JP2649210B2 - 電動機の非回転試験方法及び装置と、電動機を用いた機械システム - Google Patents
電動機の非回転試験方法及び装置と、電動機を用いた機械システムInfo
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- JP2649210B2 JP2649210B2 JP18941593A JP18941593A JP2649210B2 JP 2649210 B2 JP2649210 B2 JP 2649210B2 JP 18941593 A JP18941593 A JP 18941593A JP 18941593 A JP18941593 A JP 18941593A JP 2649210 B2 JP2649210 B2 JP 2649210B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば生産、加工、物
流、包装、その他の様々な分野で機械・設備等に使用さ
れる3相交流電動機の特性を把握するための非回転試験
方法及び装置、並びに3相交流電動機を用いた機械シス
テムに関する。
流、包装、その他の様々な分野で機械・設備等に使用さ
れる3相交流電動機の特性を把握するための非回転試験
方法及び装置、並びに3相交流電動機を用いた機械シス
テムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、生産性の向上を図るために生産シ
ステムの自動化・無人化・高効率化を目指して、いわゆ
るファクトリーオートメーションが盛んに行なわれ、ま
た全ゆる産業分野で様々な自動化装置・機器が開発され
ている。これらの機械・設備には、一般にサーボモータ
が駆動装置として利用されているが、特に交流電動機
は、構造が簡単で低価格であり、取扱い及び保守が容易
で耐環境適応性が良いことから、比較的小容量のものか
ら出力が100キロW以上の大容量のものまで幅広く商
用に供されている。
ステムの自動化・無人化・高効率化を目指して、いわゆ
るファクトリーオートメーションが盛んに行なわれ、ま
た全ゆる産業分野で様々な自動化装置・機器が開発され
ている。これらの機械・設備には、一般にサーボモータ
が駆動装置として利用されているが、特に交流電動機
は、構造が簡単で低価格であり、取扱い及び保守が容易
で耐環境適応性が良いことから、比較的小容量のものか
ら出力が100キロW以上の大容量のものまで幅広く商
用に供されている。
【0003】交流電動機を高精度で制御するためには、
その電気特性、例えば滑り、トルク、力率、効率等をよ
り高い精度で把握する必要がある。従来、大出力の交流
電動機としてよく使用される誘導電動機の場合、拘束試
験と呼ばれる一種の非回転試験を行ない、回転子を拘束
した状態で電圧、電流、電力等を計測し、それらの信号
を例えば等価回路や円線図計算法等に基づき処理するこ
とによって、抵抗や漏れインダクタンス等の特性を把握
する方法が一般に採用されている。
その電気特性、例えば滑り、トルク、力率、効率等をよ
り高い精度で把握する必要がある。従来、大出力の交流
電動機としてよく使用される誘導電動機の場合、拘束試
験と呼ばれる一種の非回転試験を行ない、回転子を拘束
した状態で電圧、電流、電力等を計測し、それらの信号
を例えば等価回路や円線図計算法等に基づき処理するこ
とによって、抵抗や漏れインダクタンス等の特性を把握
する方法が一般に採用されている。
【0004】図9は、従来の拘束試験装置の構成の1例
を示している。拘束試験では、3相の給電端子u、v、
wを有する交流電動機1に3相電力センサ2を接続し、
更に電圧調整器3を介して3相交流電源4を接続する。
3相電力センサ2と電圧調整器3との間には、電流セン
サ5と電圧センサ6とが設けられている。更に電動機1
には、3相交流電源から給電したときに、その回転を阻
止して非回転状態に保持するための拘束装置7が取り付
けられている。そして、拘束装置7により電動機1の回
転子を拘束して印加電圧を調整し、定格電流に等しい電
流を流したときの拘束電圧及び損失を測定する。
を示している。拘束試験では、3相の給電端子u、v、
wを有する交流電動機1に3相電力センサ2を接続し、
更に電圧調整器3を介して3相交流電源4を接続する。
3相電力センサ2と電圧調整器3との間には、電流セン
サ5と電圧センサ6とが設けられている。更に電動機1
には、3相交流電源から給電したときに、その回転を阻
止して非回転状態に保持するための拘束装置7が取り付
けられている。そして、拘束装置7により電動機1の回
転子を拘束して印加電圧を調整し、定格電流に等しい電
流を流したときの拘束電圧及び損失を測定する。
【0005】 この拘束試験方法に代えて、3相交流電
動機に対し2相モデルに立脚した2−3相変換とPWM
変調の考えを用いて、電動機を実質的に非回転の状態に
維持しようとする非回転試験方法が提案されている。図
10は、この方法による試験装置の構成を概略的に示し
ている。3相交流電動機1には、3相インバータ素子8
及びPWM変調器9を介して、2相信号を3相信号に変
換するための2−3相変換器10が接続されている。3
相インバータ素子8にはインバータ用の直流電源11
が、PWM変調器9にはPWM変調用のキャリア信号発
生器12がそれぞれ接続されている。2−3相変換器1
0には、2相の電圧信号発生器13と、2次磁束等の角
度θ*を強制的に指示するための角度指示器14に接続
された三角関数発生器15とがそれぞれ接続されてい
る。この種の非回転試験で測定される電圧、電流等から
電動機の抵抗や漏れインダクタンス等の特性を求めるた
めの算定式は、例えば、杉本英彦氏、今中昌氏及び矢野
昌雄氏による論文「モデル規範適応システムに基づく誘
導電動機定数の初期同定」(昭和63年6月24日、電
気学会、産業電力電気応用研究会;IEA−88−1
8;111〜120)や、本願発明者である新中新二氏
著の「適応アルゴリズム」 (産業図書(株)、199
0年)に記載され、当業者には既に公知である。また、
同様の算定式は、大森洋一氏及び宮下一郎氏による論文
「速度センサレスベクトル制御用電動機定数の自動測
定」(平成4年電気学会全国大会、p.6−48)に記
載され、同論文では、電動機の3相のうちの1相を開放
して電圧、電流等を測定し、電動機の特性を把握する非
回転試験方法が採用されている。
動機に対し2相モデルに立脚した2−3相変換とPWM
変調の考えを用いて、電動機を実質的に非回転の状態に
維持しようとする非回転試験方法が提案されている。図
10は、この方法による試験装置の構成を概略的に示し
ている。3相交流電動機1には、3相インバータ素子8
及びPWM変調器9を介して、2相信号を3相信号に変
換するための2−3相変換器10が接続されている。3
相インバータ素子8にはインバータ用の直流電源11
が、PWM変調器9にはPWM変調用のキャリア信号発
生器12がそれぞれ接続されている。2−3相変換器1
0には、2相の電圧信号発生器13と、2次磁束等の角
度θ*を強制的に指示するための角度指示器14に接続
された三角関数発生器15とがそれぞれ接続されてい
る。この種の非回転試験で測定される電圧、電流等から
電動機の抵抗や漏れインダクタンス等の特性を求めるた
めの算定式は、例えば、杉本英彦氏、今中昌氏及び矢野
昌雄氏による論文「モデル規範適応システムに基づく誘
導電動機定数の初期同定」(昭和63年6月24日、電
気学会、産業電力電気応用研究会;IEA−88−1
8;111〜120)や、本願発明者である新中新二氏
著の「適応アルゴリズム」 (産業図書(株)、199
0年)に記載され、当業者には既に公知である。また、
同様の算定式は、大森洋一氏及び宮下一郎氏による論文
「速度センサレスベクトル制御用電動機定数の自動測
定」(平成4年電気学会全国大会、p.6−48)に記
載され、同論文では、電動機の3相のうちの1相を開放
して電圧、電流等を測定し、電動機の特性を把握する非
回転試験方法が採用されている。
【0006】 この試験装置の動作を説明する。先ず、
2相電圧信号発生器13から2相信号を発生して、2−
3相変換器10に入力する。同時に、角度指示器14か
ら一定の角度(θ*=const)を三角関数発生器1
5に指示すると、sin(θ*)とcos(θ*)との
2つの三角関数信号が2−3相変換器10に出力され
る。2−3相変換器10は、入力した三角関数信号を用
いて2相電圧信号を3相の信号に変換し、PWM変調器
9に出力する。PWM変調器9は、キャリア信号発生器
12から数キロ〜数十キロHzのキャリア信号を受け取
り、これを用いて3相信号をそれぞれ各相毎にPWM変
調して、被変調信号を3相インバータ素子8に出力す
る。インバータ素子8はPWM変調された前記3相信号
に従ってスイッチングされる。このときのスイッチング
周波数は、PWM用キャリア信号の周波数の約2倍であ
る。このような高速スイッチングを通じて、インバータ
素子8は、直流電源11から印加される直流電圧を、高
周波成分を含む3相電圧に変えて出力する。尚、この方
法ではインバータ素子と直流電源との組合せによって実
質的に3相交流電圧を発生しており、この点において
は、これらの組合せは、上述した従来の拘束試験の3相
交流電源に対応していると言うこともできる。図10の
試験装置は、このようにして電圧、電流等を測定し、測
定値を上述した公知の文献等に記載される算定式に代入
するなどにより、電動機の特性を把握する。
2相電圧信号発生器13から2相信号を発生して、2−
3相変換器10に入力する。同時に、角度指示器14か
ら一定の角度(θ*=const)を三角関数発生器1
5に指示すると、sin(θ*)とcos(θ*)との
2つの三角関数信号が2−3相変換器10に出力され
る。2−3相変換器10は、入力した三角関数信号を用
いて2相電圧信号を3相の信号に変換し、PWM変調器
9に出力する。PWM変調器9は、キャリア信号発生器
12から数キロ〜数十キロHzのキャリア信号を受け取
り、これを用いて3相信号をそれぞれ各相毎にPWM変
調して、被変調信号を3相インバータ素子8に出力す
る。インバータ素子8はPWM変調された前記3相信号
に従ってスイッチングされる。このときのスイッチング
周波数は、PWM用キャリア信号の周波数の約2倍であ
る。このような高速スイッチングを通じて、インバータ
素子8は、直流電源11から印加される直流電圧を、高
周波成分を含む3相電圧に変えて出力する。尚、この方
法ではインバータ素子と直流電源との組合せによって実
質的に3相交流電圧を発生しており、この点において
は、これらの組合せは、上述した従来の拘束試験の3相
交流電源に対応していると言うこともできる。図10の
試験装置は、このようにして電圧、電流等を測定し、測
定値を上述した公知の文献等に記載される算定式に代入
するなどにより、電動機の特性を把握する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】電動機の特性を把握す
るための試験は、電動機の製造時だけでなく電動機を利
用する機械システムに組み込まれた後も、使用状況、経
年変化等による影響を知るために実施することが重要か
つ必要である。しかし、上述した従来の拘束試験では、
電動機を機械システムに組み込まれた状態のままで実施
することが実質的に不可能であり、電動機を一旦機械シ
ステムから取り外して拘束試験装置に組み付ける必要が
あった。このため、電動機の脱着に多大の労力及び時間
を要し、しかも、脱着作業の際に電動機のシャフト等に
機械的損傷を生じる虞れがある等の問題点があった。ま
た、この試験方法では、電動機の出力に応じた拘束力を
発揮する拘束装置が必要とされるが、そのために大出力
の電動機への適用には限界があった。また、電動機の回
転を強制的に機械的に阻止するために発熱が起こり、ひ
いては試験装置や電動機の性能が変化する虞れがあり、
長時間に亘って連続して試験を実施することが困難であ
った。
るための試験は、電動機の製造時だけでなく電動機を利
用する機械システムに組み込まれた後も、使用状況、経
年変化等による影響を知るために実施することが重要か
つ必要である。しかし、上述した従来の拘束試験では、
電動機を機械システムに組み込まれた状態のままで実施
することが実質的に不可能であり、電動機を一旦機械シ
ステムから取り外して拘束試験装置に組み付ける必要が
あった。このため、電動機の脱着に多大の労力及び時間
を要し、しかも、脱着作業の際に電動機のシャフト等に
機械的損傷を生じる虞れがある等の問題点があった。ま
た、この試験方法では、電動機の出力に応じた拘束力を
発揮する拘束装置が必要とされるが、そのために大出力
の電動機への適用には限界があった。また、電動機の回
転を強制的に機械的に阻止するために発熱が起こり、ひ
いては試験装置や電動機の性能が変化する虞れがあり、
長時間に亘って連続して試験を実施することが困難であ
った。
【0008】これに対して、上述した従来の非回転試験
方法は、角度指示器14から磁束角度として一定角度を
強制的に指示することにより、電動機を非回転状態に保
持しようとするものであり、拘束装置を要しない。しか
し、ベクトル制御等の際に通常使用される2相モデル
と、これを前提としたシステムとを必要とする。このた
め、拘束試験では必要としない三角関数発生器、2−3
相変換器、キャリア信号発生器、PWM変調器等が新た
に必要となる。この結果、試験方法及び試験装置の構成
が複雑かつ煩雑になり、コストが増大するという問題点
がある。また、印加電圧がインバータ素子の高速スイッ
チングに起因する不必要な高周波成分を含んでいるた
め、電動機等に悪影響を及ぼすという問題がある。
方法は、角度指示器14から磁束角度として一定角度を
強制的に指示することにより、電動機を非回転状態に保
持しようとするものであり、拘束装置を要しない。しか
し、ベクトル制御等の際に通常使用される2相モデル
と、これを前提としたシステムとを必要とする。このた
め、拘束試験では必要としない三角関数発生器、2−3
相変換器、キャリア信号発生器、PWM変調器等が新た
に必要となる。この結果、試験方法及び試験装置の構成
が複雑かつ煩雑になり、コストが増大するという問題点
がある。また、印加電圧がインバータ素子の高速スイッ
チングに起因する不必要な高周波成分を含んでいるた
め、電動機等に悪影響を及ぼすという問題がある。
【0009】従来の拘束試験は、印加電圧に特別の性質
をもたせる必要がなく試験装置の構成が簡単であるとい
う長所をもつ反面、印加電圧に対して電動機がトルクを
発生し、ひいては回転子を拘束するために拘束装置を必
要とするという短所を有する。他方、拘束装置を必要と
しない従来の非回転試験方法は、印加電圧の生成に関連
して構成全体が格段に複雑化するという短所を有する。
従って、これらの問題点を克服した新規な試験方法が強
く望まれていた。
をもたせる必要がなく試験装置の構成が簡単であるとい
う長所をもつ反面、印加電圧に対して電動機がトルクを
発生し、ひいては回転子を拘束するために拘束装置を必
要とするという短所を有する。他方、拘束装置を必要と
しない従来の非回転試験方法は、印加電圧の生成に関連
して構成全体が格段に複雑化するという短所を有する。
従って、これらの問題点を克服した新規な試験方法が強
く望まれていた。
【0010】 そこで、本発明は、上述した従来技術の
問題点に鑑みてなされたものであり、請求項1及び請求
項7記載の電動機の非回転試験方法は、電動機の回転を
阻止するための拘束装置を一切必要とせず、機械システ
ムに組み込まれた電動機を取り外すことなく容易に試験
することができ、電動機に印加する電圧を発生するため
の構成を少なくとも従来の拘束試験と同程度に簡単にし
て低コストで、しかも電動機の特性を高精度で把握する
ことができる新規な試験方法を提供することを目的とす
る。
問題点に鑑みてなされたものであり、請求項1及び請求
項7記載の電動機の非回転試験方法は、電動機の回転を
阻止するための拘束装置を一切必要とせず、機械システ
ムに組み込まれた電動機を取り外すことなく容易に試験
することができ、電動機に印加する電圧を発生するため
の構成を少なくとも従来の拘束試験と同程度に簡単にし
て低コストで、しかも電動機の特性を高精度で把握する
ことができる新規な試験方法を提供することを目的とす
る。
【0011】また、請求項2記載の電動機の非回転試験
装置は、上述した請求項1記載の試験方法を実現して、
比較的簡単な構成からなり、取扱いが容易で機械システ
ムに組み込まれた電動機をそのままの状態でも試験する
ことができ、低価格であると共に、電動機の特性を高精
度で把握し得る新規な試験装置を提供しようとするもの
である。
装置は、上述した請求項1記載の試験方法を実現して、
比較的簡単な構成からなり、取扱いが容易で機械システ
ムに組み込まれた電動機をそのままの状態でも試験する
ことができ、低価格であると共に、電動機の特性を高精
度で把握し得る新規な試験装置を提供しようとするもの
である。
【0012】これに加え、請求項3記載の試験装置は、
操作性を向上させて取扱いをより容易にし、試験の効率
化、正確性の向上を達成し得る試験装置を提供すること
を目的とする。
操作性を向上させて取扱いをより容易にし、試験の効率
化、正確性の向上を達成し得る試験装置を提供すること
を目的とする。
【0013】また、請求項4記載の試験装置は、試験の
際に電動機に印加される電圧信号の範囲を適正に調整し
て、測定精度を高めかつ実用性を向上させた試験装置を
提供することを目的とする。
際に電動機に印加される電圧信号の範囲を適正に調整し
て、測定精度を高めかつ実用性を向上させた試験装置を
提供することを目的とする。
【0014】これに加え、請求項5記載の試験装置は、
構成をより簡単にして取扱いを容易にし、より高い測定
精度及びコストの低減化を達成しようとするものであ
る。
構成をより簡単にして取扱いを容易にし、より高い測定
精度及びコストの低減化を達成しようとするものであ
る。
【0015】更に、請求項6記載の機械システムは、電
動機を現場で必要に応じて随時試験することができ、試
験のための労力及び時間を節約し、機械・設備の稼動効
率を高めることができる機械システムを提供しようとす
るものである。
動機を現場で必要に応じて随時試験することができ、試
験のための労力及び時間を節約し、機械・設備の稼動効
率を高めることができる機械システムを提供しようとす
るものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであり、以下にその内容を図
面に示した実施例を用いて説明する。
成するためになされたものであり、以下にその内容を図
面に示した実施例を用いて説明する。
【0017】請求項1記載の電動機の非回転試験方法
は、3相交流電動機の特性を求めるために、該電動機の
3相のいずれか2相を短絡させ、残りの1相に単相電圧
を印加し、その状態において少なくとも電流を測定する
ことを特徴とする。これに加えて、請求項7記載の非回
転試験方法は、前記単相電圧の周波数が0〜数十Hz程
度の低周波であることを特徴とする。
は、3相交流電動機の特性を求めるために、該電動機の
3相のいずれか2相を短絡させ、残りの1相に単相電圧
を印加し、その状態において少なくとも電流を測定する
ことを特徴とする。これに加えて、請求項7記載の非回
転試験方法は、前記単相電圧の周波数が0〜数十Hz程
度の低周波であることを特徴とする。
【0018】請求項2記載の電動機の非回転試験装置
は、3相交流電動機の特性を求めるために、該電動機の
3相のいずれか2相を短絡するための短絡手段と、残り
の1相に単相電圧を印加するための電圧印加手段と、少
なくとも電流を測定するための測定手段とを備えること
を特徴とする。
は、3相交流電動機の特性を求めるために、該電動機の
3相のいずれか2相を短絡するための短絡手段と、残り
の1相に単相電圧を印加するための電圧印加手段と、少
なくとも電流を測定するための測定手段とを備えること
を特徴とする。
【0019】請求項3記載の電動機の非回転試験装置
は、上述した請求項2の特徴に加え、短絡手段が、外部
からの指示により、電動機の3相から短絡すべき2相を
自由に選択可能な制御手段を有することを特徴とする。
は、上述した請求項2の特徴に加え、短絡手段が、外部
からの指示により、電動機の3相から短絡すべき2相を
自由に選択可能な制御手段を有することを特徴とする。
【0020】また、請求項4記載の電動機の非回転試験
装置は、上述した請求項2の特徴に加え、電圧印加手段
が、印加電圧用の信号を発生する信号発生手段と、信号
発生手段により発生した信号の振幅を調整して印加する
電圧調整手段とを有することを特徴とする。
装置は、上述した請求項2の特徴に加え、電圧印加手段
が、印加電圧用の信号を発生する信号発生手段と、信号
発生手段により発生した信号の振幅を調整して印加する
電圧調整手段とを有することを特徴とする。
【0021】請求項5記載の電動機の非回転試験装置
は、上述した請求項4の特徴に加え、短絡手段と電圧調
整手段とが、1個の3相インバータ素子によって構成さ
れることを特徴とする。
は、上述した請求項4の特徴に加え、短絡手段と電圧調
整手段とが、1個の3相インバータ素子によって構成さ
れることを特徴とする。
【0022】更に、請求項6記載の機械システムは、負
荷を駆動する3相交流電動機と、電動機を駆動制御する
ドライバとからなり、電動機の3相のいずれか2相を短
絡する短絡手段と、残りの1相に単相電圧を印加する電
圧印加手段と、少なくとも電流を測定する手段とからな
る試験装置を一体的に備えることを特徴とする。
荷を駆動する3相交流電動機と、電動機を駆動制御する
ドライバとからなり、電動機の3相のいずれか2相を短
絡する短絡手段と、残りの1相に単相電圧を印加する電
圧印加手段と、少なくとも電流を測定する手段とからな
る試験装置を一体的に備えることを特徴とする。
【0023】
【作用】 従って、請求項1記載の電動機の非回転試験
方法によれば、3相交流電動機の3相のいずれか2相を
短絡することによって、電動機の3つの端子間電圧のい
ずれか1つが零電圧に保持されるので、電動機がトルク
を発生しない状態で試験することができ、しかも零電圧
でない端子間が実質的に1つとなることによって印加電
圧が単相となるから、所要電圧の生成及び印加、並びに
これに関連した電流等の電気信号の計測を容易すること
ができる。また、交流電動機の通常の通電状態では3相
全てに電流が流れていることから、上述した電動機の3
相のうちの1相を開放する従来技術の方法では、大胆な
近似が用いられているので算定値が大きく狂い易いのに
対し、本発明によれば、電動機の3相のいずれか2相を
短絡するので、より現実の使用に近い条件で試験を行う
ことができる。更に請求項7記載の非回転試験方法によ
れば、図10に関連して説明した従来の非回転試験方法
のようなインバータ素子の高速スイッチングに起因する
数キロ〜数十キロHzという高周波成分が印加電圧に含
まれないので、電動機等への悪影響を防止することがで
きる。
方法によれば、3相交流電動機の3相のいずれか2相を
短絡することによって、電動機の3つの端子間電圧のい
ずれか1つが零電圧に保持されるので、電動機がトルク
を発生しない状態で試験することができ、しかも零電圧
でない端子間が実質的に1つとなることによって印加電
圧が単相となるから、所要電圧の生成及び印加、並びに
これに関連した電流等の電気信号の計測を容易すること
ができる。また、交流電動機の通常の通電状態では3相
全てに電流が流れていることから、上述した電動機の3
相のうちの1相を開放する従来技術の方法では、大胆な
近似が用いられているので算定値が大きく狂い易いのに
対し、本発明によれば、電動機の3相のいずれか2相を
短絡するので、より現実の使用に近い条件で試験を行う
ことができる。更に請求項7記載の非回転試験方法によ
れば、図10に関連して説明した従来の非回転試験方法
のようなインバータ素子の高速スイッチングに起因する
数キロ〜数十キロHzという高周波成分が印加電圧に含
まれないので、電動機等への悪影響を防止することがで
きる。
【0024】また、請求項2記載の電動機の非回転試験
装置によれば、短絡手段によって3相交流電動機の3相
のいずれか2相を短絡されるので、電動機の3つの端子
間電圧のいずれか1つが零電圧に保持されて、電動機を
トルクを発生しない状態に維持することができ、零電圧
でない端子間が実質的に1つになるからこれすることに
よって、関連した電流等の電気信号の計測を容易するこ
とができる。
装置によれば、短絡手段によって3相交流電動機の3相
のいずれか2相を短絡されるので、電動機の3つの端子
間電圧のいずれか1つが零電圧に保持されて、電動機を
トルクを発生しない状態に維持することができ、零電圧
でない端子間が実質的に1つになるからこれすることに
よって、関連した電流等の電気信号の計測を容易するこ
とができる。
【0025】請求項3記載の電動機の非回転試験装置に
よれば、制御手段を介して試験装置の外部から適当に指
示することによって、試験をバランス良く確実に実施す
ることができる。
よれば、制御手段を介して試験装置の外部から適当に指
示することによって、試験をバランス良く確実に実施す
ることができる。
【0026】請求項4記載の電動機の非回転試験装置に
よれば、電圧調整手段によって、印加される電圧信号が
微弱な場合には増幅され、逆に大きい場合には減衰され
て、常に電圧信号の範囲を適正に維持することができ
る。
よれば、電圧調整手段によって、印加される電圧信号が
微弱な場合には増幅され、逆に大きい場合には減衰され
て、常に電圧信号の範囲を適正に維持することができ
る。
【0027】請求項5記載の電動機の非回転試験装置に
よれば、1個のインバータ素子をオンオフすることによ
って電動機の3相のいずれか2相が短絡され、かつ印加
電圧を適当な電圧レベルに調整することができる。
よれば、1個のインバータ素子をオンオフすることによ
って電動機の3相のいずれか2相が短絡され、かつ印加
電圧を適当な電圧レベルに調整することができる。
【0028】更に、請求項6記載の機械システムによれ
ば、電動機を機械システムから取り外すことなく現場で
随時必要に応じて試験を実施することができる。
ば、電動機を機械システムから取り外すことなく現場で
随時必要に応じて試験を実施することができる。
【0029】
【実施例】以下に、添付図面を参照しながら、本発明の
実施例を説明する。
実施例を説明する。
【0030】図1は、本発明による電動機の非回転試験
装置の第1実施例の構成を示している。3相誘導機、3
相同期機等の3相交流電動機21は、3個の給電端子
u、v、wにそれぞれ接続された3相の給電線22、2
3、24を介して短絡器25に接続されている。短絡器
25は、単相の給電線26、27を介して、電動機21
への印加電圧を発生するための単相電源28に接続され
ている。短絡器25によって、電動機21の端子u、
v、w間のいずれか1つが短絡される。これにより、単
相電源28から給電線26、27にいかなる電圧が印加
されようとも電動機21が回転することはない。
装置の第1実施例の構成を示している。3相誘導機、3
相同期機等の3相交流電動機21は、3個の給電端子
u、v、wにそれぞれ接続された3相の給電線22、2
3、24を介して短絡器25に接続されている。短絡器
25は、単相の給電線26、27を介して、電動機21
への印加電圧を発生するための単相電源28に接続され
ている。短絡器25によって、電動機21の端子u、
v、w間のいずれか1つが短絡される。これにより、単
相電源28から給電線26、27にいかなる電圧が印加
されようとも電動機21が回転することはない。
【0031】一方の単相給電線26には、非回転試験実
施時に電流を計測するための電流センサ29が設けら
れ、かつ両単相給電線26、27間には、単相電源28
からの印加電圧を計測するための電圧センサ30が設け
られている。これらセンサは、電圧、電流の発生方法等
の如何によって適当に省略することができる。例えば、
単相電源28から指示通りの電圧が正確に発生される場
合には、電圧センサ30は省略可能である。尚、本実施
例では電力センサを備えていないが、これは、言うまで
もなく電流と電圧とが測定できれば電力は即座に算定で
きるからである。当然ながら、電気信号の処理方法如何
によって電力センサを付加しても差し支えない。
施時に電流を計測するための電流センサ29が設けら
れ、かつ両単相給電線26、27間には、単相電源28
からの印加電圧を計測するための電圧センサ30が設け
られている。これらセンサは、電圧、電流の発生方法等
の如何によって適当に省略することができる。例えば、
単相電源28から指示通りの電圧が正確に発生される場
合には、電圧センサ30は省略可能である。尚、本実施
例では電力センサを備えていないが、これは、言うまで
もなく電流と電圧とが測定できれば電力は即座に算定で
きるからである。当然ながら、電気信号の処理方法如何
によって電力センサを付加しても差し支えない。
【0032】 本発明の電動機の非回転試験方法によれ
ば、図1に示すような構成において、その特性を把握し
ようとする3相交流電動機21のいずれか2つの端子、
例えばvとwとを短絡する。次に、電源28から給電線
26、27を介して電動機21に単相電圧の試験電流を
流す。上述したように端子v、w間が短絡されて零電位
であるから、単相電圧は短絡されていない残りの端子間
u−v(w)に印加される。このときの電流及び電圧を
電流センサ29及び電圧センサ30によって測定する。
そして、これらの測定値を用いて電動機21の特性を従
来からよく知られた円線図法等に基づく算定式によって
求める。このような算定式としては、上述した公知の各
文献にそれぞれ記載されているものを用いることがで
き、それらに記載される非回転試験方法と同様に前記電
動機の抵抗、漏れインダクタンスなどの特性を求めるこ
とができる。
ば、図1に示すような構成において、その特性を把握し
ようとする3相交流電動機21のいずれか2つの端子、
例えばvとwとを短絡する。次に、電源28から給電線
26、27を介して電動機21に単相電圧の試験電流を
流す。上述したように端子v、w間が短絡されて零電位
であるから、単相電圧は短絡されていない残りの端子間
u−v(w)に印加される。このときの電流及び電圧を
電流センサ29及び電圧センサ30によって測定する。
そして、これらの測定値を用いて電動機21の特性を従
来からよく知られた円線図法等に基づく算定式によって
求める。このような算定式としては、上述した公知の各
文献にそれぞれ記載されているものを用いることがで
き、それらに記載される非回転試験方法と同様に前記電
動機の抵抗、漏れインダクタンスなどの特性を求めるこ
とができる。
【0033】図2は、本発明による試験装置の第2実施
例の構成を示している。この第2実施例は、上述した第
1実施例の試験装置と概ね同じ構成を有するが、非回転
試験の開始及び停止、実行中のデータ収集等、試験を総
合的に制御するシステム制御器31を更に備える点にお
いて相違する。即ち、システム制御器31は、短絡器2
5、単相電源28、電流センサ29及び電圧センサ30
にそれぞれ接続されており、短絡器25に対して短絡す
べき相の制御を、単相電源28に対して印加電圧の大き
さや波形の制御を、各センサ29、30に対して信号の
取り込みと処理の制御を行ない、また、試験そのものの
開始や終了を総合的に制御する機能を有する。
例の構成を示している。この第2実施例は、上述した第
1実施例の試験装置と概ね同じ構成を有するが、非回転
試験の開始及び停止、実行中のデータ収集等、試験を総
合的に制御するシステム制御器31を更に備える点にお
いて相違する。即ち、システム制御器31は、短絡器2
5、単相電源28、電流センサ29及び電圧センサ30
にそれぞれ接続されており、短絡器25に対して短絡す
べき相の制御を、単相電源28に対して印加電圧の大き
さや波形の制御を、各センサ29、30に対して信号の
取り込みと処理の制御を行ない、また、試験そのものの
開始や終了を総合的に制御する機能を有する。
【0034】図3は、上記第2実施例に使用される短絡
器の実施例を示している。この短絡器25は、電動機側
の3相給電端子部32と、電源側の単相給電端子部33
との間に接続された3相スイッチ34からなる。3相ス
イッチ34は、スイッチ制御部35により制御されて、
電動機21の短絡すべき端子間を選択実行する。スイッ
チ制御部35は、信号線36を介してシステム制御器3
1に接続されている。そしてシステム制御器31の指示
に従って、単相側の3端子r、s、tと電動機21の端
子u、v、wに対応する3端子u′、v′、w′とを組
み合わせ、かつ電圧印加のオン・オフの制御を行なう。
ここで、単相側の端子s、t間は予め短絡されている。
例えば、3相スイッチ34において前記端子がr−u′
と接続される場合には電動機21のv−w相が、r−
v′と接続される場合には電動機21のw−u相が、r
−w′と接続される場合には電動機21のu−v相が、
それぞれ短絡されることになる。この場合、電源側のr
端子の接続・開放により電動機21への電圧印加のオン
・オフを制御することができる。
器の実施例を示している。この短絡器25は、電動機側
の3相給電端子部32と、電源側の単相給電端子部33
との間に接続された3相スイッチ34からなる。3相ス
イッチ34は、スイッチ制御部35により制御されて、
電動機21の短絡すべき端子間を選択実行する。スイッ
チ制御部35は、信号線36を介してシステム制御器3
1に接続されている。そしてシステム制御器31の指示
に従って、単相側の3端子r、s、tと電動機21の端
子u、v、wに対応する3端子u′、v′、w′とを組
み合わせ、かつ電圧印加のオン・オフの制御を行なう。
ここで、単相側の端子s、t間は予め短絡されている。
例えば、3相スイッチ34において前記端子がr−u′
と接続される場合には電動機21のv−w相が、r−
v′と接続される場合には電動機21のw−u相が、r
−w′と接続される場合には電動機21のu−v相が、
それぞれ短絡されることになる。この場合、電源側のr
端子の接続・開放により電動機21への電圧印加のオン
・オフを制御することができる。
【0035】この短絡器は、第1実施例の試験装置にも
適用することができる。この場合、スイッチ制御部35
が、システム制御器31からの指示ではなく、別個の切
換スイッチ等を介して又は手動により直接操作される。
適用することができる。この場合、スイッチ制御部35
が、システム制御器31からの指示ではなく、別個の切
換スイッチ等を介して又は手動により直接操作される。
【0036】図4は、短絡器25の別の実施例を示して
いる。この短絡器では、電動機側給電線22〜24と電
源側給電線26、27の組合せと電圧印加オンオフのス
イッチングとが手動で行なわれる。即ち、図3のスイッ
チ制御部35を有せず、電動機側給電線22〜24と電
源側給電線26、27とが電動機21の3相端子間の特
定の1つを短絡した形で、端子32と端子33との間を
直接接続され、単相電源28をオンオフすることによっ
て電動機21に電圧が印加される。従って、極めて廉価
に短絡器を実現することができる。
いる。この短絡器では、電動機側給電線22〜24と電
源側給電線26、27の組合せと電圧印加オンオフのス
イッチングとが手動で行なわれる。即ち、図3のスイッ
チ制御部35を有せず、電動機側給電線22〜24と電
源側給電線26、27とが電動機21の3相端子間の特
定の1つを短絡した形で、端子32と端子33との間を
直接接続され、単相電源28をオンオフすることによっ
て電動機21に電圧が印加される。従って、極めて廉価
に短絡器を実現することができる。
【0037】図5は、単相電源28の1実施例の構成を
示している。この電源は、印加電圧用の信号を発生する
信号発生部37と、この信号の振幅を調整して電動機に
印加する電圧調整部38とからなる。信号発生部37か
ら発生する信号の電圧が微弱な場合には、電圧調整部3
8が該信号を増幅する機能を有する。信号発生部37
は、マイクロプロセッサーのようなディジタル演算素子
とADコンバータとの組合せにより容易に製作すること
ができる。更に、パーソナルコンピュータにDAボード
を装着することによって、より手軽にかつ簡便に実現す
ることもできる。このようなディジタル的手段を採用し
た場合には、任意の形状の信号を極めて容易に発生する
ことができる。
示している。この電源は、印加電圧用の信号を発生する
信号発生部37と、この信号の振幅を調整して電動機に
印加する電圧調整部38とからなる。信号発生部37か
ら発生する信号の電圧が微弱な場合には、電圧調整部3
8が該信号を増幅する機能を有する。信号発生部37
は、マイクロプロセッサーのようなディジタル演算素子
とADコンバータとの組合せにより容易に製作すること
ができる。更に、パーソナルコンピュータにDAボード
を装着することによって、より手軽にかつ簡便に実現す
ることもできる。このようなディジタル的手段を採用し
た場合には、任意の形状の信号を極めて容易に発生する
ことができる。
【0038】信号の形状としては、直流、正弦波、異な
った周波数の正弦波を時系列的に接続した合成波、複数
の周波数の正弦波を同時刻で重ね合わせた合成波、矩形
波、三角波、またはこれらによる合成波など種々のもの
が考えられる。これらの信号は、一般には、従来技術に
よる試験の場合に比して千分の一程度の大幅に低い0〜
十数Hz程度の周波数成分からなる低周波信号である。
った周波数の正弦波を時系列的に接続した合成波、複数
の周波数の正弦波を同時刻で重ね合わせた合成波、矩形
波、三角波、またはこれらによる合成波など種々のもの
が考えられる。これらの信号は、一般には、従来技術に
よる試験の場合に比して千分の一程度の大幅に低い0〜
十数Hz程度の周波数成分からなる低周波信号である。
【0039】上記ディジタル的手段に代えてアナログ形
の素子や装置などのアナログ的手段により信号発生部を
実現することも可能である。この場合には、発生波形の
自由度は低下するが、DAコンバータを省略できるとい
う点で有利である。
の素子や装置などのアナログ的手段により信号発生部を
実現することも可能である。この場合には、発生波形の
自由度は低下するが、DAコンバータを省略できるとい
う点で有利である。
【0040】上述したように、微弱な信号に対しては、
電圧調整部38が信号増幅器としての機能を発揮する
が、この場合の増幅器としての特性は必ずしも線形であ
る必要はない。従って、本発明は、利用し得る増幅器の
選択の幅がかなり大きく、これをパワートランジスタ、
パワーオペアンプなどのパワー素子で簡単に作成するこ
とができるという利点を有する。従って、本発明によれ
ば、電動機の試験装置の性能を維持しつつ構成を簡単に
することができる。図6には、このようなパワーオペア
ンプを利用した増幅器の1実施例の構成が示されてい
る。同図において、符号39は高容量のオペアンプ、4
0は微弱信号入力用の単相給電端子、41は電圧のバラ
ンス調整手段である。
電圧調整部38が信号増幅器としての機能を発揮する
が、この場合の増幅器としての特性は必ずしも線形であ
る必要はない。従って、本発明は、利用し得る増幅器の
選択の幅がかなり大きく、これをパワートランジスタ、
パワーオペアンプなどのパワー素子で簡単に作成するこ
とができるという利点を有する。従って、本発明によれ
ば、電動機の試験装置の性能を維持しつつ構成を簡単に
することができる。図6には、このようなパワーオペア
ンプを利用した増幅器の1実施例の構成が示されてい
る。同図において、符号39は高容量のオペアンプ、4
0は微弱信号入力用の単相給電端子、41は電圧のバラ
ンス調整手段である。
【0041】また、図5の信号発生部37で発生する信
号が十分な電圧を有する場合には、電圧調整部38は電
圧を低下させる減衰器の役割を果すことになる。このよ
うな電圧の低減には、通常の単相変圧器を利用すること
もできる。このように電圧を増幅又は低減させることに
よって、試験の際に電動機に印加する電圧レベルを適当
に調整し、測定精度を向上させることができる。
号が十分な電圧を有する場合には、電圧調整部38は電
圧を低下させる減衰器の役割を果すことになる。このよ
うな電圧の低減には、通常の単相変圧器を利用すること
もできる。このように電圧を増幅又は低減させることに
よって、試験の際に電動機に印加する電圧レベルを適当
に調整し、測定精度を向上させることができる。
【0042】図7は、1個の3相インバータ素子を利用
して、上述した短絡機能と電圧調整機能とを一体化させ
て試験装置の構成をより簡単にした電圧印加装置42の
実施例を示している。電圧印加装置42は、電動機の3
相端子を短絡する機能を発揮する短絡部43と、電圧調
整をして増幅機能を発揮する増幅部44とからなる。増
幅部44は、直流電源45を有する。短絡部43は、3
相給電端子46を介して電動機21の端子u、v、wに
接続され、増幅部44は、単相給電端子47を介して単
相の電圧信号が入力されるようになっている。図示され
るように、電圧印加装置42を構成する前記インバータ
素子は6個のスイッチングサブ素子48を有する。スイ
ッチングサブ素子48は、よく知られているように直列
に接続された2個ずつの素子が直流電源45に対してそ
れぞれ並列に接続されると共に、直列に接続された前記
各2個の素子48間において3相給電端子46にそれぞ
れ接続されている。また、本実施例では、v相及びw相
のスイッチングサブ素子48に単相給電端子47から同
一符号の信号が印加されるようになっている。
して、上述した短絡機能と電圧調整機能とを一体化させ
て試験装置の構成をより簡単にした電圧印加装置42の
実施例を示している。電圧印加装置42は、電動機の3
相端子を短絡する機能を発揮する短絡部43と、電圧調
整をして増幅機能を発揮する増幅部44とからなる。増
幅部44は、直流電源45を有する。短絡部43は、3
相給電端子46を介して電動機21の端子u、v、wに
接続され、増幅部44は、単相給電端子47を介して単
相の電圧信号が入力されるようになっている。図示され
るように、電圧印加装置42を構成する前記インバータ
素子は6個のスイッチングサブ素子48を有する。スイ
ッチングサブ素子48は、よく知られているように直列
に接続された2個ずつの素子が直流電源45に対してそ
れぞれ並列に接続されると共に、直列に接続された前記
各2個の素子48間において3相給電端子46にそれぞ
れ接続されている。また、本実施例では、v相及びw相
のスイッチングサブ素子48に単相給電端子47から同
一符号の信号が印加されるようになっている。
【0043】次に、本実施例による電圧印加装置42の
動作を説明する。本実施例におけるスイッチングサブ素
子のオン・オフは、単相給電端子47に入力される矩形
信号により指示されて行なわれる。即ち、図7において
単相給電端子47に「オン」又は「オフ」と表示されて
いるように入力される単相矩形信号が、前記インバータ
素子内の各スイッチングサブ素子48のオン・オフ信号
になる。増幅部44は、この矩形信号を受け取ると、こ
れを直流電源45の電圧レベルまで増幅する。増幅され
た電圧は、短絡部43を通じて3相給電端子46へ出力
される。このとき、短絡部43は、上述したようにv相
とw相のスイッチングサブ素子48に同符号の信号が印
加されて、3相の中のv−w相間を短絡している。ま
た、別の実施例では、6個のスイッチングサブ素子に印
加するオン・オフ信号の組合せを変更することによっ
て、w−u相間あるいはu−v相間を同様に短絡し得る
ことは明らかである。このように本実施例では、単相電
圧信号の形状が矩形に限定されるが、上述したように1
個のインバータ素子で短絡機能と電圧調整機能とを同時
に実現できるという点で、構成が簡単になりかつコスト
の低減化と高精度を達成できるので非常に有利である。
動作を説明する。本実施例におけるスイッチングサブ素
子のオン・オフは、単相給電端子47に入力される矩形
信号により指示されて行なわれる。即ち、図7において
単相給電端子47に「オン」又は「オフ」と表示されて
いるように入力される単相矩形信号が、前記インバータ
素子内の各スイッチングサブ素子48のオン・オフ信号
になる。増幅部44は、この矩形信号を受け取ると、こ
れを直流電源45の電圧レベルまで増幅する。増幅され
た電圧は、短絡部43を通じて3相給電端子46へ出力
される。このとき、短絡部43は、上述したようにv相
とw相のスイッチングサブ素子48に同符号の信号が印
加されて、3相の中のv−w相間を短絡している。ま
た、別の実施例では、6個のスイッチングサブ素子に印
加するオン・オフ信号の組合せを変更することによっ
て、w−u相間あるいはu−v相間を同様に短絡し得る
ことは明らかである。このように本実施例では、単相電
圧信号の形状が矩形に限定されるが、上述したように1
個のインバータ素子で短絡機能と電圧調整機能とを同時
に実現できるという点で、構成が簡単になりかつコスト
の低減化と高精度を達成できるので非常に有利である。
【0044】尚、図10に関連して説明した従来技術の
非回転試験装置では、3相インバータ素子は、PWM変
調器及びキャリア信号発生器と組み合わせて、3相PW
M信号の増幅手段として使用されており、そのために、
それへの入力として数キロ〜数十キロHzという高周波の
3相PWM信号が印加されている。これに対し、本発明
の図7に示す実施例では、パワーエレクトロニクス用の
素子の1つとして3相インバータ素子を使用している
が、単相信号の印加を可能とするための短絡機能と印加
前の単相信号の電圧調整機能という2つの目的を達成し
ようとするものである。従って、PWM変調器もキャリ
ア信号発生器も必要としないことから、構成がより簡単
でかつコストの低減を図ることができる。更に、入力信
号が0〜数十Hzという低周波の単相信号となるから、試
験される電動機に悪影響を与えることがない。
非回転試験装置では、3相インバータ素子は、PWM変
調器及びキャリア信号発生器と組み合わせて、3相PW
M信号の増幅手段として使用されており、そのために、
それへの入力として数キロ〜数十キロHzという高周波の
3相PWM信号が印加されている。これに対し、本発明
の図7に示す実施例では、パワーエレクトロニクス用の
素子の1つとして3相インバータ素子を使用している
が、単相信号の印加を可能とするための短絡機能と印加
前の単相信号の電圧調整機能という2つの目的を達成し
ようとするものである。従って、PWM変調器もキャリ
ア信号発生器も必要としないことから、構成がより簡単
でかつコストの低減を図ることができる。更に、入力信
号が0〜数十Hzという低周波の単相信号となるから、試
験される電動機に悪影響を与えることがない。
【0045】図8には、本発明による電動機の非回転試
験装置を一体的に組み込んだ典型的な機械システムの実
施例の構成が概略的に示されている。この機械システム
は、負荷49を駆動する3相交流電動機50と、該電動
機を駆動するドライバ装置51と、電動機50の駆動電
源である3相交流電源52とから構成される。ドライバ
装置51は、通常運転時の電動機駆動部53と、本発明
による非回転試験を行う電動機試験部54とが一体的に
組み込まれている。電動機駆動部53は、電動機50を
駆動制御するドライバ回路55と、電動機50の運転状
態を検出するセンサ56と、該センサからの信号に基づ
いてドライバ回路55を制御する通常運転時のシステム
制御器57とからなる。
験装置を一体的に組み込んだ典型的な機械システムの実
施例の構成が概略的に示されている。この機械システム
は、負荷49を駆動する3相交流電動機50と、該電動
機を駆動するドライバ装置51と、電動機50の駆動電
源である3相交流電源52とから構成される。ドライバ
装置51は、通常運転時の電動機駆動部53と、本発明
による非回転試験を行う電動機試験部54とが一体的に
組み込まれている。電動機駆動部53は、電動機50を
駆動制御するドライバ回路55と、電動機50の運転状
態を検出するセンサ56と、該センサからの信号に基づ
いてドライバ回路55を制御する通常運転時のシステム
制御器57とからなる。
【0046】電動機試験部54は、図2の第2実施例の
試験装置と同様の構成を有し、電動機50に選択的に接
続可能な短絡器58と、該短絡器を通じて電動機50に
単相電圧を印加する単相電源59と、短絡器58及び単
相電源59を制御する試験用のシステム制御器60とを
備える。尚、通常の運転時は、電動機50と短絡器58
との間が切断されている。電動機50を試験する際に
は、その3相給電端子と短絡器58とを接続し、試験用
システム制御器60からの指示によって前記給電端子間
のいずれか1つを短絡しつつ、単相電源59から所定レ
ベルの単相電圧を印加する。そして、通常は電動機の運
転のために使用されるセンサ56を利用して、少なくと
も電流及び必要に応じて電圧等を測定する。この測定値
に基づいて、電動機50の特性が求められる。
試験装置と同様の構成を有し、電動機50に選択的に接
続可能な短絡器58と、該短絡器を通じて電動機50に
単相電圧を印加する単相電源59と、短絡器58及び単
相電源59を制御する試験用のシステム制御器60とを
備える。尚、通常の運転時は、電動機50と短絡器58
との間が切断されている。電動機50を試験する際に
は、その3相給電端子と短絡器58とを接続し、試験用
システム制御器60からの指示によって前記給電端子間
のいずれか1つを短絡しつつ、単相電源59から所定レ
ベルの単相電圧を印加する。そして、通常は電動機の運
転のために使用されるセンサ56を利用して、少なくと
も電流及び必要に応じて電圧等を測定する。この測定値
に基づいて、電動機50の特性が求められる。
【0047】このように試験装置を組み込むことによっ
て、機械システムから電動機を取り外したり、長時間に
亘って運転を休止させることなく、随時必要に応じて電
動機50の特性を試験することができる。また、別の実
施例では、前記機械システム全体を統括的に制御するシ
ステム制御部を設け、これにより通常運転時のドライバ
回路55の制御、及び試験部54の制御を行うこともで
きる。このような機械システムとしては、例えばNC工
作機械のような自動化機械、コンベヤ装置等の様々な機
械・設備に適用することができる。
て、機械システムから電動機を取り外したり、長時間に
亘って運転を休止させることなく、随時必要に応じて電
動機50の特性を試験することができる。また、別の実
施例では、前記機械システム全体を統括的に制御するシ
ステム制御部を設け、これにより通常運転時のドライバ
回路55の制御、及び試験部54の制御を行うこともで
きる。このような機械システムとしては、例えばNC工
作機械のような自動化機械、コンベヤ装置等の様々な機
械・設備に適用することができる。
【0048】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、
その技術的範囲において様々な変形・変更を加えて実施
することができる。
したが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、
その技術的範囲において様々な変形・変更を加えて実施
することができる。
【0049】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。
ので、以下に記載するような効果を奏する。
【0050】 請求項1記載の電動機の非回転試験方法
によれば、電動機の3つの端子間電圧のいずれか1つが
零電圧に保持されることによって、トルクを発生しない
状態で電動機を試験することができるので、従来の拘束
装置を必要とせず、機械システムに組み込まれた電動機
であってもこれを取り外す必要がないので、労力及び時
間が大幅に節減され、比較的簡単にかつ低コストで電動
機の特性を求めることができる。しかも、試験の際に電
動機に印加される電圧が単相となることによって、所要
電圧の生成及び印加、並びにこれに関連した電流等の電
気信号の計測を容易することができる。また、本発明に
よれば、電動機の3相のいずれか2相を短絡することに
よって、より現実に近い電動機の使用条件で試験を行う
ことができる点においても、より一層の精度向上が図ら
れる。更に請求項7記載の非回転試験方法により、単相
電圧の周波数を0〜数+Hz程度の低周波とすることに
よって、電動機に悪影響を与えることなく、高い精度で
試験を実施することができる。
によれば、電動機の3つの端子間電圧のいずれか1つが
零電圧に保持されることによって、トルクを発生しない
状態で電動機を試験することができるので、従来の拘束
装置を必要とせず、機械システムに組み込まれた電動機
であってもこれを取り外す必要がないので、労力及び時
間が大幅に節減され、比較的簡単にかつ低コストで電動
機の特性を求めることができる。しかも、試験の際に電
動機に印加される電圧が単相となることによって、所要
電圧の生成及び印加、並びにこれに関連した電流等の電
気信号の計測を容易することができる。また、本発明に
よれば、電動機の3相のいずれか2相を短絡することに
よって、より現実に近い電動機の使用条件で試験を行う
ことができる点においても、より一層の精度向上が図ら
れる。更に請求項7記載の非回転試験方法により、単相
電圧の周波数を0〜数+Hz程度の低周波とすることに
よって、電動機に悪影響を与えることなく、高い精度で
試験を実施することができる。
【0051】また、請求項2記載の電動機の非回転試験
装置によれば、従来の拘束装置を必要としないことによ
って、比較的簡単な構成により試験を実施することがで
き、しかも、機械システムに組み込まれた電動機であっ
てもこれを取り外す必要がないので、労力及び時間を大
幅に節減することができ、コストを低減させることがで
きる。更に、印加電圧が単相となることによって、所要
電圧の生成及び印加、並びにこれに関連した電流等の電
気信号の計測が容易になるので、電動機の特性を容易に
かつより高精度に把握することができる。
装置によれば、従来の拘束装置を必要としないことによ
って、比較的簡単な構成により試験を実施することがで
き、しかも、機械システムに組み込まれた電動機であっ
てもこれを取り外す必要がないので、労力及び時間を大
幅に節減することができ、コストを低減させることがで
きる。更に、印加電圧が単相となることによって、所要
電圧の生成及び印加、並びにこれに関連した電流等の電
気信号の計測が容易になるので、電動機の特性を容易に
かつより高精度に把握することができる。
【0052】これに加え、請求項3記載の電動機の非回
転試験装置によれば、外部から指示することによって試
験を実施できるので、装置の取扱い・操作性が向上し、
試験の実施がより容易にかつ確実になって効率化を達成
することができる。
転試験装置によれば、外部から指示することによって試
験を実施できるので、装置の取扱い・操作性が向上し、
試験の実施がより容易にかつ確実になって効率化を達成
することができる。
【0053】請求項4記載の電動機の非回転試験装置に
よれば、電圧印加用の信号を増幅・減衰することによっ
て、印加される信号の電圧が微弱であっても適正に調整
することができ、常に試験条件に応じてより高い精度で
電動機の特性を把握することができるので、実用性が向
上する。
よれば、電圧印加用の信号を増幅・減衰することによっ
て、印加される信号の電圧が微弱であっても適正に調整
することができ、常に試験条件に応じてより高い精度で
電動機の特性を把握することができるので、実用性が向
上する。
【0054】これに加えて、更に請求項5記載の電動機
の非回転試験装置によれば、1個のインバータ素子によ
って短絡機能と印加電圧の調整機能とを達成できるの
で、より構成を簡単になってコストの低減化を図ること
ができると共に、より精度を高めることができる。
の非回転試験装置によれば、1個のインバータ素子によ
って短絡機能と印加電圧の調整機能とを達成できるの
で、より構成を簡単になってコストの低減化を図ること
ができると共に、より精度を高めることができる。
【0055】また、請求項6記載の機械システムによれ
ば、電動機を組み付けた状態のままで随時必要に応じて
試験を行なうことができ、それにより労力及び時間が大
幅に節約されると共に、機械システムの稼動効率を向上
させて、コストの低減化を図ることができる。
ば、電動機を組み付けた状態のままで随時必要に応じて
試験を行なうことができ、それにより労力及び時間が大
幅に節約されると共に、機械システムの稼動効率を向上
させて、コストの低減化を図ることができる。
【図1】本発明による電動機の非回転試験装置の第1実
施例の構成を概略的に示すブロック図である。
施例の構成を概略的に示すブロック図である。
【図2】本発明による電動機の非回転試験装置の第2実
施例の構成を概略的に示すブロック図である。
施例の構成を概略的に示すブロック図である。
【図3】本発明による電動機の非回転試験装置に使用す
る短絡器の第1実施例を示すブロック図である。
る短絡器の第1実施例を示すブロック図である。
【図4】本発明による電動機の非回転試験装置に使用す
る短絡器の第2実施例を示すブロック図である。
る短絡器の第2実施例を示すブロック図である。
【図5】本発明に使用する単相電源の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図6】単相電源の電圧調整部の構成例を示す回路図で
ある。
ある。
【図7】本発明における1個のインバータ素子からなる
電圧印加装置の構成例を示す回路図である。
電圧印加装置の構成例を示す回路図である。
【図8】本発明による機械システムの典型例の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図9】従来の拘束装置を用いた試験装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図10】従来の非回転試験装置の構成を概略的に示す
ブロック図である。
ブロック図である。
1 交流電動機 2 3相電力センサ 3 電圧調整器 4 3相交流電源 5 電流センサ 6 電圧センサ 7 拘束装置 8 インバータ素子 9 PWM変調器 10 2−3相変換器 11 直流電源 12 キャリア信号発生器 13 2相電圧信号発生器 14 角度指示器 15 三角関数発生器 21 交流電動機 22〜24 給電線 25 短絡器 26、27 給電線 28 単相電源 29 電流センサ 30 電圧センサ 31 システム制御器 32 3相給電端子 33 単相給電端子 34 3相スイッチ 35 スイッチ制御部 36 制御信号線 37 信号発生部 38 電圧調整部 39 オペアンプ 40 単相給電端子 41 バランス調整手段 42 電圧印加装置 43 短絡部 44 電圧調整部 45 直流電源 46 3相給電端子 47 単相給電端子 48 スイッチングサブ素子 49 負荷 50 交流電動機 51 ドライバ装置 52 交流電源 53 電動機駆動部 54 電動機試験部 55 ドライバ回路 56 センサ 57 システム制御器 58 短絡器 59 単相電源 60 システム制御器
フロントページの続き (72)発明者 榊原 則夫 神奈川県川崎市宮前区有馬二丁目8番地 24号 株式会社日機電装システム研究所 内
Claims (7)
- 【請求項1】 3相交流電動機の特性を求めるための
試験方法であって、 前記電動機の3相のいずれか2相を短絡させ、残りの1
相に単相電圧を印加し、その状態において少なくとも電
流を測定することを特徴とする電動機の非回転試験方
法。 - 【請求項2】 3相交流電動機の特性を求めるための試
験装置であって、前記電動機の3相のいずれか2相を短
絡するための短絡手段と、残りの1相に単相電圧を印加
するための電圧印加手段と、少なくとも電流を測定する
ための測定手段とを備えることを特徴とする電動機の非
回転試験装置。 - 【請求項3】 前記短絡手段が、外部からの指示によ
り、前記電動機の3相から短絡すべき2相を自由に選択
可能な制御手段を有することを特徴とする請求項2記載
の電動機の非回転試験装置。 - 【請求項4】 前記電圧印加手段が、印加電圧用の信号
を発生する信号発生手段と、前記信号発生手段により発
生した前記印加電圧用信号の振幅を調整して印加する電
圧調整手段とを有することを特徴とする請求項2記載の
電動機の非回転試験装置。 - 【請求項5】 前記短絡手段と電圧調整手段とが、1個
の3相インバータ素子からなることを特徴とする請求項
4記載の電動機の非回転試験装置。 - 【請求項6】 負荷を駆動する3相交流電動機と、前記
電動機を駆動制御するドライバとからなる機械システム
であって、 前記電動機の3相のいずれか2相を短絡する短絡手段
と、残りの1相に単相電圧を印加する電圧印加手段と、
少なくとも電流を測定する手段とからなる試験装置を一
体的に備えることを特徴とする機械システム。 - 【請求項7】 前記単相電圧の周波数が0〜数十Hz程
度の低周波であることを特徴とする請求項1記載の電動
機の非回転試験方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18941593A JP2649210B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電動機の非回転試験方法及び装置と、電動機を用いた機械システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18941593A JP2649210B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電動機の非回転試験方法及び装置と、電動機を用いた機械システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0720214A JPH0720214A (ja) | 1995-01-24 |
JP2649210B2 true JP2649210B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=16240890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18941593A Expired - Fee Related JP2649210B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電動機の非回転試験方法及び装置と、電動機を用いた機械システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2649210B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7423401B2 (en) | 2004-07-21 | 2008-09-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | AC rotary machine constant measuring apparatus for measuring constants of stationary AC rotary machine |
CN113777524B (zh) * | 2021-08-17 | 2024-01-12 | 安徽合凯电气科技股份有限公司 | 一种三相电流含直流分量的短路试验装置 |
CN115877114B (zh) * | 2023-02-20 | 2023-08-25 | 极限人工智能有限公司 | 一种电动地脚支撑测试设备及测试方法 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP18941593A patent/JP2649210B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0720214A (ja) | 1995-01-24 |
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