JPS6256876A - 電動機診断装置 - Google Patents

電動機診断装置

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Publication number
JPS6256876A
JPS6256876A JP60197435A JP19743585A JPS6256876A JP S6256876 A JPS6256876 A JP S6256876A JP 60197435 A JP60197435 A JP 60197435A JP 19743585 A JP19743585 A JP 19743585A JP S6256876 A JPS6256876 A JP S6256876A
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JP
Japan
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phase
current value
primary
negative sequence
load
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Pending
Application number
JP60197435A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Kuno
勉 久野
Soji Nishimura
荘治 西村
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
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd, Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、3相誘導電動機のステータコイルのゆるみ
を、ステータコイルに高電圧を印加したり、3相誘導電
動機への1118配線を外すことなく、簡便に検出する
ことができる電動機診断装置に関するものである。
従来の技術 3相誘導電動機のステータコイルのゆるみは、3相誘導
電動機の寿命に直結しているため、その有無を定期的に
診断して早期発見に努める必要がある。
3相誘導電動機のステータコイルのゆるみの診断は、ス
テータコイルにゆるみが発生すると各相の電流波形が不
平衡となるということを利用して行っていた。
この3相誘導電動機の診断方法(特願昭58−2157
62号)は、3相誘導電動機の回転中の各相の1次電流
波形を検出し、この検出結果に基づいて3相誘導電動機
のステータコイルのゆるみの程度を診断する方法であっ
て、前記各相の1次電流検出波形より各相間の位相差の
最大のものと最小のものとの差に関連づけた位相不平衡
率を求めるとともに、各相の1次′gl流波形の振幅に
最大のものと最小のものとの差に関連づけた振幅不平衡
率を求め、これらによって3相誘導電動機のステータコ
イルのゆるみの程度を判別する方法である。
発明が解決しようとする問題点 3相誘導電動機の1次電圧が不平衡であって逆相骨が含
まれている場合、1次電流の不平衡は、ステータコイル
のゆるみによって発生する成分と1次電圧の逆相骨によ
って発生する成分の和になるので、上記したように単に
1次電流の不平衡率を求めてステータコイルのゆるみの
程度の目安とするような場合、1次電圧の逆相骨が大き
いと、その分が誤差となって、ステータコイルのゆるみ
の程度を精度良く検知できないという問題があった。
この発明の目的は、1次電圧の不平衡に起因する逆相電
流成分が1次電流に多く含まれていても、ステータコイ
ルのゆるみの程度を精度良く検知することができる電動
機診断装置を提供することである。
問題点を解決するための手段 この発明の電動機診断装置は、第1図に示すよ・うに、
3相誘導電動機の少くとも2相の1次電流の波形データ
を取り込むデータ取込手段lと、定格負荷時に前記デー
タ取込手段1によって取り込まれた波形データから各相
の1次電流値を求める第1の1次電流値計算手段2と、
この第1の1次電流値計算手段2によって求められた各
相の1次電流値から逆相電流値を求める第1の逆相電流
値計算手段3と、無負荷時または軽負荷時に前記データ
取込手段lによって取り込まれた波形データから各相の
1次電流値を求める第2の1次電流値計算手段4と、こ
の第2の1次電流値計算手段4によって求められた各相
の1次電流値から逆相電流値を求める第2の逆相電流値
計算手段5と、前記第1および第2の逆相電流値計算手
段3.5によってそれぞれ求められた逆相電流値の相互
の差の振幅を求める逆相電流値差計算手段6と、この逆
相電流値差計算手段6の計算結果を表示する表示手段7
とを備えている。
作用 この発明の構成によれば、定格負荷時における1次電流
中の逆相電流と無負荷時または軽負荷時における1次電
流中の逆相電流との差の振幅を求め、この振幅をステー
タコイルのゆるみの目安として表示するため、1次電流
中の逆相電流に、ステータコイルのゆるみによる3相誘
導電動機の1次漏れリアクタンスの不平衡に起因する逆
相電流成分の他に、1次電圧の不平衡に起因する逆相電
流成分が多く含まれていても、この1次電圧の不平衡に
起因する逆相電流成分は負荷の大小でほとんど変化せず
、定格負荷時の逆相電流と無負荷時または軽負荷時の逆
相電流との差をとることで、1次電圧の不平衡に起因す
る逆相電流成分は消去され、負荷の大小で変化する1次
漏れリアクタンスの不平衡に起因する逆相電流成分のみ
が残ることになる。
したがって、1次電流中の逆相電流に1次電圧の不平衡
に起因する逆相を流成分が多く含まれていても、これに
影響を受けることなく、ステータコイルのゆるみの程度
を精度良く検知することができる。
実施例 この発明の一實施例を第2図ないし第7図に基づいて説
明する。この電動機診断装置は、第2図に示すように、
3相誘導電動機11のU相、■相。
W相の1次電流のうちU相とW相の1次電流を変流器1
2.13で検出し、各々をA/D変喚器14゜15によ
ってA/D変換したのち、各波形データをメモリ16.
17に記憶させ、メモリ16.17に記憶した波形デー
タをCPU18で処理することによってステータコイル
のゆるみの程度を診断結果表示器19に表示させるよう
にしている。
20は計測スタートキー、21は誘導モータ11によっ
て駆動される負荷である。
以下、CPUI 8の処理動作を第3図および第4図の
フローチャートに基づいて説明する。
まず、第3図のように、マニュアル操作により、3相誘
導電動機11の負荷21を定格負荷とし、計測スタート
キー20を押す。
計測スタートキー20が押されると、CPU18はこれ
を検知して、定格負荷時の波形データ収集処理、フーリ
エ解析処理、逆相電流値計算処理等を行って逆相電流値
INI(1N+は複素数)を求め、これを記憶する。
ついで、再びマニュアル操作により、3相誘導電動機1
1の負荷21を無負荷または軽負荷とし、計測スタート
キー20を押す。
計測スタートキー20が押されると、CPU18はこれ
を検知して、無負荷時または軽p荷時の波形データ収集
処理、フーリエ解析処理、逆相電流値計算処理等を行っ
て逆相電流値Ixz(Isiは複素数)を求め、これを
記憶する。
ついで、逆相電流値差!。を 1113=INI  Iwt           ・
・・・・・(1)の演算式に基づいて求め、さらに定格
電流値に対する逆相電流値差■。の振幅の比Rateを
に基づいて求める。CPU18は、この処理により逆相
電流値差計算手段6を構成することになる。
ついで、比Ra teを診断結果表示器19に表示させ
る。cpuisは、この処理により診断結果表示器19
と合わせて表示手段7を構成することになる。
つぎに、波形データ収集、フーリエ解析、逆相電流値計
算等の各処理を第4図により具体的に説明する。
この処理は、まずIJ相、■相3W相の1次電流のうち
U相の1次電流の波形を変流器12で検出してA/D変
換器14によってA/D変換し、得られたU相の波形デ
ータをメモリ16に記憶させ、メモリ16に記憶させた
U相の波形データに対し、フーリエ解析を行い、U相の
1次を流の基本波成分の振幅と位相(U相の1次電流値
+u)を求める。
上記と同様にして、W相の1次電流の波形を変流器13
で検出してA/D変換器15によってA/D変換し、得
られたW相の波形データをメモリ17に記憶させ、メモ
リー7に記憶させたW相の波形データに対し、フーリエ
解析を行い、W相の1次電流の基本波成分の振幅と位相
(W相の1次電流値+w)を求める。
ついで、零相電流はないという条件から、V相の1次電
流の基本波成分の振幅と位相(■相の1次電流値Ivを
、 Iv −(Iu + Iw )        −−(
31に基づいて求める。
ついで、逆相電流IN  (定格負部時1N+1無負荷
時または軽負荷時■H工)を、 1N ”’ −(Iu +a ” Iv +a Iw 
)・・・・・・(4) から求める。ただし、 −1+ 仔j a;□        ・・・・・・(5)である。
この処理は、定格負荷時と無負荷時または軽負荷時とも
同じように行われ、CPU18は、変流器12. 13
. A/D変換器14.15.メモリ16.17と合わ
せて、データ取込手段l、第1および第2の1次電流値
計算手段2.4.第1および第2の逆相を流値計算手段
3.5を構成することになる。
このように、定格負荷時における逆相電流価と無負荷時
または軽負荷時における逆相電流価との差を求め、さら
にこの逆相電流値差1,12の振幅を定格電流値の振幅
で割って比Ra teを求め、この比Ra teをステ
ータコイルのゆるみの目安として表示する構成であるた
め、逆相1を流値に、ステータコイルのゆるみによる3
相誘導電動機11の1次漏れリアクタンスの不平衡に起
因する逆相tl成分の他に、1次電圧の不平衡に起因す
る逆相電流成分が多く含まれていても、この1次電圧の
不平衡に起因する逆相電流成分は負荷21の大小でほと
んど変化せず、定格負荷時の逆相電流値と無負荷時また
は軽負荷時の逆相電流値との差をとることで、1次電圧
の不平衡に起因する逆相電流成分は消去され、負荷の大
小で変化する1次漏れリアクタンスの不平衡に起因する
逆相電流成分のみが残ることになる。
したがって、逆相it流値に1次電圧の不平衡に起因す
る逆相電流成分が多く含まれていても、これに影響を受
けることなく、ステータコイルのゆるみの程度を精度良
く検知することができる。
ここで、3相誘導電動機11のステータコイルのゆるみ
の程度が逆相電流値差の振幅に対応する理由について説
明する。
3相誘導を動81111の1次漏れリアクタンスは、ス
ロット漏れリアクタンスとギャップ漏れリアクタンスと
コイルFeaBれリアクタンスとの3要素の和で表わす
ことができる。
第5図(A)は運転中におけるステータコイル内導体間
絶縁物層が正常な場合のスロット部分の概略図を示し、
第5図(B)は運転中におけるステータコイル内導体間
絶縁物層が異常な場合のスロット部分の概略図を示し、
22はスロット、23けステータコイルであり、23a
は導体、23I)は絶縁物層である。ステータコイル内
導体間絶縁物層か少なくて、ステータコイル23にゆる
みが発生ずると、3相誘導電動機」1の運転中において
、互いの電流によるローレンツ力により第5図(B)の
ようにステータコイル23の導体23aが集中しスロッ
ト22の高さ方向に対しステータコイル23全体が縮む
ことにより、スロット漏れリアクタンスが各相において
増大するとともに、各相の1次漏れリアクタンスに不平
衡を生じることになる。
3相誘導電動機11のステータコイルのゆるみに起因す
る1次漏れリアクタンスの不平衡は以下のようにして検
出される。
第6図は3相誘導電動機11の1相分の等価回路を示し
ている。同図においてx、は1次漏れリアクタンス、r
、はt氏抗、x2はリアクタンス、goはコンダクタン
ス、boはサセプタンス、rヨ/Sは正相電圧に対する
抵抗、rz/2Sは逆相電圧に対する抵抗、Z、は正相
インピーダンス、Z8は逆相インピーダンスである。
第6図の等価回路において、正相インピーダンスZP、
逆相インピーダンスZNの値が3相とも同じであるとす
ると、3相分の等価回路は第7図のようになる。同図に
おいて、■oはU相の1次電圧、vvは■相の1次電圧
、■1はW相の1次電圧、IuはU相の1次電流、Iv
は■相の1次電流、I0はW相の1次電流、■は中点電
圧であるoXILlはり相の1次漏れリアクタンス、X
IVは■相の1次漏れリアクタンス、XゆはW相の1次
漏れリアクタンス、Zはインピーダンスで、正相分はZ
、で逆相分はZ。であり、1次漏れリアクタンスxlL
l+  xIV+  xI、Iのみが各相で異なること
になる。
つぎに、上記等価回路に基づいて1次電流の不平衡の計
算、具体的には正相電流■、および逆相電nIsの計算
を行う手順について説明する。この計算は、1次電圧■
。、V、、V、の不平衡と1次漏れリアクタンスxIL
l+  XIV、X工の不平衡に基づいて1次電流1u
+  Iv、Inの不平衡の計算を行うものである。
第7図の等価回路において、1次電圧V、、VV。
Vwおよび1次漏れリアクタンスxllJ+  Xll
1+  X工を対称分に分解すると次式のようになる。
ただし、1次電圧において零相分はないものとしている
V、=V、 十V、             ・・・
・・・(6)V、 = a ” V、 + a V、 
        ・・・・・・(71V、 m a V
、 + a ” V、         ・・・・・(
81j X+u−j XIP+ j XIN+ j X
+z     −−fQ)j X+v−ja ” x、
、、+jax、、+ J X+z  −++++11J
X+w−JaX+P”ja”X+n+jX1z   −
−QDただし、■、は正相電圧、■8は逆相電圧、XI
Fは正相リアクタンス、XINは逆相リアクタンス、X
I2は不平衡分に相当するりアクタンスである。
また、1次電Uiu 、IV 、1wを対称分に分解す
ると、次式のようになる。ただし、零相分はないものと
する。
L−IP +l、l           ・・・・・
・(2)Iv ”a ” It +a IN     
    ”””α湯[、−a +、 +a ” !、 
        −αすなお、上記各式において、 a=expt+j(2/3)aJ である。
上記第(6ン式ないし第00式から第7図の等価回路の
回路方程式は、次式のようになる。
■。−V、+V。
−J X1uIu ”ZF  IF +ZN  IN 
十V= fJ XIP”J XIN” (jX+z+Z
r ))  IP+  (jX+p+jX++i+ (
jx+z+ZH)3Is+V            
   ・・・・・・QIVv=a ” VP +a V
N =  (ja”x+p+jax+N +(jx+z  
+  ZP  )  )a”l  p+ (ja”x+
r+jaxrN+(jx+z + Zw ) l al
*+V               ・・・・・・a
ηV、 =a V、 +a ” V)。
= fjax+r +ja”x+n ”(jx+z +
 Zp ) ) air+  (jaX+r   +j
azX++++ (jXiz   +  ZN  ) 
 )  aJ  、+V              
 ・・・・・・鱒上記第OQ式ないし第α鴫式から正相
型/ILI Pおよび逆相電流I1.Iは次式のように
なる。
・・・・・・Ol ・・・・・・Q@ 逆相電圧■8が正相電圧■、の1%程度であること、お
よびリアクタンスxlIP+  XINがZr +J 
x+z+  Z N ” J X 1□に比してかなり
小さいことを考慮すると、第α優式および第am式は次
式のようになる。
1、#−−−−・■、    ・・・・・・(21)Z
r”jXiz Z工+j Xl2 (以下余白) JXIP           I Zs 十J X+z      Zw + J X+z
・・・・・・(22) 上記第(22)式で表わされる逆相電流r8の第1項は
1次漏れリアクタンスの不平衡による成分であり、第2
項は1次電圧の不平衡による成分である。この逆相電流
1.のうち、1次電圧の不平衡による成分は、第(22
)弐から明らかなように、3相誘導電動機11の負荷2
1の大小によってほとんど変化しないことがわかる。こ
れは逆相インピーダンスZNが負荷の大小によってほと
んど変化しないためである。一方、逆相電流I8のうち
1次漏れリアクタンスの不平衡による成分は、第(22
)式から明らかなように、3相誘導電動機11の負荷2
1が大きくなればなるほど太き(なることがわかる。こ
れは、正相インピーダンスZ、が負荷の大小によって大
きく変化するためである。
したがって、1次漏れリアクタンスに不平衡が存在すれ
ば、定格負荷時の逆相電流■□から@負荷時または軽負
荷時の逆相電i′11stの差IH3を計算することに
より、1次電圧の不平衡による成分は消去され、1次漏
れリアクタンスの不平衡による成分のみが残ることにな
り、1次漏れリアクタンスの不平衡、すなわち、ステー
タコイルのゆるみの程度を検知することができる。
なお、逆相電流夏、を求めるための第(4)式は、第一
式と第I式にa!を掛けたものと第りa式にaを掛けた
ものとを加算すれば得られる。
発明の効果 この発明の電動機診断装置によれば、定格負荷時におけ
る1次電流中の逆相?を流と無負荷時または軽負荷時に
おける1次電流中の逆相電流との差の振幅を求め、この
振幅をステータコイルのゆるみの目安として表示するた
め、逆相電流値に、ステータコイルのゆるみによる3相
誘導電動機の1次漏れリアクタンスの不平衡に起因する
逆相電流成分の他に、1次電圧の不平衡に起因する逆相
電流成分が多く含まれていても、これに影響を受けるこ
となく、ステータコイルのゆるみの程度を精度良く検知
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の構成を示すブロック図、第2図はこ
の発明の一実施例の構成を示すブロック図、第3図およ
び第4図は実施例の動作を示すフローチャート、第5図
は3相誘導電動機のスロット部分の概略図、第6図は3
相誘導電動機の1相分の等価回路、第7図は同じく3相
分の等価回路である。 1・・・データ取込手段、2・・・第1の1次電流値計
算手段、3・・・第1の逆相電流値計算手段、4・・・
第2の1次電流値計算手段、5・・・第2の逆相電流値
計算手段、6・・・逆相電流値差計算手段、7・・・表
示手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 3相誘導電動機の少くとも2相の1次電流の波形データ
    を取り込むデータ取込手段と、定格負荷時に前記データ
    取込手段によって取り込まれた波形データから各相の1
    次電流値を求める第1の1次電流値計算手段と、この第
    1の1次電流値計算手段によって求められた各相の1次
    電流値から逆相電流値を求める第1の逆相電流値計算手
    段と、無負荷時または軽負荷時に前記データ取込手段に
    よって取り込まれた波形データから各相の1次電流値を
    求める第2の1次電流値計算手段と、この第2の1次電
    流値計算手段によって求められた各相の1次電流値から
    逆相電流値を求める第2の逆相電流値計算手段と、前記
    第1および第2の逆相電流値計算手段によってそれぞれ
    求められた逆相電流値の相互の差の振幅を求める逆相電
    流値差計算手段と、この逆相電流値差計算手段の計算結
    果を表示する表示手段とを備えた電動機診断装置。
JP60197435A 1985-09-05 1985-09-05 電動機診断装置 Pending JPS6256876A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62116606A (ja) * 1977-10-11 1987-05-28 ザ ダウ ケミカル コンパニ− ビニル化合物の重合方法
JP2015194447A (ja) * 2014-03-31 2015-11-05 株式会社荏原製作所 監視装置

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