JPS60109742A - 電動機の診断方法 - Google Patents

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〕 本発明は電動機の診断方法に関し、具体的には３相電動
機の眉間短絡又は巻線のゆるみの有無を正確に判別でき
る電動機の診断方法を提案するものである。

〔従来技術〕

３相電動機巻線の眉間絶縁破壊により生しる眉間短絡（
レアーショート）または巻線のゆるみは電動機の寿命に
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相電動機の眉間短絡又は巻線のゆるみの診断方法とし
ては、該３相電動機の回転中の各相の電流波形をオシロ
スコープにて観察し、また、ビジグラフ等にて記録し、
この観察、記録結果に基づき検査員が眉間短絡の有無（
層間絶縁破壊の程度）を判断する方法があった。即ち、
巻線に眉間短絡が発生すると各相の電流波形が不平衡と
なることを利用して眉間短絡又は巻線のゆるみの有無を
判断するのである。

しかしながら、この方法による場合は眉間短絡発生又は
巻線のゆるみの有無の判断基準の定量化が難しく、その
判断は検査員の経験と勘にたよっていたため、検査員価
々によるムラが甚だしく、正確な診断が行えないという
難点があった。

〔目　的〕

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、３相
電動機の各相の電流波形から後述するように定義される
位相不平衡率、振幅不平衡率をめることにより電動機の
眉間短絡又は巻線のゆるみの有無を診断する方法を提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明に斯かる電動機の診断方法は、３相電動機の回転
中の各相の電流波形を検出し、この検出結果に基づき電
動機の眉間短絡１巻線のゆるみの有無を診断する方法に
おいて、前記各相の検出電流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付けた位相不平衡
率をめ、また、各相の電流波形の振幅の最大のものと最
小のものとの差に関連付けた振幅不平衡率をめ、これら
によって電動機の眉間短絡の有無を判別することを特徴
とする。

〔実施例〕 以下方発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。

第１図は本発明方法の実施状態を示すブロック図、第２
図はその動作説明のための信号波形図、第３図は演算装
置の演算内容を示すフローチャートである。

３相誘導電動機１のＢ相、Ｃ相電力線には夫々変流器２
ａ、２ｂが設げられている。変流器２ａ、２ｂは夫々の
検出信号を信号処理装置３に入力する。信号処理装置３
は第２図（ロ）、（ハ）〔（ロ）はＢ相の信号波形、　
（ハ）はＣ相の信号波形〕に示す様な波形の入力信号を
Ａ／Ｄ変換し演算装置４に入力させる。演算装置４は入
力信号を１周期分以上記憶する。そして、Ｂ相、Ｃ相信
号波形データＢｄ、Ｃｄを用い下記（１）式で示される
演算を実行し、人相に関する信号波形データＡｄをめる
。

八ｄ＝−（Ｂｄ十Ｃｄ）　・・・（１）なお、信号波形
データＡｄにより概念されるＡ相の信号線形は第２図（
イ）の如く示される。なお、人相にも変流器を設は直接
Ａ相の信号波形データＡｄを得ることとしてもよい。

以下第２図（イ）、（ロ）、（ハ）で示される信号波形
に基づき説明する。なお、第２図（イ）。

（ロ）、（ハ）の縦軸は振幅を、横軸は時間を夫々示し
ている。演算装置４は第２図にＰａ、Ｐｂ、Ｐｃで表わ
した、Ａ、Ｂ、Ｃ各相の電流値が零となる時間情報を信
号波形データＡｄ、Ｂｄ、Ｃｄから選びだし、この情報
に基づき下記（２）式で示される演算を実行し、各相の
位相差Ａ＋　、　１３＋　、Ｃ＋を算出する。

次いで、下記（３）式で示される演算を実行し、各位相
差Ａ＋　、Ｂ＋　、Ｃ＋　と基準位相差１２０°に相当
する時間Ｔとの比Ａ２　＋　Ｂ２１　０２を算出する。

次いで、比Ａ２　、Ｂｚ　、Ｃ２の内の最大のものＭａ
ｘ　Ｒと最小のものＭｉｎ　Ｒを決定する。次いで、下
記（４）式で示される演算を実行し、位相不平衡率１１
８Ｐをめる。

ＵＢＰ　＝　（Ｍａｘ　Ｒ−Ｍｉｎ　Ｒ）　Ｘ　１００
　（％）　・（４１次いで、演算装置４は該位相不平衡
率ＵＢＰをプリンタ５に記録し、また、プロッタ６に出
力する。

演算装置４は、また、Ａ、Ｂ、Ｃ各相の波形データ八ｄ
、Ｂｄ、Ｃｄから第２図に八ａ、Ｂａ、Ｃａで表わした
振幅（ピーク値）に関するデータを選びだし、次いでこ
れら振幅値Ａａ＋Ｂａ、Ｃａの中から最大のものＭａｘ
Ａ及び最小のもの旧ｎＡを決定し、また、下記（５）式
に示す演算を実行し、各相の振幅値の和の平均へｍを算
出する。

Ａｍ＝　（＾ａ＋Ｂａ十Ｃａ）　／３　−（５）次いで
、下記（６）式で示される演算を実行し振幅不平衡率Ｕ
ＢＡを算出する。

ＬＩＢＡ　＝　（（Ｍａｘ　Ａ　−Ｍｉｎ　Ａ）　／へ
ｍ）　Ｘ　１００　（％）・・・（６） 次いで、演算装置４は該振幅不平衡率ＵＢ＾をプリンタ
５に記録し、また、プロッタ６に出力する。

〔効　果〕

次に、実施例に基づき本発明方法の効果について明らか
にする。供試電動機はいずれも定格出力３ｋＨの３相誘
導電動機であり、一部のものについてはステータ巻線の
１極分を人工的に眉間短絡して又は巻線をゆるめである
。第４図は横軸に位相不平衡率ＵＢＰを、縦軸に振幅不
平衡率１１８Ａを夫々示し、供試電動機の検出結果をプ
ロットしたものであり、白丸は眉間短絡をしていないも
の、黒丸は眉間短絡をしているもの、又白三角はゆるみ
を有しているものを夫々示している。

また、眉間短絡していない電動機群の代表としてぬ１電
動機を、また、眉間短絡した電動機群の代表として嵐２
電動機を選びこれらの位相差Ａｔ＋Ｂｌ、ＣＩ、比Ａ２
．Ｂ２．Ｃ２、振幅値Ａａ、Ｂａ。

Ｃａ、位相不平衡率１１８Ｐ及び振幅不平衡率ＵＢＡを
夫々第１表に示す。

このグラフから明らかな様にＵＢＰ、　ＩＩＢＡが共に
小さい領域、具体的にはＩＪＢＰが１０％以下、ＵＢＡ
が２０％以下の領域を電動機に眉間短絡、ゆるみが発生
していない正常領域、また、１０％＜ＩＪＢＰ　＜２０
％。

２０％＜ＵＢＡ　＜３０％の領域を電動機巻線にゆるみ
が発生している異常領域、そしてｔｌＢＰが２０％以上
。

ＵＢＡが３０％以上で電動機の眉間短絡が発生している
異常領域として区別することができる。

このようにしてＵＢＰ及びＵＢＡをめる場合には電動機
の眉間短絡又は巻線のゆるみの有無を定量的に判断する
ことが可能となる。また、第４図よりプロットが正常領
域内を左から右或いは下から上へ推移するにつれ、つま
りＵＢＰ又はＵＢＡが大きくなるにつれ異常が進行して
いることが判断でき、経時変化の監視による診断にはこ
れを考慮するのがよい。

斜上の如き本発明方法による場合は、位相不平衡率ＵＢ
Ｐ及び振幅不平衡率ＵＢＡが定量かできるので、実験、
実績により得られる、第４図に示す様な正常領域を予め
判断基準として定めておき、正常、異當判断対象の電動
機の前記実測結果をプロットするか、または、これらの
正常時における値を同様にして定量化しておき、実測時
の値と正常時における値とを直接比較することにより電
動機の正窩、異常が正確に判断できる。

第　１　表 なお、上述の実施例では３相誘導電動機に本発明方法を
適用する場合について述べたが、３相同期電動機等の他
の電動機についても本発明方法を適用できることは勿論
である。

以上詳述した如（本発明方法に係る電動機の診断方法は
、回転中の電動機の電流波形から位相不平衡率又は振幅
不平衡率をめるものであるので、電動機巻線の眉間短絡
又は巻線のゆるみの有無を定量的に判断でき、正確な診
断が可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実膵状態を示ずブｌ二＋　、、り
図、第２図はその動作説明のための信号波形図、第３図
は演算装置の演算内容を示すフローチャート、第４図は
供試電動機の実験結果をプロノトシて示すグラフである
。 １・・・３相誘導電動機　２ａ、２ｂ・・・変流器　３
・・信号処理装置　４・・・演算装置 特　許　出願人　住友金属工業株式会社代理人　弁理士
　河　デｒ　登　人 Ａ粗　Ｂ租師 第　１　図 第　４　図 第　２　図 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．３相電動機の回転中の各相の電流波形を検出し、こ
   の検出結果に基づき電動機の眉間短絡又は巻線のゆるみ
   の有無を診断する方法において、 前記各相の検出電流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付けた位相不平衡率をめ、
   また、各相の電流波形の振幅の最大のものと最小のもの
   との差に関連付けた振幅不平衡率をめ、これらによって
   電動機の眉間短絡又は巻線のゆるみの有無を判別するこ
   とを特徴とする電動機の診断方法。