JP7189118B2

JP7189118B2 - Anomaly detector

Info

Publication number: JP7189118B2
Application number: JP2019225390A
Authority: JP
Inventors: 安生坂田
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2039-12-13
Also published as: JP2021097440A

Description

この発明は、巻線型誘導電動機のブラシ引上げ装置の異常検出装置に関する。 The present invention relates to an abnormality detection device for a brush lifting device of a wound-rotor induction motor.

巻線型誘導電動機には、始動電流を抑えるために、ブラシによって始動用の抵抗器を三相のコレクタ電極間に挿入する構成を有する。ロータの回転速度が定格速度近くまで上昇すると始動用抵抗器の抵抗値は、零となるので、短絡カラーをコレクタ電極に接続しコレクタ電極間を短絡させ、不要となった始動用の抵抗器をコレクタ電極からブラシを引上げて切り離し、ブラシの摩耗を防ぐ。 A wound-rotor induction motor has a configuration in which a starting resistor is inserted between collector electrodes of three phases by a brush in order to suppress a starting current. When the rotation speed of the rotor increases to near the rated speed, the resistance value of the starting resistor becomes zero. Lift and separate the brush from the collector electrode to prevent brush wear.

特開５７－１７００４５号公報（特許文献１）には、このような構成を有する巻線型誘導電動機のブラシ引上げ装置の一例が開示されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 57-170045 (Patent Document 1) discloses an example of a brush lifting device for a wound-rotor induction motor having such a configuration.

特開５７－１７００４５号公報JP-A-57-170045

上記のようなブラシ引上げ装置は、ブラシの引上げ、引下げ、短絡カラー（メス）のコレクタ電極への挿入、引外しなど、機械構造によって電気的接続をオンオフさせる可動部を有する。このような可動部は、潤滑グリースの劣化、コレクタ電極（オス）と短絡カラー（メス）との間の挿入位置ずれなどによる、経年変化または劣化を生じる。 The brush pulling device as described above has a movable part that turns electrical connection on and off by means of a mechanical structure, such as pulling up and pulling down the brush, inserting a short-circuiting collar (female) into the collector electrode, and tripping. Such movable parts undergo aging or deterioration due to deterioration of lubricating grease, misalignment of the insertion position between the collector electrode (male) and the short-circuit collar (female), and the like.

経年変化または劣化によって、可動部が動作せず固定状態となり、ブラシ引上げ装置が損傷する場合もある。このような場合には、プラント停止およびその復旧などにより大きな損害が発生する。したがって、損傷が生じる前に、ブラシ引上げ装置が正常に作動するか否かを点検することが好ましい。 Aging or deterioration may cause the moving parts to become stationary and damage the brush hoist. In such a case, the plant will be stopped and its restoration, etc., will cause great damage. Therefore, it is preferable to check the proper operation of the brush lifting device before damage occurs.

しかしながら、ブラシ引上げ装置の上記の可動部は、構造が複雑であり、点検扉等からの目視点検で確認することは困難なため、ブラシ引上げ装置の開放および分解点検が必要となり、メンテナンスに多大な労力および費用がかかっていた。 However, the moving part of the brush lifting device has a complicated structure, and it is difficult to visually check it from an inspection door or the like. Therefore, it is necessary to open the brush lifting device and disassemble it for inspection. It was labor intensive and costly.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ブラシ引上げ装置を開放点検することなく、経年変化または劣化を検出することにより、機械可動部の重大な損傷を防ぐことも可能となる異常検出装置を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the above problems, and by detecting aging or deterioration without overhauling the brush lifting device, it is also possible to prevent serious damage to the moving parts of the machine. It is an object of the present invention to provide an anomaly detection device that becomes

本開示は、巻線型誘導電動機のブラシ引上げ装置の異常検出装置に関する。ブラシ引上げ装置は、巻線型誘導電動機のコレクタ電極とコレクタ電極を短絡する短絡カラー及びコレクタ電極とブラシとの間を接触状態と離間状態との間で切り替える切替機構と、切替機構を操作する操作電動機とを備える。異常検出装置は、操作電動機の電気パラメータを検出するセンサと、電気パラメータの基本波形を記憶する記憶部と、センサが検出した電気パラメータを、記憶部から読み出された基本波形に基づいて判定し、ブラシ引上げ装置の異常診断を行なう、診断部とを備える。 The present disclosure relates to an abnormality detection device for a brush pulling device of a wound-rotor induction motor. The brush lifting device includes a short-circuiting collar for short-circuiting the collector electrodes of the wound induction motor, a switching mechanism for switching between the contact state and the separated state between the collector electrode and the brush, and an operating motor for operating the switching mechanism. and The abnormality detection device includes a sensor that detects an electrical parameter of the operating motor, a storage section that stores a basic waveform of the electrical parameter, and a determination of the electrical parameter detected by the sensor based on the basic waveform read from the storage section. , and a diagnosis unit for diagnosing an abnormality of the brush lifting device.

本開示の異常検出装置は、操作電動機の電流に基づいて、異常の有無を判定するので、ユーザーは、ブラシ引上げ装置を分解して点検する手間を省くことができる。 Since the abnormality detection device of the present disclosure determines the presence or absence of abnormality based on the current of the operating motor, the user can save the trouble of disassembling and inspecting the brush lifting device.

主電動機とブラシ引上げ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a main motor and a brush pulling-up apparatus. ブラシ引上げ装置と異常検出装置の回路構成を示す概略図である。It is a schematic diagram showing the circuit configuration of the brush lifting device and the abnormality detection device. 主電動機停止中および起動時のブラシ引上げ装置の短絡カラーとブラシ位置を示す図である。FIG. 11 shows the shorting collar and brush position of the brush hoist during traction motor off and on; 主電動機起動完了時および運転中のブラシ引上げ装置の短絡カラーとブラシ位置を示す図である。FIG. 11 shows the shorting collar and brush position of the brush hoist at completion of traction motor start-up and during operation; 主電動機起動完了後のブラシ引上げ装置の操作電動機の電流波形を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a current waveform of the operating motor of the brush lifting device after the completion of starting the main motor; 主電動機停止開始時のブラシ引上げ装置の操作電動機の電流波形を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a current waveform of the operating motor of the brush lifting device when the main motor starts to stop; 実施の形態１におけるブラシ引上げ装置の異常検出処理を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining abnormality detection processing of the brush lifting device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態２におけるブラシ引上げ装置の異常検出処理を説明するためのフローチャートである。9 is a flow chart for explaining abnormality detection processing of the brush lifting device according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態３におけるブラシ引上げ装置の異常検出処理を説明するためのフローチャートである。10 is a flowchart for explaining abnormality detection processing of the brush lifting device according to Embodiment 3. FIG. ブラシ引上げ装置の操作電動機に付加されているブレーキの位置について説明するための概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the position of a brake attached to an operating motor of the brush lifting device; 正常時とブレーキ異常時における操作電動機の電源の残留電圧の変化の違いを示した図である。FIG. 7 is a diagram showing the difference in change in residual voltage of the power supply of the operating motor between normal and abnormal braking. 実施の形態４におけるブラシ引上げ装置の異常検出処理を説明するためのフローチャートである。14 is a flow chart for explaining abnormality detection processing of the brush lifting device according to Embodiment 4. FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the same reference numbers are given to the same or corresponding parts, and the description thereof will not be repeated.

［実施の形態１］
図１は、主電動機とブラシ引上げ装置の構成を示す図である。図２は、ブラシ引上げ装置と異常検出装置の回路構成を示す概略図である。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a main motor and a brush lifting device. FIG. 2 is a schematic diagram showing the circuit configuration of the brush lifting device and the abnormality detection device.

図１、図２を参照して、主電動機Ｍ１は、巻線型誘導電動機であって、ステータＳＴとロータＲＴとを備える。ステータＳＴは、三相のステータコイルＬＵ１，ＬＶ１，ＬＷ１を含む。ステータコイルＬＵ１，ＬＶ１，ＬＷ１には、三相交流電源１２０から遮断器ＳＷ１を介して三相交流電流が供給される。 1 and 2, main motor M1 is a wound-rotor induction motor and includes a stator ST and a rotor RT. Stator ST includes three-phase stator coils LU1, LV1, and LW1. Stator coils LU1, LV1, and LW1 are supplied with a three-phase AC current from a three-phase AC power supply 120 via a circuit breaker SW1.

ロータＲＴは、ステータコイルＬＵ１，ＬＶ１，ＬＷ１からの回転磁界によって起電力が誘起されるロータコイルＬＵ２，ＬＶ２，ＬＷ３を含む。ロータコイルには、コレクタ電極ＣＵ，ＣＶ，ＣＷと、ブラシＢＵ，ＢＶ，ＢＷと、短絡カラー４０とリンク機構ＬＫと、操作電動機Ｍ２等からなるブラシ引上げ装置１００が接続される。 Rotor RT includes rotor coils LU2, LV2, LW3 in which electromotive forces are induced by rotating magnetic fields from stator coils LU1, LV1, LW1. A brush lifting device 100 comprising collector electrodes CU, CV, CW, brushes BU, BV, BW, a short-circuit collar 40, a link mechanism LK, an operating motor M2, etc. is connected to the rotor coil.

ブラシＢＵ，ＢＶ，ＢＷには始動時の電流を制限する抵抗器ＲＵ，ＲＶ，ＲＷが接続される。操作電動機Ｍ２には電源供給する制御装置１０が別に付帯される。制御装置１０は、コンタクタＳＷ２と異常検出装置１を含む。異常検出装置１は変流器３０と、電圧センサ３１と、コンタクタＳＷ２と、トランスデューサ２０と、診断回路１５等から構成される。 Resistors RU, RV, and RW are connected to the brushes BU, BV, and BW to limit the current at startup. A control device 10 for supplying power is separately attached to the operating motor M2. Control device 10 includes contactor SW<b>2 and abnormality detection device 1 . The abnormality detection device 1 includes a current transformer 30, a voltage sensor 31, a contactor SW2, a transducer 20, a diagnostic circuit 15, and the like.

操作電動機Ｍ２は、ブラシ引上げ装置１００のリンク機構ＬＫを駆動する誘導電動機である。操作電動機Ｍ２はコンタクタＳＷ２を介して交流電源１１０の電力が供給される。変流器３０は、交流電源１１０から供給される操作電動機Ｍ２の電流を検出する。トランスデューサ２０は、変流器３０の検出信号ｉを診断回路１５に適した信号に変換する。電圧センサ３１は操作電動機Ｍ２の端子電圧を検出し、診断回路１５に入力する。診断回路１５は、電流データの蓄積、ブラシ引上げ装置の経年変化または劣化の判定等を実行するように構成される。また、コンタクタＳＷ２には操作電動機Ｍ２の回転方向を順回転と逆回転に切り替えるための、相順切り替え回路が含まれる。リンク機構ＬＫには図示されないリミットスイッチが設けられ操作電動機Ｍ２が必要以上に順回転や逆回転を行なわないように構成される。 The operating motor M2 is an induction motor that drives the link mechanism LK of the brush lifting device 100. As shown in FIG. The operating motor M2 is supplied with power from the AC power supply 110 via the contactor SW2. Current transformer 30 detects the current of operating motor M<b>2 supplied from AC power supply 110 . Transducer 20 converts detection signal i of current transformer 30 into a signal suitable for diagnostic circuit 15 . A voltage sensor 31 detects the terminal voltage of the operating motor M2 and inputs it to the diagnostic circuit 15 . Diagnostic circuitry 15 is configured to store current data, determine aging or deterioration of the brush hoist, and the like. Further, the contactor SW2 includes a phase sequence switching circuit for switching the rotation direction of the operating motor M2 between forward rotation and reverse rotation. The link mechanism LK is provided with a limit switch (not shown) so that the operating motor M2 does not rotate forward or backward more than necessary.

診断回路１５としては、プログラマブルコントローラ、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータなどが使用可能である。診断回路１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、メモリ１２とを含む。メモリ１２は、ＣＰＵ１１で実行されるプログラムおよび使用されるデータを記憶する。ＣＰＵ１１は、後に説明する異常検知動作を行なう一方で、遮断器ＳＷ１，コンタクタＳＷ２の制御も行なう。ＣＰＵ１１は診断部の一例であり、メモリ１２は記憶部の一例である。 A programmable controller, a personal computer, a microcomputer, or the like can be used as the diagnostic circuit 15 . The diagnostic circuit 15 includes a CPU (Central Processing Unit) 11 and a memory 12 . The memory 12 stores programs executed by the CPU 11 and data used. The CPU 11 performs an abnormality detection operation, which will be described later, and also controls the circuit breaker SW1 and the contactor SW2. The CPU 11 is an example of a diagnostic section, and the memory 12 is an example of a storage section.

さらに、診断回路１５から、上位ＤＣＳ（Distributed Control System）等で構成される警報装置１３０へアラーム、トリップ、メンテナンス時期を知らせる信号を出力するようにしても良い。図２では、接点信号を例示したが、この信号は、接点信号だけでなく通信でも良い。 Further, the diagnosis circuit 15 may output a signal for notifying alarm, trip, and maintenance timing to an alarm device 130 configured by a host DCS (Distributed Control System) or the like. In FIG. 2, a contact signal is illustrated, but this signal may be a communication signal as well as a contact signal.

図３は、主電動機停止中および起動中のブラシ引上げ装置の短絡カラーとブラシ位置を示す図である。図４は、主電動機起動完了後および運転中のブラシ引上げ装置の短絡カラーとブラシ位置を示す図である。なお、コレクタリングは実際には図１に示したように三相分のコレクタ電極ＣＵ，ＣＶ，ＣＷに分かれているが、図３、図４では、図示を簡略化して、コレクタ電極ＣＵ，ＣＶ，ＣＷを１つにまとめて図示している。 FIG. 3 shows the shorting collar and brush position of the brush hoist during traction motor off and on. FIG. 4 is a diagram showing the shorted collar and brush position of the brush hoist after completion of traction motor start-up and during operation. Although the collector ring is actually divided into collector electrodes CU, CV, and CW for three phases as shown in FIG. 1, in FIGS. , CW are shown together.

ブラシ引上げ装置１００を有する主電動機Ｍ１とはどのような電動機なのか、補足説明を記載する。ブラシ引上げ装置１００を有する主電動機Ｍ１は、ロータＲＴとして巻線形回転子をもつ三相誘導電動機である。主電動機Ｍ１は、起動時には、図３に示すように、ブラシＢＵ，ＢＶ，ＢＷとコレクタ電極ＣＵ，ＣＶ，ＣＷと接触摺動させ、始動用の抵抗器ＲＵ，ＲＶ，ＲＷをロータコイルに接続する。これにより、始動電流を抑制するとともに始動トルクを制御することができる。なお、始動用の抵抗器ＲＵ，ＲＶ，ＲＷは、主電動機Ｍ１の回転軸の回転速度の増加に従い抵抗値を減少させ、起動完了時には抵抗値を零とするようにしている。 A supplementary explanation will be given as to what kind of motor the main motor M1 having the brush pulling device 100 is. Traction motor M1 with brush hoisting device 100 is a three-phase induction motor with a wound rotor as rotor RT. The main motor M1, as shown in FIG. 3, contacts and slides the brushes BU, BV, BW and the collector electrodes CU, CV, CW at the time of starting, and connects the starting resistors RU, RV, RW to the rotor coil. do. This makes it possible to suppress the starting current and control the starting torque. The starting resistors RU, RV, and RW decrease in resistance as the rotation speed of the rotary shaft of the main motor M1 increases, and are set to zero when starting is completed.

起動完了後は、図４に示すように、回転軸ＭＳに沿って短絡カラー４０をコレクタ電極ＣＷに向けて移動させ、コレクタ電極ＣＷの端部に形成された突起状電極を短絡カラー４０の凹部に挿入する。これによって、回転子のロータコイルＬＵ２，ＬＶ２，ＬＷ３の端部を短絡させて、その後にブラシＢＵ，ＢＶ，ＢＷを引上げ、始動用の抵抗器ＲＵ，ＲＶ，ＲＷの切り離しを行なう。これにより、主電動機Ｍ１は、通常のかご形誘導電動機と同じとなる。 After completion of start-up, as shown in FIG. insert into As a result, the ends of the rotor coils LU2, LV2, LW3 of the rotor are short-circuited, after which the brushes BU, BV, BW are pulled up to disconnect the starting resistors RU, RV, RW. As a result, the main motor M1 becomes the same as a normal squirrel cage induction motor.

図５は、主電動機起動完了後の、ブラシ引上げ装置の起動位置からブラシ引き上げ完了位置までの操作電動機Ｍ２の電流波形を示す図である。図５において、操作電動機Ｍ２は、コンタクタＳＷ２を投入する時刻ｔ１において通電し、時刻ｔ２までに電流ｉＢとして急峻に増減するインラッシュ電流がごく短時間（期間Ｔ０）ながれ、その後時刻ｔ２～ｔ３において安定する。そしてコレクタリングの端部の端子が短絡カラー４０に挿入される時刻ｔ３において一瞬増加し、時刻ｔ３～ｔ４において再び安定する。そして、ブラシがコレクタリングから引き上げられる時刻ｔ４において一瞬増加し、時刻ｔ４～ｔ５において再び安定する。そして時刻ｔ５においては、ブラシ引上げ装置の作動が完了し、コンタクタＳＷ２を開放することにより、電流ｉはゼロになる。 FIG. 5 is a diagram showing a current waveform of the operation electric motor M2 from the start position of the brush lifting device to the brush lifting completion position after the completion of starting of the main motor. In FIG. 5, the operating electric motor M2 is energized at time t1 when the contactor SW2 is turned on, and an inrush current that sharply increases and decreases as the current iB until time t2 flows for a very short time (period T0). Stabilize. Then, it momentarily increases at time t3 when the terminal at the end of the collector ring is inserted into the short-circuit collar 40, and stabilizes again from time t3 to t4. Then, it momentarily increases at time t4 when the brush is pulled up from the collector ring, and stabilizes again from time t4 to t5. At time t5, the operation of the brush lifting device is completed and the current i becomes zero by opening the contactor SW2.

作動時間は、これに限定されないが、たとえば、Ｔ０＜１（秒）、Ｔ１＝７（秒）、Ｔ２＝２（秒）、Ｔ３＝１（秒）である。 The operation time is, but not limited to, for example T0<1 (seconds), T1=7 (seconds), T2=2 (seconds), T3=1 (seconds).

図６は、主電動機停止開始時の、ブラシ引上げ装置のブラシ引き上げ完了位置から起動位置までの操作電動機Ｍ２の電流波形を示す図である。停止時には、操作電動機Ｍ２を起動時とは逆回転させ、ブラシおよび短絡カラーを逆方向に動かす。 FIG. 6 is a diagram showing a current waveform of the operation electric motor M2 from the brush lifting completion position to the start position of the brush lifting device when the main motor starts to stop. When stopped, the operation motor M2 is rotated in the opposite direction to that when started to move the brushes and the short-circuit collar in the opposite direction.

図６において、操作電動機Ｍ２は、コンタクタＳＷ２を投入する時刻ｔ１１において通電し、時刻ｔ１２までに電流ｉＢとして急峻に増減するインラッシュ電流がごく短時間（期間Ｔ０）ながれ、その後時刻ｔ１２～ｔ１３において安定する。そしてブラシがコレクタリングに接触する時刻ｔ１３において一瞬増加し、時刻ｔ１３～ｔ１４において再び安定する。そして、短絡カラー４０がコレクタリングの端部の端子から引き抜かれる時刻ｔ１４において一瞬増加し、時刻ｔ１４～ｔ１５において再び安定する。そして時刻ｔ１５においては、ブラシ引上げ装置の作動が完了し、コンタクタＳＷ２を開放することにより電流ｉはゼロになる。 In FIG. 6, the operating motor M2 is energized at time t11 when the contactor SW2 is turned on, and an inrush current that sharply increases and decreases as the current iB until time t12 flows for a very short time (period T0). Stabilize. Then, it momentarily increases at time t13 when the brush comes into contact with the collector ring, and stabilizes again from time t13 to t14. Then, it momentarily increases at time t14 when the short-circuiting collar 40 is pulled out from the end terminal of the collector ring, and stabilizes again at time t14-t15. At time t15, the operation of the brush lifting device is completed and the current i becomes zero by opening the contactor SW2.

インラッシュ電流の流れる期間Ｔ０を除くと、ブラシ引上げ装置の起動位置からブラシ引上完了位置まで、また逆の動作のブラシ引上完了位置から、起動位置までを駆動するブラシ引上げ装置用操作電動機Ｍ２の電流は、経年変化・劣化などによる異常がなければ、同じ時刻での操作電動機Ｍ２の電流は、ほぼ同じ値となる。異常検出には、このことを利用する。ただし、図５および図６に示すように、ブラシ引上げ装置が正常な場合であっても、操作電動機Ｍ２の電流は一定値ではなく、起動時および停止時において変動する。たとえば図５の場合では、短絡カラー４０をコレクタ端子に接続する時点（ｔ３）および、ブラシＢＵ，ＢＶ，ＢＷをコレクタリングＣＵ，ＣＶ，ＣＷから引き離す時点（ｔ４）では、電流にピークが生じる。したがって、電流の判定値を一定値に固定することはできない。また、インラッシュ電流は交流電源１１０に対するコンタクタＳＷ２の投入位相で変化する。 Excluding the period T0 during which the inrush current flows, the operation electric motor M2 for the brush lifting device drives the brush lifting device from the starting position to the brush lifting completion position, or in reverse operation from the brush lifting completion position to the starting position. If there is no abnormality due to aging, deterioration, etc., the current of the operating motor M2 at the same time has substantially the same value. This fact is used for anomaly detection. However, as shown in FIGS. 5 and 6, even if the brush lifting device is normal, the current of the operating motor M2 is not constant, and fluctuates during start-up and stop. For example, in the case of FIG. 5, current peaks occur at the time (t3) when the shorting collar 40 is connected to the collector terminal and at the time (t4) when the brushes BU, BV, BW are separated from the collector rings CU, CV, CW. Therefore, the current judgment value cannot be fixed at a constant value. Also, the inrush current changes depending on the input phase of the contactor SW2 with respect to the AC power supply 110 .

このため、上記動作でのブラシ引上げ装置用の操作電動機Ｍ２のコンタクタＳＷ２が投入から解放されるまでの時間とともに変化する電流データ（時間－電流データ）を出荷時の試験で採取し、基本データとして、診断回路１５のメモリ１２にあらかじめ保存しておく。基本データと、出荷後の使用時において変流器３０で検出された操作電動機Ｍ２の時間－電流データとをインラッシュ電流の期間Ｔ０を除いて診断回路１５のＣＰＵ１１において比較する。インラッシュ電流の期間Ｔ０は出荷時の試験における電流波形から求めることができる。 For this reason, the current data (time-current data) that changes with the time from when the contactor SW2 of the operating motor M2 for the brush lifting device in the above operation is turned on to when it is released is collected in a test at the time of shipment and used as basic data. , is stored in the memory 12 of the diagnostic circuit 15 in advance. The CPU 11 of the diagnostic circuit 15 compares the basic data with the time-current data of the operating motor M2 detected by the current transformer 30 during use after shipment, except for the period T0 of the inrush current. The period T0 of the inrush current can be obtained from the current waveform in the test before shipment.

ブラシ引上げ装置１００に経年変化または劣化が発生すれば、操作電動機Ｍ２の同じ時刻での電流が基本データよりも増加する。たとえば、回転軸ＭＳの錆、リンク機構ＬＫの歯車等の錆等によって短絡カラーの移動時の操作電動機Ｍ２のトルク増加により、操作電動機Ｍ２の電流は増加する。 If the brush pulling device 100 changes over time or deteriorates, the current of the operating motor M2 at the same time will increase from the basic data. For example, the current of the operation motor M2 increases due to the torque increase of the operation motor M2 when the short-circuit collar moves due to rust on the rotating shaft MS, rust on the gears of the link mechanism LK, and the like.

診断回路１５は、操作電動機Ｍ２の電流の増加を検出することにより、ブラシ引上げ装置１００の経年変化または劣化などの異常を判断する。診断回路１５は操作電動機Ｍ２の電流の増加を基本データに基づき時間とともに変化するしきい値と比較する。例えば、図５および図６に破線でしめしたｉｔｈ１およびｉｔｈ２が時間とともに変化するしきい値である。 The diagnostic circuit 15 determines an abnormality such as aging or deterioration of the brush pulling device 100 by detecting an increase in the current of the operating motor M2. The diagnostic circuit 15 compares the increase in the current of the operating motor M2 with a time-varying threshold based on basic data. For example, ith1 and ith2 indicated by dashed lines in FIGS. 5 and 6 are thresholds that change with time.

ブラシ引上げ装置１００を直ちに停止させる必要のない場合は、診断回路１５は警報装置１３０に警告ランプなどの警報（アラーム）の出力を、早めに発報させることとし、たとえば、出荷時の採集電流データの１．１倍の第２しきい値ｉｔｈ２とする。操作電動機Ｍ２の電流が第２しきい値を超えた場合は、警報を出力し、ユーザーに告知することにより、早期にブラシ引上げ装置のメンテナンスを行なうことができ、損傷を防ぐことができる。 If it is not necessary to immediately stop the brush lifting device 100, the diagnostic circuit 15 causes the alarm device 130 to output an alarm such as a warning lamp early. is 1.1 times the second threshold ith2. When the current of the operating motor M2 exceeds the second threshold value, an alarm is output to notify the user, so that early maintenance of the brush lifting device can be performed and damage can be prevented.

主電動機Ｍ１および操作電動機Ｍ２の電源電流を遮断するトリップ指令の出力は、第２しきい値ｉｔｈ２よりも大きな第１しきい値ｉｔｈ１で判定する。操作電動機Ｍ２の電流が第１しきい値を超えた場合は、診断回路１５は操作電動機Ｍ２の電源電流を遮断するとともに、主電動機Ｍ１の電源を遮断するように、トリップ指令を出力する。たとえば、第１しきい値ｉｔｈ１は、出荷時の採集電流データの１．４倍の電流値とする。操作電動機Ｍ２の電源電流を遮断することにより、ブラシ引上げ装置１００を直ちに停止することにより、ブラシ引上げ装置の異常の拡大を最小限にすることができる。また、主電動機Ｍ１の電源を遮断することにより、ブラシに継続的に電流が流れることを防止できる。なお、第１しきい値ｉｔｈ１を、ブラシ引上げ装置の機械機構の損傷も未然に防ぐことが可能となる操作電動機Ｍ２の定格電流としても良い。また、第１しきい値ｉｔｈ１，第２しきい値ｉｔｈ２の設定値は実機の状況に合わせて変えることも可能なようにしておくとよい。 The output of the trip command for interrupting the power supply currents of the main motor M1 and the operating motor M2 is determined by a first threshold value ith1 larger than the second threshold value ith2. When the current of the operating motor M2 exceeds the first threshold value, the diagnostic circuit 15 cuts off the power supply current of the operating motor M2 and outputs a trip command to cut off the power of the main motor M1. For example, the first threshold ith1 is assumed to be a current value 1.4 times the current data collected at the time of shipment. By interrupting the power supply current of the operating motor M2 and immediately stopping the brush lifting device 100, it is possible to minimize the spread of the abnormality of the brush lifting device. Further, by shutting off the power supply of the main motor M1, it is possible to prevent current from continuously flowing through the brushes. It should be noted that the first threshold value ith1 may be the rated current of the operation electric motor M2 that makes it possible to prevent damage to the mechanical mechanism of the brush lifting device. Also, the set values of the first threshold value ith1 and the second threshold value ith2 should be changed in accordance with the conditions of the actual machine.

図７は、実施の形態１におけるブラシ引上げ装置の異常検出処理を説明するためのフローチャートである。診断回路１５は、まずステップＳ１において、主電動機Ｍ１が所定の回転数に達し、図示しない起動スイッチがオン、または主電動機の停止のため遮断器ＳＷ１が解放されて、停止スイッチがオンされ、起動または停止の指令を受けたか否かを判断する。指令を受けていない場合（Ｓ１でＮＯ）、診断回路１５は、再びステップＳ１の処理を実行し、指令待ち状態となる。 FIG. 7 is a flowchart for explaining abnormality detection processing of the brush lifting device according to the first embodiment. First, in step S1, the main motor M1 reaches a predetermined number of revolutions and a start switch (not shown) is turned on, or the breaker SW1 is released to stop the main motor and the stop switch is turned on. Alternatively, it determines whether or not a stop command has been received. If no command has been received (NO in S1), the diagnostic circuit 15 executes the process of step S1 again and waits for a command.

指令を受けた場合（Ｓ１でＹＥＳ）、診断回路１５は、ステップＳ２において、インラッシュ電流期間（図５、図６のＴ０）が経過したか否かを判断する。インラッシュ電流期間が経過しない間（Ｓ２でＮＯ）、診断回路１５は時間待ちを行ない、測定電流値ｉＢを異常判定に使用しないようにする。 If the command has been received (YES in S1), the diagnostic circuit 15 determines in step S2 whether or not the inrush current period (T0 in FIGS. 5 and 6) has elapsed. While the inrush current period has not elapsed (NO in S2), the diagnostic circuit 15 waits for a time so as not to use the measured current value iB for abnormality determination.

インラッシュ電流期間が経過した場合（Ｓ２でＹＥＳ）、診断回路１５はステップＳ３において、起動または停止の指令を受けたタイミングからの経過時間に対応する基本電流データをメモリ１２から読み出す。ここで、起動スイッチがオンの場合は、図５に示すような主電動機Ｍ１の起動完了後の、ブラシ引上げ装置の起動位置からブラシ引き上げ完了位置までの操作電動機Ｍ２の電流波形パターンを読み出す。また、停止スイッチがオンの場合は、主電動機Ｍ１の停止開始時の、ブラシ引上げ装置のブラシ引き上げ完了位置から起動位置までの操作電動機Ｍ２の電流波形パターンを読み出す。そしてステップＳ４において、診断回路１５は、第１しきい値ｉｔｈ１、第２しきい値ｉｔｈ２を決定する。たとえば、第２しきい値ｉｔｈ２を基本電流データの１．１倍の値に設定し、第１しきい値ｉｔｈ１を基本電流データの１．４倍の値に設定することができる。なお、第１しきい値ｉｔｈ１を定格電流などの固定値としても良い。 If the inrush current period has passed (YES in S2), the diagnostic circuit 15 reads from the memory 12 basic current data corresponding to the elapsed time from the timing of receiving the start or stop command in step S3. Here, when the start switch is on, the current waveform pattern of the operating motor M2 from the start position of the brush lifting device to the brush lifting completion position after the completion of starting of the main motor M1 as shown in FIG. 5 is read. When the stop switch is on, the current waveform pattern of the operating motor M2 from the brush lifting completion position to the start position of the brush lifting device when the main motor M1 starts to stop is read. Then, in step S4, the diagnostic circuit 15 determines the first threshold ith1 and the second threshold ith2. For example, the second threshold ith2 can be set to a value 1.1 times the basic current data, and the first threshold ith1 can be set to a value 1.4 times the basic current data. Note that the first threshold ith1 may be a fixed value such as a rated current.

なお、操作電動機Ｍ２の電源電圧が変動する場合も考えられる。そのような場合は、ステップＳ４においてしきい値を決定する際に、電圧センサ３１にて検出した操作電動機Ｍ２の端子電圧を使用して、基本電流データを取得したときの標準電圧と差を監視する。電圧に差がある場合には、診断回路１５は、電圧増加分に対応する電流増加分を補正して第１しきい値ｉｔｈ１、第２しきい値ｉｔｈ２を決定しても良い。 Note that it is conceivable that the power supply voltage of the operating motor M2 fluctuates. In such a case, when determining the threshold value in step S4, the terminal voltage of the operating motor M2 detected by the voltage sensor 31 is used to monitor the difference from the standard voltage when the basic current data is acquired. do. If there is a voltage difference, the diagnostic circuit 15 may determine the first threshold value ith1 and the second threshold value ith2 by correcting the current increase corresponding to the voltage increase.

続いて、ステップＳ５において、診断回路１５は、変流器３０で測定された電流値ｉが第１しきい値ｉｔｈ１よりも大きいか否かを判断する。 Subsequently, in step S5, the diagnostic circuit 15 determines whether or not the current value i measured by the current transformer 30 is greater than the first threshold ith1.

電流値ｉが第１しきい値ｉｔｈ１よりも大きい場合には（Ｓ５でＹＥＳ）、ステップＳ６において、診断回路１５は、トリップ処理、すなわち主電動機Ｍ１の電源と操作電動機Ｍ２の電源とを同時に遮断するように、遮断器ＳＷ１およびコンタクタＳＷ２に対して遮断信号を送信する。これにより、主電動機Ｍ１および操作電動機Ｍ２に大きな損傷が生じる前に装置を停止させることができる。 When the current value i is greater than the first threshold value ith1 (YES in S5), in step S6, the diagnostic circuit 15 performs trip processing, i.e., cuts off the power supply to the main electric motor M1 and the operation electric motor M2 at the same time. A cutoff signal is transmitted to the circuit breaker SW1 and the contactor SW2 so as to do so. As a result, the apparatus can be stopped before the main electric motor M1 and the operation electric motor M2 are seriously damaged.

電流値ｉが第１しきい値ｉｔｈ１以下である場合には（Ｓ５でＮＯ）、ステップＳ７において、診断回路１５は、変流器３０で測定された電流値ｉが第２しきい値ｉｔｈ２よりも大きいか否かを判断する。 If the current value i is less than or equal to the first threshold value ith1 (NO in S5), in step S7, the diagnostic circuit 15 determines that the current value i measured by the current transformer 30 is greater than the second threshold value ith2. determine whether is greater than

電流値ｉが第２しきい値ｉｔｈ２よりも大きい場合には（Ｓ７でＹＥＳ）、ステップＳ８において、診断回路１５は、警報装置１３０の警告ランプなどアラームによって、リンク機構ＬＫを動かすためのトルクがやや大きくなっていることをユーザーに警告する。一方、電流値ｉが第２しきい値ｉｔｈ２以下である場合には（Ｓ７でＮＯ）、診断回路１５は、ステップＳ８における警告を行なわない。 If the current value i is greater than the second threshold value ith2 (YES in S7), in step S8, the diagnostic circuit 15 detects an alarm such as a warning lamp of the alarm device 130 indicating that the torque for moving the link mechanism LK is not sufficient. Warn the user that it's getting a little bigger. On the other hand, if current value i is less than or equal to second threshold value ith2 (NO in S7), diagnostic circuit 15 does not issue a warning in step S8.

そして、ステップＳ９において、診断回路１５は、起動または停止の指令を受けたタイミングからの経過時間が、操作電動機Ｍ２の作動時間である判定時間より大きいか否かを判断する。経過時間が判定時間以下であれば（Ｓ９でＮＯ）、診断回路１５は、再び処理をステップＳ３に戻して、電流の監視を継続する。経過時間が判定時間より大きい場合（Ｓ９でＹＥＳ）、診断回路１５は、電流の監視を終了する。 Then, in step S9, the diagnostic circuit 15 determines whether or not the elapsed time from the timing at which the command to start or stop is received is longer than the determination time, which is the operation time of the operating electric motor M2. If the elapsed time is equal to or less than the determination time (NO in S9), the diagnostic circuit 15 returns the process to step S3 again to continue monitoring the current. If the elapsed time is longer than the determination time (YES in S9), the diagnostic circuit 15 terminates current monitoring.

以上説明したように、実施の形態１の異常検出装置は、操作電動機Ｍ２の電流に基づいて、異常の有無を判定するので、ユーザーは、ブラシ引上げ装置を分解して点検する手間を省くことができる。 As described above, the abnormality detection device of Embodiment 1 determines whether or not there is an abnormality based on the current of the operating motor M2, so that the user can save the trouble of disassembling and inspecting the brush lifting device. can.

また、ステップＳ５等において、変流器３０で測定された電流値ｉをしきい値と比較する際に、合わせて電流のデータを蓄積することにより、異常発生の傾向管理が可能となり、メンテナンス時期および交換時期を実機にあった周期で計画することが可能となる。例えば、測定された電流値ｉが第１しきい値に達しなくとも、蓄積した電流値ｉを統計処理し経時的な変化率もとめ、所定の値に達する時期を予測し、メンテナンス計画を立てることが可能となる。 In step S5, etc., when the current value i measured by the current transformer 30 is compared with the threshold value, by accumulating the data of the current, it is possible to manage the tendency of abnormality occurrence, and the maintenance timing can be improved. Also, it becomes possible to plan the replacement timing according to the period suitable for the actual machine. For example, even if the measured current value i does not reach the first threshold value, the accumulated current value i is statistically processed to find the rate of change over time, predict when it will reach a predetermined value, and make a maintenance plan. becomes possible.

［実施の形態２］
電源電圧の周波数が変動すると操作電動機Ｍ２の回転速度がそれにともない変動する場合がある。実施の形態２では、電源電圧の周波数変動に基づいて、基本電流データを参照するタイミングを補正する。 [Embodiment 2]
When the frequency of the power supply voltage fluctuates, the rotation speed of the operating motor M2 may fluctuate accordingly. In the second embodiment, the timing for referring to the basic current data is corrected based on the frequency fluctuation of the power supply voltage.

図８は、実施の形態２におけるブラシ引上げ装置の異常検出処理を説明するためのフローチャートである。図８のフローチャートは、図７に示した実施の形態１の異常検出処理のフローチャートにおいて、ステップＳ２とステップＳ３の間に、ステップＳ１１およびＳ１２の処理が追加されている。他の部分については、図７で説明済みであるので、ここでは説明は繰り返さない。 FIG. 8 is a flowchart for explaining abnormality detection processing of the brush lifting device according to the second embodiment. In the flowchart of FIG. 8, processing of steps S11 and S12 is added between steps S2 and S3 in the flowchart of the abnormality detection processing of the first embodiment shown in FIG. Other parts have already been explained with reference to FIG. 7, so the explanation will not be repeated here.

図８では、ステップＳ２のインラッシュ電流期間が経過した後に、診断回路１５は、ステップＳ１１において、図示しない周波数検出装置から交流電源１１０の周波数を取得する。電源周波数が低下すると、操作電動機Ｍ２の回転速度が遅くなる。逆に、電源周波数が上昇すると、操作電動機Ｍ２の回転速度が速くなる。したがって、図５および図６に示した第１しきい値ｉｔｈ１および第２しきい値ｉｔｈ２の時間がずれてしまう。 In FIG. 8, after the inrush current period of step S2 has passed, the diagnostic circuit 15 acquires the frequency of the AC power supply 110 from a frequency detection device (not shown) in step S11. When the power supply frequency drops, the rotational speed of the operating electric motor M2 slows down. Conversely, when the power supply frequency increases, the rotational speed of the operating motor M2 increases. Therefore, the times of the first threshold ith1 and the second threshold ith2 shown in FIGS. 5 and 6 are shifted.

そこで、診断回路１５は、ステップＳ１２において周波数ズレ分を補正した経過時間を算出する。たとえば、電源周波数が１．１倍になっていた場合には、診断回路１５はステップＳ１２において、現在の経過時間に１／１．１を掛けた補正後の経過時間を算出し、ステップＳ３において、この経過時間に対応する第１しきい値ｉｔｈ１および第２しきい値ｉｔｈ２をメモリ１２から読み出して使用する。 Therefore, the diagnosis circuit 15 calculates the elapsed time after correcting the frequency deviation in step S12. For example, if the power supply frequency has increased by 1.1 times, the diagnosis circuit 15 multiplies the current elapsed time by 1/1.1 to calculate the corrected elapsed time in step S12, and calculates the corrected elapsed time in step S3. , the first threshold ith1 and the second threshold ith2 corresponding to this elapsed time are read from the memory 12 and used.

このようにすることによって、電源周波数が変動した場合であっても、適切なしきい値を適用して正しい異常判定を行なうことができる。 By doing so, even when the power supply frequency fluctuates, it is possible to apply an appropriate threshold value and perform correct abnormality determination.

［実施の形態３］
実施の形態１では、起動時、停止時それぞれにおいて、基本電流データを記録しておく必要があった。しかし、起動時におけるリンク機構ＬＫの動きと停止時におけるリンク機構ＬＫの動きは逆向きであり操作電動機Ｍ２の回転も逆回転である。図５、図６を見れば分かるように、操作電動機Ｍ２の回転周波数が同じであれば、起動時と停止時の電流波形には相関がある。したがって、起動時の基本電流データを停止時にも使用することができる可能性がある。 [Embodiment 3]
In Embodiment 1, it was necessary to record the basic current data at the time of starting and at the time of stopping. However, the movement of the link mechanism LK at the time of start and the movement of the link mechanism LK at the time of stop are opposite, and the rotation of the operating motor M2 is also reverse rotation. As can be seen from FIGS. 5 and 6, if the rotation frequency of the operating motor M2 is the same, there is a correlation between the current waveforms at the start and at the stop. Therefore, it is possible that the basic current data at startup can also be used at shutdown.

図９は、実施の形態３におけるブラシ引上げ装置の異常検出処理を説明するためのフローチャートである。図９のフローチャートは、図７に示した実施の形態１の異常検出処理のフローチャートにおいて、ステップＳ２とステップＳ３の間に、ステップＳ２１およびＳ２２の処理が追加されている。他の部分については、図７で説明済みであるので、ここでは説明は繰り返さない。 FIG. 9 is a flowchart for explaining abnormality detection processing of the brush lifting device according to the third embodiment. The flowchart of FIG. 9 has steps S21 and S22 added between steps S2 and S3 in the flowchart of the abnormality detection process of the first embodiment shown in FIG. Other parts have already been explained with reference to FIG. 7, so the explanation will not be repeated here.

図９では、ステップＳ２のインラッシュ電流期間が経過した後に、診断回路１５は、ステップＳ２１において、操作電動機Ｍ２の回転方向が正転（起動時）であるか、逆転（停止時）であるかをコンタクタＳＷ２のどちらが選択されているかにより判断する。 In FIG. 9, after the inrush current period of step S2 has elapsed, the diagnostic circuit 15 checks in step S21 whether the rotation direction of the operating motor M2 is forward rotation (when starting) or reverse rotation (when stopping). is determined by which of the contactors SW2 is selected.

ステップＳ２１において、回転方向が正転（起動時）であった場合には、診断回路１５は、そのまま経過時間に対応する基本電流データを使用してしきい値を決定する。一方、ステップＳ２１において、回転方向が逆転（停止時）であった場合には、診断回路１５は、ステップＳ２２において、現在の経過時間を逆転用に換算する。 In step S21, if the direction of rotation is forward (at startup), the diagnostic circuit 15 determines the threshold using the basic current data corresponding to the elapsed time. On the other hand, in step S21, if the direction of rotation is reverse (when stopped), the diagnosis circuit 15 converts the current elapsed time to that for reverse rotation in step S22.

すなわち、図５において、時刻ｔ２～ｔ５の基本電流データｉＢがメモリ１２に記憶されているとすると、逆転時には、時刻ｔ５から時刻ｔ２に向けてデータが読み出されるようにすれば良い。このために、たとえば、変換後の経過時間をｔｘ、変換前の経過時間をｔとすると、ｔｘ＝ｔ５－ｔとすれば、図５の基本電流データｉＢを図６の基本電流データの代わりに使用することができる。そして、診断回路１５は、換算した時間における基本電流データを読み出して、これに基づいてしきい値を決定する。 That is, in FIG. 5, if the basic current data iB from time t2 to t5 are stored in the memory 12, the data should be read from time t5 to time t2 during reverse rotation. For this reason, for example, if the elapsed time after conversion is tx and the elapsed time before conversion is t, then tx=t5−t, the basic current data iB in FIG. 5 is replaced with the basic current data in FIG. can be used. Then, the diagnostic circuit 15 reads the basic current data at the converted time and determines the threshold based on this.

このようにすることによって、基本電流データの記録の手間および記憶容量を節約することができる。 By doing so, it is possible to save the labor and storage capacity of recording the basic current data.

［実施の形態４］
実施の形態４では、ブラシ引上げ装置の操作電動機Ｍ２に付加されているブレーキの異常検出について説明する。実施の形態４に示す異常検出処理は、実施の形態１～３に示した異常検出処理と組み合わせて実行しても良い。 [Embodiment 4]
In the fourth embodiment, detection of an abnormality in the brake added to the operating electric motor M2 of the brush lifting device will be described. The abnormality detection process shown in the fourth embodiment may be executed in combination with the abnormality detection processes shown in the first to third embodiments.

図１０は、ブラシ引上げ装置の操作電動機Ｍ２に付加されているブレーキの位置について説明するための概略図である。ブレーキＢＫは、操作電動機Ｍ２の回転軸を固定状態に停止させるために設けられる。たとえば、操作電動機Ｍ２に通電中は、ソレノイドによってブレーキが解除され、操作電動機Ｍ２への通電が遮断されると、ソレノイドがオフ状態となって、ブレーキが効くようにブレーキＢＫが構成されている。ブレーキＢＫによって、起動完了後、または停止完了後において、操作電動機の電源がオフしている状態で操作電動機の回転軸が回転してしまうのを防ぐことができる。 FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the position of the brake attached to the operating motor M2 of the brush lifting device. The brake BK is provided to stop the rotating shaft of the operating electric motor M2 in a fixed state. For example, the brake BK is configured such that the brake is released by a solenoid while the operating electric motor M2 is energized, and the solenoid is turned off when the energization of the operating electric motor M2 is cut off, so that the brake is effective. The brake BK can prevent the rotating shaft of the operating motor from rotating while the operating motor is powered off after the completion of starting or after the completion of stopping.

図１１は、正常時とブレーキ異常時における操作電動機Ｍ２の電源の残留電圧の変化の違いを示した図である。正常時には、コンタクタＳＷ２がオフされると、操作電動機Ｍ２の回転軸の回転速度が低下して、操作電動機Ｍ２の端子電圧である残留電圧も低下する。コンタクタＳＷ２が解放てから時間とともに変化する操作電動機Ｍ２の端子電圧データ（時間－電圧データ）を出荷時の試験で採取し、基本データとして正常時の残留電圧の波形を基本電圧としてメモリ１２に記憶しておく。ブレーキ異常時には、操作電動機Ｍ２の回転速度の低下が正常時よりも遅れる。したがって、実施の形態１における基本電流データと同様に、コンタクタＳＷ２がオフされた時点からの経過時間に対応する基本電圧と比較することによって、ブレーキの異常の有無を判断することができる。 FIG. 11 is a diagram showing the difference in change in the residual voltage of the power supply of the operating motor M2 between normal and abnormal braking. In normal operation, when the contactor SW2 is turned off, the rotation speed of the rotating shaft of the operation electric motor M2 decreases, and the residual voltage, which is the terminal voltage of the operation electric motor M2, also decreases. The terminal voltage data (time-voltage data) of the operating motor M2, which changes with time after the contactor SW2 is released, is collected in a test at the time of shipment, and stored in the memory 12 as the basic data as the waveform of the residual voltage at normal times as the basic voltage. Keep When the brake is abnormal, the reduction in the rotation speed of the operating electric motor M2 is delayed compared to when it is normal. Therefore, as with the basic current data in the first embodiment, it is possible to determine whether or not there is an abnormality in the brake by comparing it with the basic voltage corresponding to the elapsed time since the contactor SW2 was turned off.

図１２は、実施の形態４におけるブラシ引上げ装置の異常検出処理を説明するためのフローチャートである。図１および図１２を参照して、ステップＳ１０１において、診断回路１５は、コンタクタＳＷ２がオフ状態となったか否かを判断する。 FIG. 12 is a flow chart for explaining abnormality detection processing of the brush lifting device according to the fourth embodiment. 1 and 12, in step S101, diagnostic circuit 15 determines whether contactor SW2 is turned off.

コンタクタＳＷ２がオフ状態となった場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、診断回路１５は、その時点からの経過時間の測定を開始する。そして、ステップＳ１０２において、基本電圧データをメモリ１２から読み出す。 When the contactor SW2 is turned off (YES in S101), the diagnostic circuit 15 starts measuring the elapsed time from that point. Then, in step S102, the basic voltage data is read out from the memory 12. FIG.

続いてステップＳ１０３において、電圧センサ３１で測定した残留電圧Ｖと基本電圧データから読み出した経過時間に対応する電圧との電圧差がしきい値より大きいか否かを判断する。 Subsequently, in step S103, it is determined whether or not the voltage difference between the residual voltage V measured by the voltage sensor 31 and the voltage corresponding to the elapsed time read from the basic voltage data is greater than a threshold value.

電圧差がしきい値以下である場合には（Ｓ１０３でＮＯ）、ステップＳ１０４において、経過時間が予め定められた判定時間より長いが否かを判断する。経過時間が判定時間以内であった場合（Ｓ１０４でＮＯ）、診断回路１５は、ステップＳ１０２に処理を戻して、残留電圧Ｖの監視を継続する。 If the voltage difference is equal to or less than the threshold value (NO in S103), it is determined in step S104 whether or not the elapsed time is longer than a predetermined determination time. If the elapsed time is within the determination time (NO in S104), the diagnostic circuit 15 returns to step S102 and continues monitoring the residual voltage V. FIG.

電圧差がしきい値よりも大きい場合には（Ｓ１０３でＹＥＳ）、ステップＳ１０５において、ブレーキ異常を警報装置１３０等に報知する。 If the voltage difference is greater than the threshold value (YES in S103), in step S105, alarm device 130 or the like is notified of the brake abnormality.

ステップＳ１０４で経過時間が判定時間を超えた場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、またはステップＳ１０５においてブレーキ異常を報知した場合、診断回路１５は、残留電圧Ｖの監視によるブレーキ異常検出処理を終了する。なお、残留電圧の変化は基本的に単調減少であるので、コンタクタＳＷ２の開放後の所定時刻の残留電圧Ｖを基準値と比較し、基準値以上の場合はブレーキ異常と検知し警報装置１３０等に報知するように構成してもよい。 When the elapsed time exceeds the determination time in step S104 (YES in S104), or when brake abnormality is notified in step S105, the diagnostic circuit 15 terminates the brake abnormality detection process by monitoring the residual voltage V. Since the change in the residual voltage is basically monotonically decreasing, the residual voltage V at a predetermined time after the contactor SW2 is opened is compared with a reference value. may be configured to notify the

最後に、本実施の形態について、再び図面を参照して総括する。 Finally, this embodiment will be summarized with reference to the drawings again.

本開示は、巻線型誘導電動機である主電動機Ｍ１のブラシ引上げ装置１００の異常検出装置１に関する。ブラシ引上げ装置１００は、主電動機Ｍ１のコレクタ電極ＣＵ，ＣＶ，ＣＷとブラシＢＵ，ＢＶ，ＢＷとの間を接触状態と離間状態との間で切り替える切替機構（リンク機構ＬＫ）と、切替機構を操作する操作電動機Ｍ２とを備える。異常検出装置１は、操作電動機Ｍ２の電気パラメータを検出するセンサ（変流器３０）と、電気パラメータの基本波形を記憶する記憶部（メモリ１２）と、センサ（変流器３０）が検出した電気パラメータを、記憶部から読み出された基本波形に基づいて判定し、ブラシ引上げ装置１００の異常診断を行なう、診断部（ＣＰＵ１１）とを備える。 The present disclosure relates to an abnormality detection device 1 for a brush lifting device 100 of a main motor M1, which is a wound-rotor induction motor. The brush lifting device 100 includes a switching mechanism (link mechanism LK) for switching between the contact state and the separated state between the collector electrodes CU, CV, and CW of the main electric motor M1 and the brushes BU, BV, and BW, and a switching mechanism. and an operating electric motor M2 to be operated. The abnormality detection device 1 includes a sensor (current transformer 30) that detects electrical parameters of the operating electric motor M2, a storage unit (memory 12) that stores the basic waveform of the electrical parameters, and a sensor (current transformer 30) that detects A diagnostic unit (CPU 11) that determines an electrical parameter based on the basic waveform read from the storage unit and performs an abnormality diagnosis of the brush lifting device 100. FIG.

このような構成とすることによって、ユーザーは、ブラシ引上げ装置１００を分解して内部を詳細に点検しなくても、ブラシ引上げ装置１００の異常を知ることができる。 With such a configuration, the user can know an abnormality of the brush lifting device 100 without disassembling the brush lifting device 100 and inspecting the inside in detail.

好ましくは、図５，図６に示すように、センサ（変流器３０）が検出した電気パラメータは、電流であり、基本波形は、予め測定された操作電動機Ｍ２の電流波形ｉＢである。 Preferably, as shown in FIGS. 5 and 6, the electrical parameter detected by the sensor (current transformer 30) is current, and the basic waveform is the current waveform iB of operating motor M2 measured in advance.

好ましくは、図５，図６、図７～図９のステップＳ２に示すように、診断部（ＣＰＵ１１）は、操作電動機Ｍ２のインラッシュ電流期間Ｔ０における電気パラメータは、異常診断に使用せず、操作電動機Ｍ２のインラッシュ電流期間Ｔ０経過後における電気パラメータを異常診断に使用する。 Preferably, as shown in step S2 of FIGS. 5, 6, and 7 to 9, the diagnosis unit (CPU 11) does not use the electrical parameters during the inrush current period T0 of the operating motor M2 for abnormality diagnosis. The electrical parameters after the inrush current period T0 of the operating motor M2 has elapsed are used for abnormality diagnosis.

このようにすることによって、異常の誤判定を避けることができる。 By doing so, erroneous determination of abnormality can be avoided.

好ましくは、診断部（ＣＰＵ１１）は、センサ（変流器３０）が検出時刻に検出した電気パラメータが、基本波形における検出時刻に対応するデータに基づいて定めた判定値（第１しきい値ｉｔｈ１，第２しきい値ｉｔｈ２）より大きい場合に（図７のＳ５またはＳ７でＹＥＳ）、ブラシ引上げ装置１００が異常であると判断する。 Preferably, the diagnosis unit (CPU 11) determines that the electrical parameter detected by the sensor (current transformer 30) at the detection time is a determination value (first threshold ith1 , second threshold ith2) (YES in S5 or S7 of FIG. 7), it is determined that the brush lifting device 100 is abnormal.

より好ましくは、診断部（ＣＰＵ１１）は、基本波形における検出時刻に対応するデータを電源電圧の変動量に応じて補正し、判定値（第１しきい値ｉｔｈ１，第２しきい値ｉｔｈ２）を定める。 More preferably, the diagnosis unit (CPU 11) corrects the data corresponding to the detection time in the basic waveform according to the amount of variation in the power supply voltage, and sets the determination values (first threshold ith1, second threshold ith2) to stipulate.

より好ましくは、診断部（ＣＰＵ１１）は、検出時刻に対応するデータとして、電源周波数の変動量に応じて検出時刻を補正した時刻における基本波形のデータを使用する。 More preferably, the diagnostic unit (CPU 11) uses, as the data corresponding to the detection time, the data of the basic waveform at the time obtained by correcting the detection time according to the fluctuation amount of the power supply frequency.

具体的には、診断部（ＣＰＵ１１）は、電源周波数に基づいて定まる係数を検出時刻に乗じて得られる時刻を算出し、基本波形に含まれるデータのうち算出した時刻のデータを判定値とする。そして、診断部（ＣＰＵ１１）は、センサ（変流器３０）が検出時刻に検出した電気パラメータが、この判定値より大きい場合に、ブラシ引上げ装置１００が異常であると判断する。 Specifically, the diagnosis unit (CPU 11) calculates the time obtained by multiplying the detection time by a coefficient determined based on the power supply frequency, and uses the data of the calculated time among the data included in the basic waveform as the judgment value. . Then, the diagnostic unit (CPU 11) determines that the brush lifting device 100 is abnormal when the electrical parameter detected by the sensor (current transformer 30) at the detection time is greater than the determination value.

このような構成とすることによって、電源周波数が変動した場合であっても、同じ基本データに基づいて異常を判定することができる。 With such a configuration, it is possible to determine an abnormality based on the same basic data even when the power supply frequency fluctuates.

好ましくは、診断部（ＣＰＵ１１）は、ブラシ引上げ装置１００が異常であると判断した場合に、操作電動機Ｍ２の電源を遮断するとともに、主電動機Ｍ１の電源も遮断する。 Preferably, when the diagnosis unit (CPU 11) determines that the brush lifting device 100 is abnormal, it cuts off the power supply of the operation electric motor M2 and also cuts off the power supply of the main electric motor M1.

このような構成とすることによって、大きな損傷が主電動機Ｍ１およびブラシ引上げ装置１００に発生する前に、これらを停止することができる。 With such a configuration, main electric motor M1 and brush lifting device 100 can be stopped before they are seriously damaged.

好ましくは、基本波形は、操作電動機Ｍ２が第１の方向（起動時、正転）に回転する場合に取得された図５に示す第１波形と、操作電動機Ｍ２が第１の方向と逆の第２の方向（停止時、逆転）に回転する場合に取得された図６に示す第２波形とを含む。診断部（ＣＰＵ１１）は、操作電動機Ｍ２が第１の方向に回転する場合に、センサ（変流器３０）が検出した電気パラメータを、メモリ１２から読み出された第１波形に基づいて判定し、操作電動機Ｍ２が第２の方向に回転する場合に、センサ（変流器３０）が検出した電気パラメータを、メモリ１２から読み出された第２波形に基づいて判定する。 Preferably, the basic waveforms are the first waveform shown in FIG. and a second waveform shown in FIG. 6 obtained when rotating in a second direction (stop, reverse). The diagnosis unit (CPU 11) determines the electrical parameter detected by the sensor (current transformer 30) based on the first waveform read from the memory 12 when the operating motor M2 rotates in the first direction. , the electrical parameter detected by the sensor (current transformer 30) is determined based on the second waveform read from the memory 12 when the operating motor M2 rotates in the second direction.

このような構成とすることによって、主電動機の起動時および停止時において、ブラシ引上げ装置１００の異常判定をすることができる。 With such a configuration, it is possible to determine whether the brush lifting device 100 is abnormal when the main motor is started and stopped.

好ましくは、基本波形は、操作電動機Ｍ２が第１の方向（起動時、正転）に回転する場合に取得された図５に示す波形である。図９に示すように、診断部（ＣＰＵ１１）は、操作電動機Ｍ２が第１の方向と逆の第２の方向（停止時、逆転）に回転する場合に、基本波形を逆方向から読み出しながらセンサ（変流器３０）で検出される電気パラメータを比較するための判定値を決定する。なお、基本波形を停止時の図６の波形として、起動時にこれを逆方向から読み出して使用しても良い。 Preferably, the basic waveform is the waveform shown in FIG. 5 obtained when the operating motor M2 rotates in the first direction (normal rotation at startup). As shown in FIG. 9, when the operating motor M2 rotates in the second direction opposite to the first direction (reverse rotation when stopped), the diagnostic unit (CPU 11) reads out the basic waveform from the opposite direction while reading the sensor. A decision value is determined for comparing electrical parameters sensed at (current transformer 30). It should be noted that the waveform shown in FIG. 6 at the time of stop may be used as the basic waveform, and this may be read from the opposite direction at the time of start-up.

このような構成とすることによって、基本データの取得が１回ですみ、これを記憶する記憶容量も半分で済む。 By adopting such a configuration, the basic data can be obtained only once, and the storage capacity for storing it can be halved.

好ましくは、ブラシ引上げ装置１００は、操作電動機Ｍ２の回転軸ＭＳを停止させるブレーキＢＫをさらに備える。電気パラメータは、操作電動機Ｍ２の端子電圧（残留電圧Ｖ）であり、基本波形は、予め測定された操作電動機Ｍ２の電圧波形である。診断部（ＣＰＵ１１）は、ブレーキＢＫが作動中において、測定時刻における端子電圧と基本波形に基づいて定められた測定時刻に対応する電圧との差がしきい値よりも大きい場合に、ブレーキＢＫの異常であると判断する。 Preferably, the brush pulling device 100 further includes a brake BK for stopping the rotating shaft MS of the operating motor M2. The electrical parameter is the terminal voltage (residual voltage V) of the operating motor M2, and the basic waveform is the previously measured voltage waveform of the operating motor M2. When the difference between the terminal voltage at the measurement time and the voltage corresponding to the measurement time determined based on the basic waveform is larger than a threshold while the brake BK is in operation, the diagnosis unit (CPU 11) Judged as abnormal.

このような構成とすることによって、操作電動機Ｍ２のブレーキＢＫについても、異常の有無を判定することができる。 With such a configuration, it is possible to determine whether or not there is an abnormality in the brake BK of the operating electric motor M2.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as examples and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the description of the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

１異常検出装置、１０制御装置、１１ＣＰＵ、１２メモリ、１５診断回路、２０トランスデューサ、３０変流器、３１電圧センサ、４０短絡カラー、１００ブラシ引上げ装置、１１０三相交流電源、１２０三相交流電源、１３０警報装置、ＢＫブレーキ、ＢＵ，ＢＶ，ＢＷブラシ、ＣＵ，ＣＶ，ＣＷコレクタ電極、ＬＫリンク機構、ＬＵ１，ＬＶ１，ＬＷ１ステータコイル、ＬＵ２，ＬＶ２，ＬＷ３ロータコイル、Ｍ１主電動機、Ｍ２操作電動機、ＭＳ回転軸、ＲＴロータ、ＲＵ，ＲＶ，ＲＷ抵抗器、ＳＴステータ、ＳＷ１遮断器、ＳＷ２コンタクタ。 Reference Signs List 1 abnormality detection device, 10 control device, 11 CPU, 12 memory, 15 diagnostic circuit, 20 transducer, 30 current transformer, 31 voltage sensor, 40 short-circuit collar, 100 brush lifting device, 110 three-phase AC power supply, 120 three-phase AC power supply Power source, 130 alarm device, BK brake, BU, BV, BW brush, CU, CV, CW collector electrode, LK link mechanism, LU1, LV1, LW1 stator coil, LU2, LV2, LW3 rotor coil, M1 traction motor, M2 operation Motor, MS Rotating shaft, RT Rotor, RU, RV, RW Resistor, ST Stator, SW1 Circuit breaker, SW2 Contactor.

Claims

巻線型誘導電動機のブラシ引上げ装置の異常検出装置であって、
前記ブラシ引上げ装置は、
前記巻線型誘導電動機のコレクタ電極と前記コレクタ電極を短絡する短絡カラー及び前記コレクタ電極とブラシとの間を接触状態と離間状態との間で切り替える切替機構と、
前記切替機構を操作する操作電動機とを備え、
前記異常検出装置は、
前記操作電動機の電気パラメータを検出するセンサと、
前記電気パラメータの基本波形を記憶する記憶部と、
前記センサが検出した電気パラメータを、前記記憶部から読み出された前記基本波形に基づいて判定し、前記ブラシ引上げ装置の異常診断を行なう、診断部とを備える、異常検出装置。 An abnormality detection device for a brush lifting device of a wound-rotor induction motor,
The brush lifting device is
a short-circuiting collar for short-circuiting the collector electrodes of the wound-rotor induction motor and a switching mechanism for switching between a contact state and a separation state between the collector electrodes and the brushes;
and an operation electric motor that operates the switching mechanism,
The abnormality detection device is
a sensor for detecting electrical parameters of the operating motor;
a storage unit that stores the basic waveforms of the electrical parameters;
an abnormality detection device, comprising: a diagnosis unit that determines an electrical parameter detected by the sensor based on the basic waveform read from the storage unit, and diagnoses an abnormality of the brush lifting device.

前記電気パラメータは、電流であり、
前記基本波形は、予め測定された前記操作電動機の電流波形である、請求項１に記載の異常検出装置。 the electrical parameter is current;
2. The abnormality detection device according to claim 1, wherein said basic waveform is a current waveform of said operating motor measured in advance.

前記診断部は、前記操作電動機のインラッシュ電流期間における前記電気パラメータは、前記異常診断に使用せず、前記操作電動機の前記インラッシュ電流期間経過後における前記電気パラメータを異常診断に使用する、請求項１に記載の異常検出装置。 wherein the diagnosis unit does not use the electrical parameter during the inrush current period of the operation motor for the abnormality diagnosis, and uses the electrical parameter after the inrush current period of the operation motor has passed for the abnormality diagnosis. Item 2. The abnormality detection device according to item 1.

前記診断部は、前記センサが検出時刻に検出した電気パラメータが、前記基本波形における前記検出時刻に対応するデータに基づいて定めた判定値より大きい場合に、前記ブラシ引上げ装置が異常であると判断する、請求項１に記載の異常検出装置。 The diagnostic unit determines that the brush lifting device is abnormal when the electrical parameter detected by the sensor at the detection time is greater than a determination value determined based on data corresponding to the detection time in the basic waveform. The abnormality detection device according to claim 1, wherein

前記診断部は、前記基本波形における前記検出時刻に対応するデータを電源電圧の変動量に応じて補正し、前記判定値を定める、請求項４に記載の異常検出装置。 5. The abnormality detection device according to claim 4, wherein said diagnosis unit corrects data corresponding to said detection time in said basic waveform according to a variation amount of a power supply voltage to determine said judgment value.

前記診断部は、前記検出時刻に対応するデータとして、電源周波数の変動量に応じて前記検出時刻を補正した時刻における前記基本波形のデータを使用する、請求項４に記載の異常検出装置。 5. The anomaly detection device according to claim 4, wherein said diagnosis unit uses data of said basic waveform at a time obtained by correcting said detection time according to a fluctuation amount of power supply frequency as said data corresponding to said detection time.

前記診断部は、前記ブラシ引上げ装置が異常であると判断した場合に、前記操作電動機の電源を遮断するとともに、前記巻線型誘導電動機の電源も遮断する、請求項１に記載の異常検出装置。 2. The abnormality detection device according to claim 1, wherein said diagnosis unit cuts off power to said operating motor and also cuts off power to said wound-rotor induction motor when it determines that said brush lifting device is abnormal.

前記基本波形は、前記操作電動機が第１の方向に回転する場合に取得された第１波形と、前記操作電動機が前記第１の方向と逆の第２の方向に回転する場合に取得された第２波形とを含み、
前記診断部は、前記操作電動機が前記第１の方向に回転する場合に、前記センサが検出した電気パラメータを、前記記憶部から読み出された前記第１波形に基づいて判定し、前記操作電動機が前記第２の方向に回転する場合に、前記センサが検出した電気パラメータを、前記記憶部から読み出された前記第２波形に基づいて判定する、請求項１に記載の異常検出装置。 The basic waveform includes a first waveform obtained when the operating motor rotates in a first direction, and a basic waveform obtained when the operating motor rotates in a second direction opposite to the first direction. a second waveform;
The diagnostic unit determines an electrical parameter detected by the sensor based on the first waveform read from the storage unit when the operating motor rotates in the first direction, and determines the operating motor. 2. The abnormality detection device according to claim 1, wherein the electrical parameter detected by said sensor is determined based on said second waveform read out from said storage unit when rotates in said second direction.

前記基本波形は、前記操作電動機が第１の方向に回転する場合に取得された波形であり、前記診断部は、前記操作電動機が前記第１の方向と逆の第２の方向に回転する場合に、前記基本波形を逆方向から読み出しながら前記センサで検出される電気パラメータを比較するための判定値を決定する、請求項１に記載の異常検出装置。 The basic waveform is a waveform obtained when the operating motor rotates in a first direction, and the diagnosis section detects the basic waveform when the operating motor rotates in a second direction opposite to the first direction. 2. The abnormality detection device according to claim 1, further determining a judgment value for comparing electrical parameters detected by said sensor while reading said basic waveform from the opposite direction.

前記異常検出装置は、
前記操作電動機の回転軸を停止させるブレーキをさらに備え、
前記電気パラメータは、前記操作電動機の端子電圧であり、
前記基本波形は、予め測定された前記操作電動機の電圧波形であり、
前記診断部は、前記ブレーキが作動中において、測定時刻における前記端子電圧と前記基本波形に基づいて定められた前記測定時刻に対応する電圧との差がしきい値よりも大きい場合に、前記ブレーキの異常であると判断する、請求項１に記載の異常検出装置。
The abnormality detection device is
further comprising a brake for stopping the rotating shaft of the operating electric motor;
the electrical parameter is the terminal voltage of the operating motor;
The basic waveform is a voltage waveform of the operating motor measured in advance,
The diagnosing unit detects that the difference between the terminal voltage at the measurement time and the voltage corresponding to the measurement time determined based on the basic waveform is larger than a threshold while the brake is operating. 2. The anomaly detection device according to claim 1, which determines that the anomaly of