JPH0449067B2 - - Google Patents

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JPH0449067B2
JPH0449067B2 JP61251345A JP25134586A JPH0449067B2 JP H0449067 B2 JPH0449067 B2 JP H0449067B2 JP 61251345 A JP61251345 A JP 61251345A JP 25134586 A JP25134586 A JP 25134586A JP H0449067 B2 JPH0449067 B2 JP H0449067B2
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JP
Japan
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commutator
commutator segments
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lower limit
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP61251345A
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English (en)
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JPS63103981A (ja
Inventor
Masanori Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は、直流電動機や直流発電機等の回転子
巻線の断線又は層間絶縁低下を誤認することなく
診断する直流回転機の巻線診断解析装置に関す
る。 従来の技術 直流電動機、直流発電機等の直流回転機におけ
る回転子の巻線の絶縁不良、断線等の異常を診断
する際には、隣設された2つの整流子セグメント
に各々接触子を接触させ直流回転機運転中に回転
機の電源と運動を利用して前記接触子から電気信
号を取り出し分析して診断する技術が用いられて
いる。 この種の診断装置の1例として特開昭60−9346
号公報記載のものを第3図によつて説明する。 直流電動機2はメインスイツチ4を入れること
により図示していない交流電源からの電源をコン
バータ6によつて直流電圧に変換し、ブラシ8を
介して直流電動機2の整流子セグメント群に送る
ことにより運転される。この定常運転において、
接触子10を整流子セグメント12に当接させる
と、整流子セグメント12が1回転する間に隣接
する整流子セグメント12間の電圧信号が順番に
かつ自動的に信号処理装置14に入力される。す
なわち、この電圧信号は増幅機16によつて増幅
されて信号処理器18、記憶演算分析装置20に
入力される。この信号処理器18において、電圧
信号は診断のため演算処理されて表示装置22に
送られ、その電圧波形が表示される。 整流子セグメント12の回転を数回繰り返すこ
とによつて波形データが表示装置22に得られ
る。また記憶演算分析装置20においては、電圧
波形を演算解析し診断し、異常時警報装置24に
て警報する。 また、ロギングデータは随時プリンタ26にて
出力される。検出表示された電圧波形及び波形分
析データの規則性の有無や変化状況からライザの
断線の有無や整流子セグメント12の短絡の有無
と個数が診断できる。また検出電圧と電機子の回
転角度すなわち角度位置を対応づけることによつ
て巻線抵抗の異常箇所を特定することもできる。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述した装置においては接触子
の接触不良や振動などにより発生する電気信号の
ノイズを補正する機能を持たないために誤診を行
なう可能性があり、自動判定することができない
という問題があつた。 本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的とするところは、接触子の接触不
良や振動等によつて発生する電気信号のノイズを
除去する機能を備え誤診することなく自動判定で
きる直流回転機の巻線診断解析装置を提供するこ
とにある。 問題点を解決するための手段 本発明は、定常回転中の直流回転機の整流子セ
グメント間電圧を測定し回転子の巻線を診断する
装置において、基準点とする整流子セグメントが
所定位置に位置したときに基準点検出信号を検出
する基準点検出部と、隣設された1組の整流子セ
グメント間の電圧信号υiを検出する1対の接触子
と、前記基準点検出信号を受けたときから前記電
圧信号υiを1組の整流子セグメント間毎に少なく
とも3回以上サンプリングし、υi<0のデータは
υiを0とした後、一組の整流子セグメント間毎の
υiの平均値を算出し、次いで一組の整流子セグ
メント間の電圧信号υiのに対する比υi/がノ
イズ判定下限基準値とノイズ判定上限基準値の間
のときは、υiをのままとし、υi/がノイズ判
定下限基準値より小さく設定された所定値以下の
ときはυiを0とし、υi/の値がノイズ判定下限
基準値より小さいか、又は、ノイズ判定上限基準
値より大きいときはυiをとした後、υiの一組の
整流子セグメント間毎の再平均値Viを算出し、
さらに一組の整流子セグメント間毎の再平均値
Viの整流子全体の総合平均値を算出して、
Vi/の値が異常判定用下限基準値より小さい
か、又は異常判定用上限基準値より大きいときは
前記Viを異常と判定し、前記異常なViに挟まれ
た整流子セグメントを異常と判定する演算手段を
設けたことを特徴とする直流回転診断解析装置で
ある。 作 用 以上の様に構成されているから、まず基準とす
る整流子セグメントが基準位置に位置したことを
確認する基準点検出部及び隣設された整流子セグ
メント間の電圧信号υiを検出する接触子を直流回
転機に取り付けておく。次いで前記基準点検出部
で基準点を検出した時点から、前記電圧信号υiを
1組の整流子セグメント間当り少なくとも3回以
上所定回転数分サンプリングし、記憶する。サン
プリング回数を3回以上と限定したのは、2回以
下では信号とノイズの判定ができないからであ
る。 前記1組の整流子セグメント間電圧信号υiの中
でυi<0のものはノイズ除去の為、υi=0とし、
その後、一組の整流子セグメント間毎のυiの平均
値を算出する。 次いでυi/を算出し、υi/がノイズ判定下
限値より小さいか、又は、ノイズ判定上限値より
大きいものはノイズを除去するためυiをとした
後、υiの一組の整流子セグメント間毎の再平均値
Viを算出する。その後、各整流子セグメント間
ごとの再平均値の総合平均値を算出してさら
にVi/を算出してVi/の値が異常判定下限
基準値より小さいか又は異常判定上限基準値より
大きいものは異常と判定し、前記異常と判定した
データに挟まれた整流子セグメントが異常である
と判定する。 上記の如くノイズを除去した後診断解析するの
で正確な判定を行うことができる。 なお、所定値、ノイズ判定下限基準値、ノイズ
判定上限基準値、異常判定用上限基準値、異常判
定用下限基準値は以下の様にして設定する。 測定中のノイズ、異常値は各設備毎に様々であ
り、多分に経験的な要素が多いが、その決定方法
の一手法として、事前測定を行ない、そのデータ
を基に統計手法により決定する方法が好ましい。 例えば、事前測定で得られたデータの零もしく
はマイナスのデータを除く値Xiの分散S2と平均
値より算出し、ノイズ判定下限基準値は 1−2・S/ 同様に上限基準値は 1+2・S/とする。 S2=1/noi=1 (Xi−)2 (n=データ数) 又、所定値も同様に S/ の値にするのが好ましい。 以上はあくまで、統計手法であり、現地作業に
おいては、操作員の経験も加味した値とするのが
良い。 異常判定用上・下限値も前述の統計手法により
求めても良いが、回転機の用途によりその値は異
なり、 1±S/〜1±3・S/ の範囲のいづれかの値とするのが良い。 実施例 以下本発明を図面に基づいて説明する。 第1図は本発明装置の1実施例を示す概略図で
ある。 第1図において28は直流電動機2の回転子で
ある。前記回転子28の外周上に整流子セグメン
ト12が設けられ、前記整流子セグメント12群
の外周に軸対称に1対のブラシ8が駆動用直流電
源を供給するために設けられている。 前記整流子セグメント12外周の図示しないフ
レームには1対の接触子10が設けられ、前記接
触子10の整流子セグメント移動方向の間隔は整
流子セグメント12の間隔と同一になつている。 又、整流子セグメント12の任意の1ケ所には
ラベル30は貼られており、前記整流子セグメン
ト12外周の図示しないフレームには前記ラベル
30を検出するラベル検出器32が設けられてい
る。そして前記ラベル30とラベル検出器32で
基準点検出部を構成している。又、前記ラベル検
出器32からの信号は増幅器34に入力され、さ
らに前記増幅器34からの信号はA/D変換器3
6に入力され、前記A/D変換器36の信号は演
算手段の中枢部であるマイクロコンピユータ38
に入力されている。又、前記1対の接触子10の
信号は電圧検出器40を介してA/D変換器42
に入力され前記A/D変換器の信号は前記マイク
ロコンピユータ38に入力される。前記マイクロ
コンピユータ38は、前記A/D変換器36,4
2の信号を入力しその他の外部装置と接続するイ
ンターフエース43と、演算処理、記憶、制御を
行なうマイクロプロセツサ44と制御プログラム
及びデータを記憶するメモリ46とから構成され
ている。又、前記インターフエイス43には、初
期データ等を入力するキーボード48と、CRT
50、プリンタ52等の表示装置が接続されてい
る。 以下上述の装置を用いて直流回転機の巻線診断
解析を行なうフローチヤートを第2図に示す。な
おP1〜P12はフローチヤートの各ステツプを示す。 まず準備として整流子セグメント12外周の図
示しないフレームに接触子10を取り付け、接触
子10より隣設された整流子セグメント12間の
電圧が検出できるよう電圧検出器40に接続す
る。 次いで整流子セグメント12の任意の1ケ所に
前記接触子10に影響が無いようにラベル30を
貼り付け、さらに前記整流子セグメント12上の
図示しないフレームにラベル検出器32を設け、
ラベル30を貼り付けた整流子セグメント12が
ラベル検出器32上を通過すると検出信号が増幅
器34に出力するよう接続する。 P2でキーボード48より操作員が整流子セグ
メント数、回転数、ピツチ、電圧設定ゲイン、診
断基準比を入力した後、測定開始ボタンを押す。
するとP3でマイクロコンピユータ38が動作し
て、サンプリングピツチ及びサンプリング回数を
下記の式に基づいて算出する。 サンプリングピツチ τ=1/P・60/N・1/Sn サンプリング回数 σ=Z・Sn・P ただし P:1セグメント間当りのサンプリング回数 N:回転数〔rpm〕 Sn:セグメント数 Z:測定回転数 本発明の実施例ではP=5、N=1500、Sn=
23、Z=2の場合について説明するので、τ=
0.35〓σ=230回となる。つまり、23セグメント
の直流回転機を1500rpmで回転させつつ測定する
に当り、1セグメントにつき5個データを取りな
がら(1つのセグメントから次のセグメントに移
るまでの間に5個データを取り込む)、2回転さ
せるもので、1つのセグメントについてデータ数
は10個となる。 次いでP4で直流回転機を回転させるとP5でラ
ベル検出器32からラベルの検出信号を受信し、
接触子10からの隣設整流子セグメント間電圧υi
を2回転分サンプリングする。上記サンプリング
のある1組のセグメント間について実測した結果
を第1表に示す。
【表】 次いでP6でノイズ除去の為υi<0のデータはυi
=0(欠損値)とする。 次いでP7で各整流子セグメント間毎のυiの平均
値を算出する。各整流子セグメント間毎の平均
値は となる。 P6でυiととを比較し、ノイズを除去するため
υi/の値が所定値すなわち0.05以下のものはυi
=0(欠損値)とし、ノイズ判定下限基準値0.7以
下か、ノイズ判定上限基準値1.3以上のものはυi
をとする。上記の所定値、ノイズ判定下限基準
値、ノイズ判定上限基準値は経験値であつて、条
件によつて変わるものであるから、上記の数値に
限定されるものでは無い。 上記のノイズ除去した各整流子セグメント間電
圧υiをP9で再平均し、各整流子セグメント間再平
均値Viを算出する。この各整流子セグメント間
再平均値Viの一覧を第2表に示す。なお整流子
セグメントNo.はラベル30を貼り付けた整流子セ
グメント12の隣の整流子セグメントから1〜23
まで付けており、ラベル30を貼り付けた整流子
セグメントNo.は23となつている。
【表】 上記平均値Vi/をP10で総合平均し、総合平均
値を算出する。総合平均値は となる。 さらにP11でVi/を算出し、Vi/が異常判
定用下限基準値0.5より小さいか、又は、異常判
定用上限基準値1.5より大きいViを異常と判定す
る。第2表の場合、整流子セグメントNo.6.7間及
び7.8間のViが異常であることが分る。 通常不良整流子セグメントの両側の整流子セグ
メント間電圧Viに異常が発生するので異常デー
タViに挟まれた整流子セグメントを不良と判定
することができる。 従つて第2表においてはNo.7の整流子セグメン
トが異常であることが分る。 なお、前記Vi/の異常判定用下限基準値及
び異常判定用上限基準値は経験値であつて、条件
によつて変わるものであるから上記の数値に限定
されるものではない。 上記判定結果をP12でCRT及びプリンタに出力
し、診断を完了する。 以上の様にノイズを除去することができるので
信頼性の高い直流回転機の巻線診断解析を行なう
ことができる。 なお本発明実施例においては、直流電動機の場
合について説明したが、直流発電機など整流子セ
グメントを備えた直流回転機であれば同様な効果
が得られることは勿論である。 又、本発明の実施例では基準点検出部として、
整流子セグメント12に貼つたラベル30と、前
記ラベル30を検出するラベル検出器32を用い
たが、ラベル30のかわりに磁石を付けてコイル
で検出する技術等他の公知の技術を用いても同様
な効果が得られることは勿論である。 発明の効果 上述した如く、本発明の直流回転機の巻線診断
解析装置であれば接触子で検出した電圧信号をサ
ンプリングし、接触子の接触不良や振動などによ
り発生する電気信号のノイズを除去する機能を有
しているので誤診を行なう可能性が極めて少な
く、自動判定させることができるというすぐれた
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の1実施例を示す概略図、
第2図は本発明装置を用いて直流回転機の巻線診
断解析を行なう際のフローチヤート、第3図は従
来の診断装置の1例を概略図である。 2……直流電動機、4……メインスイツチ、6
……コンバータ、8……ブラシ、10……接触
子、12……整流子セグメント、14……信号処
理装置、16……増幅器、18……信号処理器、
20……記憶演算分析装置、22……表示装置、
24……異常時警報装置、26……プリンタ、2
8……回転子、30……ラベル、32……ラベル
検出器、34……増幅器、36,42……A/D
変換器、38……マイクロコンピユータ、40…
…電圧検出器、43……インターフエイス、44
……マイクロプロセツサ、46……メモリ、48
……キーボード、50……CRT、52……プリ
ンタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 直流回転機の整流子セグメント間電圧を測定
    し回転子の巻線を診断する装置において、基準点
    とする整流子セグメントが所定位置に位置したと
    きに基準点検出信号を検出する基準点検出部と、
    整流子セグメント間の電圧信号υiを検出する1対
    の接触子と、前記基準点検出信号を受けたときか
    ら前記電圧信号υiを1組の整流子セグメント間毎
    に少なくとも3回以上サンプリングし、υi<0の
    データはυiを0とした後、一組の整流子セグメン
    ト間毎のυiの平均値を算出し、次いで一組の整
    流子セグメント間の電圧信号υiのに対する比
    υi/がノイズ判定下限基準値とノイズ判定上限
    基準値の間のときはυiをのままとし、υi/が
    ノイズ判定下限基準値より小さく設定された所定
    値以下のときはυiを0とし、υi/の値がノイズ
    判定下限基準値より小さいか、又は、ノイズ判定
    上限基準値より大きいときはυiをとした後、υi
    の一組の整流子セグメント間毎の再平均値Viを
    算出し、さらに一組の整流子セグメント間毎の再
    平均値Viの整流子全体の総合平均値を算出し
    て、Vi/の値が異常判定用下限基準値より小
    さいか、又は異常判定用上限基準値より大きいと
    きは前記Viを異常と判定し、前記異常なViに挟
    まれた整流子セグメントを異常と判定する演算手
    段を設けたことを特徴とする直流回転診断解析装
    置。
JP61251345A 1986-10-21 1986-10-21 直流回転機の巻線診断解析装置 Granted JPS63103981A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publication Number Publication Date
JPS63103981A JPS63103981A (ja) 1988-05-09
JPH0449067B2 true JPH0449067B2 (ja) 1992-08-10

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ID=17221440

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JP61251345A Granted JPS63103981A (ja) 1986-10-21 1986-10-21 直流回転機の巻線診断解析装置

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