JPH07194186A - モータ及びその駆動対象の異常診断装置 - Google Patents

モータ及びその駆動対象の異常診断装置

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JPH07194186A
JPH07194186A JP5349329A JP34932993A JPH07194186A JP H07194186 A JPH07194186 A JP H07194186A JP 5349329 A JP5349329 A JP 5349329A JP 34932993 A JP34932993 A JP 34932993A JP H07194186 A JPH07194186 A JP H07194186A
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motor
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abnormality
diagnosis
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JP5349329A
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Satoshi Nakajima
智 中嶋
Hironori Motomatsu
廣議 元松
Katsumi Nakazono
勝美 中園
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NITTETSU TECHNOS KK
Nippon Steel Corp
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NITTETSU TECHNOS KK
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 診断対象毎にセンサを設けることなく、ロー
コストで異常診断を行うことができるようにするモータ
及びその駆動対象の異常の診断装置。 【構成】 駆動条件が同一である2台のモータ12,1
5の各々の負荷電流を電流センサ17,18で検出し、
その検出電流間の差を電流差検出部20で検出し、この
電流差値が記憶部40に設定されている基準値及び基準
時間と比較し、各々を越える時にモータまたは駆動対象
に異常がある旨の判定をする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータ自体及びこれに
よって駆動されている設備の異常を簡単な構成によって
診断するためのモータ及びその駆動対象の異常診断装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、圧延設備においては、仕上圧延
機の後段にホットランテーブル(ランアウトテーブル)
と称するテーブルが水平に配設されている。このホット
ランテーブルは、ストリップの進行方向に多数のロール
を平行かつ一定間隔に並べて構成され、各々のロールは
モータによって回転駆動されている。各ロールは全て同
一条件で駆動されており、したがって、各ロールの駆動
源であるモータの各々は、通常、同一仕様のものが用い
られている。
【0003】ホットランテーブル上を搬送されるストリ
ップは、仕上圧延機を出たばかりのため、かなりの高温
であり、各ロールの軸受部、カップリング等にとっては
過酷な稼働状況を強いられていることになる。
【0004】このため、ライン停止等の最悪の事態が発
生するのを未然に防止するため、従来より軸受部等の個
別診断対象毎にセンサを取り付け、その検出信号を解析
して異常診断を行っている。このように診断対象毎にセ
ンサを取り付けて異常診断を行うことにより、高精度の
診断を行うことができる。
【0005】この種の技術に関しては、例えば、特開昭
62−5137号、特開平2−73499号、特開平3
−148035号、特開平3−152434号、特開平
3−160325号などがあり、いずれもセンサを診断
対象に装着するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術においては、診断対象毎にセンサを取り付ける必要
があるため、設備数が多く、診断対象箇所が多い場合に
は、これに伴ってセンサ及びセンサに関連するアンプ、
判定器等の数が増えるため、設備コストが高くなるとい
う不都合がある。
【0007】本発明の目的は、診断対象毎にセンサを設
けることなく、ローコストに異常診断を行うことができ
るようにするモータ及びその駆動対象の異常診断装置を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、駆動条件が同一である少なくとも2
台のモータの各々の負荷電流を検出する電流検出手段
と、該電流検出手段による各々の検出値間の差を検出す
る電流差検出部と、該電流差検出部による電流差値が予
め設定した基準値を越える状態が連続して一定時間続い
たか否かを判定する判定部とを設けるようにしている。
【0009】正確な診断を行うために、前記判定部によ
る診断結果の出力は、負荷や回転数が診断可能な範囲に
あり、かつ回転変動がないことを条件として行うことが
できる。
【0010】異常発生の把握を確実に行えるように、異
常診断時に前記判定部から出力される信号に基づいて警
報を発する警報発生部を設けることができる。
【0011】なお、前記モータは3相交流モータである
と共に、その負荷電流の検出は、前記モータの各々の同
一位相の相から行うことになる。
【0012】
【作用】上記した手段によれば、夫々が同一条件で駆動
されるモータの各負荷電流は、正常時には共に電流波形
がほぼ一致するし、どちらかのモータに異常が生じれば
電流波形は不一致になる。そこで、2つのモータの負荷
電流の差をとれば、その大小から異常発生を診断するこ
とができる。これにより、簡単な構成によって回転異常
をマクロ的に診断できるので、ローコストに異常診断装
置を構築することができる。
【0013】また、モータの加速時、減速時等のよう
に、回転変動が突発的に生じた場合、2台のモータは同
一状態で駆動されない傾向にある。そこで、このような
状態での異常診断を避けるため、一定の条件を設けて正
確な診断を行えるようにしている。
【0014】さらに、異常ありを示す判定部からの出力
信号に基づいて警報発生部を駆動し、警報音を発しまた
は警告点灯を行うことで、異常の発生を速やかに担当員
に報知でき、異常に対する処置や対策が迅速にとれるよ
うになる。
【0015】3相交流モータの場合、2つのモータの同
一の相(u,v,wのいずれか)から負荷電流を検出す
ることで、対称または同一の電流波形を得ることがで
き、電流差の検出が容易になる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0017】図1は本発明によるモータ及びその駆動対
象の異常診断装置を示すブロック図である。なお、以下
においては、説明を容易にするため、モータが2台の場
合を示している。
【0018】3相交流電源AC(例えば100V、20
0V等)には制御装置11が接続され、この制御装置1
1にはロール13を駆動する3相の交流モータ(例え
ば、誘導電動機)12が接続されている。交流電源AC
には、さらに制御装置14が接続され、この制御装置1
4にはロール16を駆動する交流モータ15(交流モー
タ12と同一仕様)が接続されている。交流モータ1
2,15の3相電源の内の同一の1相(u,v,wの内
の1相)には各々独立して変流器(CT)として動作す
る電流センサ17,18(電流検出手段)が装着され、
通過電流を検出できるようになっている。電流センサ1
7,18は、トロイダルコアに各々1相の動力線を通
し、動力線に流れる電流変化を電流・電圧変換抵抗によ
り電圧の形で検出する構造となっている。
【0019】電流センサ17,18の出力は両者とも電
流差検出部20に接続されている。電流差検出部20
は、電流センサ17,18の各々に接続される増幅器2
1,22、これら増幅器の出力電圧間の差を出力する減
算器23、この減算器23の出力信号の絶対値を得る絶
対値回路24の各々から構成されている。
【0020】さらに、電流差検出部20には、コンパレ
ータ31、ゲート回路32及び時間ゲート回路33から
なる判定部30が接続されている。そして、判定部30
には、判定基準及び基準時間を記憶している記憶部4
0、条件判定部50、及び警報発生部60が接続されて
いる。
【0021】以上の構成において、交流モータ12,1
5が共に稼働中である時、各々のモータに流れる電流は
電流センサ17,18によって検出され、電流差検出部
20の増幅器21,22に印加される。増幅器21,2
2では、検出信号中からノイズを除去並びに整流(平滑
化)し、個別に減算器23へ送出する。減算器23は2
つの入力電圧間の差を演算する。この演算結果は、絶対
値回路24によって絶対値処理され、判定部30へ送出
される。
【0022】図2は増幅器21,22の正常時と異常時
の出力波形及び減算器23の出力波形を示している。
【0023】診断開始を指令する診断開始信号(条件判
定部50に入力される条件信号の1つ)が“1”レベル
の時に異常診断の判定が実行される。モータ及びその関
連設備が正常に動作していれば、増幅器21,22の出
力波形(図2においては便宜上、増幅器22の出力の極
性を反転させている)はほぼ等しいため、電流差はほぼ
零になる。これに対し、モータ及びその関連設備が異常
動作をしている場合、増幅器21,22の出力にアンバ
ランスが生じるため、大きな電流差を生じる判定部30
では、絶対値処理された信号と記憶部40から読み出し
た判定基準値をコンパレータ31によって比較し、判定
基準値をオーバーする時に異常と見なして出力信号を発
生する。この出力信号は、後段の2つのゲート回路を通
して警報発生部60に送られ、ブザー、ランプ等を駆動
あるいは、接点信号を出力して警告を発する。
【0024】この時、条件判定部50から条件信号がゲ
ート回路32に印加されている時のみゲート回路32の
みゲートが開き、さらに記憶部40に記憶されている基
準時間を越えた時にのみ時間ゲート回路33のゲートが
開くように動作する。ここで基準時間とは、異常持続時
間の判定基準となる時間間隔を指す。この場合、条件信
号はモータが加速/減速等のように回転変動が生じてい
る時には発せられない。また、基準時間は瞬間的に電流
センサ17,18間に電流差が生じるケースを除くため
である。例えば、定格電流が20A程度のホットランテ
ーブルのロール駆動用モータの場合、回転数範囲380
〜1800rpmの範囲で電流差が5秒間連続して約3
Aを越えた場合を異常と判定するようにした時に異常を
判定するように設定する。
【0025】図3は条件判定部50の詳細構成を示すブ
ロック図である。
【0026】条件判定部50は、回転数信号に基づいて
回転数変動を演算する回転数変動演算回路51、この演
算による回転数変動値と変動上限セット値53とを比較
するコンパレータ52、回転数信号に対して下限セット
値55(380rpm)と上限セット値56(1800
rpm)をセットする回転数範囲セット回路54、及び
AND回路57の各々を備えて構成されている。AND
回路57は、コンパレータ52及び回転数範囲セット回
路54の各出力信号のほか、診断開始信号及び診断終了
信号の論理積をとる回路である。
【0027】回転数変動演算回路51及びコンパレータ
52によって回転数変動が診断可能な範囲に入っている
か否かを判定する。また、回転数範囲セット回路54に
よって設定回転数範囲(例えば上記した380〜180
0rpm)を外れた時、回転数範囲外と判定する。AN
D回路57は、4つの入力信号の全てが“1”レベルの
時に条件信号(“1”レベル)を発生する。この条件信
号の成立は、診断条件が整っていることを意味する。
【0028】なお、前記実施例においては、モータの駆
動対象がホットランテーブルのロールであるとしたが、
これに限定されるものではなく、繊維製品を製造する設
備、連続シート(新聞紙、ビニールシート等)の搬送設
備、木板の搬送設備等のように同一条件で駆動される少
なくとも2台のモータとその駆動対象の組み合わせの全
てに本発明を適用可能である。
【0029】また、交流モータの場合について説明した
が、直流モータの場合でも同様に扱うことができる。ま
た、交流電源が3相であるとしたが、単相交流であって
もよい。この場合、相の指定は特にない。
【0030】
【発明の効果】本発明は上記の通り構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。
【0031】請求項1のモータ及びその駆動対象の異常
診断装置においては、駆動条件が同一である少なくとも
2台のモータの各々の負荷電流を検出する電流検出手段
と、該電流検出手段による各々の検出値間の差を検出す
る電流差検出部と、該電流差検出部による電流差値が予
め設定した基準値を越える状態が連続して一定時間続い
たか否かを判定する判定部とを設けるようにしたので、
簡単な構成によって回転異常をマクロ的に診断できるの
で、ローコストに異常診断装置を構築することができ
る。
【0032】請求項2のモータ及びその駆動対象の異常
診断装置においては、前記判定部による診断結果の出力
は、回転数が診断可能な範囲にあり、かつ回転数変動が
ないことを条件として行うようにすることにより、正確
な診断が可能になる。
【0033】請求項3のモータ及びその駆動対象の異常
診断装置においては、異常診断時に前記判定部から出力
される信号に基づいて警報を発する警報発生部を設ける
ようにしたので、異常の発生を速やかに担当員に報知で
き、異常に対する処置や対策が迅速にとれるようにな
る。
【0034】請求項4のモータ及びその駆動対象の異常
診断装置においては、前記モータは3相交流モータであ
ると共に、その負荷電流の検出は、前記モータの各々の
同一位相の相から独立して行うようにしたので、電流差
の検出が容易になり、異常診断装置の構成を簡単にする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモータ及びその駆動対象の異常診断装
置を示すブロック図である。
【図2】図1の各増幅器の正常時及び異常時の出力、な
らびに減算器の出力を示す波形図である。
【図3】図1の条件判定部の詳細構成を示すブロック図
である。
【符号の説明】
11,14 制御装置 13,16 ロール 12,15 交流モータ 17,18 電流センサ 20 電流差検出部 21,22 増幅器 23 減算器 24 絶対値回路 30 判定部 31 コンパレータ 32 ゲート回路 33 時間ゲート回路 40 記憶部 50 条件判定部 51 回転数変動演算回路 52 コンパレータ 53 変動上限セット値 54 回転数範囲セット回路 55 下限セット値 56 上限セット値 57 AND回路 60 警報発生部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中園 勝美 神奈川県相模原市淵野辺5−10−1 日鉄 テクノス株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動条件が同一である少なくとも2台の
    モータの各々の負荷電流を検出する電流検出手段と、該
    電流検出手段による各々の検出値間の差を検出する電流
    差検出部と、該電流差検出部による電流差値が予め設定
    した基準値を越える状態が連続して一定時間続いたか否
    かを判定する判定部とを具備することを特徴とするモー
    タ及びその駆動対象の異常診断装置。
  2. 【請求項2】 前記判定部による診断結果の出力は、負
    荷や回転数が診断可能な範囲にあり、かつ回転変動がな
    いことを条件として行うことを特徴とする請求項1記載
    のモータ及びその駆動対象の異常診断装置。
  3. 【請求項3】 異常診断時に前記判定部から出力される
    信号に基づいて警報を発する警報発生部を設けることを
    特徴とする請求項1または2のいずれか1つに記載のモ
    ータ及びその駆動対象の異常診断装置。
  4. 【請求項4】 前記モータは3相交流モータであると共
    に、その負荷電流の検出は、前記モータの各々の同一位
    相の相から行うことを特徴とする請求項1ないし3のい
    ずれか1つに記載のモータ及びその駆動対象の異常診断
    装置。
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