JPH05196702A - 回転電機の検査方法及びその検査装置 - Google Patents
回転電機の検査方法及びその検査装置Info
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- JPH05196702A JPH05196702A JP2896892A JP2896892A JPH05196702A JP H05196702 A JPH05196702 A JP H05196702A JP 2896892 A JP2896892 A JP 2896892A JP 2896892 A JP2896892 A JP 2896892A JP H05196702 A JPH05196702 A JP H05196702A
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Landscapes
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ロータに永久磁石を持つ多相モータのロータと
ステータ間の特性異常を人間の感覚によることなく、ま
た、付加センサを用いることなく簡単に発見すること。 【構成・効果】多相モータを敢えて欠相状態で運転さ
せ、該欠相コイル間に発生する逆起電圧を周波数分析
し、各周波数のレベルを測定することにより、ロータと
ステータ間の特性異常を検査する。これにより、回転電
機のロータとステータの僅かな接触でも、これを電気的
な信号として定量的にかつ的確に捕らえることができ
る。
ステータ間の特性異常を人間の感覚によることなく、ま
た、付加センサを用いることなく簡単に発見すること。 【構成・効果】多相モータを敢えて欠相状態で運転さ
せ、該欠相コイル間に発生する逆起電圧を周波数分析
し、各周波数のレベルを測定することにより、ロータと
ステータ間の特性異常を検査する。これにより、回転電
機のロータとステータの僅かな接触でも、これを電気的
な信号として定量的にかつ的確に捕らえることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多相構造のロータとス
テータを具備し、少なくともロータに永久磁石、ステー
タに多相巻線を施した回転電機の検査方法及びその検査
装置に関し、特に、ステッピングモータの電気的特性と
機械的特性とを検査する検査方法及び検査装置に関す
る。
テータを具備し、少なくともロータに永久磁石、ステー
タに多相巻線を施した回転電機の検査方法及びその検査
装置に関し、特に、ステッピングモータの電気的特性と
機械的特性とを検査する検査方法及び検査装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ステッピングモータは、エレクトロメカ
ニカル機能部品として種々の電子機器に組み込まれて使
用されており、ＯＡ機器の発展と共に進歩を遂げてき
た。このステッピングモータは、パルス信号毎に巻線の
励磁電流を切り替えることにより磁気引力または磁気反
発力によって、一定回転角だけ回転歩進連動するもので
あり、パルスからトルクへの変換機である。
ニカル機能部品として種々の電子機器に組み込まれて使
用されており、ＯＡ機器の発展と共に進歩を遂げてき
た。このステッピングモータは、パルス信号毎に巻線の
励磁電流を切り替えることにより磁気引力または磁気反
発力によって、一定回転角だけ回転歩進連動するもので
あり、パルスからトルクへの変換機である。
【０００３】例えばＰＭ型パルスモータ（パーマネント
・マグネット型パルスモータ）において、最大静止トル
クと同期脱調トルクを増加させて、パルスモータの性能
を向上させるためには、ロータ磁極からステータ磁極の
コイルに鎖交する磁束Φｍを増加させなければならな
い。該磁束Φｍを増加させるためには、ａ、ロータの表
面磁束密度を大きくする。ｂ、ステータの磁極との対向
面積をでき得るだけ大きくする。ｃ、ロータとステータ
のエアギャップを極力小さくする。という対策が採られ
るが、これらの対策を採った場合、製造上どうしてもロ
ータとステータ間のギャップの大きさの不均一性、ステ
ータとロータの接触等の不具合が発生する。しかし、従
来これらの不都合な部分の検査は、手の触覚や聴覚等の
人間の感覚に頼ることが多い。ところがこのような人間
の感覚に頼って検査を行なった場合、１）検査結果に個
人差が生じて製品の品質の均一化が図れない、２）検査
の質を向上させるための教育に大きな投資が必要であ
る、３）極僅かなロータとステータの接触の判定が分か
りにくい、４）客観的な判定基準を設定することができ
ない、等多くの不都合が生じる。
・マグネット型パルスモータ）において、最大静止トル
クと同期脱調トルクを増加させて、パルスモータの性能
を向上させるためには、ロータ磁極からステータ磁極の
コイルに鎖交する磁束Φｍを増加させなければならな
い。該磁束Φｍを増加させるためには、ａ、ロータの表
面磁束密度を大きくする。ｂ、ステータの磁極との対向
面積をでき得るだけ大きくする。ｃ、ロータとステータ
のエアギャップを極力小さくする。という対策が採られ
るが、これらの対策を採った場合、製造上どうしてもロ
ータとステータ間のギャップの大きさの不均一性、ステ
ータとロータの接触等の不具合が発生する。しかし、従
来これらの不都合な部分の検査は、手の触覚や聴覚等の
人間の感覚に頼ることが多い。ところがこのような人間
の感覚に頼って検査を行なった場合、１）検査結果に個
人差が生じて製品の品質の均一化が図れない、２）検査
の質を向上させるための教育に大きな投資が必要であ
る、３）極僅かなロータとステータの接触の判定が分か
りにくい、４）客観的な判定基準を設定することができ
ない、等多くの不都合が生じる。
【０００４】上記のように人間の感覚による検査の不都
合を避けるため、被測定物に外部センサを取り付け、こ
のセンサ出力によりパルスモータの良否を判定する方法
もある。しかしこの方法は高感度のセンサを使用しなけ
れば検査の実効が上がらない、センサの取り付け方法が
難しい、等など種々の問題がある。
合を避けるため、被測定物に外部センサを取り付け、こ
のセンサ出力によりパルスモータの良否を判定する方法
もある。しかしこの方法は高感度のセンサを使用しなけ
れば検査の実効が上がらない、センサの取り付け方法が
難しい、等など種々の問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な種々の問題点を解決しようとするものであり、その目
的は、ロータに永久磁石を持つ多相モータのロータとス
テータ間の特性異常を人間の感覚によることなく、ま
た、付加センサを用いることなく簡単に発見することが
できるような検査方法とその検査装置を得ることにあ
る。
な種々の問題点を解決しようとするものであり、その目
的は、ロータに永久磁石を持つ多相モータのロータとス
テータ間の特性異常を人間の感覚によることなく、ま
た、付加センサを用いることなく簡単に発見することが
できるような検査方法とその検査装置を得ることにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記のような本発明の目
的を達成するために、本発明は、多相構造のロータとス
テータを具備し、少なくともロータに永久磁石、ステー
タに多相巻線を施した回転電機の検査方法において、前
記多相巻線の１相以上の巻線にロータ回転駆動用の交流
駆動電圧を印加して、ロータを回転させながら、前記多
相巻線の励磁していない相（コイル）に誘起した交流電
圧を分析してそれらの波高値から回転電機の特性異常を
検出することを特徴とする回転電機の検査方法と、これ
を実施するための回転電機の検査装置において、前記多
相巻線の１相以上の巻線にロータ回転駆動用の交流駆動
電圧を印加するモータ駆動部と、前記多相巻線の励磁し
ていない相（コイル）に誘起した交流電圧を分析する周
波数解析手段と、該周波数解析手段により解析された各
周波数成分の波高値の大小を判断して回転電機の異常を
判定する異常判定手段とを具備することを特徴とする回
転電機の検査装置を提供するものである。
的を達成するために、本発明は、多相構造のロータとス
テータを具備し、少なくともロータに永久磁石、ステー
タに多相巻線を施した回転電機の検査方法において、前
記多相巻線の１相以上の巻線にロータ回転駆動用の交流
駆動電圧を印加して、ロータを回転させながら、前記多
相巻線の励磁していない相（コイル）に誘起した交流電
圧を分析してそれらの波高値から回転電機の特性異常を
検出することを特徴とする回転電機の検査方法と、これ
を実施するための回転電機の検査装置において、前記多
相巻線の１相以上の巻線にロータ回転駆動用の交流駆動
電圧を印加するモータ駆動部と、前記多相巻線の励磁し
ていない相（コイル）に誘起した交流電圧を分析する周
波数解析手段と、該周波数解析手段により解析された各
周波数成分の波高値の大小を判断して回転電機の異常を
判定する異常判定手段とを具備することを特徴とする回
転電機の検査装置を提供するものである。
【０００７】
【作用】本発明の回転電機の検査方法及びその検査装置
において、一番重要な確認項目は、ロータ部とステータ
部の接触及び当たりである。その際、多相モータを敢え
て欠相状態で運転させ、前記欠相コイル間に発生する誘
導電圧を周波数分析し、各周波数のレベルを測定するこ
とにより、ロータとステータ間の特性異常を検査する。
すなわち、前記欠相コイル間に発生する誘導電圧を周波
数分析し、各周波数のレベルを測定することにより、ロ
ータとステータ間の特性異常を検査する。すなわち、前
記欠相コイル間に発生する誘導電圧波形を周波数分析す
ることにより、コイル励磁周波数（各相コイルに実際に
印加される交番電圧の周波数をいう）をｆ0 （Ｈｚ）、
ロータの回転数をｎ（ｒｐｓ）、（ｆ0 〉ｎ）とした場
合、ｆ0 ±ｎ、ｆ0 ±２ｎ、ｆ0 ±３ｎ・・・の成分
は、各々、ロータ１回転に１回、２回、３回・・・・・
影響を及ぼす成分を示し、これらは”当たり”を想定し
た場合、ロータ１回転に１回の当たり、２回の当たり、
３回の当たり・・・に相当するので、これらｆ0 ±ｎ、
ｆ0 ±２ｎ、ｆ0 ±３ｎ・・・の成分の絶対値を測定
し、当たりとの相関を採っておくことによりレベル判定
することができる。勿論、着磁異常、エアギャップ異常
はｆ0 の絶対値の大・小によりチェックすることができ
る。
において、一番重要な確認項目は、ロータ部とステータ
部の接触及び当たりである。その際、多相モータを敢え
て欠相状態で運転させ、前記欠相コイル間に発生する誘
導電圧を周波数分析し、各周波数のレベルを測定するこ
とにより、ロータとステータ間の特性異常を検査する。
すなわち、前記欠相コイル間に発生する誘導電圧を周波
数分析し、各周波数のレベルを測定することにより、ロ
ータとステータ間の特性異常を検査する。すなわち、前
記欠相コイル間に発生する誘導電圧波形を周波数分析す
ることにより、コイル励磁周波数（各相コイルに実際に
印加される交番電圧の周波数をいう）をｆ0 （Ｈｚ）、
ロータの回転数をｎ（ｒｐｓ）、（ｆ0 〉ｎ）とした場
合、ｆ0 ±ｎ、ｆ0 ±２ｎ、ｆ0 ±３ｎ・・・の成分
は、各々、ロータ１回転に１回、２回、３回・・・・・
影響を及ぼす成分を示し、これらは”当たり”を想定し
た場合、ロータ１回転に１回の当たり、２回の当たり、
３回の当たり・・・に相当するので、これらｆ0 ±ｎ、
ｆ0 ±２ｎ、ｆ0 ±３ｎ・・・の成分の絶対値を測定
し、当たりとの相関を採っておくことによりレベル判定
することができる。勿論、着磁異常、エアギャップ異常
はｆ0 の絶対値の大・小によりチェックすることができ
る。
【０００８】
【実施例】次に本発明の一実施例を、図面を用いて詳細
に説明する。図１は本発明にかかる回転電機の検査方法
を実施するための検査装置を示すブロック図である。図
１において、１は被測定モータであり、この実施例で
は、２相バイポーラ駆動のＰＭ型ステッピングモータで
ある。３はモータ励磁部であり、パルスモータを駆動す
るパルスを発生するパルス発信器から構成されており、
被測定モータのＡ相のＡ，Ａバー端子にのみパルスを印
加している。５は、前記被測定モータ１のＢ相出力電圧
を取り込んで、周波数分析し、各周波数の電圧値を演算
して表示する周波数解析装置であり、内部に前記多相磁
極のＢ相の磁極のコイルに誘起した交流電圧を分析する
周波数解析手段と、該周波数解析手段により解析された
各周波数成分の波高値の大小を判断して回転電機の異常
を判定する異常判定手段とが設けられている。なお、７
は被測定回転電機１のロータ１ａに初期回転力を付与す
る初期回転付与装置である。
に説明する。図１は本発明にかかる回転電機の検査方法
を実施するための検査装置を示すブロック図である。図
１において、１は被測定モータであり、この実施例で
は、２相バイポーラ駆動のＰＭ型ステッピングモータで
ある。３はモータ励磁部であり、パルスモータを駆動す
るパルスを発生するパルス発信器から構成されており、
被測定モータのＡ相のＡ，Ａバー端子にのみパルスを印
加している。５は、前記被測定モータ１のＢ相出力電圧
を取り込んで、周波数分析し、各周波数の電圧値を演算
して表示する周波数解析装置であり、内部に前記多相磁
極のＢ相の磁極のコイルに誘起した交流電圧を分析する
周波数解析手段と、該周波数解析手段により解析された
各周波数成分の波高値の大小を判断して回転電機の異常
を判定する異常判定手段とが設けられている。なお、７
は被測定回転電機１のロータ１ａに初期回転力を付与す
る初期回転付与装置である。
【０００９】次に、本発明の実施例の動作を説明する。
まず、被測定モータとして、定格電圧５ボルト、２０ス
テップ、２相バイポーラ駆動のＰＭ型ステッピングモー
タを用いて説明する。被測定モータ１の通常使用パルス
レートは５００ｐｐｓ（基本周波数１２５Ｈｚ）である
ので、基本周波数１２５Ｈｚの矩形波が駆動パルスとし
てモータ励磁部３から被測定モータ１の励磁コイルにＡ
相のＡ，Ａバー端子を介して印加される。この駆動パル
スにより被測定モータ１のステータには、交番磁界（１
相のみであるので、回転磁界は形成されない）が形成さ
れるので、仮に被測定モータ１のロータ１ａに初期回転
付与装置７から回転力を与えると、トルクが働いた方向
にロータ１ａは一定速度で（５００ｐｐｓ／２０ｓｔｅ
ｐ＝２５ｒｐｓ）回転し続ける。万一、ロータが激しく
ステータに接触しており、一相励磁時のモータ発生トル
クより負荷（接触）トルクが大きい場合には、ロータは
回転せず、この場合には、明らかに被測定モータは不良
品であると判定できる。一相励磁時のモータ発生トルク
より負荷（モータ内部の損失）トルクが小さい場合に
は、ロータは回転する。永久磁石からなるロータが一定
速度（２５ｒｐｓ）で連続回転することによりＢ相の端
子Ｂ、Ｂバーには誘導電圧が発生する。本発明では、こ
の誘導電圧を周波数解析装置５により解析して、被測定
モータの良否を判定する。なお、上記実施例では、初期
回転付与装置７から初期回転力を付与しているが、回転
初期にモータ励磁部３から被測定モータ１のＡ相、Ｂ相
にパルスを印加して自己起動させた後、Ｂ相を切り離し
てこの相を周波数解析装置５に接続するように構成して
もよい。
まず、被測定モータとして、定格電圧５ボルト、２０ス
テップ、２相バイポーラ駆動のＰＭ型ステッピングモー
タを用いて説明する。被測定モータ１の通常使用パルス
レートは５００ｐｐｓ（基本周波数１２５Ｈｚ）である
ので、基本周波数１２５Ｈｚの矩形波が駆動パルスとし
てモータ励磁部３から被測定モータ１の励磁コイルにＡ
相のＡ，Ａバー端子を介して印加される。この駆動パル
スにより被測定モータ１のステータには、交番磁界（１
相のみであるので、回転磁界は形成されない）が形成さ
れるので、仮に被測定モータ１のロータ１ａに初期回転
付与装置７から回転力を与えると、トルクが働いた方向
にロータ１ａは一定速度で（５００ｐｐｓ／２０ｓｔｅ
ｐ＝２５ｒｐｓ）回転し続ける。万一、ロータが激しく
ステータに接触しており、一相励磁時のモータ発生トル
クより負荷（接触）トルクが大きい場合には、ロータは
回転せず、この場合には、明らかに被測定モータは不良
品であると判定できる。一相励磁時のモータ発生トルク
より負荷（モータ内部の損失）トルクが小さい場合に
は、ロータは回転する。永久磁石からなるロータが一定
速度（２５ｒｐｓ）で連続回転することによりＢ相の端
子Ｂ、Ｂバーには誘導電圧が発生する。本発明では、こ
の誘導電圧を周波数解析装置５により解析して、被測定
モータの良否を判定する。なお、上記実施例では、初期
回転付与装置７から初期回転力を付与しているが、回転
初期にモータ励磁部３から被測定モータ１のＡ相、Ｂ相
にパルスを印加して自己起動させた後、Ｂ相を切り離し
てこの相を周波数解析装置５に接続するように構成して
もよい。
【００１０】次に周波数解析装置５による前記誘導電圧
の解析について述べる。前記の被測定モータ１（ＰＭ型
ステッピングモータ）が欠相（１相）運転で脱調せずに
連続的に回転していると仮定すると、Ｂ相から出力され
る電圧の基本周波数と駆動パルスの基本周波数は等し
い。すなわち、本発明の実施例では、１２５Ｈｚとな
る。ここで、エアーギャップの磁束分布が位置に対して
正弦波状に変化する理想的状態を仮定すれば（実際は正
弦波ではなく、高調波を含んだ合成波形となる）、この
とき、Ｂ相に誘起される電圧ｅ0 は、 ｅ0 ＝Ｅｍ・ｓｉｎω0t・・・・・（１） 但し、ω0 ＝２πｆ0 ＝２π＊１２５＝２５０π（ｒａｄ／ｓ） と表現できる。
の解析について述べる。前記の被測定モータ１（ＰＭ型
ステッピングモータ）が欠相（１相）運転で脱調せずに
連続的に回転していると仮定すると、Ｂ相から出力され
る電圧の基本周波数と駆動パルスの基本周波数は等し
い。すなわち、本発明の実施例では、１２５Ｈｚとな
る。ここで、エアーギャップの磁束分布が位置に対して
正弦波状に変化する理想的状態を仮定すれば（実際は正
弦波ではなく、高調波を含んだ合成波形となる）、この
とき、Ｂ相に誘起される電圧ｅ0 は、 ｅ0 ＝Ｅｍ・ｓｉｎω0t・・・・・（１） 但し、ω0 ＝２πｆ0 ＝２π＊１２５＝２５０π（ｒａｄ／ｓ） と表現できる。
【００１１】ところが、ロータが回転することにより電
磁的、機械的要因（電磁的要因 機械的要因）が外乱と
して（１）式の誘導電圧に影響を与える。なぜならば、
（１）式は、電磁的、機械的要因で振幅変調されている
からである。したがって、その合成がロータ回転時のＢ
相出力電圧となる。ここで、前記ロータが回転すること
によりこれに大きく影響を与える外乱成分を式で表現す
れば、次に示す（２）式〜（４）式の様になる。但し、
ｖ1 はロータ１回転で１回影響を与える外乱電圧、ｖ2
はロータ１回転で２回影響を与える外乱電圧、ｖ3 はロ
ータ１回転で３回影響を与える外乱電圧である。 ｖ1 ＝Ｖm1ｃｏｓω1t・・・・・・（２） ｖ2 ＝Ｖm2ｃｏｓ２ω2t・・・・・（３） ｖ3 ＝Ｖm3ｃｏｓ３ω3t・・・・・（４） ここで、ω1 ＝２πｆ1 ＝２π＊２５＝５０π（ｒａｄ／ｓ） 一般的にはＥｍ>>Ｖm1＞Ｖm2＞Ｖm3＞・・・・・・ である。このことから、トータルの外乱成分ｖは、
（２）式〜（４）式の和で代表され、下記の（５）式で
表現される。 ｖ＝ｖ1 ＋ｖ2 ＋ｖ3 ・・・ ＝Ｖm1ｃｏｓω1t＋Ｖm2ｃｏｓ２ω2t＋Ｖm3ｃｏｓ３ω3t・・・・・（５） したがって、これら回転に伴う外乱を考慮した総合のＢ
相電圧ｅは、次に示す（６）式のようになる。 ｅ＝（１＋ｖ）＊Ｅ0 ・ｓｉｎω0t ＝（１＋ｖ1 ＋ｖ2 ＋ｖ3 ・・・）＊Ｅ0 ・ｓｉｎω0t ＝（１＋Ｖm1ｃｏｓω1t＋Ｖm2ｃｏｓ２ω2t＋Ｖm3ｃｏｓ３ω3t・・・） ＊Ｅ0 ・ｓｉｎω0t・・・（６） 上記（６）式を整理すれば、 ｅ＝Ｅ0 ＊ｓｉｎω0t ＋Ｖm1／2 ｛ｓｉｎ（ω0 ＋ω1 ）ｔ＋ｓｉｎ（ω0 −ω1 ）ｔ｝ ＋Ｖm2／2 ｛ｓｉｎ（ω0 ＋ 2ω1 ）ｔ＋ｓｉｎ（ω0 − 2ω1 ）ｔ｝ ＋Ｖm3／2 ｛ｓｉｎ（ω0 ＋ 3ω1 ）ｔ＋ｓｉｎ（ω0 − 3ω1 ）ｔ｝ ・・・・・・（７） となる。上記（７）式を角周波軸上で見ると、図２のよ
うになる。すなわち、駆動（角）周波数ω0 （２５０π
ｒａｄ／ｓ）を中心に、上下対称に（ω0 ±ω1）、
（ω0 ± 2ω1 ）、（ω0 ± 3ω1 ）・・・の（角）周
波数上に外乱電圧レベル（Ｖm1、Ｖm2、Ｖm3・・・）に
比例したレベルの変調周波数成分が現れる。このことに
より回転に伴う外乱電圧（Ｖm1、Ｖm2、Ｖm3・・・な
ど）の大小と周波数分析した結果の角変調周波数成分
（Ｖm1／2 Ｖm2／2 Ｖm3／2 ・・・など）の大小関係に
は２：１という明確な相関関係がある。勿論、回転に伴
う外乱電圧の全く理想的なモータ（Ｖm1＝Ｖm2＝Ｖm3＝
・・・＝０）では、各変調周波数成分は０となり、上下
変調周波数成分は現れない。
磁的、機械的要因（電磁的要因 機械的要因）が外乱と
して（１）式の誘導電圧に影響を与える。なぜならば、
（１）式は、電磁的、機械的要因で振幅変調されている
からである。したがって、その合成がロータ回転時のＢ
相出力電圧となる。ここで、前記ロータが回転すること
によりこれに大きく影響を与える外乱成分を式で表現す
れば、次に示す（２）式〜（４）式の様になる。但し、
ｖ1 はロータ１回転で１回影響を与える外乱電圧、ｖ2
はロータ１回転で２回影響を与える外乱電圧、ｖ3 はロ
ータ１回転で３回影響を与える外乱電圧である。 ｖ1 ＝Ｖm1ｃｏｓω1t・・・・・・（２） ｖ2 ＝Ｖm2ｃｏｓ２ω2t・・・・・（３） ｖ3 ＝Ｖm3ｃｏｓ３ω3t・・・・・（４） ここで、ω1 ＝２πｆ1 ＝２π＊２５＝５０π（ｒａｄ／ｓ） 一般的にはＥｍ>>Ｖm1＞Ｖm2＞Ｖm3＞・・・・・・ である。このことから、トータルの外乱成分ｖは、
（２）式〜（４）式の和で代表され、下記の（５）式で
表現される。 ｖ＝ｖ1 ＋ｖ2 ＋ｖ3 ・・・ ＝Ｖm1ｃｏｓω1t＋Ｖm2ｃｏｓ２ω2t＋Ｖm3ｃｏｓ３ω3t・・・・・（５） したがって、これら回転に伴う外乱を考慮した総合のＢ
相電圧ｅは、次に示す（６）式のようになる。 ｅ＝（１＋ｖ）＊Ｅ0 ・ｓｉｎω0t ＝（１＋ｖ1 ＋ｖ2 ＋ｖ3 ・・・）＊Ｅ0 ・ｓｉｎω0t ＝（１＋Ｖm1ｃｏｓω1t＋Ｖm2ｃｏｓ２ω2t＋Ｖm3ｃｏｓ３ω3t・・・） ＊Ｅ0 ・ｓｉｎω0t・・・（６） 上記（６）式を整理すれば、 ｅ＝Ｅ0 ＊ｓｉｎω0t ＋Ｖm1／2 ｛ｓｉｎ（ω0 ＋ω1 ）ｔ＋ｓｉｎ（ω0 −ω1 ）ｔ｝ ＋Ｖm2／2 ｛ｓｉｎ（ω0 ＋ 2ω1 ）ｔ＋ｓｉｎ（ω0 − 2ω1 ）ｔ｝ ＋Ｖm3／2 ｛ｓｉｎ（ω0 ＋ 3ω1 ）ｔ＋ｓｉｎ（ω0 − 3ω1 ）ｔ｝ ・・・・・・（７） となる。上記（７）式を角周波軸上で見ると、図２のよ
うになる。すなわち、駆動（角）周波数ω0 （２５０π
ｒａｄ／ｓ）を中心に、上下対称に（ω0 ±ω1）、
（ω0 ± 2ω1 ）、（ω0 ± 3ω1 ）・・・の（角）周
波数上に外乱電圧レベル（Ｖm1、Ｖm2、Ｖm3・・・）に
比例したレベルの変調周波数成分が現れる。このことに
より回転に伴う外乱電圧（Ｖm1、Ｖm2、Ｖm3・・・な
ど）の大小と周波数分析した結果の角変調周波数成分
（Ｖm1／2 Ｖm2／2 Ｖm3／2 ・・・など）の大小関係に
は２：１という明確な相関関係がある。勿論、回転に伴
う外乱電圧の全く理想的なモータ（Ｖm1＝Ｖm2＝Ｖm3＝
・・・＝０）では、各変調周波数成分は０となり、上下
変調周波数成分は現れない。
【００１２】また、前記した通り、ロータの回転に伴う
外乱電圧は機械的要因によるものと、電磁的要因による
ものの２種類があるが、一般的には機械的要因によるも
の（主としてロータとステータの接触又は当たりなどに
よるもの）は、電磁的要因によるもの（主として磁束分
布のバラツキ、ステータヨークピッチのずれなど）より
も外乱電圧レベルは大きくなるところから、これらを区
別することは比較的に容易である。このことにより、ロ
ータの回転に伴い機械的要因による外乱、すなわち、ロ
ータ、ステータ間の微妙な接触、当たりなどのレベルを
予め実験的に測定しておき、そのレベルの比較によりロ
ータとステータの状態を判断することができる。
外乱電圧は機械的要因によるものと、電磁的要因による
ものの２種類があるが、一般的には機械的要因によるも
の（主としてロータとステータの接触又は当たりなどに
よるもの）は、電磁的要因によるもの（主として磁束分
布のバラツキ、ステータヨークピッチのずれなど）より
も外乱電圧レベルは大きくなるところから、これらを区
別することは比較的に容易である。このことにより、ロ
ータの回転に伴い機械的要因による外乱、すなわち、ロ
ータ、ステータ間の微妙な接触、当たりなどのレベルを
予め実験的に測定しておき、そのレベルの比較によりロ
ータとステータの状態を判断することができる。
【００１３】実際のモータ製造ラインにおいては、電磁
的要因においては、電磁的要因によるばらつきをあるレ
ベルの範囲内に管理しておくことも重要であるが、機械
的要因によるロータとステータの接触当たりを取り除く
ことが最高の課題であることは言うまでも無いことであ
る。特に位置决め精度を挙げた狭エアーギャップのステ
ッピングモータでは重要なファクターである。
的要因においては、電磁的要因によるばらつきをあるレ
ベルの範囲内に管理しておくことも重要であるが、機械
的要因によるロータとステータの接触当たりを取り除く
ことが最高の課題であることは言うまでも無いことであ
る。特に位置决め精度を挙げた狭エアーギャップのステ
ッピングモータでは重要なファクターである。
【００１４】図３は、本発明に係る回転電機の検査方法
により実際に検査した結果を示す特性図であり、検査に
パスした良品の一例である。図３において、周波数解析
装置５の条件は、周波数帯域０〜２００Ｈｚ、サンプリ
ングポイント数１０２４ポイント、ウインドウ関数ハニ
ング、入力部のＡ／Ｄ変換器のビット数１６、である。
なお、この実施例では、ステータとロータの僅かな接
触、当たりの有無を判定することを主眼として検査を行
なったが、実験の結果、外乱電圧（Ｖm1、Ｖm2、Ｖm3・
・・など）のレベルの閾値を７５ｍＶとし、これよりも
低いものを良品と判定した。
により実際に検査した結果を示す特性図であり、検査に
パスした良品の一例である。図３において、周波数解析
装置５の条件は、周波数帯域０〜２００Ｈｚ、サンプリ
ングポイント数１０２４ポイント、ウインドウ関数ハニ
ング、入力部のＡ／Ｄ変換器のビット数１６、である。
なお、この実施例では、ステータとロータの僅かな接
触、当たりの有無を判定することを主眼として検査を行
なったが、実験の結果、外乱電圧（Ｖm1、Ｖm2、Ｖm3・
・・など）のレベルの閾値を７５ｍＶとし、これよりも
低いものを良品と判定した。
【００１５】以上の説明では、変調（角）周波数（ω0
±ω1 、ω0 ± 2ω1 、ω0 ± 3ω1 ・・・）について
のみ説明してきたが、中心（角）周波数ω0 の電圧レベ
ルも合せて測定することにより、（角）周波数ω0 の電
圧レベルにより、被測定モータのロータ磁石の着磁異
常、ステータ巻線の巻き数異常なども同時に測定するこ
とができる。また、（角）周波数ω0 近傍のみ拡大して
その広がり（分布）も合わせてチェックすればコイルと
ステータ間の電磁的異常（正弦波に対しての歪の程度）
も測定可能である。
±ω1 、ω0 ± 2ω1 、ω0 ± 3ω1 ・・・）について
のみ説明してきたが、中心（角）周波数ω0 の電圧レベ
ルも合せて測定することにより、（角）周波数ω0 の電
圧レベルにより、被測定モータのロータ磁石の着磁異
常、ステータ巻線の巻き数異常なども同時に測定するこ
とができる。また、（角）周波数ω0 近傍のみ拡大して
その広がり（分布）も合わせてチェックすればコイルと
ステータ間の電磁的異常（正弦波に対しての歪の程度）
も測定可能である。
【００１６】以上本発明の実施例は、２相の２０ステッ
プＰＭ型ステッピングモータについてのものであるが、
本発明は、相数、ステップ数はこれに限らず、また、Ｐ
Ｍ型ステッピングモータのみならず多相ハイブリッド
型、ＶＲ型のステッピングモータにも適用することがで
きる。更に、ステッピングモータのみならず、多相ブラ
ッシレスＤＣモータにも適用できることは当業者であれ
ば容易に考えられることである。
プＰＭ型ステッピングモータについてのものであるが、
本発明は、相数、ステップ数はこれに限らず、また、Ｐ
Ｍ型ステッピングモータのみならず多相ハイブリッド
型、ＶＲ型のステッピングモータにも適用することがで
きる。更に、ステッピングモータのみならず、多相ブラ
ッシレスＤＣモータにも適用できることは当業者であれ
ば容易に考えられることである。
【００１７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、回転電機のロータとステータの僅かな接触でも、
これを電気的な信号として定量的にかつ的確に捕らえる
ことができるため、検査の個人差が生ぜず、製品の品質
が安定する。また、回転電機の検査を行なう際、被測定
用の回転電機に接触を検知するセンサを取り付ける必要
が無いので、被検査帯に全く傷を付けることが無く、製
品価値を低下させることが無い。このほか、（角）周波
数ω0 の電圧レベルを測定することにより、コイル異
常、着磁異常、エアギャップ異常を同時に検出すること
ができる。
れば、回転電機のロータとステータの僅かな接触でも、
これを電気的な信号として定量的にかつ的確に捕らえる
ことができるため、検査の個人差が生ぜず、製品の品質
が安定する。また、回転電機の検査を行なう際、被測定
用の回転電機に接触を検知するセンサを取り付ける必要
が無いので、被検査帯に全く傷を付けることが無く、製
品価値を低下させることが無い。このほか、（角）周波
数ω0 の電圧レベルを測定することにより、コイル異
常、着磁異常、エアギャップ異常を同時に検出すること
ができる。
【図１】本発明にかかる回転電機の検査方法を実施する
ための検査装置を示すブロック図である。
ための検査装置を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る回転電機の検査方法の結果を示す
一般的な特性図である。
一般的な特性図である。
【図３】本発明に係る回転電機の検査方法により実際に
検査した結果を示す特性図である。
検査した結果を示す特性図である。
１ 被測定モータ ３ モータ励磁部 ５ 周波数解析装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年２月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】ステッピングモータは、エレクトロメカ
ニカル機能部品として種々の電子機器に組み込まれて使
用されており、ＯＡ機器の発展と共に進歩を遂げてき
た。このステッピングモータは、パルス信号毎に巻線の
励磁電流を切り替えることにより磁気引力または磁気反
発力によって、一定回転角だけ回転歩進運動するもので
あり、パルスからトルクへの変換機である。
ニカル機能部品として種々の電子機器に組み込まれて使
用されており、ＯＡ機器の発展と共に進歩を遂げてき
た。このステッピングモータは、パルス信号毎に巻線の
励磁電流を切り替えることにより磁気引力または磁気反
発力によって、一定回転角だけ回転歩進運動するもので
あり、パルスからトルクへの変換機である。
Claims (4)
- 【請求項１】多相構造のロータとステータを具備し、少
なくともロータに永久磁石、ステータに多相巻線を施し
た回転電機の検査方法において、前記多相巻線の１相以
上の巻線にロータ回転駆動用の交流駆動電圧を印加（励
磁）して、ロータを回転させながら、前記多相巻線の励
磁していない相（コイル）に誘起した交流電圧を分析し
てそれらの波高値から回転電機の特性異常を検出するこ
とを特徴とする回転電機の検査方法。 - 【請求項２】前記多相巻線の励磁していない相（コイ
ル）に誘起した交流電圧のうち、ロータ回転駆動用の交
流駆動電圧と同相の電圧波高値の大小から被測定用回転
電機のロータ磁石の着磁異常、ステータ巻線の巻き数異
常ロータ磁石の取付位置異常、ステータ巻き線のレアー
ショートを検出することを特徴とする請求項１記載の回
転電機の検査方法。 - 【請求項３】前記多相巻線の励磁していない相（コイ
ル）に誘起した交流電圧のうち、ロータ回転駆動用の交
流駆動電圧とは異なる周波数成分の電圧波高値の大小か
ら被測定用回転電機のロータとステータの異常を検出す
ることを特徴とする請求項１記載の回転電機の検査方
法。 - 【請求項４】多相構造のロータとステータを具備し、少
なくともロータに永久磁石、ステータに多相巻線を施し
た回転電機の検査装置において、前記多相巻線の１相以
上の巻線にロータ回転駆動用の交流駆動電圧を印加する
モータ駆動部と、前記多相巻線の励磁していない相（コ
イル）に誘起した交流電圧を分析する周波数解析手段
と、該周波数解析手段により解析された各周波数成分の
波高値の大小を判断して回転電機の異常を判定する異常
判定手段とを具備することを特徴とする回転電機の検査
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2896892A JP3252362B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 回転電機の検査方法及びその検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2896892A JP3252362B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 回転電機の検査方法及びその検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196702A true JPH05196702A (ja) | 1993-08-06 |
| JP3252362B2 JP3252362B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=12263217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2896892A Expired - Fee Related JP3252362B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 回転電機の検査方法及びその検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3252362B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100330258B1 (ko) * | 2000-03-03 | 2002-03-25 | 윤행순 | 발전기 고정자 권선 검사방법 |
| JP2011239501A (ja) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Asmo Co Ltd | ロータの検査方法及びロータの検査装置 |
| KR20150080484A (ko) * | 2012-10-26 | 2015-07-09 | 에이비비 테크놀로지 아게 | 임피던스 분석을 기초로 전기기계 시스템을 진단하기 위한 방법 |
| WO2017195698A1 (ja) * | 2016-05-09 | 2017-11-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 発電設備監視システム、発電設備監視方法、及びプログラム |
| WO2018139505A1 (ja) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 状態監視システム、状態監視方法、状態監視プログラム、及び記録媒体 |
| CN111381162A (zh) * | 2018-12-27 | 2020-07-07 | 罗伯特·博世有限公司 | 确定电动马达的中断的马达相 |
| JP2021087295A (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | 株式会社リコー | 異常検知装置、モータ制御システム、用紙搬送装置、画像形成装置、および異常検知方法 |
| WO2021130987A1 (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 三菱電機株式会社 | 短絡検知装置及び短絡検知方法 |
| CN117491756A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-02 | 深圳麦格米特电气股份有限公司 | 缺相检测方法、缺相检测网络模型的训练方法及相关装置 |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP2896892A patent/JP3252362B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US11204388B2 (en) | 2016-05-09 | 2021-12-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Power generation equipment monitoring system, power generation equipment monitoring method and program |
| JPWO2017195698A1 (ja) * | 2016-05-09 | 2019-03-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 発電設備監視システム、発電設備監視方法、及びプログラム |
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| CN110226096A (zh) * | 2017-01-25 | 2019-09-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 状态监视系统、状态监视方法、状态监视程序和存储介质 |
| JPWO2018139505A1 (ja) * | 2017-01-25 | 2019-11-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 状態監視システム、状態監視方法、状態監視プログラム、及び記録媒体 |
| US11619669B2 (en) | 2017-01-25 | 2023-04-04 | Panasonic In Iellectual Property Management Co., Ltd. | Condition monitoring system, condition monitoring method, condition monitoring program, and storage medium |
| CN111381162A (zh) * | 2018-12-27 | 2020-07-07 | 罗伯特·博世有限公司 | 确定电动马达的中断的马达相 |
| CN111381162B (zh) * | 2018-12-27 | 2024-11-22 | 罗伯特·博世有限公司 | 确定电动马达的中断的马达相 |
| JP2021087295A (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | 株式会社リコー | 異常検知装置、モータ制御システム、用紙搬送装置、画像形成装置、および異常検知方法 |
| WO2021130987A1 (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 三菱電機株式会社 | 短絡検知装置及び短絡検知方法 |
| CN117491756A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-02 | 深圳麦格米特电气股份有限公司 | 缺相检测方法、缺相检测网络模型的训练方法及相关装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3252362B2 (ja) | 2002-02-04 |
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