する速度を低下させたり、速度の上昇率および下降率を変更したりすることができる。

　図１を参照して、本実施の形態の監視装置２は、異常箇所推定部７５を備える。異常箇所推定部７５は、モデル探索部７１にて生成された第２のモデルの情報に基づいて、電動機の異常箇所を推定しても構わない。監視装置２のモデル探索部７１は、電動機に異常が生じる度に電動機の第２のモデルを作成する。そして、作業者は、異常の箇所および原因を監視装置２に入力する。記憶部５１は、電動機の第２のモデルと共に異常の箇所および原因を記憶する。記憶部５１には、過去に生成された電動機の第２のモデルおよび作業者により入力された異常の箇所および原因が保存される。

　異常箇所推定部７５は、過去に生成された電動機の第２モデルと異常の箇所および原因とに基づいて、今回に生成された電動機の第２のモデルに関する異常の箇所および原因を推定する。例えば、異常箇所推定部７５は、過去に取得された第２のモデルのうち、今回の第２のモデルにおける追加部材と熱交換を行う電動機の構成部分が同一の第２のモデルを選定する。そして、異常箇所推定部７５は、パラメータ（熱伝達に関する係数、熱容量、および発熱量）が近い第２のモデルを選定する。それぞれのパラメータには判定範囲を設けることができる。異常箇所推定部７５は、判定範囲に基づいてパラメータが近い値か否かを判定することができる。異常箇所推定部７５は、複数の第２のモデルを選択しても構わない。表示部５２は、異常箇所推定部７５にて選定された過去の第２のモデルと異常の箇所および原因とを表示することができる。

　異常箇所推定部は、任意の方法により電動機の異常の箇所および原因を推定することができる。例えば、異常箇所推定部は、機械学習により電動機の異常の箇所および原因を推定することができる。異常箇所推定部は、過去の電動機の第２のモデルに基づいて電動機の異常の箇所および原因を推定する学習モデルを生成する。例えば、異常箇所推定部は、教師有り学習を実施することができる。異常箇所推定部は、過去の電動機の第２のモデルおよび異常の箇所および原因を教師データとして学習モデルを生成する。異常箇所推定部は、学習モデルを使用して、今回に生成された電動機の第２のモデルから、異常の箇所および原因を推定することができる。表示部は、電動機の異常の箇所および原因を表示することができる。更には、異常箇所推定部７５にて推定された異常の発生箇所および異常の原因は、通知部７６が他の装置に送信しても構わない。

　上記の実施の形態においては、電動機に含まれる構成部分に異常が生じて発熱する場合を示している。ところが、電動機の外部の部材に異常が生じて発熱体が生じる場合が有る。例えば、電動機に接続されている装置、または、電動機に近接している装置において、異常な発熱が生じる場合がある。このような異常な発熱が生じると、電動機に熱が伝達される場合がある。発熱体からの熱の伝達により電動機の温度が上昇する場合が有る。

　図１１に、本実施の形態における電動機の周りにおいて異常な発熱が生じているときの第２のモデルを示す。モデル探索部７１により探索された第２のモデル１０ｄが示されている。発熱体は、発熱する追加部材Ｙとして示されている。例えば、工作機械の主軸ヘッドに電動機が含まれる場合が有る。電動機は、工具を保持する主軸に連結されている。電動機の駆動により主軸が回転する。ところが、主軸ヘッドに異常が生じて主軸が主軸ヘッドの筐体に接触する場合が有る。この結果、主軸が発熱して、電動機に熱が伝達される場合がある。

　このような電動機の周りに発熱体が生じた場合に、モデル探索部７１の温度判定部７２は、異常が生じている区間ＥＰを特定する。部材追加部７３は、追加部材Ｙのモデル８２ａを第１のモデル１０ａに加えて第２のモデル１０ｄを生成する。モデル探索部７１は、温度検出器３１の推定温度が測定温度と対応するように、追加部材Ｙのモデル８２ａと熱交換を行う構成部分のモデルおよび第２のモデル１０ｄのパラメータを設定する。追加部材Ｙのモデル８２ａと熱交換を行う構成部分として、ステータコアのモデル２０ａが設定される。また、追加部材Ｙに関する熱容量Ｃ_Y、発熱量Ｐ_Y、および熱伝達に関する係数ｈｙを含むパラメータが設定される。

　作業者は、第２のモデル１０ｄおよび第２のモデル１０ｄのパラメータを参考にして、異常の箇所および原因を推定することができる。または、異常箇所推定部は、異常の箇所および原因を推定することができる。本実施の形態の監視装置は、電動機の外部において生じている異常に関する第２のモデルも生成することができる。

　上記の実施の形態においては、異常が生じている部材が発熱する場合を示しているが、この形態に限られない。電動機および電動機の周りに異常が生じると、電動機の温度が低下する場合がある。例えば、電動機の構成部分から吸熱する異物が電動機に付着する場合が有る。

　電動機１０の外周面に冷却液等の液体がかかった場合には、電動機１０の構成部分の温度よりも低い温度の部材がステータコア２０に接触して、ステータコア２０の温度が下降する。温度判定部７２は、温度検出器３１にて検出される測定温度が、電動機の動作状態が正常な時の温度検出器３１の推定温度に基づく判定値未満であることを検出する。温度判定部７２は、例えば、測定温度が、推定温度に対する予め定められた温度幅よりも低い温度であることを検出する。

　部材追加部７３は、第１のモデル１０ａに発熱量がゼロである追加部材のモデルを追加して第２のモデルを生成する。追加部材のモデルは、熱容量を有するように設定される。追加部材の初期の温度は予め定めておくことができる。モデル探索部７１による第２のモデルの探索により、追加部材のモデルは、ステータコアのモデルと熱交換を行うように設定される。また、温度検出器の推定温度が測定温度と良く対応するように、第２のモデルのパラメータが設定される。

　一方で、電動機１０の内部に機械の冷却液等の液体が侵入した場合には、電動機の構成部分の温度よりも低い温度の部材がコイル１６、ロータ１１、およびステータコア２０に接触して、これらの部材の温度が低下する。部材追加部７３は、第１のモデル１０ａに発熱量がゼロである追加部材のモデルを追加して第２のモデルを生成する。追加部材のモデルには、所定の熱容量が設定される。追加部材の初期の温度は予め定めておくことができる。第２のモデルの探索により、追加部材のモデルは、コイルのモデル、ロータのモデル、およびステータコアのモデルと熱交換を行うように設定される。そして、温度検出器の推定温度が測定温度と良く対応するように、第２のモデルのパラメータが設定される。

　このように、本実施の形態の監視装置は、電動機および電動機の周りに異常な発熱が生じる場合のみではなく、電動機および電動機の周りに異常な吸熱が生じるモデルも生成することができる。

　上記の実施の形態における電動機の第１のモデルは、コイルのモデル、ステータコアのモデル、温度検出器のモデル、空気層のモデル、ロータのモデル、および外気のモデルにより構成されているが、この形態に限られない。電動機の第１のモデルは、他の構成部分のモデルを含んでいても構わない。例えば、電動機の第１のモデルは、ステータおよびロータを支持する筐体のモデル、軸受けのモデル、およびロータを支持するシャフトのモデル等を含んでいても構わない。または、電動機の第１のモデルは、一部のモデルを含んでいなくても構わない。例えば、電動機のモデルは、空気層のモデルを含んでいなくても構わない。

　本実施の形態の電動機の監視装置は、正常モデル作成モードと、異常モデル作成モードとを切替えて実施できるように形成されているが、この形態に限られない。電動機の監視装置は、正常モデル作成モードの機能を備えていなくても構わない。電動機の動作状態が正常な時の電動機の第１のモデルは、別の装置にて生成されても構わない。

　また、本実施の形態では、電動機の監視装置は、機械制御装置とは別の演算処理装置にて構成されているが、この形態に限られない。機械制御装置が電動機の監視装置の機能を有していても構わない。すなわち、機械制御装置のプロセッサが、モデル探索部、温度推定部、およびパラメータ算出部等として機能しても構わない。

　上述のそれぞれの制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。

　上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。

　２　監視装置
　１０　電動機
　１０ａ　電動機のモデル
　１１ａ　ロータのモデル
　１４，１５　ベアリング
　１６ａ　コイルのモデル
　２０ａ　ステータコアのモデル
　３０ａ　電動機のモデル
　３１ａ　温度検出器のモデル
　３５ａ　空気層のモデル
　３６ａ　外気のモデル
　５１　記憶部
　５２　表示部
　５３　温度推定部
　５４　損失算出部
　５５　温度算出部
　６２　状態取得部
　６３　パラメータ算出部
　６６　評価部
　６７　パラメータ変更部
　７１　モデル探索部
　７２　温度判定部
　７３　部材追加部
　７４　設定部
　７５　異常箇所推定部
　７６　通知部
　８１ａ，８２ａ　モデル

Claims

　電動機に取り付けられた温度検出器にて検出される測定温度を含む電動機の動作状態を取得する状態取得部と、
　電動機のモデルに基づいて前記温度検出器の推定温度を算出する温度推定部と、
　電動機の動作状態が正常な時の電動機の第１のモデルを記憶する記憶部と、
　電動機の動作状態が異常な時の電動機の第２のモデルを生成するモデル探索部と、を備え、
　電動機のモデルは、電動機の構成部分のモデルとして、ロータのモデルと、ステータコアのモデルと、コイルのモデルと、温度検出器のモデルとを含み、
　少なくとも１つの構成部分のモデルに熱容量が設定されており、
　構成部分のモデル同士の間の熱伝達に関する係数が設定されており、
　前記モデル探索部は、前記温度検出器の測定温度と第１のモデルに基づく前記温度検出器の推定温度との差が予め定められた判定範囲を逸脱する場合に、電動機の構成部分のモデルと熱交換を行う追加部材のモデルを第１のモデルに追加して第２のモデルを生成する部材追加部と、
　第２のモデルに基づく前記温度検出器の推定温度が前記温度検出器の測定温度に対応するように、追加部材のモデルと熱交換を行う電動機の構成部分のモデルと、追加部材の熱伝達に関する係数とを設定する設定部とを含む、電動機の監視装置。
　電動機の第２のモデルに関する情報を他の装置に通知する通知部を備え、
　前記通知部は、追加部材のモデルと熱交換を行う電動機の構成部分のモデル、追加部材の熱容量、および追加部材に関する熱伝達に関する係数のうち、少なくとも一つの情報を通知する、請求項１に記載の電動機の監視装置。
　電動機の第２のモデルに関する情報を表示する表示部を備え、
　前記表示部は、追加部材のモデルと熱交換を行う電動機の構成部分のモデル、追加部材の熱容量、および追加部材に関する熱伝達に関する係数のうち、少なくとも一つの情報を表示する、請求項１または２に記載の電動機の監視装置。
　前記設定部は、発熱する追加部材を設定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電動機の監視装置。
　前記モデル探索部は、電動機の軸受けに異常が生じた時に、コイルのモデルおよびロータのモデルと熱交換を行うように、追加部材のモデルを設定する、請求項４に記載の電動機の監視装置。
　前記モデル探索部は、電動機の外部に発熱体が生じた時に、ステータコアのモデルと熱交換を行うように、追加部材のモデルを設定する、請求項４に記載の電動機の監視装置。
　電動機の第１のモデルのパラメータを算出するパラメータ算出部を備え、
　前記状態取得部は、電動機を実際に駆動して生成される電動機の動作指令を取得し、
　パラメータは、構成部分のモデルに設定される熱容量と、構成部分のモデル同士の間の熱伝達に関する係数とを含み、
　前記温度推定部は、前記動作指令に基づいて、コイルの一次銅損による発熱量およびステータコアの鉄損による発熱量を算出する損失算出部と、コイルの発熱量およびステータコアの発熱量に基づいて、電動機の第１のモデルを用いて前記温度検出器の推定温度を算出する温度算出部とを含み、
　前記パラメータ算出部は、前記温度検出器の推定温度を前記温度検出器の測定温度と比較することにより、前記温度検出器の推定温度を評価する評価部と、前記評価部の評価結果に基づいて、前記温度検出器の推定温度が測定温度に近づくようにパラメータの値を変更するパラメータ変更部とを含み、
　前記パラメータ算出部による電動機の第１のモデルのパラメータを算出するモードと、前記モデル探索部による電動機の第２のモデルを生成するモードとが切替え可能に形成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の電動機の監視装置。
　異常箇所を推定する異常箇所推定部を備え、
　前記記憶部は、過去に生成された電動機の第２のモデルおよび異常の箇所を記憶しており、
　異常箇所推定部は、過去に生成された電動機の第２のモデルおよび異常の箇所に基づいて、今回に生成された電動機の第２のモデルに関する異常の箇所を推定する、請求項１から７のいずれか一項に記載の電動機の監視装置。