JPS59209037A - 耐熱寿命予測装置 - Google Patents
耐熱寿命予測装置Info
- Publication number
- JPS59209037A JPS59209037A JP58081679A JP8167983A JPS59209037A JP S59209037 A JPS59209037 A JP S59209037A JP 58081679 A JP58081679 A JP 58081679A JP 8167983 A JP8167983 A JP 8167983A JP S59209037 A JPS59209037 A JP S59209037A
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- Japan
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- temperature
- insulator
- output
- converter
- electromotive force
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- Pending
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は例えば回転電機の巻線のように温度が変化する
絶縁の熱劣化量な演算表示し耐熱寿命を予測する装＃を
１関する。
絶縁の熱劣化量な演算表示し耐熱寿命を予測する装＃を
１関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
高電圧固体絶縁層、特に高電圧回転１、機巻線の絶縁層
は、通常制コロナ性の良好なマイカペーパとこれらを相
互に接着する不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂な
どから構成されている。ＰＡ硬化性樹脂【二代表される
最近の巻線Ｐ縁材料は格攻に進歩してきているとはいえ
、長年ｆ−わたる機器の高温運転ｆ二より熱劣化し、性
能の低下していくことは防止できない。巻線絶縁の性能
は機器の寿命を左右するものとして重要であり、常に絶
縁の劣化状態を把握して適切な対策を施す必要がある。
は、通常制コロナ性の良好なマイカペーパとこれらを相
互に接着する不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂な
どから構成されている。ＰＡ硬化性樹脂【二代表される
最近の巻線Ｐ縁材料は格攻に進歩してきているとはいえ
、長年ｆ−わたる機器の高温運転ｆ二より熱劣化し、性
能の低下していくことは防止できない。巻線絶縁の性能
は機器の寿命を左右するものとして重要であり、常に絶
縁の劣化状態を把握して適切な対策を施す必要がある。
一般に壱機絶縁材料の爵］熱寿命りの対数はアレｍ＝ウ
スの反応速度論から使用温度Ｔ（以下すべて絶対温度）
の逆数に比例するので第１図のようにＩｏｇＬ−４４曲
線は直線関係となる。したがって、あらかじめ運転温度
より高い温度（例えばＴ。）での加速寿命評価から第１
図の直線を得ておけば、これを低温側に外挿することに
より運転温度Ｔｃ１−おける絶縁の側熱寿命Ｌ０を知る
ことができる。
スの反応速度論から使用温度Ｔ（以下すべて絶対温度）
の逆数に比例するので第１図のようにＩｏｇＬ−４４曲
線は直線関係となる。したがって、あらかじめ運転温度
より高い温度（例えばＴ。）での加速寿命評価から第１
図の直線を得ておけば、これを低温側に外挿することに
より運転温度Ｔｃ１−おける絶縁の側熱寿命Ｌ０を知る
ことができる。
しかし、機器の運転温度は負荷の大きさ（二依存し、負
荷が頻繁に変動するような機器では上述の方法による寿
命の推定が困難であった。
荷が頻繁に変動するような機器では上述の方法による寿
命の推定が困難であった。
［発明の目的］
本発明はかかる事情（１鑑みなされたものであり、その
目的とするところは複雑に運転温度の変化する電機巻線
絶縁の熱劣化程度を把握し、その寿命を推定することの
できる装置を提供することであイ）０ ［発明の概要］ この目的を達成するために本発明の耐熱寿命予測装置は
、電機の絶縁体（二取付けられた温度検出器と、この温
度検出器（二接続され上記（５）式の相対累積劣化量Ｕ
を計算する演舞゛手段と、この演算手段に接続された表
示装置とを備えた構成とする。
目的とするところは複雑に運転温度の変化する電機巻線
絶縁の熱劣化程度を把握し、その寿命を推定することの
できる装置を提供することであイ）０ ［発明の概要］ この目的を達成するために本発明の耐熱寿命予測装置は
、電機の絶縁体（二取付けられた温度検出器と、この温
度検出器（二接続され上記（５）式の相対累積劣化量Ｕ
を計算する演舞゛手段と、この演算手段に接続された表
示装置とを備えた構成とする。
本発明の装置が機能するため（二は加速寿命評価
゛試験からあらかじめ第１ν１の直線を得ておくことが
前提となる。グ１図の内線から、ある基準となる温度Ｔ
ｏでの寿命ＬＯがわかっていれば基準温度１゛ｏおよび
ある瞬間における巻嗅運転温度Ｔ。における劣化量１１
ｆＬｋｏおよびｋｃはアレニウスの反応速度論から である。ただし、ｂ、＝Ｅ／Ｒであり、Ｅに活性化エネ
ルギー、Ｒは気体定数、Ａは定数である。基準温度Ｔ０
＋二おいて寿命り。に達する捷での累積劣化量は Ｏ ｆ ｋｏｄｔ ＝＝ ｋＯＬｏ−−−−−−−−−−
−（８１であり、捷たある運転時間ｔ。までの実際の巻
線絶縁の累積劣化量は Ｃ ／ ｋｃｄ ｔ −−−−−−−−−−
−−（４）である。巻線絶縁の相対累積劣化量Ｕを（４
）式と（８）式の比 す として定義すると初期状態でＵ＝Ｑであり、Ｕ＝１のと
き寿命となる。したがって、常に巻線温度Ｔｏをモニタ
ーし、相対累積劣化ｉＵを（５２式がら計算することｆ
二より、熱劣化に対する余寿命を推定することができる
。本発明ζ二おいては、温度センサーにより検出した巻
線温度Ｔ。をＡ／Ｄ変換器を二ヨリテジタル化した後、
マイクロコンピュータニ読込み（５）式の積分を数値計
算して相対累積劣化量Ｕを表示するものである。
゛試験からあらかじめ第１ν１の直線を得ておくことが
前提となる。グ１図の内線から、ある基準となる温度Ｔ
ｏでの寿命ＬＯがわかっていれば基準温度１゛ｏおよび
ある瞬間における巻嗅運転温度Ｔ。における劣化量１１
ｆＬｋｏおよびｋｃはアレニウスの反応速度論から である。ただし、ｂ、＝Ｅ／Ｒであり、Ｅに活性化エネ
ルギー、Ｒは気体定数、Ａは定数である。基準温度Ｔ０
＋二おいて寿命り。に達する捷での累積劣化量は Ｏ ｆ ｋｏｄｔ ＝＝ ｋＯＬｏ−−−−−−−−−−
−（８１であり、捷たある運転時間ｔ。までの実際の巻
線絶縁の累積劣化量は Ｃ ／ ｋｃｄ ｔ −−−−−−−−−−
−−（４）である。巻線絶縁の相対累積劣化量Ｕを（４
）式と（８）式の比 す として定義すると初期状態でＵ＝Ｑであり、Ｕ＝１のと
き寿命となる。したがって、常に巻線温度Ｔｏをモニタ
ーし、相対累積劣化ｉＵを（５２式がら計算することｆ
二より、熱劣化に対する余寿命を推定することができる
。本発明ζ二おいては、温度センサーにより検出した巻
線温度Ｔ。をＡ／Ｄ変換器を二ヨリテジタル化した後、
マイクロコンピュータニ読込み（５）式の積分を数値計
算して相対累積劣化量Ｕを表示するものである。
［発明の実施例］
以下、本発明の一芙施例ｆ二ついて、第２図、第３図お
よび第４図を参照して説明する。第２図（二おいて回転
電機のし１定子スロツト１内の絶縁巻線２間に置いた熱
電対３のリード線４はスロット］の軸方向ｆ１導き、固
定子鉄心端から固定子鉄心外Ｃ−導出する。第３図のよ
う（二熱′亀対３の熱起電力は、０°Ｃの冷接点起電力
を供給する定電圧電源５の出力との差をとり、巻線温度
としてＡ、／Ｄ変換器６の入力とする。Ａ／Ｄ変換器６
・のデジタル出力はクロック７０指令により微少時間△
を毎１ニマイクロコンピュータ８■二読込まれ、あらか
じめマイクロコンピュータのメモリー９に記憶した温度
−熱起電力特性を蕗照して絶対温度ζ二変換される。し
かる後演算部１４において（５）式の積分を行なうわけ
であるがこれには以下のような数値計算により近似７’
（ｔ） −ｅ Ｔｏと時間軸ｔとの間の面積をΔｔ１ノ
１１二区切った長方形面積の和 −碑 △ｔ・Σｅ 、（ｉ＝０．Ｌ２．・・・、 ｎ
−１） −−−−−（６）としてマイクロコンピュー
タ８により、時系列的に加算してゆけば良い。△ｔを小
さくすること１こより十分な積分精度が保証される。
よび第４図を参照して説明する。第２図（二おいて回転
電機のし１定子スロツト１内の絶縁巻線２間に置いた熱
電対３のリード線４はスロット］の軸方向ｆ１導き、固
定子鉄心端から固定子鉄心外Ｃ−導出する。第３図のよ
う（二熱′亀対３の熱起電力は、０°Ｃの冷接点起電力
を供給する定電圧電源５の出力との差をとり、巻線温度
としてＡ、／Ｄ変換器６の入力とする。Ａ／Ｄ変換器６
・のデジタル出力はクロック７０指令により微少時間△
を毎１ニマイクロコンピュータ８■二読込まれ、あらか
じめマイクロコンピュータのメモリー９に記憶した温度
−熱起電力特性を蕗照して絶対温度ζ二変換される。し
かる後演算部１４において（５）式の積分を行なうわけ
であるがこれには以下のような数値計算により近似７’
（ｔ） −ｅ Ｔｏと時間軸ｔとの間の面積をΔｔ１ノ
１１二区切った長方形面積の和 −碑 △ｔ・Σｅ 、（ｉ＝０．Ｌ２．・・・、 ｎ
−１） −−−−−（６）としてマイクロコンピュー
タ８により、時系列的に加算してゆけば良い。△ｔを小
さくすること１こより十分な積分精度が保証される。
相対累積劣化５Ｕｒｔｓ上記の値（二ｅ”’Ｏ／ｌ、ｏ
を乗じでイ４すられる。ここに”Ｏ＋ ＴＯおよびｂは
定数としてあらかじめキーボード川より与えておく。相
対累積劣化！、 ｔＪの演鏝−結果はプリンタｌｌｉ二
出力されるがＣＲＴディスプレイ１２やプロッター１３
＋二より時間軸に対してプロットしてグラフ化すると巻
線絶縁の経時的劣化動向が把握し易い。
を乗じでイ４すられる。ここに”Ｏ＋ ＴＯおよびｂは
定数としてあらかじめキーボード川より与えておく。相
対累積劣化！、 ｔＪの演鏝−結果はプリンタｌｌｉ二
出力されるがＣＲＴディスプレイ１２やプロッター１３
＋二より時間軸に対してプロットしてグラフ化すると巻
線絶縁の経時的劣化動向が把握し易い。
なお、本発明は上記し、かつ図面Ｃ二本した実施例のみ
Ｃ二限定されるものではなく、例えは（５〕式の積分を
数値計麹−する場合、（６）穴以外に台形公式−＝−−
−−−−−−−（７） やンングソンの公式 ％式％（８１ を用いる等、その要旨を変更しない範囲で種々変形して
実施できることはもちろんである。（７）、（８１式に
よれば積分精度はでらに向上するが、これはマイクロコ
ンピュータ８のソフトウェア変更１′−より、容易ｆ１
成し遂げることができる。
Ｃ二限定されるものではなく、例えは（５〕式の積分を
数値計麹−する場合、（６）穴以外に台形公式−＝−−
−−−−−−−（７） やンングソンの公式 ％式％（８１ を用いる等、その要旨を変更しない範囲で種々変形して
実施できることはもちろんである。（７）、（８１式に
よれば積分精度はでらに向上するが、これはマイクロコ
ンピュータ８のソフトウェア変更１′−より、容易ｆ１
成し遂げることができる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば回転電機のよう（
二、負荷変動で運転温度が複雑（１変化する巻線絶縁の
熱劣化程度を常Ｃ監視でき、表示される相対累積劣化量
Ｕから巻線絶縁の寿命を推定することが可能となるため
、巻線絶縁劣化に対して計画的な施策を行なうことがで
きる。
二、負荷変動で運転温度が複雑（１変化する巻線絶縁の
熱劣化程度を常Ｃ監視でき、表示される相対累積劣化量
Ｕから巻線絶縁の寿命を推定することが可能となるため
、巻線絶縁劣化に対して計画的な施策を行なうことがで
きる。
第１図は巻線絶縁の一般的な１熱寿命曲線図、第２図は
熱電対の埋設位置を示す固定子スロット断面図、第３図
は本発明の一実施例の耐熱寿命予測装置の構成を示すブ
ロック図、第４図は相対累積劣化量演ηのための数値積
分説明図である。 ｌ・同定子スロット ２・・・絶縁巻線３・・熱電対
４・・ リード線５・・・定電圧電源
６・・・Ａ／Ｄ変換器７・・・クロック ８・・
・マイクロコンピュータ９・・・メモリー １０
・・・キーボード１１・・・プリンタ １２・・Ｃ
ＲＴディスプレイ１３・・・ブロック−１４・・・演算
部代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）１ 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図
熱電対の埋設位置を示す固定子スロット断面図、第３図
は本発明の一実施例の耐熱寿命予測装置の構成を示すブ
ロック図、第４図は相対累積劣化量演ηのための数値積
分説明図である。 ｌ・同定子スロット ２・・・絶縁巻線３・・熱電対
４・・ リード線５・・・定電圧電源
６・・・Ａ／Ｄ変換器７・・・クロック ８・・
・マイクロコンピュータ９・・・メモリー １０
・・・キーボード１１・・・プリンタ １２・・Ｃ
ＲＴディスプレイ１３・・・ブロック−１４・・・演算
部代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）１ 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図
Claims (2)
- （１）＠機の絶縁体（二重性けられた温度検出器と、こ
の温度検出器に接続され絶縁体の相対累積劣化量 俳しＴ。：ある基準温度（０Ｋ） Ｌｏ：温度Ｔ０における絶縁体の寿命 Ｔ０：電機運転時の絶縁体の温度（０Ｋ）ｔｏ：温度Ｔ
０＋二さらされている時間ｔｅ ：自然対数の底 ｂ ：絶縁体Ｉ：よって定まる定数 を計算する演算手段と、この演算手段（二接続された表
示装置とを備えたことを特徴とする耐熱寿命予測装置。 - （２）演算手段は温度検出器の出力をデジタル化するＡ
／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力を絶縁体の温度
に変換するメモリーと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を所定
の時間毎Ｃ二取出すクロックと、定数を入力するキーボ
ードとを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の耐熱寿命予測装置０（８） 相対累積劣化量Ｕ
を計ｐ：する基本アルゴリズムは数値積分であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の耐熱寿命予測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58081679A JPS59209037A (ja) | 1983-05-12 | 1983-05-12 | 耐熱寿命予測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58081679A JPS59209037A (ja) | 1983-05-12 | 1983-05-12 | 耐熱寿命予測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59209037A true JPS59209037A (ja) | 1984-11-27 |
Family
ID=13753038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58081679A Pending JPS59209037A (ja) | 1983-05-12 | 1983-05-12 | 耐熱寿命予測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59209037A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60144127A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-07-30 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 電動機の残り有効寿命を予測する方法と装置 |
| WO2007023065A1 (de) * | 2005-08-25 | 2007-03-01 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine mit einem heizelement |
| EP2314863A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-27 | Robert Bosch GmbH | A device to monitor glow plugs in a vehicle |
| JP2015141750A (ja) * | 2014-01-27 | 2015-08-03 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 誘導加熱装置の余寿命診断装置 |
-
1983
- 1983-05-12 JP JP58081679A patent/JPS59209037A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60144127A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-07-30 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 電動機の残り有効寿命を予測する方法と装置 |
| WO2007023065A1 (de) * | 2005-08-25 | 2007-03-01 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine mit einem heizelement |
| EP2314863A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-27 | Robert Bosch GmbH | A device to monitor glow plugs in a vehicle |
| JP2015141750A (ja) * | 2014-01-27 | 2015-08-03 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 誘導加熱装置の余寿命診断装置 |
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