JP2019120146A - 電動機組立体、ポンプ装置、および、電動機組立体の異常振動を特定する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構成要素の異常振動を特定することができる電動機組立体を提供する。【解決手段】電動機組立体１００は、モータ３と、モータ３の可変速手段であるインバータ２２と、モータ３を制御する制御装置２３と、を、備えている。電動機組立体１００は、モータ３の反負荷側に配置され、モータ３の駆動軸２を回転自在に支持する第１軸受２１と、モータ３の負荷側に配置され、駆動軸２を回転自在に支持する第２軸受２５と、を、有し、第１軸受２１の振動を検出する第１モータ側振動センサ３１と、第２軸受２５の振動を検出する第２モータ側振動センサ３５と、インバータ２２の振動を検出するインバータ側振動センサ３６と、を、備えている。制御装置２３は、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、および、インバータ側振動センサ３６にて検出した各値に基づいて異常振動を検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動機組立体、ポンプ装置、および、電動機組立体の異常振動を特定する方法に関するものである。

ポンプ等の回転機械の駆動機である電動機と電動機の可変速手段であるインバータとを一体的に備えた電動機組立体が知られている。このような電動機組立体における電動機の駆動軸は高速で回転する回転体であり、駆動軸を介して回転機械の振動がインバータを含む電動機組立体の各構成要素に伝達されるおそれがある。

電動機組立体は、ライフラインを支える装置（例えば、給水ポンプ）に適用可能な装置である。電動機組立体とポンプとを組み合わせたポンプ装置に異常振動が発生すると、最悪の場合は、ポンプが運転できずに、例えば、水道水の断水や排水が溢れる等の生活環境に重大な影響を受けるおそれがある。したがって、このようなポンプ装置の振動対策は重要な要素である。

特開２００８−１３１７１３号公報 特開２０１５−２３１２９５号公報 特開２００１−３３０５１０号公報 特開昭５５−１０１７０５号公報

インバータは様々な電子部品を備えている。例えば、インバータは、電解コンデンサなど、重心位置が高く、振動の影響を受けやすい部品を備えている。したがって、インバータが異常振動の影響を受けると、破損し回転機械の運転に支障がでるおそれがある。

また、電動機組立体に発生する振動は、電動機組立体の設置環境や使用状況によって左右される要素である。特に、ポンプ装置では、ポンプの口径や出力などの機械的電気的な要素、揚程、流量、および、搬送液の種類等の使用環境によっても発生する振動は異なる。また、異常振動で回転機械を停止するか否かは、電動機組立体の装置構成や使用環境によって異なり、軽微な振動でも停止させることもあれば、振動があっても可能な限りは運転を継続したいこともある。

異常振動で回転機械を停止するか否かを判断するためには、異常が発生している電動機組立体の構成要素を特定する必要がある。また、異常振動の原因によって電動機組立体を停止させる場合、異常が発生している電動機組立体の構成要素を特定して、部品交換など、異常振動を解消するための対応を迅速に行うことが求められる。

そこで、本発明は、構成要素の異常振動を特定することができる電動機組立体、該電動機を備えたポンプ装置、および、電動機組立体の構成要素の異常振動を特定する方法を提供することを目的とする。

一態様は、モータと、前記モータの可変速手段であるインバータと、前記モータを制御する制御装置と、を、備えた電動機組立体であって、前記電動機組立体は、前記モータの反負荷側に配置され、前記モータの駆動軸を回転自在に支持する第１軸受と、前記モータの負荷側に配置され、前記駆動軸を回転自在に支持する第２軸受と、を、有し、前記第１軸受の振動を検出する第１モータ側振動センサと、前記第２軸受の振動を検出する第２モータ側振動センサと、前記インバータの振動を検出するインバータ側振動センサと、を、備えており、前記制御装置は、前記第１モータ側振動センサ、前記第２モータ側振動センサ、および、前記インバータ側振動センサにて検出した各値に基づいて異常振動を検出する、ことを特徴とする。
上記態様によれば、制御装置は、電動機組立体の構成要素の異常振動を特定することができる。

好ましい態様は、前記制御装置は、前記第１モータ側振動センサ、前記第２モータ側振動センサ、および、前記インバータ側振動センサにて検出した各値の周波数帯域ごとの振動レベルを算出して計測振動値として記憶部に記憶し、前記振動レベルのうちの少なくともひとつと比較する少なくともひとつの所定のしきい値を有し、前記計測振動値の振動レベルが前記しきい値以下の状態を第１状態、前記計測振動値の振動レベルが前記しきい値より大きい状態を第２状態、とし、前記制御装置は、少なくともひとつの前記振動レベルが前記第２状態であるときに異常振動を検出するとともに、前記計測振動値に基づいて異常振動の原因を特定することを特徴とする。
上記態様によれば、制御装置は、電動機組立体の構成要素の異常振動の原因を特定することができるため、作業者は、部品交換など、異常振動を解消するための対応を迅速に行うことができる。

好ましい態様は、前記インバータ側振動センサが前記第１状態、前記第１モータ側振動センサが前記第２状態、および、前記第２モータ側振動センサが前記第２状態であり、更に、前記第１モータ側振動センサおよび前記第２モータ側振動センサによって検出された異常振動における前記周波数帯域が同じである場合、前記駆動軸に異常が発生していると判断することを特徴とする。
上記態様によれば、制御装置は、駆動軸に異常が発生していると判断することができるため、作業者は、駆動軸の交換を迅速に行うことができる。

好ましい態様は、前記制御装置は、前記インバータ側振動センサが前記第１状態、前記第１モータ側振動センサが前記第２状態、および、前記第２モータ側振動センサが前記第１状態である場合には、前記第１軸受に異常が発生していると判断し、前記インバータ側振動センサが前記第１状態、前記第１モータ側振動センサが前記第１状態、および、前記第２モータ側振動センサが前記第２状態である場合には、前記第２軸受に異常が発生していると判断することを特徴とする。
上記態様によれば、制御装置は、第１軸受に発生している異常および第２軸受に発生している異常を特定することができるため、作業者は、異常が発生している軸受の交換を迅速に行うことができる。

好ましい態様は、前記制御装置は、前記インバータ側振動センサが前記第２状態、前記第１モータ側振動センサが前記第１状態、前記第２モータ側振動センサが前記第１状態である場合には、前記インバータを備えるインバータ部に異常が発生していると判断することを特徴とする。
上記態様によれば、制御装置は、インバータ部に異常が発生していると判断することができる。

好ましい態様は、前記制御装置は、前記インバータ側振動センサが前記第２状態であり、前記第１モータ側振動センサが前記第２状態であり、および、前記第２モータ側振動センサが前記第２状態である場合には、前記電動機組立体の筐体に異常が発生していると判断することを特徴とする。
上記態様によれば、制御装置は、電動機組立体の筐体、すなわち、モータケーシングおよびインバータハウジングの全体に異常が発生していると判断することができる。

好ましい態様は、前記制御装置は、前記インバータ側振動センサが前記第２状態であり、前記第１モータ側振動センサが前記第１状態であり、および、前記第２モータ側振動センサが前記第１状態である場合、警報を発報しつつ、前記モータの運転を継続することを特徴とする。
上記態様によれば、制御装置はモータの運転を継続することができ、作業者はインバータ部の異常を迅速に発見することができる。

好ましい態様は、前記記憶部は、前記モータの回転速度を所定の回転速度まで段階的に上昇させた各段階における前記計測振動値を記憶する記憶テーブルを有し、前記制御装置は、試験運転にて前記モータの回転速度を所定の回転速度まで段階的に上昇した各段階における前記計測振動値を試験計測振動値として記憶テーブルに記憶し、前記試験計測振動値に所定の割合を示す数値を加算または乗算して前記しきい値を決定し、または、前記試験計測振動値の平均値、最大値、または最小値の何れかを代表値として算出し、該代表値に所定の値を加算または乗算して前記しきい値を決定し、または、前記試験計測振動値と所定の基準振動値との差分である補正量を算出し、算出された補正量に基づいて前記しきい値を決定することを特徴とする。
上記態様によれば、電動機組立体の個体差等にあったしきい値を決定できる。また、決定したしきい値は比較的、幅を持って決定されるため、制御装置は、電動機組立体の構成要素の異常振動の原因をより確実に特定することができる。

好ましい態様は、前記しきい値は、第１しきい値と、該第１しきい値よりも大きな第２しきい値とを含んでおり、前記制御装置は、前記第１モータ側振動センサ、前記第２モータ側振動センサ、および、前記インバータ側振動センサの計測振動値のうちの少なくともひとつが前記第２しきい値以上の場合、前記モータの運転を停止することを特徴とする。
上記態様によれば、制御装置は過剰な振動でモータの運転を停止することができる。その一方で、第２しきい値以下であれば、振動異常を検出しながら運転を継続するため、作業者は電動機組立体の構成要素の異常振動を迅速に発見することができる。

好ましい態様は、前記電動機組立体は、前記モータを収容し、前記第１軸受を支持する第１軸受支持部および前記第２軸受を支持する第２軸受支持部を有するモータケーシングと、前記インバータを収容するインバータハウジングと、を備えており、前記第１モータ側振動センサは、前記第１軸受支持部に取り付けられており、前記第２モータ側振動センサは、前記第２軸受支持部に取り付けられており、前記インバータ側振動センサは、前記インバータまたは前記インバータハウジングの内面に取り付けられていることを特徴とする。
上記態様によれば、第１モータ側振動センサは第１軸受の異常振動をより確実に検出することができ、第２モータ側振動センサは第２軸受の異常振動をより確実に検出することができ、インバータ側振動センサはインバータ部の異常振動をより確実に検出することができる。

好ましい態様は、前記駆動軸は、前記インバータの貫通孔を貫通していることを特徴とする。
上記態様によれば、インバータ部における駆動軸の振動の影響を軽減できるので、制御装置は、インバータ部の異常振動の原因を特定することができる。
好ましい態様は、前記制御装置は、前記異常振動の検出によって前記モータの回転速度を変更する振動抑制運動を実行することを特徴とする。
上記態様によれば、制御装置は、ポンプの異常振動の原因を特定することができる。

他の態様は、上記電動機組立体によって駆動されるポンプを備えたことを特徴とするポンプ装置である。

さらに他の態様は、モータと、該モータの可変速手段であるインバータとを備える電動機組立体の異常振動を特定する方法であって、前記モータの駆動軸を回転自在に支持する第１軸受の振動を検出する第１モータ側振動センサ、該第１軸受と対象位置に設けられ、該駆動軸を回転自在に支持する第２軸受の振動を検出する第２モータ側振動センサ、および、前記インバータの振動を検出するインバータ側振動センサにて検出した各値に基づいて異常振動を特定することを特徴とする。
上記態様によれば、作業者は、電動機組立体の構成要素の異常振動の原因を特定することができるため、作業者は、部品交換など、異常振動を解消するための対応を迅速に行うことができる。

好ましい態様は、前記第１モータ側振動センサ、前記第２モータ側振動センサ、および、前記インバータ側振動センサにて検出した各値の周波数帯域ごとの振動レベルを算出して計測振動値とし、前記計測振動値の振動レベルが該振動レベルのうちの少なくともひとつと比較する少なくともひとつの所定のしきい値以下の状態を第１状態、前記計測振動値の振動レベルが前記しきい値より大きい状態を第２状態、とし、少なくともひとつの前記振動レベルが前記第２状態であるときに異常振動を特定するとともに、前記計測振動値に基づいて異常振動の原因を特定することを特徴とする。
上記態様によれば、作業者は、電動機組立体の構成要素の異常振動の原因を特定することができるため、作業者は、部品交換など、異常振動を解消するための対応を迅速に行うことができる。

電動機組立体は、第１モータ側振動センサと、第２モータ側振動センサと、インバータ側振動センサとを備えている。したがって、制御装置は、電動機組立体の構成要素の異常振動の原因を特定することができる。結果として、作業者は、部品交換など、異常振動を解消するための対応を迅速に行うことができる。

電動機組立体の一実施形態を示す図である。 電動機組立体およびポンプ等を備えるポンプ装置を模式的に示す断面図である。 制御装置の構成を示す模式図である。 ポンプ装置が備えられたポンプ設備の模式図である。 試験運転モードにおける動作フローチャートを示す図である。 記憶部における計測振動値を記憶する記憶テーブルの一例を示す図である。 駆動軸に異常が発生している場合における計測振動値を示す図である。 制御装置による電動機組立体の構成要素の異常振動の原因を特定するフローチャートを示す図である。 図７における第１モータ側振動センサ、第２モータ側振動センサ、およびインバータ側振動センサの異常振動の検出の有無を示す図である。 軸受に異常が発生している場合における計測振動値を示す図である。 制御装置による電動機組立体の構成要素の異常振動の原因を特定するフローチャートを示す図である。 図１０における第１モータ側振動センサ、第２モータ側振動センサ、およびインバータ側振動センサの異常振動の検出の有無を示す図である。 インバータ部の異常が原因の異常振動が発生している場合における計測振動値を示す図である。 制御装置による電動機組立体の構成要素の異常振動の原因を特定するフローチャートを示す図である。 図１３における第１モータ側振動センサ、第２モータ側振動センサ、およびインバータ側振動センサの異常振動の検出の有無を示す図である。 電動機組立体の筐体に異常が発生している場合における計測振動値を示す図である。 制御装置による電動機組立体の構成要素の異常振動の原因を特定するフローチャートを示す図である。 図１６における第１モータ側振動センサ、第２モータ側振動センサ、およびインバータ側振動センサの異常振動の検出の有無を示す図である。 電動機組立体の運転状態の変化を示す状態還移図である。 制御装置による電動機組立体の異常振動の検出フローチャートを示す図である。 通常運転のフローチャートを示す図である。 第１振動抑制運転のフローチャートを示す図である。 第２振動抑制運転のフローチャートを示す図である。 本変形例のポンプ装置の運転パネルの一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

（実施例１）
図１は、電動機組立体１００の一実施形態を示す図である。図１に示すように、電動機組立体１００は、モータ部（電動機部）１０と、モータ部１０に隣接して配置されたインバータ部２０とを備えている。モータ部１０は、駆動軸２と、駆動軸２を回転させるモータ（電動機）３と、モータ３を収容するモータケーシング４と、を備える。インバータ部２０は、モータ３に可変周波数の交流電力を供給する可変速手段であるインバータ２２と、インバータ２２の動作を制御する制御装置２３と、インバータ２２を収容するインバータハウジング２４とを備えている。制御装置２３は、インバータ２２を介してモータ３やモータ３が駆動する回転機器の回転速度を制御する。インバータ２２は、基板と、該基板の上に実装されたスイッチング素子やコンデンサなどの各要素を備えており、インバータ２２の基板は環状形状を有している。駆動軸２は、インバータ２２の中央に形成された貫通孔２２ａを貫通しており、インバータ２２は駆動軸２と同心状に配置されている。

モータケーシング４およびインバータハウジング２４は封水部１９を介して互いに接続されている。封水部１９は、例えば、環状形状を有する弾性シール部材であり、モータケーシング４とインバータハウジング２４との間からの液体の浸入を防止する。

モータケーシング４およびインバータハウジング２４は駆動軸２と同心状に配置されており、駆動軸２はモータケーシング４の中央部分およびインバータハウジング２４の中央部分を貫通している。駆動軸２は軸受２１、軸受２５によって回転自在に支持されている。本実施形態では、インバータハウジング２４は駆動軸２の軸方向に配置されるため、電動機組立体１００はコンパクトな構造を有することができる。以下、本明細書において、モータケーシング４およびインバータハウジング２４を総称して電動機組立体１００の筐体と呼ぶことがある。なお、インバータ２２と同様に、駆動軸２は、インバータハウジング２４の中央部分に形成された貫通孔（不図示）を貫通してもよい。駆動軸２がインバータハウジング２４の貫通孔（不図示）と貫通孔２２ａを貫通することで、駆動軸２とインバータハウジング２４が接しないので、駆動軸２の振動がインバータ２２に直接伝わるのを防ぐことができる。

図１において、モータ３は模式的に描かれている。モータ３は、例えば、ロータに永久磁石を用いた永久磁石型モータである。しかしながら、モータ３は、永久磁石型モータに限定されず、誘導モータやＳＲモータなど、様々な種類のモータであってもよい。

電動機組立体１００は、駆動軸２に固定された冷却ファン８をさらに備えている。冷却ファン８は、駆動軸２と同心状に配置されており、インバータハウジング２４の外部に位置している。モータ３が駆動すると、その駆動力は駆動軸２に伝えられ、駆動軸２に固定された冷却ファン８は駆動軸２とともに回転する。結果として、冷却ファン８は周囲の空気を吸い込み、吸い込まれた空気はインバータハウジング２４およびモータケーシング４の外面上を流れ、インバータ部２０およびモータ部１０を冷却する。インバータ部２０は冷却ファン８とモータ部１０との間に配置されており、冷却ファン８、インバータ部２０、およびモータ部１０はこの順に直列に配置されている。

本実施形態では、インバータハウジング２４の周壁部はモータケーシング４の外形形状に合わせて円筒形状を有している。一実施形態では、モータケーシング４がフィンや端子箱などの部材によって特殊な外形形状を有している場合、インバータハウジング２４は、このモータケーシング４の形状に合わせた構造を有してもよい。

電動機組立体１００の主たる振動源としては駆動軸２が考えられる。例えば、モータ３の運転中に、軸受２１、軸受２５の摩耗が進行し異常が発生すると駆動軸２の振動に変化が現れる場合が多い。また、駆動軸２が接続される回転機器の振動は駆動軸２を伝わる。したがって、制御装置２３は、この駆動軸２を支持している軸受２１、軸受２５の振動を測定することが望ましい。そこで、電動機組立体１００は、インバータ２２側の軸受２１に隣接して配置された第１モータ側振動センサ３１と、不図示の負荷側の軸受２５に隣接して配置された第２モータ側振動センサ３５とを備えている。第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５のそれぞれは、信号線を介して制御装置２３に電気的に接続されており、駆動軸２やモータ部１０の振動を検出する。

軸受２１はインバータ部２０に隣接してモータ３の反負荷側に配置されており、軸受２５はモータ３を挟んで軸受２１の反対側（モータ３の負荷側）に配置されている。軸受２１はモータケーシング４の軸受支持部４ａに支持されており、軸受２５はモータケーシング４の軸受支持部４ｂに支持されている。第１モータ側振動センサ３１は軸受支持部４ａに取り付けられており、第２モータ側振動センサ３５は軸受支持部４ｂに取り付けられている。

軸受２１、軸受２５は定期的に交換される消耗部品であり、交換可能な構造を有しているため、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５は、軸受２１、軸受２５の交換が妨げられない箇所に配置されるとよい。一実施形態では、軸受支持部４ａの内面（すなわち、軸受２１に接触する面）に溝（図示しない）を形成し、この溝に軸受２１を配置してもよい。同様に、軸受支持部４ｂの内面（すなわち、軸受２５に接触する面）に溝（図示しない）を形成し、この溝に軸受２５を配置してもよい。

更には、軸受２１、軸受２５を着脱することなく、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５のそれぞれを交換可能とするために、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５のそれぞれは、交換可能な構造を有しているとよい。一実施形態では、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５のそれぞれは着脱可能に信号線に接続されているとよい。

第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５によって検出された振動値は、制御装置２３に入力される。第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５の信号線は、モータ３の動作および／または電動機組立体１００の設置（縦置きまたは横置き）の妨げにならないように、例えば、電動機組立体１００の筐体に沿って配線され、制御装置２３に接続されるとよい。モータ３とインバータ２２とを接続する動力線を含む接続線は、この接続線が電動機組立体１００の外部に露出しないようにモータケーシング４およびインバータハウジング２４の内部を延びているとよい。

インバータ部２０の振動、より具体的には、インバータ２２およびインバータハウジング２４の何れかにおける振動を検出するために、電動機組立体１００は、インバータ部２０に配置されたインバータ側振動センサ３６を備えている。本実施形態では、インバータ側振動センサ３６は、インバータハウジング２４の内部の気密性（および水密性）を保つために、インバータハウジング２４の内面に取り付けられている。また、振動源である駆動軸２から離間した位置に配置されているため、インバータ２２に起因する振動（例えば、インバータ２２の不図示の電解コンデンサなどの重心位置が高い部品が共振する等）を測定することができる。一実施形態では、インバータ側振動センサ３６は、インバータ２２に取り付けられてもよい。この場合、インバータ側振動センサ３６は、インバータ２２の駆動軸２から離間した位置、すなわち、インバータ２２の外周部分に取り付けられてもよい。また、封水部１９に、ゴム等の弾性体から構成された防振パッドを用いることで、インバータハウジング２４は、駆動軸２の振動の影響をより抑えることができる。インバータ側振動センサ３６は、信号線を介して制御装置２３に電気的に接続されており、インバータ２２の振動を検出する。

本実施形態では、電動機組立体１００は、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、およびインバータ側振動センサ３６を備えているが、これら振動センサとしては、例えば、加速度、速度、変位等を検出する各種センサのうち、ひとつまたは複数種類のセンサが組合せで用いられてもよい。また、振動センサの個数や配置箇所は本実施形態には限定されない。駆動軸２やインバータ２２の他に振動源となる部材が存在し、この部材の振動を特に検出する必要がある場合、この部材の振動を検出するセンサをさらに配置してもよい。

図２は、電動機組立体１００および電動機組立体１００の負荷側にポンプ５０等の回転機器を備えるポンプ装置２００を模式的に示す断面図である。図２に示すように、ポンプ５０は例えば遠心ポンプであって、回転軸５２に固定された羽根車５３と、羽根車５３を収容するポンプケーシング５４とを備え、吸込口５０ａから流入した搬送流体を加圧して吐出し口５０ｂへ吐出する。そして、ポンプ装置２００は、カップリング５１を介して駆動軸２に連結された回転軸５２と、回転軸５２をポンプケーシング５４から回転自在に支持する軸受５５とを備えている。軸受５５はポンプケーシング５４の軸受支持部５４ａに支持されている。

本実施形態では、回転軸５２も振動源となる。ポンプ５０の搬送流体の脈動が回転軸５２に伝わる。また、例えば、搬送流体に異物が混在していると、異物が羽根車５３に当たりその振動が回転軸５２にも伝わる。更には、軸受５５の摩耗が進行しても回転軸５２の振動が変化する。したがって、この軸受５５を支持する軸受支持部５４ａにはポンプ側振動センサ５６が取り付けられている。ポンプ側振動センサ５６は、制御装置２３に電気的に接続されており、軸受支持部５４ａの内面（すなわち、軸受５５に接触する面）に形成された溝に配置されている。ポンプ側振動センサ５６は、信号線を介して制御装置２３に電気的に接続されており、ポンプ５０の振動を検出する。

本実施形態に係る電動機組立体１００は、寸法互換性がある限り、様々なポンプに適用可能である。本実施形態に係る電動機組立体１００とポンプ５０の駆動軸である回転軸５２との接続は、カップリングの有無および／または設置状況（例えば、縦置きまたは横置き）に左右されない。例えば、電動機組立体１００とポンプ５０は直動式として、駆動軸２をポンプケーシング５４の内部まで延伸して羽根車５３を固定してもよい。また、ポンプ５０は立軸形ポンプでも横軸形ポンプでもよいし、羽根車５３は単段でも多段でもよい。なお、本実施形態では、図２に示すポンプ装置２００は、陸上に設置される給水用ポンプ装置であるとして説明するが、ポンプ装置２００の用途は本実施形態には限定されない。例えば、ポンプ装置２００は、水中に設置される水中ポンプ装置であってもよく、または、真空を形成する真空ポンプ装置であってもよい。ポンプ装置２００の用途は使用環境等に応じて変更されてもよい。

図３は、制御装置２３の構成を示す模式図である。図３に示すように、制御装置２３は、制御プログラムや各種データなどが格納（記憶）される記憶部６０と、記憶部６０に格納されている各種制御プログラムに従って演算を行う演算部６１と、演算部６１に接続されたタイマー６２と、外部端末６３と通信可能な外部通信部６４と、各種信号を入出力する入出力部６５と、を備えている。また、制御装置２３には、ポンプ装置２００の状態表示や各種操作を行うことができる運転パネル６６を備えてもよい。

記憶部６０は、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭ、及び、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＲＡＭ等の揮発性メモリが用いられ、ポンプ５０の自動運転、手動運転、および後述する試験運転等のポンプ装置２００を制御するための制御プログラムと、装置情報、設定値情報、メンテナンス情報、履歴情報、異常情報、運転情報等のポンプ装置２００に関する各種データを記憶する。また、記憶部６０は、詳細を後述する第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６、ポンプ側振動センサ５６による計測振動値と、所定の基準振動値と、ポンプ装置２００の異常振動の基準となるしきい値と、を記憶する。

演算部６１は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）などが用いられ、記憶部６０に記憶された制御プログラムや各種情報に基づいてポンプ装置２００を制御するための演算を行う。演算部６１は、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６、ポンプ側振動センサ５６から入出力部６５へ入力される振動（振動データまたは振動情報）に対してフーリエ変換を実行して、周波数帯域ごとの振動レベルを算出し「計測振動値」として記憶部６０に記憶する。さらに、演算部６１は、該計測振動値と所定のしきい値とを比較して計測振動値がしきい値よりも大きい場合、ポンプ装置２００の異常振動と判断する。また、記憶部６０の各種制御プログラムや各種データに基づいてモータ３の回転速度を算出し、入出力部６５を介してインバータ２２へ出力する。

タイマー６２は、計時部であって、例えば、セラミック発振子、水晶振動子及び発振器等が用いられる。また、タイマー６２に代えて演算部６１のＣＰＵのクロックを用いてもよい。

外部通信部６４は外部端末６３と通信可能である。外部端末６３は、専用のコントローラ、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、またはスマートフォンなどのＰＤＡ（Personal Digital Assistant）であって、制御情報を任意に表示変更することができる端末であれば、特に限定されない。制御装置２３は、有線通信または無線通信によって外部端末６３に接続されている。なお、運転パネル６６と外部端末６３は、同一の機能を有するＧＵＩ（Graphical User Interface）であるとよい。

入出力部６５は、例えば、ポートや通信等が使用され、各種信号の入出力を行う。入力信号の例としては、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６、および、ポンプ側振動センサ５６の検出値、インバータ２２の状態（電圧、電流、異常、周波数の現在値等）等である。また、出力信号の例としては、演算部にて算出したモータ３の運転信号、停止信号、回転速度等をインバータ２２や不図示の外部出力端子へ出力する。また、入出力部６５は、後述する圧力センサ７３、圧力センサ７４、および、流量センサ７２による検出信号を入力できるとよい。入出力部６５は、後述する試験運転モードへの切り替え並びに試験運転を実行するための外部入力端子（不図示）を備えてもよい。

以下、本明細書中において、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６、ポンプ側振動センサ５６を特に区別する必要がない場合、単に「振動センサ」と呼ぶことがある。これら振動センサとしては、例えば、加速度、速度、および、変位を検出するセンサであり、これらセンサのうちひとつまたは複数種類を組合せて用いられてもよい。

図４は、ポンプ装置２００が備えられたポンプ設備２１０の模式図である。図４に示すように、ポンプ設備２１０は、ポンプ５０の流入口５０ａに接続された流入管７０と、ポンプ５０の吐出し口５０ｂに接続された吐出し管７１と、ポンプ５０を流れる流体の流量を検出する流量センサ（流量検出器）７２と、ポンプ５０の流入圧力を検出する圧力センサ（圧力検出器）７３と、ポンプ５０の吐出し圧力を検出する圧力センサ（圧力検出器）７４が設けられている。また、吐出し管７１における圧力センサ（圧力検出器）７４の下流側には、ポンプ５０の吐出し側の流路を止水するバルブ７５が設けられている。

流入管７０には、ポンプ５０の内部を流れる流体の流量を検出する流量センサ（流量検出器）７２と、ポンプ５０の流入圧力を検出する圧力センサ（圧力検出器）７３とが取り付けられているとよい。吐出管７１には、ポンプ５０の吐出側の圧力を検出する圧力センサ（圧力検出器）７４が取り付けられている。流量センサ７２、および圧力センサ７３，７４は制御装置２３の入出力部６５に電気的に接続されており、流量センサ７２によって検出された流量信号、圧力センサ７３，７４によって検出された圧力信号は制御装置２３の入出力部６５に出力される。制御装置２３は、流量センサ７２によって検出された流量に基づいて流量値を取得し、圧力センサ７３，７４によって検出された圧力に基づいて圧力値を取得する。なお、流入管７０に設けられた流量センサ７２はポンプ５０の吐出し流量を計測する。また、流入管７０に設けられた流量センサ７２に代えて、もしくは加えて吐出管７１に流量センサ７２を備えてもよい。

ポンプ装置２００の設置環境およびポンプ装置２００の寸法誤差、ポンプ５０の出力や羽根車５３の外径、揚程や流量、発停頻度等の使用環境を含む各要素によって、ポンプ装置２００に発生する振動の大きさには、ばらつきが存在する。そこで、後述する試験運転を行ってポンプ装置２００の計測振動値を記憶部６０に記憶し、該計測振動値によってポンプ５０の揚水運転中の異常振動を検出するとよい。例えば、ポンプ装置２００の異常振動を決定するための基準となるしきい値を計測振動値により補正することで、制御装置２３は、ポンプ装置２００の異常振動の発生をより正確に決定することができる。以下、ポンプ装置２００の試験運転方法について説明する。

試験運転は、試験運転モードにて実行され、ポンプ装置２００の工場出荷時、ポンプ装置２００の初期設置後またはポンプ装置２００のメンテナンス（例えば、軸受などの部品の交換）が終了した後等で、ポンプ装置２００に何れの故障も発生しておらず正常な揚水運転ができるタイミングに行われるとよい。より具体的には、給水装置２００は、外部端末６３や運転パネル６６に不図示の試験運転ボタンを設け、モータ３の初起動時（電源投入時）または再起動時（電源再投入時）等に、ユーザーによる試験運転ボタンの操作によって、試験運転モードへの切り替え並びに試験運転が実行されるとよい。また、試験運転モードは、ユーザーの操作等による任意のタイミングで中断できるとよい。

図５は、試験運転モードにおける動作フローチャートを示す図である。まず、ユーザーは、試験運転を開始する準備を行う。本実施例では、配管設備に対する影響を考慮して、バルブ７５を全閉にして、ポンプ５０の締切運転にて試験運転を行う。そのため、まず、ステップＳ１０１では、ユーザーは、ポンプ５０の吐出し側の流路を一旦開放した後にバルブ７５を全閉にする。また、ユーザーは、ポンプ装置２００の電源投入し、試験運転モードに切り替える等の準備を行う（図５のステップＳ１０１参照）。次に、ユーザーによる操作等をトリガとして、ポンプ装置２００の試験運転を開始する（図５のステップＳ１０２参照）。

制御装置２３は、モータ３の回転速度を所定の回転速度（例えば、定格回転速度）まで段階的に上昇させ、各段階における回転速度に対応する振動値（計測振動値）を取得する（図５のステップＳ１０３参照）。一実施形態では、制御装置２３は、インバータ２２の周波数を０Ｈｚから最大周波数（例えば、５０Ｈｚ）まで５Ｈｚの間隔で段階的（０Ｈｚ，５Ｈｚ，１０Ｈｚ，・・・・・４５Ｈｚ，５０Ｈｚ）に上昇させる。また、目標圧力を段階的に上昇させ、ポンプ５０の吐出し圧力が該目標圧力となるようにモータ３の回転速度を制御することで、モータ３の回転速度を段階的に上昇させてもよい。各段階における周波数では、周波数や吐出し圧力が安定するまで所定時間（例えば１０秒間程度）待機させた後の計測振動値を記憶部６０に記憶する。なお、制御装置２３もしくは外部端末に不図示の「記憶ボタン」を設ける等して、ユーザーによるボタン操作にて、各段階における計測振動値を記憶部６０に記憶してもよい。

図６は、記憶部６０における計測振動値を記憶する記憶テーブルの一例を示す図である。本実施形態では、記憶テーブルＴｂｌ１とＴｂｌ２、Ｔｂｌ３、Ｔｂｌ４は同じ配列構造をもつ記憶テーブルであり振動センサ毎の計測振動値を試験計測振動値として記憶する。つまり、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値は記憶テーブルＴｂｌ１、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値は記憶テーブルＴｂｌ２、インバータ側振動センサ３６の計測振動値は記憶テーブルＴｂｌ３、ポンプ側振動センサ５６の計測振動値は記憶テーブルＴｂｌ４に記憶する。記憶テーブルＴｂｌ１に示すように、記憶部６０には、回転速度に対応する振動の周波数帯域（例えば、ｆ１、ｆ２、ｆ３・・・）ごとの振動レベルを記憶するとよい。具体的には、制御装置２３は、各回転速度にて振動センサから送られた振動に対してフーリエ変換を実行して、複数の周波数帯域（例えば、ｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ＦＮ）ごとの振動レベルを計測振動値として、該当する周波数毎に記憶するとよい。

ここで、ポンプ５０の試験運転中に特定の回転速度において過剰な振動が発生した場合には、制御装置２３は、該回転速度時のポンプ装置２００の状態を記憶するとよい。具体的には、記憶部６０は、過剰な振動が発生した回転速度時のポンプ装置２００の状態を記憶する「振動異常領域」を有し、振動異常領域には、例えば、該回転速度、該回転速度時の吐出し圧力、該回転速度時の吐出し流量等のポンプ装置２００の状態のうち少なくともひとつを記憶するとよい。そして、制御装置２３は、ポンプ装置２００の自動運転における揚水運転時において、この過剰な振動が発生した「振動異常領域」の状態を回避するようにポンプ５０を制御してもよい。具体的には、制御装置２３は、振動異常領域に記憶された回転速度や吐出し流量を回避するようにモータ３の回転速度を制御したり、目標圧力が振動異常領域に記憶された吐出し圧力と同じとなるのを回避するようにポンプ５０を制御するとよい。そうすることで、特定の回転数または吐出し圧力における振動を抑制することができる。なお、制御装置２３は、所定のしきい値より大きな振動が発生した場合や、他の回転速度の振動値との差分が所定のしきい値より大きい場合に、特定の回転速度において過剰な振動が発生したと判断し、ポンプ装置２００の状態を振動異常領域に記憶するとよい。また、ポンプ５０の試験運転中に「振動異常領域」を記憶するのに加えて、または、代えて、ユーザーが「振動異常領域」を運転パネル６６や外部端末６３にて変更可能としてもよい。記憶部６０は、ひとつまたは複数の「振動異常領域」を有するとよい。

制御装置２３は、更に、試験運転の各段階における回転速度に対応する吐出し圧力を取得し、記憶テーブルＴｂｌ１、Ｔｂｌ２、Ｔｂｌ３、Ｔｂｌ４に記憶するとよい。そうすれば、制御装置２３は、吐出し圧力と振動値とを関連付けることができ、ポンプ５０に作用する流体の圧力に起因する振動を特定することができる。ポンプ装置２００が、例えば直結給水装置用のブースタポンプ等であって、吸込圧力が変動する場合は、記憶テーブルＴｂｌ１、Ｔｂｌ２、Ｔｂｌ３、Ｔｂｌ４には、更に各段階における回転速度に対応する吸込圧力を記憶してもよい。この場合、吐出し圧力から吸込圧力を差し引いた圧力値を記憶してもよい。

次に、図５のステップＳ１０３にて所定の回転速度まで計測振動値の測定が終了したら、ユーザーによる操作等をトリガとしてポンプ装置２００の試験運転モードを終了し、ポンプ装置２００の試験運転を終了する（図５のステップＳ１０４参照）。ステップＳ１０３にて記憶された記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４の計測振動値は、正常時におけるポンプ装置２００の振動値であるので、制御装置２３は、記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４の計測振動値に基づいてポンプ装置２００の異常振動を検出することができる。

このように、制御装置２３は、計測振動値を記憶部６０の記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４に記憶することで、ポンプ装置２００毎の個体差や設置環境等に応じて異常振動を検出することができる。

次に、ポンプ装置２００の運転中における異常振動の検出について説明する。異常振動は、例えば、ポンプ５０が自動運転にて揚水しているとき、すなわちモータ３が運転中に検出されるとよい。ここで、ポンプ装置２００の電動機組立体１００は、軸受２１、軸受２５に隣接して配置された第１モータ側振動センサ３１と、第２モータ側振動センサ３５と、インバータ部２０に配置されたインバータ側振動センサ３６とを備えており、各振動センサの異常振動の組み合わせにて電動機組立体１００の構成要素の異常振動の原因を特定することができる。以下の実施形態では、電動機組立体１００の異常を決定し、異常振動の原因を特定する方法について説明する。

制御装置２３は、自動運転もしくは手動運転でモータ３が運転中に、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６によって検出された振動を分析（フーリエ変換の実行）し、複数の周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３・・・）に対応する振動レベルを計測振動値の現在値として記憶部６０に記憶する。そして、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５およびインバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルのうち、少なくとも１つが所定のしきい値を超えた状態で所定の時間継続したときに振動異常として、制御装置２３は、電動機組立体１００に何らかの異常が発生していると判断する。

ここで、振動異常を検出するしきい値は基本的に振動レベルの値である。しきい値は、予め制御装置２３の記憶部６０に、ひとつまたは複数個記憶されてもよいし、制御装置２３は、外部通信部６４を介して外部端末６３のメモリ（図示しない）に格納されている初期値として読み込んでもよい。しきい値は、固定値でもよいし、ユーザーにより設定変更できる設定値でもよい。また、しきい値は試験運転時に記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４に記憶された計測振動値により算出されたり、補正されてもよい。

ここで、以下の説明にて使用する所定のしきい値について説明する。しきい値は、２段階のしきい値、すなわち、しきい値Ａ１，Ａ２，Ａ３（第１しきい値）と、しきい値Ａ１，Ａ２，Ａ３よりも大きなしきい値Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３（第２しきい値）とを含んでいる。しきい値Ａ１，Ｂ１は、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値との比較対象となる。しきい値Ａ２，Ｂ２は、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値との比較対象となる。しきい値Ａ３，Ｂ３は、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値との比較対象となる。

一実施形態では、しきい値Ａ１〜Ａ３のそれぞれは同じ値であってもよく、他の実施形態では、しきい値Ａ１〜Ａ３のそれぞれは異なる値であってもよい。同様に、しきい値Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれは同じ値であってもよく、他の実施形態では、しきい値Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれは異なる値であってもよい。しきい値は、ポンプ装置２００の運転や外部に及ぼす影響に基づいて決定されてもよい。例えば、軸受２１、軸受２５、軸受５５の少なくとも１つが破損しているときに発生する振動、騒音が発生してしまう振動、またはポンプ装置の構成部品の欠落および／またはねじのゆるみ等の機械的な要素によって発生してしまう振動等によりしきい値の値が異なってもよい。以下、しきい値Ａ１〜Ａ３を総称してしきい値Ａ（第１しきい値）と呼ぶことがあり、しきい値Ｂ１〜Ｂ３を総称してしきい値Ｂ（第２しきい値）と呼ぶことがある。

制御装置２３は、振動センサの計測振動値の現在値のうちの少なくとも１つがしきい値Ｂ以上の場合（第３状態）、警報を発報してモータ３の運転を停止する。振動センサの計測振動値の現在値のうちの少なくとも１つがしきい値Ａよりも大きい（第２状態）場合、制御装置２３は、異常振動を検出するとともに、計測振動値に基づいて異常振動の原因を特定する。そして、運転パネル６６や外部端末６３に警報を発報してモータ３の運転を継続する。また、振動センサの計測振動値の現在値の全てがしきい値Ａ以下（第１状態）の場合は、振動は正常な範囲内である。

ここで、制御装置２３は、図５にて説明した試験運転によって得られた記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ３の各計測振動値によって、ポンプ５０の回転速度もしくは吐出し圧力と、各振動センサに対応したしきい値Ａ，Ｂを算出する例を説明する。

例えば、制御装置２３は、記憶テーブルＴｂｌ１からＴｂｌ３の各計測振動値に所定の割合を示す数値（例えば、数パーセント）を加算または乗算してしきい値Ａ，Ｂを決定してもよい。また、ポンプ装置２００が推定末端圧力制御を行う場合には、流量（ポンプ５０の回転速度）が増加するほど目標圧力も高くなるため、ポンプ装置には振動が発生しやすくなる。したがって、ポンプ５０の回転速度が高くなるほど、記憶テーブルＴｂｌ１からＴｂｌ３の計測振動値に加算または乗算される上記数値を大きくしてもよい。もしくは、記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４の各計測振動値の平均値、最大値、又は、最小値等の何れかを代表値として算出し、該代表値に所定の値を加算もしくは乗算等することで、しきい値Ａ，Ｂを算出するとよい。

また、記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ３よりしきい値Ａ，Ｂを決定する方法の他の例として、記憶テーブルＴｂｌ１からＴｂｌ３の計測振動値と所定の基準振動値との差分である補正量（補正値）を算出し、算出された補正量に基づいて予め記憶部６０に記憶されている所定のしきい値Ａ，Ｂの初期値を補正してもよい。ここで、上述した基準振動値は、同一設計および同一機種の多数のポンプ装置を運転したときの代表性能値に相当し、記憶テーブルＴｂｌ１からＴｂｌ３と同じ配列を有する記憶テーブル（不図示）に計測振動値が記憶されているとよい。例えば、制御装置２３は、補正量を所定のしきい値Ａ，Ｂの初期値に加算または減算してしきい値を算出する。制御装置２３は、初期値から補正されたしきい値（補正しきい値）をしきい値Ａ，Ｂとして記憶部６０に格納する。

なお、しきい値Ａ，Ｂを算出するタイミングは、図５のステップＳ１０３が終了したタイミングでもよいし、ポンプ５０の運転開始でもよい。また、基準振動値やしきい値Ａ，Ｂの初期値が変更された際にもしきい値Ａ，Ｂは算出されるとよい。また、「振動異常領域」における記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４の計測振動値に代えて所定の初期値を用いるなどして、「振動異常領域」の計測振動値は除外されるしきい値Ａ，Ｂを算出してもよい。このように、記憶テーブルＴｂｌ１からＴｂｌ３の計測振動値を用いてしきい値Ａ，Ｂを決定することで、試験運転にて記憶した計測振動値に基づいてポンプ装置２００の異常振動を検出することができるので、ポンプ装置２００の設置環境や用途に応じた異常振動を検出することができる。

以下、異常振動を検出し、更に、電動機組立体１００の構成要素の異常振動の原因を特定する方法について説明する。

図７、図１０、図１３、および、図１６は、何らかの原因により異常振動が発生している場合における計測振動値を示す図である。図９、図１２、図１５、および、図１８は、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６の異常振動の検出の有無を示す図である。図７において、横軸は振動の周波数帯域［Ｈｚ］を示しており、縦軸は振動レベル［ｄＢ］を示している。なお、後述する図１０、図１３、および図１６においても、同様に、横軸は振動の周波数帯域［Ｈｚ］を示しており、縦軸は振動レベル［ｄＢ］を示している。図７、図１０、図１３、および図１６のそれぞれの（１）は、インバータ側振動センサ３６にて検出した計測振動値を示す図であり、図７、図１０、図１３、および図１６のそれぞれの（２）は、第１モータ側振動センサ３１にて検出した計測振動値を示す図であり、図７、図１０、図１３、および図１６のそれぞれの（３）は、第２モータ側振動センサ３５にて検出した計測振動値を示す図である。図８、図１１、図１４、および、図１７は、制御装置２３による電動機組立体１００の構成要素の異常振動の原因を特定するフローチャートを示し、電動機組立体１００の運転中に任意のタイミングにて繰り返し実行される。また、制御装置２３は、図８、図１１、図１４、および、図１７のフローチャートを、並列に処理するように実行し、同時に複数の異常振動の原因を検出できるとよい。

電動機組立体１００の構成要素の異常振動の第１原因の例として、駆動軸２に異常が発生している場合について図７、図８、および、図９を参照しつつ説明する。図７は、駆動軸２に異常が発生している場合における計測振動値を示す図である。回転する駆動軸２が曲がっていたり歪んだりした場合、駆動軸２を支持する軸受２１と軸受２５に概ね同じ周波数帯域で異常振動が発生していることが考えられる。したがって、この場合、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５は異常振動を同時に検出するが、駆動軸２と直接接していないインバータ側振動センサ３６は異常振動を検出しない（図９参照）。

具体的には、図８に示すように、制御装置２３は、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ１とを比較し（図８のステップＳ１５０参照）、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ１以下の場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ２とを比較する（図８のステップＳ１５２参照）。第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ２よりも大きい場合（ステップＳ１５２：ＹＥＳ）、制御装置２３は、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ３とを比較する（図８のステップＳ１５４参照）。第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ３よりも大きい場合（ステップＳ１５４：ＹＥＳ）、制御装置２３は、第１モータ側振動センサ３１、および第２モータ側振動センサ３５によってしきい値Ａより大きな振動が検出された周波数帯域が同じか否かを判断し（図８のステップＳ１５６参照）、当該周波数帯域が同じであると判断した場合（ステップＳ１５６：ＹＥＳ）、駆動軸２の異常が異常振動の原因であると判断（ステップＳ１５８）し、図８のフローチャートを終了する。また、ステップＳ１５６にて、しきい値Ａより大きな振動が発生した周波数帯域が異なる場合（ステップＳ１５６：ＮＯ）は、制御装置２３は異常振動の原因を特定することなく、図１７のフローチャートを終了する。

インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ１よりも大きい（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ２以下（ステップＳ１５２：ＮＯ）、または、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ３以下（ステップＳ１５４：ＮＯ）、の何れかの場合では、制御装置２３は異常振動の原因を特定することなく、図８のフローチャートを終了する。

図７に示すように、制御装置２３は、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値と第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値との振動レベルが概ね同じ周波数帯域（ここでは、ｆ３）においてしきい値Ａ以上であり、なお且つ、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の当該周波数帯域（ここでは、ｆ３）において振動レベルがしきい値Ａ以下の場合は、制御装置２３は、駆動軸２に異常が発生していると判断する。

電動機組立体１００の構成要素の異常振動の第２原因の例として、軸受２１、軸受２５のうちのいずれかに異常が発生している場合について図１０、図１１、および、図１２を参照しつつ説明する。図１０は、軸受２１に異常が発生している場合における計測振動値を示す図である。図１１は、制御装置２３による電動機組立体１００の構成要素の異常振動の原因を特定するフローチャートである。図１２は、図１０における第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６の異常振動の検出の有無を示す図である。

軸受２１、軸受２５のいずれかに異常（例えば、損傷）が発生している場合、異常が発生している軸受が特に大きく振動するため、該軸受のみの異常振動（特定の振動）が発生する。したがって、この場合、異常が発生している軸受に対応する振動センサのみが他の振動センサよりも先にしきい値Ａを超える振動を検出する（図１２）。

具体的には、図１１に示すように、制御装置２３は、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ１とを比較し（図１１のステップＳ１６０参照）、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ１以下の場合（ステップＳ１６０：ＮＯ）、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ２とを比較する（図１１のステップＳ１６２参照）。第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ２よりも大きい場合（ステップＳ１６２：ＹＥＳ）、制御装置２３は、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ３とを比較する（図１１のステップＳ１６４参照）。第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ３以下の場合（ステップＳ１６４：ＮＯ）、制御装置２３は、異常振動の原因が軸受２１であると判断（図１１のステップＳ１６８参照）して、図１１のフローチャートを終了する。

インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ１よりも大きい（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ２以下（ステップＳ１６２：ＮＯ）、または、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ３よりも大きい（ステップＳ１６４：ＹＥＳ）、の、何れかの場合は、制御装置２３は、異常振動の原因を特定せずに、フローチャートを終了する。

例えば、軸受２１が損傷し駆動軸２が軸受支持部４ａに接触すると、まずは、第１モータ側振動センサ３１は、一定の周波数帯域（ここではｆ２）で、他の振動センサに比べて大きな振動レベルを検出する。そのため、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の振動レベルの何れかが一定の周波数帯域（ここではｆ２）において特定のしきい値Ａ２を超え、なお且つ、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の振動レベルは何れの周波数帯域でもしきい値Ａ３を超えておらず、更に、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の振動レベルが何れの周波数帯域でもしきい値Ａ１を超えていない場合は、制御装置２３は、軸受２１に異常が発生したと判断することができる。

同様に、制御装置２３は、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の振動レベルの何れかがしきい値Ａ３を超え、なお且つ、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の振動レベルの何れもしきい値Ａ２を超えておらず、更に、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の振動レベルの何れもしきい値Ａ１を超えていない場合は、制御装置２３は、軸受２５に異常が発生していると判断できる。

電動機組立体１００の構成要素の異常振動の第３原因の例として、インバータ部２０に異常が発生している場合について図１３、図１４、および、図１５を参照しつつ説明する。図１３は、インバータ部２０の異常が原因の異常振動が発生している場合における計測振動値を示す図である。図１５は、図１３における第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６の異常振動の検出の有無を示す図である。

インバータ２２のインバータハウジング２４への固定の不安定および／またはインバータ２２を構成する素子の共振などの原因によりインバータ部２０に異常振動が発生していることが考えられる。この場合、まずは、インバータ側振動センサ３６の計測振動値は異常振動を検出し、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値のいずれも異常振動を検出しない（図１５参照）。

具体的には、図１４に示すように、制御装置２３は、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ１とを比較し（図１４のステップＳ１７０参照）、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ１よりも大きい場合（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ２とを比較する（図１４のステップＳ１７２参照）。第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ２以下の場合（ステップＳ１７２：ＮＯ）、制御装置２３は、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ３とを比較する（図１４のステップＳ１７４参照）。第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ３以下の場合（ステップＳ１７４：ＮＯ）、制御装置２３は、異常振動の原因がインバータ部２０であると判断（ステップＳ１７８）し、図１４のフローチャートを終了する。

インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ１以下（ステップＳ１７０：ＮＯ）、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ２よりも大きく（ステップＳ１７２：ＹＥＳ）、または、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ３よりも大きい（ステップＳ１７４：ＹＥＳ）、の何れかの場合には、制御装置２３は、異常振動の原因を特定せずに、図１４のフローチャートを終了する。

制御装置２３は、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の振動レベルの何れかが一定の周波数帯域（ここではｆ１）において特定のしきい値Ａ１を超え、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の振動レベルが何れの周波数帯域でもしきい値Ａ２を超えておらず、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の振動レベルが何れの周波数帯域でもしきい値Ａ３を超えていない場合、インバータ部２０が振動異常の原因であると判断する。

ここで、図１３に示すように、インバータ側振動センサ３６が異常振動を検出し、その他の第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５が異常振動を検出しない場合、制御装置２３は、しきい値Ａ１〜Ａ３のみに基づいて、インバータ部２０の異常の発生を決定するとよい。この場合、制御装置２３がインバータ部２０の異常の発生を決定した後に、警報を発報しつつ、電動機組立体１００の運転を継続するとよい。ポンプ装置２００が給水や排水用のポンプ装置等のライフラインとして用いられる場合もあり、過大な振動によってインバータ部２０の素子が脱落するなどのモータ３へ電力が供給できない異常が発生するまではポンプ５０の運転を継続することが好ましい。

電動機組立体１００の構成要素の異常振動の第４原因の例として、モータケーシング４およびインバータハウジング２４（電動機組立体１００の筐体）に異常が発生している場合について図１６、図１７、および、図１８を参照しつつ説明する。図１６は、電動機組立体１００の筐体に異常が発生している場合における計測振動値を示す図である。図１８は、図１６における第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６の異常振動の検出の有無を示す図である。

例えば、電動機組立体１００の据え付けの不安定などの原因により、電動機組立体１００の筐体に異常（例えば、騒音）が発生する場合、モータケーシング４およびインバータハウジング２４に異常振動が発生していることが考えられる。したがって、この場合、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６のいずれもが同時に異常振動を検出する（図１８参照）。

具体的には、図１７に示すように、制御装置２３は、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ１とを比較し（図１７のステップＳ１８０参照）、インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ１よりも大きい場合（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ２とを比較する（図１７のステップＳ１８２参照）。第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ２よりも大きい場合（ステップＳ１８２：ＹＥＳ）、制御装置２３は、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルとしきい値Ａ３とを比較する（図１７のステップＳ１８４参照）。第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ３よりも大きい場合（ステップＳ１８４：ＹＥＳ）、制御装置２３は、これらインバータ側振動センサ３６、第１モータ側振動センサ３１、および第２モータ側振動センサ３５によってしきい値Ａより大きな振動が検出された周波数帯域が同じか否かを判断し（図１７のステップＳ１８６参照）、これら振動が発生した周波数帯域が同じであると判断した場合（ステップＳ１８６：ＹＥＳ）、電動機組立体１００の筐体に異常が発生していると判断（ステップＳ１８８）し、図１７のフローチャートを終了する。また、ステップＳ１８６にて、しきい値Ａより大きな振動が発生した周波数帯域のうち、少なくともひとつが異なる場合（ステップＳ１８６：ＮＯ）は、制御装置２３は異常振動の原因を特定することなく、図１７のフローチャートを終了する。

インバータ側振動センサ３６の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ１以下（ステップＳ１８０：ＮＯ）、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ２以下（ステップＳ１８２：ＮＯ）、または、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値の現在値の振動レベルがしきい値Ａ３以下（ステップＳ１８４：ＮＯ）、の何れかの場合では、制御装置２３は異常振動の原因を特定することなく、図１７のフローチャートを終了する。

制御装置２３は、第１モータ側振動センサ３１の計測振動値、第２モータ側振動センサ３５の計測振動値、およびインバータ側振動センサ３６の計測振動値のいずれの振動レベルがしきい値Ａ１〜Ａ３を超えた場合、モータケーシング４およびインバータハウジング２４の全体、すなわち、電動機組立体１００の筐体に異常が発生していると判断する。電動機組立体１００の筐体に異常が発生する場合には、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６は、同じ周期（この例では、ｆ１、ｆ２、ｆ３）である一定の振れ幅以上の異常振動を検出する。

図１６に示すように、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６のいずれもが異常振動を検出する場合、制御装置２３は、しきい値Ａ１〜Ａ３のみに基づいて、電動機組立体１００の筐体の異常の発生を決定するとよい。制御装置２３は、電動機組立体１００の筐体の異常が発生した場合、警報を発報しつつ、電動機組立体１００の運転を継続する。これは、電動機組立体１００の筐体に異常が発生している場合には、電動機組立体１００自体が重大な影響を受ける可能性は低いので、運転を継続することが好ましい。

なお、ポンプ５０と電動機組立体１００の構成および／または設置環境等により、発生する異常とそれに対応する特定の計測振動値は異なる。したがって、それらに対応できるよう、単体あるいは複数の振動センサによる異常振動の検出の組み合わせは変更してもよい。また、上述した異常振動の第１原因から第４原因にて、しきい値Ａ，Ｂは同じ記号を用いて説明したが、第１原因から第４原因にて、それぞれ異なるしきい値を用いてもよい。

本実施形態によれば、複数の振動センサの異常振動を検出することで、制御装置２３は、異常振動の原因を特定することができる。したがって、作業者は、部品交換など、異常振動を解消するための対応を迅速に行うことができる。

なお、上述した方法にて一旦特定した異常振動の原因は、制御装置２３にて原因が除去されたと確認できるまで保持されてもよい。具体的には、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６の全てにおいて、運転中の計測振動値の現在値がしきい値Ａ以下となるまで、および／または、操作者によりリセット操作されるまで継続してもよい。また、これに限らず、異常振動の原因を特定する条件の全てを満たしている間のみ継続してもよい。なお、異常振動の原因を特定した際に、制御装置２３は、運転パネル６６、外部端末６３、および／または、入出力部６５にて報知してもよい。また、特定した振動の原因を記憶部６０に履歴として記憶してもよい。

上述した実施形態では、電動機組立体１００の異常振動の原因を特定する方法について説明したが、異常振動を判断する方法は、ポンプ側振動センサ５６が設けられたポンプ装置２００（図２参照）にも適用することができる。

上述した実施形態では、制御装置２３が電動機組立体１００の異常振動を判断する方法について説明したが、給水や排水設備用のようなライフラインとしてポンプ装置２００が用いられる場合は、ポンプ５０の運転を可能な限り継続することが好ましい。そこで、制御装置２３は、異常振動の検出によってモータ３の回転速度を変更する振動抑制運転（第１振動抑制運転、第２振動抑制運転）を実行する。以下の実施形態では、可能な限り、運転を継続することができる振動抑制運転を実行する方法について、図面を参照しつつ説明する。

図１９は、電動機組立体１００の運転状態の変化を示す状態還移図である。図１９の状態還移図は、制御装置２３の電源起動後に任意（例えば、数ｍｓｅｃ〜数１００ｍｓｅｃ）のタイミングにて、繰り返し実行されるとよい。また、図１９の状態還移図は、図８、図１１、図１４、および、図１７のフローチャートと並列に処理するように実行されるとよい。なお、図１９において、後述する図２０〜図２３と同じ処理については、同じ符号を付与し一部説明を省略する。

まず、図１９に示す電動機組立体１００の運転状態の変化について説明する。ポンプ装置２００が設置された後もしくはメンテナンス終了時の最初の電源起動時には、電動機組立体１００の運転状態は、Ｓ００の運転停止状態である。ここで、ユーザーの操作により必要に応じて試験運転モードＳ１０（図５参照）にて試験運転を行う場合は、図５のフローチャートを実行し、試験運転モードのＳ１０の終了（図５のステップＳ１０４参照）にて運転停止状態Ｓ００にもどる。運転停止状態Ｓ００から、ユーザーの手動操作等により、制御装置２３の初期化等の処理を行うＳＴＡＲＴ状態Ｓ０１になり、続いて、吐出し圧力が低下する等の自動操作もしくは手動操作等によって、電動機組立体１００の運転状態は、通常運転状態Ｓ３０へ移行する。ここで、ＳＴＡＲＴ状態Ｓ０１は省略してもよい。

通常運転状態Ｓ３０中は、制御装置２３はモータ３の回転速度Ｆを後述する通常回転速度Ｆ０に設定する。そして、第１振動抑制運転状態Ｓ４０中に並行して実行中の図２０のフローチャートにて計測振動値がしきい値Ｂ以上（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）となり運転停止（ステップＳ２０９）となると、電動機組立体１００の運転状態は、運転停止状態Ｓ００にもどる。通常運転状態Ｓ３０中に、電動機組立体１００の計測振動値がしきい値Ａよりも大きく、且つ、しきい値Ｂ未満となり異常発生フラグ＝１（ステップＳ２０６）となる異常振動が発生した場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、電動機組立体１００の運転状態は、第１振動抑制運転状態Ｓ４０に移行する。

第１振動抑制運転状態Ｓ４０中は、制御装置２３はモータ３の回転速度Ｆを後述する第１回転速度Ｆ１に設定する。そして、第１振動抑制運転状態Ｓ４０中に並行して実行中の図２０のフローチャートにて計測振動値がしきい値Ｂ以上（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）となり運転停止（ステップＳ２０９）となると、電動機組立体１００の運転状態は、運転停止状態Ｓ００にもどる。第１振動抑制運転状態Ｓ４０中に、第１振動抑制運転状態Ｓ４０が終了（ステップＳ４０６：ＹＥＳ）すると、電動機組立体１００の運転状態は、通常運転Ｓ３０にもどる。さらには、図２２のステップＳ４０８にて第１振動抑制運転状態Ｓ４０が所定回数連続的に実行された（ステップＳ４０８：ＹＥＳ）ら、電動機組立体１００の運転状態は、第１振動抑制運転状態Ｓ４０から第２振動抑制運転状態Ｓ５０に移行する。

第２振動抑制運転状態Ｓ５０中は、制御装置２３はモータ３の回転速度Ｆを後述する第２回転速度Ｆ２に設定する。そして、第２振動抑制運転状態Ｓ５０中に並行して実行中の図２０のフローチャートにて、計測振動値がしきい値Ｂ以上（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）となり運転停止（ステップＳ２０９）となると、電動機組立体１００の運転状態は、運転停止状態Ｓ００にもどる。また、第２振動抑制運転状態Ｓ５０中は、ユーザーによる警報リセット（Ｓ５０８：ＹＥＳ）をトリガとして、電動機組立体１００の運転状態を通常運転Ｓ３０に戻すことができる。

このように、制御装置２３は、第１振動抑制運転状態Ｓ４０と第２振動抑制運転状態Ｓ５０の２段階において振動を抑制する運転を実行することができるため、可能な限り、電動機組立体１００の運転を継続することができる。

ここで、通常運転状態Ｓ３０、第１振動抑制運転状態Ｓ４０並びに第２振動抑制運転状態Ｓ５０について、図２０、図２１、図２２、図２３のフローチャートを用いて詳細に説明する。図２０は、制御装置２３による電動機組立体の異常振動の検出フローチャートを示す。図２１は、制御装置２３による通常運転のフローチャートを示す。図２２は、制御装置２３による第１振動抑制運転のフローチャートを示す。図２３は、制御装置２３による第２振動抑制運転のフローチャートを示す。また、図１９の状態還移図における通常運転状態Ｓ３０では、図２０と図２１のフローチャートが並行して実行され、第１振動抑制運転状態Ｓ４０では、図２０と図２２のフローチャートが並行して実行され、第２振動抑制運転状態Ｓ５０では、図２０と図２３のフローチャートが並行して実行される。

電動機組立体１００の運転時における制御装置２３の動作について、図２０を参照して説明する。電動機組立体１００が自動運転中に、制御装置２３は、図２０のフローチャートを任意の周期（タイミング）で繰り返し実行する。

まず、制御装置２３は、電動機組立体１００が停止中である場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）は、詳細を後述する異常振動発生フラグ＝０（ステップＳ２１０）として、一旦、図２０のフローチャートを抜ける。制御装置２３は、電動機組立体１００が運転中である場合（ステップＳ２０１）、任意の周期（タイミング）で振動センサから送られる振動を取得する（ステップＳ２０２）。その後、制御装置２３は、振動センサから送られた振動を分析（フーリエ変換の実行）して複数の振動の周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３・・・ｆｎ）に対応する振動値（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３・・・Ｖｎ）を計測振動値として取得する（ステップＳ２０３）。

制御装置２３は、振動の周波数帯域ごとの計測振動値と、しきい値Ａおよびしきい値Ｂとを比較（ステップＳ２０４）し、比較した計測振動値のうち、少なくともひとつがしきい値Ａよりも大きく、かつしきい値Ｂよりも小さい場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、電動機組立体１００（モータ部１０およびインバータ部２０の少なくとも１つ）に異常振動が発生しているとして、異常振動発生フラグを値１にセットする（ステップＳ２０６）。このとき、制御装置２３は、上述した図８、図１１、図１４、および、図１７のフローチャートを実行し、電動機組立体１００の構成要素の異常振動の原因を特定してもよい。異常振動発生フラグは、しきい値Ａ＜計測振動値＜しきい値Ｂにて値１にセットされるフラグであり、制御装置２３の電源起動時、モータ３停止時、および、しきい値Ａ≧計測振動値等のタイミングにて値０に初期化される。

図２０のステップＳ２０５が「ＮＯ」の場合、制御装置２３は、振動の周波数帯域ごとの計測振動値と、しきい値Ｂとを比較する（ステップＳ２０７）。制御装置２３は、比較した計測振動値のうちの少なくともひとつがしきい値Ｂ以上の場合（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、電動機組立体１００の運転を停止する（ステップＳ２０９）。この場合、制御装置２３は、モータ３の停止と同時にエラー情報を外部に出力、すなわち、運転パネル６６および外部端末６３にて警報を発報するとよい。その後、制御装置２３は、異常振動発生フラグをクリアする（ステップＳ２１０）。

比較した計測振動値の全てがしきい値Ｂ未満の場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、制御装置２３は、全ての計測振動値が正常値内（計測振動値≦しきい値Ａ）であると判断して、異常振動発生フラグを値０に初期化する（ステップＳ２１０）。

次に、図２１にて通常運転状態Ｓ３０について説明する。図１９の状態還移図のＳＴＡＲＴ状態Ｓ０１から通常運転状態Ｓ３０へ移行したタイミングにて、制御装置２３は、図２１のフローチャートを開始する。ここで、ポンプ装置２００における通常運転時とは、規定点でポンプ５０が揚水運転を行っている状態をいう。通常運転状態Ｓ３０では、図２１のステップＳ３０１に示すように、制御装置２３は、モータ３の回転速度Ｆを任意の回転速度である通常回転速度Ｆ０に決定し、モータ３を通常回転速度Ｆ０で駆動する。この通常回転速度Ｆ０は、電動機組立体１００の通常運転時におけるモータ３の回転速度（通常回転速度）である。一実施形態では、通常回転速度Ｆ０はポンプ５０の性能曲線図に示された規定揚程と規定吐出し量との交点である規定点における回転速度である。

なお、通常運転状態Ｓ３０にて、制御装置２３によるポンプ５０の通常回転速度Ｆ０の制御方法の例としては、ポンプ５０の吐出し圧力の目標圧力を所定の設定圧力とするようにポンプ５０の回転速度を制御する吐出し圧力一定制御、給水先の末端の圧力が所定の設定圧力となるようにポンプ５０の回転速度を制御する推定末端圧力一定制御、不図示の電流センサの値が所定の値となるようにポンプ５０の回転速度を制御する電流一定制御、流量センサ７２の流量が所定の値となるようにポンプ５０の回転速度を制御する流量一定制御、電動機３の回転速度が所定の値となるようにポンプ５０の回転速度を制御する回転数一定制御等が挙げられる。

次に、ステップＳ３０２にて異常振動発生フラグが値１か否かを判断する。異常振動発生フラグが図２０のステップＳ２０６にて値１にセットされていたら（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、図２２の第１振動抑制運転に移行（ステップＳ４０）し、異常振動発生フラグが値０（ステップＳ３０２：ＮＯ）であれば、ステップＳ３０１に戻り通常運転状態ステップＳ３０を継続する。

図２２にて第１振動抑制運転状態Ｓ４０について説明する。図２２の第１振動抑制運転では、モータ３の回転速度Ｆを通常回転速度Ｆ０とは異なる第１回転速度Ｆ１にて運転する。第１回転速度Ｆ１の値は任意の値であってもよい。一実施形態では、第１回転速度Ｆ１の値は、通常回転速度Ｆ０の値に任意の値を加算、減算、または乗算した値であってもよい。他の実施形態では、第１回転速度Ｆ１の値は、第１回転速度Ｆ１でのモータ３の駆動回数を示す第１駆動回数ＣＮ１に応じて変化してもよい。また、ポンプ５０の試験運転Ｓ１０で「振動異常領域」を記憶していれば、この「振動異常領域」を回避するように目標圧力や第１回転速度Ｆ１を設定してもよいし、回転速度ごとの基準振動値が記憶部６０に記憶されていれば基準振動値の大きい回転速度を回避するように第１回転速度Ｆ１を設定してもよい。

まず、通常運転状態Ｓ３０から第１振動抑制運転状態Ｓ４０に移行したら、図２２のステップＳ４０１に示すように、制御装置２３は、第１駆動回数ＣＮ１のカウント数を確認し、このカウント数が存在する場合、駆動回数ＣＮ１のカウント数をクリアする。次に、制御装置２３は、モータ３の回転速度Ｆを第１回転速度Ｆ１に決定し（図２２のステップＳ４０２参照）、モータ３を第１回転速度Ｆ１で所定の時間Ｔ１０（ステップＳ４０３：ＮＯ）の間運転した後（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）に、モータ３の回転速度Ｆを再び通常回転速度Ｆ０に変更する（ステップＳ４０４参照）。

その後、制御装置２３は、モータ３を通常回転速度Ｆ０で所定の時間Ｔ１１（ステップＳ４０５：ＮＯ）の間運転した後（図２２のステップＳ４０５：ＹＥＳ）、異常振動発生フラグが値１か否かを判断（ステップＳ４０６）する。ここで、時間Ｔ１０，Ｔ１１は同じであってもよく、異なっていてもよい。

異常振動発生フラグが図２０のステップＳ２０６にて値１にセットされていたら（ステップＳ４０６：ＹＥＳ参照）、制御装置２３は、第１駆動回数ＣＮ１に１を加算する（ステップＳ４０７）。第１駆動回数ＣＮ１のカウント数は制御装置２３の記憶部６０に格納される。制御装置２３は、第１駆動回数ＣＮ１が所定の回数よりも大きい場合（図２２のステップＳ４０８の「ＹＥＳ」参照）、すなわち、第１振動抑制運転が連続的に所定回数、実行された場合、制御装置２３は、図２３の第２振動抑制運転状態Ｓ５０へと移行（図２２のステップＳ５０参照）する。

ここで、図２２のステップＳ４０６にて、異常振動発生フラグが値０の場合（図２０のステップＳ２０６にて値１にセットされていない場合）ステップＳ４０６はＮＯとなり、図２１の通常運転状態Ｓ３０へ移行（ステップＳ３０）する。

図２３にて第２振動抑制運転状態Ｓ５０について説明する。図２３の第２振動抑制運転状態Ｓ５０では、モータ３の回転速度Ｆを通常回転速度Ｆ０、第１回転速度Ｆ１とは異なる第２回転速度Ｆ２に変更して運転する。第２回転速度Ｆ２の値は任意の値であってもよい。一実施形態では、第２回転速度Ｆ２の値は、通常回転速度Ｆ０の値または第１回転速度Ｆ１の値に任意の値を加算、減算、または乗算した値であってもよい。他の実施形態では、第２回転速度Ｆ２の値は、第２回転速度Ｆ２でのモータ３の駆動回数を示す第２駆動回数ＣＮ２に応じて変化してもよい。また、第１回転速度Ｆ１と同様にポンプ５０の試験運転Ｓ１０中の振動や基準振動値に基づいて第２回転速度Ｆ２を設定してもよい。

図２３のステップＳ５０１に示すように、制御装置２３は、モータ３の回転速度Ｆを任意の第２回転速度Ｆ２に決定し、モータ３を第２回転速度Ｆ２で所定の時間Ｔ２０（ステップＳ５０２：ＮＯ）の間、運転した後（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）、異常振動発生フラグの値が１か否かを判断する。

制御装置２３は、異常振動発生フラグの値が１（図２０のステップＳ２０６にて値１にセット）の場合（ステップＳ５０３：ＹＥＳ）、第２駆動回数ＣＮ２に１を加算する（ステップＳ５０４）。第２駆動回数ＣＮ２のカウント数は制御装置２３の記憶部６０に格納される。

制御装置２３は、第２駆動回数ＣＮ２が所定の回数よりも大きい場合（ステップＳ５０６：ＹＥＳ）、すなわち、第２振動抑制運転が連続的に所定回数、実行された場合、エラー情報を外部に出力、すなわち、警報を発報する（ステップＳ５０７）。その後、制御装置２３は、警報がリセットされるまでの間（ステップＳ５０８：ＮＯ）、モータ３の回転速度Ｆを第２回転速度Ｆ２に決定した状態で電動機組立体１００を運転する（ステップＳ５０８）。警報がリセットされた場合（ステップＳ５０８：ＹＥＳ）、制御装置２３は、電動機組立体１００の運転を図２１の通常運転状態Ｓ３０に戻す。

ここで、ステップＳ５０３に説明を戻す。ステップＳ５０３にて異常振動発生フラグの値が０の場合（図２３のステップＳ５０３の「ＮＯ」参照）は、第２駆動回数ＣＮ２のカウント数をクリア（ステップＳ５０５）し、再び図２３のステップＳ５０１を実行する。ステップＳ５０３がＮＯとなった要因は、モータ３の回転速度Ｆを第２回転速度Ｆ２に変更したことで異常振動が抑えられた、と考えることができる。よって、ステップＳ５０３でＮＯとなっても、モータ３の回転速度Ｆを第２回転速度Ｆ２のままポンプ５０の運転を継続することで、モータ３の回転速度Ｆを通常回転速度Ｆ０や第１回転速度Ｆ１に戻すよりも確実に給水を継続できる。また、制御装置２３は、第２駆動回数ＣＮ２が所定の回数以下の場合（ステップＳ５０６：ＮＯ）は、再び図２３のステップＳ５０１を実行し、警報の発報を回避する。

このように、第１振動抑制運転、第２振動抑制運転を実行することで、計測振動値がしきい値Ｂ以上となりポンプ５０が振動異常で停止することを回避することができる。

以上、上述した実施形態では、電動機組立体１００に異常振動が発生した場合における振動抑制運転について説明したが、制御装置２３は、ポンプ５０に異常振動が発生した場合であっても、振動抑制運転を実行することができる。

（実施例２）
上述した実施例１では、ポンプ５０の吐出し側のバルブ７５を全閉した状態での試験運転について説明したが、以下の実施形態では、バルブ７５を開いた状態でのポンプ５０の運転時における試験運転について説明する。なお、以下の実施形態において、上述した実施形態と同様の方法並びに構成については、その説明を省略することがある。

本実施形態では、制御装置２３は、ポンプ５０が最高効率点もしくは規定点で運転されるように、バルブ７５が開かれた状態でモータ３の回転速度を段階的に上昇させる。このとき、流量センサ７２によって検出された流量に基づいて、各段階における回転速度に対応する流量値（計測流量値）を取得してもよい。

図５にて、本実施形態の試験運転モードにおける動作フローチャートを説明する。まず、ユーザーは、試験運転を開始する準備を行う。本実施例では、まず、ステップＳ１０１では、ユーザーは、ポンプ５０が最高効率点もしくは規定点で運転されるようにバルブ７５の開度を調整する。また、ユーザーは、ポンプ装置２００の電源投入し、試験運転モードに切り替える等の準備を行う（図５のステップＳ１０１参照）。次に、ユーザーによる操作等をトリガとして、ポンプ装置２００の試験運転を開始する（図５のステップＳ１０２参照）。

制御装置２３は、モータ３の回転速度を所定の回転速度（例えば、定格回転速度）まで段階的に上昇させ、各段階における回転速度に対応する振動値（計測振動値）を取得する（図５のステップＳ１０３参照）。一実施形態では、制御装置２３は、インバータ２２の周波数を０Ｈｚから最大周波数（例えば、５０Ｈｚ）まで５Ｈｚの間隔で段階的（０Ｈｚ，５Ｈｚ，１０Ｈｚ，・・・・・４５Ｈｚ，５０Ｈｚ）に上昇させる。また、目標圧力を段階的に上昇させ、ポンプ５０の吐出し圧力が該目標圧力となるようにモータ３の回転速度を制御することで、モータ３の回転速度を段階的に上昇させてもよい。各段階における周波数では、周波数や吐出し圧力が安定するまで所定時間（例えば１０秒間程度）待機させた後の計測振動値を記憶部６０に記憶する。

本実施形態でも図６に示す記憶テーブルＴｂｌ１、Ｔｂｌ２、Ｔｂｌ３、および、Ｔｂｌ４に振動センサ毎の計測振動値を記憶するとよい。

また、ポンプ５０の試験運転中に特定の回転速度において過剰な振動が発生した場合には、制御装置２３は、実施形態１と同様に該回転速度、該回転速度時の吐出し流量、および、該回転速度時の吐出し圧力の少なくともひとつを「振動異常領域」として記憶部６０にて記憶するとよい。

制御装置２３は、更に、各段階における回転速度に対応する吐出し圧力、吐出し流量を取得し記憶するとよい。そうすれば、制御装置２３は、吐出し圧力および吐出し流量と振動値とを関連付けることができ、ポンプ５０に作用する流量に起因する振動を特定することができる。ポンプ装置２００が、例えば直結給水装置用のブースタポンプ等であって、吸込圧力が変動する場合は、記憶テーブルＴｂｌ１、Ｔｂｌ２、Ｔｂｌ３、Ｔｂｌ４には、更に各段階における回転速度に対応する吸込圧力を記憶してもよい。この場合、吐出し圧力から吸込圧力を差し引いた圧力値を記憶してもよい。

次に、図５のステップＳ１０３にて所定の回転速度まで計測振動値の測定が終了したら、ユーザーによる操作等をトリガとしてポンプ装置２００の試験運転モードを終了し、ポンプ装置２００の試験運転を終了する（図５のステップＳ１０４参照）。ステップＳ１０３にて記憶された記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４の計測振動値は、正常時におけるポンプ装置の振動値であるので、制御装置２３は、記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４の計測振動値に基づいてポンプ装置２００の異常振動を検出することができる。

ポンプ５０の吐出し流量は回転速度に比例するため、制御装置２３は、ポンプ５０の吐出し流量と振動値とを関連付けることができ、結果として、ポンプ装置２００によって移送される流体の流量に起因する計測振動値を得ることができる。

制御装置２３は実施例１と同様に計測振動値に基づいて振動異常を検出するとよい。また、ポンプ装置２００によって移送される流体の流量が増加するほど、ポンプ装置２００に発生する振動が大きくなる可能性があるため、流体の流量が高くなるほど、記憶テーブルＴｂ１１からＴｂ１３の計測振動値に加算または乗算される数値（記憶テーブルＴｂｌ１からＴｂｌ３の各計測振動値に所定の割合を示す数値）を大きくしてもよい。

本実施形態によれば、制御装置２３は、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６、ポンプ側振動センサ５６の少なくとも１つの計測振動値と、上述した手段と同様の手段によって得られたしきい値とを比較して、ポンプ装置２００の構成要素の異常振動の発生をより正確に決定することができる。

上述した実施形態では、ポンプ装置２００の異常振動の基準となるしきい値を補正する方法について説明したが、しきい値の補正方法は、電動機組立体１００（図１参照）に対しても適用することができる。

（変形例）
また、上述した実施例１、実施例２では、計測振動値の記憶テーブルＴｂ１１〜Ｔｂｌ４への記憶は、制御装置２３の試験運転モードにて実行したが、これに代えて、ポンプ５０の手動運転にて計測振動値を記憶してもよい。本変形例のポンプ装置２００の運転パネル６６の一例を図２４に示す。運転パネル６６は、記憶部６０の各種情報を表示する複数桁の（ここでは４桁）７セグメントＬＥＤ６６０、７セグメントＬＥＤ６６０の表示内容を切り替える表示切替ボタン６６１、ユーザーの設定変更を確定する設定ボタン６６２、７セグメントＬＥＤ６６０の値や表示項目を加算するアップボタン６６３、７セグメントＬＥＤ６６０の値や表示項目を減算するダウンボタン６６４、ポンプ５０の手動運転を選択する手動運転ボタン６６５、ポンプ５０の自動運転を選択する自動運転ボタン６６６、および、ポンプ５０の運転可不可を選択する運転選択スイッチ６６７を有する。なお、運転パネル６６は、後述する各機能が満たされれば、タッチパネル式の液晶表示等にて構成されてもよい。

運転パネル６６は、ユーザーの手動運転によるポンプ５０の回転速度を入力可能な手段を有し、手動運転によってインバータ２２の周波数を０Ｈｚから最大周波数（例えば、５０Ｈｚ）までの間で任意に設定することができる。具体的には、手動運転ボタン６６５、を押下して手動運転を選択し、運転選択スイッチ６６７を運転可にした状態で、アップボタン６６３またはダウンボタン６６４にて７セグメントＬＥＤ６６０に表示されたポンプ５０の回転速度を加算または減算することで、ユーザーはポンプ５０の回転速度を任意に設定することができる。

また、運転パネル６６や外部端末６３は、ポンプ５０の回転速度と計測振動値の現在値を表示するとよい。具体的には、ユーザーが表示切替ボタン６６１を押下することで７セグメントＬＥＤ６６０にポンプ５０の回転速度と計測振動値の現在値を表示する。さらには、運転パネル６６は、計測振動値を入力し、入力された計測振動値を記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４に設定する設定手段を有する。具体的には、表示切替ボタン６６１にて入力する計測振動値を選択し７セグメントＬＥＤ６６０に表示し、アップボタン６６３またはダウンボタン６６４にて設定する計測振動値の値を入力し、設定ボタンを押下することで、ユーザーは、入力した計測振動値の値を記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４に設定することができるとよい。

本変形例では、図５のステップＳ１０１の準備の後に、ユーザーは、ステップＳ１０２でポンプ装置２００の手動運転を開始し、ステップＳ１０３でモータ３の回転速度を所定の回転速度（例えば、定格回転速度）まで段階的に上昇させ、且つ、ユーザーは各段階における回転速度に対応する振動値（計測振動値）を取得する。

一実施形態では、ユーザーは、手動運転によってインバータ２２の周波数を０Ｈｚから最大周波数（例えば、５０Ｈｚ）まで５Ｈｚの間隔で段階的（０Ｈｚ，５Ｈｚ，１０Ｈｚ，・・・・・４５Ｈｚ，５０Ｈｚ）に上昇させる。そして、ユーザーは、各段階における周波数の計測振動値を運転パネル６６や外部端末６３より視認し、該計測振動値を図６に示す記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４に記憶する。具体的には、制御装置２３もしくは外部端末６３に不図示の「記憶ボタン」を設け、ユーザーが該「記憶ボタン」を操作すると計測振動値が記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４に記憶されてもよいし、ユーザーは、７セグメントＬＥＤ６６０に段階毎の計測振動値を表示し、表示された計測振動値を紙媒体や記憶メディア等に記録し、記録した計測振動値を運転パネル６６や外部端末から入力して記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４に設定してもよい。また、外部端末６３の記憶部（不図示）に各段階における計測振動値を記憶し、外部端末６３に記憶した計測振動値を制御装置２３に通信等にて書き込みしてもよい。

次に、図５のステップＳ１０３にて所定の回転速度まで計測振動値の測定が終了したら、ユーザーは、ポンプを停止して、手動運転によるポンプ装置２００の試験運転を終了する（図５のステップＳ１０４参照）。なお、ポンプ装置２００の試験運転を終了した後に、ユーザーは、Ｓ１０３にて取得した記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４の計測振動値を記憶してもよい。

本変形例によっても、制御装置２３は、第１モータ側振動センサ３１、第２モータ側振動センサ３５、インバータ側振動センサ３６、ポンプ側振動センサ５６の少なくとも１つの計測振動値と、記憶テーブルＴｂｌ１〜Ｔｂｌ４より得られたしきい値と、を上述した実施例と同様の手段によって比較して、ポンプ装置２００の構成要素の異常振動の発生をより正確に決定することができる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

２ 駆動軸
３ モータ（電動機）
４ モータケーシング
４ａ 軸受支持部
４ｂ 軸受支持部
８ 冷却ファン
１０ モータ部
１９ 封水部
２０ インバータ部
２１，２５ 軸受
２２ インバータ
２２ａ 貫通孔
２３ 制御装置
２４ インバータハウジング
３１ 第１モータ側振動センサ
３５ 第２モータ側振動センサ
３６ インバータ側振動センサ
５０ ポンプ
５１ カップリング
５２ 回転軸
５３ 羽根車
５４ ポンプケーシング
５４ａ 軸受支持部
５５ 軸受
５６ ポンプ側振動センサ
６０ 記憶部
６１ 演算部
６２ タイマー
６３ 外部端末
６４ 外部通信部
６５ 入出力部
６６ 運転パネル
７０ 流入管
７１ 吐出管
７２ 流量センサ（流量検出器）
７３，７４ 圧力センサ（圧力検出器）
７５ バルブ
１００ 電動機組立体
２００ ポンプ装置
２１０ ポンプ設備

Claims (15)

1. モータと、
   前記モータの可変速手段であるインバータと、
   前記モータを制御する制御装置と、
   を、備えた電動機組立体であって、
   前記電動機組立体は、
   前記モータの反負荷側に配置され、前記モータの駆動軸を回転自在に支持する第１軸受と、
   前記モータの負荷側に配置され、前記駆動軸を回転自在に支持する第２軸受と、
   を、有し、
   前記第１軸受の振動を検出する第１モータ側振動センサと、
   前記第２軸受の振動を検出する第２モータ側振動センサと、
   前記インバータの振動を検出するインバータ側振動センサと、
   を、備えており、
   前記制御装置は、
   前記第１モータ側振動センサ、前記第２モータ側振動センサ、および、前記インバータ側振動センサにて検出した各値に基づいて異常振動を検出する、ことを特徴とする電動機組立体。
2. 前記制御装置は、
   前記第１モータ側振動センサ、前記第２モータ側振動センサ、および、前記インバータ側振動センサにて検出した各値の周波数帯域ごとの振動レベルを算出して計測振動値として記憶部に記憶し、
   前記振動レベルのうちの少なくともひとつと比較する少なくともひとつの所定のしきい値を有し、
   前記計測振動値の振動レベルが前記しきい値以下の状態を第１状態、前記計測振動値の振動レベルが前記しきい値より大きい状態を第２状態、とし、
   前記制御装置は、
   少なくともひとつの前記振動レベルが前記第２状態であるときに異常振動を検出するとともに、前記計測振動値に基づいて異常振動の原因を特定することを特徴とする請求項１に記載の電動機組立体。
3. 前記インバータ側振動センサが前記第１状態、前記第１モータ側振動センサが前記第２状態、および、前記第２モータ側振動センサが前記第２状態であり、更に、前記第１モータ側振動センサおよび前記第２モータ側振動センサによって検出された異常振動における前記周波数帯域が同じである場合、前記駆動軸に異常が発生していると判断することを特徴とする請求項２に記載の電動機組立体。
4. 前記制御装置は、
   前記インバータ側振動センサが前記第１状態、前記第１モータ側振動センサが前記第２状態、および、前記第２モータ側振動センサが前記第１状態である場合には、前記第１軸受に異常が発生していると判断し、
   前記インバータ側振動センサが前記第１状態、前記第１モータ側振動センサが前記第１状態、および、前記第２モータ側振動センサが前記第２状態である場合には、前記第２軸受に異常が発生していると判断することを特徴とする請求項２または３に記載の電動機組立体。
5. 前記制御装置は、前記インバータ側振動センサが前記第２状態、前記第１モータ側振動センサが前記第１状態、前記第２モータ側振動センサが前記第１状態である場合には、前記インバータを備えるインバータ部に異常が発生していると判断することを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の電動機組立体。
6. 前記制御装置は、前記インバータ側振動センサが前記第２状態であり、前記第１モータ側振動センサが前記第２状態であり、および、前記第２モータ側振動センサが前記第２状態である場合には、前記電動機組立体の筐体に異常が発生していると判断することを特徴とする請求項２から５の何れか１項に記載の電動機組立体。
7. 前記制御装置は、
   前記インバータ側振動センサが前記第２状態であり、前記第１モータ側振動センサが前記第１状態であり、および、前記第２モータ側振動センサが前記第１状態である場合、警報を発報しつつ、前記モータの運転を継続することを特徴とする請求項２から６の何れか１項に記載の電動機組立体。
8. 前記記憶部は、前記モータの回転速度を所定の回転速度まで段階的に上昇させた各段階における前記計測振動値を記憶する記憶テーブルを有し、
   前記制御装置は、
   試験運転にて前記モータの回転速度を所定の回転速度まで段階的に上昇した各段階における前記計測振動値を試験計測振動値として記憶テーブルに記憶し、
   前記試験計測振動値に所定の割合を示す数値を加算または乗算して前記しきい値を決定し、または、
   前記試験計測振動値の平均値、最大値、または最小値の何れかを代表値として算出し、該代表値に所定の値を加算または乗算して前記しきい値を決定し、または、
   前記試験計測振動値と所定の基準振動値との差分である補正量を算出し、算出された補正量に基づいて前記しきい値を決定することを特徴とする請求項２から７の何れか１項に記載の電動機組立体。
9. 前記しきい値は、第１しきい値と、該第１しきい値よりも大きな第２しきい値とを含んでおり、
   前記制御装置は、
   前記第１モータ側振動センサ、前記第２モータ側振動センサ、および、前記インバータ側振動センサの計測振動値のうちの少なくともひとつが前記第２しきい値以上の場合、前記モータの運転を停止することを特徴とする請求項２から８の何れか１項に記載の電動機組立体。
10. 前記電動機組立体は、
    前記モータを収容し、前記第１軸受を支持する第１軸受支持部および前記第２軸受を支持する第２軸受支持部を有するモータケーシングと、
    前記インバータを収容するインバータハウジングと、を備えており、
    前記第１モータ側振動センサは、前記第１軸受支持部に取り付けられており、
    前記第２モータ側振動センサは、前記第２軸受支持部に取り付けられており、
    前記インバータ側振動センサは、前記インバータまたは前記インバータハウジングの内面に取り付けられていることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の電動機組立体。
11. 前記駆動軸は、前記インバータの貫通孔を貫通していることを特徴とする請求項１０に記載の電動機組立体。
12. 前記制御装置は、前記異常振動の検出によって前記モータの回転速度を変更する振動抑制運転を実行することを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載の電動機組立体。
13. 請求項１から１２の何れか１項に記載の前記電動機組立体によって駆動されるポンプを備えたことを特徴とするポンプ装置。
14. モータと、該モータの可変速手段であるインバータとを備える電動機組立体の異常振動を特定する方法であって、
    前記モータの駆動軸を回転自在に支持する第１軸受の振動を検出する第１モータ側振動センサ、該第１軸受と対象位置に設けられ、該駆動軸を回転自在に支持する第２軸受の振動を検出する第２モータ側振動センサ、および、前記インバータの振動を検出するインバータ側振動センサにて検出した各値に基づいて異常振動を特定することを特徴とする異常振動の特定方法。
15. 前記第１モータ側振動センサ、前記第２モータ側振動センサ、および、前記インバータ側振動センサにて検出した各値の周波数帯域ごとの振動レベルを算出して計測振動値とし、
    前記計測振動値の振動レベルが該振動レベルのうちの少なくともひとつと比較する少なくともひとつの所定のしきい値以下の状態を第１状態、前記計測振動値の振動レベルが前記しきい値より大きい状態を第２状態、とし、
    少なくともひとつの前記振動レベルが前記第２状態であるときに異常振動を特定するとともに、前記計測振動値に基づいて異常振動の原因を特定することを特徴とする請求項１４に記載の方法。

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