JPS61186871A - Diagnosing device for electric motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To diagnose a stator coil accurately by calculating a phase unbalance rate and an amplitude unbalance rate which vary according to the state of the stator coil of a three-phase induction motor and comparing them quantitatively. CONSTITUTION:A diagnosing device consists of current detectors 2 and 3 which detect the primary current of the three-phase induction motor 1, A/D converters 6 and 7, the central processor 9 consisting of a data collecting means 9A, a Fourier analyzing means 9B, a phase difference arithmetic means 9C, an amplitude arithmetic means 9D, a phase unbalance rate arithmetic means 9E, and an amplitude unbalance rate arithmetic means 9F, a memory 10, and display devices 11 and 12. Then, waveform data of a current of each phase is analyzed on Fourier basis to find the phase and the amplitude of a basic wave component, on the basis of which the phase unbalance rate and an amplitude unbalance rate are calculated and displayed. Consequently, even if each phase current contains many higher harmonic components, the stator coil is diagnosed accurately.

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眉間短絡
（レヤーショート）、断線、ゆるみの有無を判別するこ
とができる電動機診断装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to a motor diagnostic device that can determine the presence or absence of a glabellar short circuit (layer short circuit), disconnection, or loosening of a stator coil of a three-phase induction motor.

従来の技術 ３相誘導電動機のステータコイルの層間絶縁破壊により
生じるレヤーショートや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。Conventional technology Layer shorts and stator coil loosening caused by interlayer dielectric breakdown in the stator coil of a three-phase induction motor are
Since this is directly linked to the lifespan of the phase induction motor, it is necessary to periodically diagnose its presence or absence and strive for early detection.

３相誘導電動機のステータコイルのレヤーショートやゆ
るみ等の診断は、３相誘導電動機の回転中の各相の電流
波形をオシロスコープによって観察し、またビジグラフ
などによって記録し、これらの観察、記録結果に基づい
て検査員がレヤーショート、ゆるみの有無（層間絶縁破
壊の程度）を判断することにより行っていた。具体的に
は、ステータコイルにレヤーショート、ゆるみ等が発生
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
してレヤーショートゆるみ等の有無を判別するものであ
る。To diagnose layer shorts, looseness, etc. of the stator coil of a three-phase induction motor, observe the current waveform of each phase during rotation of the three-phase induction motor with an oscilloscope, record it with a Visigraph, etc., and use these observations and recorded results. Based on this, inspectors judge the presence or absence of layer shorts and loosening (degree of interlayer dielectric breakdown). Specifically, the presence or absence of layer short-circuiting, loosening, etc. is determined by utilizing the fact that when layer short-circuiting, loosening, etc. occur in the stator coil, the current waveforms of each phase become unbalanced.

上記したステータコイルの診断方法では、レヤーショー
ト、ゆるみの有無等の判断基準の定量化が難しく、その
判断では検査員の経験と勘にたよらざるを得ず、検査真
個々によるばらつきが甚だしく、正確な診断を行えない
という難点があった。In the stator coil diagnosis method described above, it is difficult to quantify the judgment criteria such as the presence or absence of layer shorts and loosening, and the judgment has to rely on the experience and intuition of the inspector, and the inspection result varies greatly depending on the individual test results, making it difficult to quantify the judgment criteria. The problem was that accurate diagnosis could not be made.

そこで、このような問題を解消するため、ステータコイ
ルの状態を定量的に診断することができる電動機の診断
方法が提寡されている（特願昭５８−２１５７６２号）
。Therefore, in order to solve this problem, a method for diagnosing an electric motor that can quantitatively diagnose the condition of the stator coil has been proposed (Japanese Patent Application No. 58-215762).
.

この電動機の診断方法は、３相誘導電動機の回転中の各
相の１次電流の位相差の最大のものと最小のものとの差
から求めた位相不平衡率と各相の１次電流の振幅の最大
のものと最小のものとの差から求めた振幅不平衡率の大
きさに基づいて定量的にステータコイルのレヤーショー
トやゆるみ等を診断するというものである。This motor diagnosis method uses the phase unbalance rate calculated from the difference between the maximum and minimum phase differences of the primary currents of each phase during rotation of a three-phase induction motor and the primary currents of each phase. This method quantitatively diagnoses layer shorts, looseness, etc. of the stator coil based on the magnitude of the amplitude unbalance rate determined from the difference between the maximum and minimum amplitudes.

発明が解決しようとする問題点 上記したステータコイルの診断方法では、単に各相の１
次電流間の位相差および１次電流の振幅を求めて位相不
平衡率および振幅不平衡率を求めていただけであるため
、１次電流に含まれる高調波成分により各相間の位相差
および各相の振幅が変化して位相不平衡率および振幅不
平衡率が変化し、高調波成分の含有量が多い場合に誤診
するおそれがあった。Problems to be Solved by the Invention In the stator coil diagnosis method described above, one of each phase is simply
Since the phase unbalance rate and amplitude unbalance rate were only determined by determining the phase difference between the secondary currents and the amplitude of the primary current, the phase difference between each phase and the amplitude of each phase are determined by the harmonic components contained in the primary current. When the amplitude of the signal changes, the phase unbalance rate and the amplitude unbalance rate change, and there is a risk of misdiagnosis when the content of harmonic components is large.

この発明は、上記のような問題点に鑑みてなさ。This invention was developed in view of the above-mentioned problems.

れたもので、３相誘導電動機の１次電流に高調波成分が
多く含まれている場合でもステータコイルのレヤーショ
ート、断線、ゆるみ等を定量的に正確に診断を行うこと
ができる電動機診断装置を提供することを目的とする。A motor diagnostic device that can quantitatively and accurately diagnose stator coil layer shorts, disconnections, looseness, etc. even when the primary current of a three-phase induction motor contains many harmonic components. The purpose is to provide

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１の１次電流を検出する電流検出器（変流
器）２，３と、前記電流検出器２゜３の出力をサンプリ
ングしてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器６，７と、 前記Ａ／Ｄ変換器６．７より出力される波形データを波
形分析に必要なサイクル数だけ収集してメモリ１０に蓄
えるデータ収集手段９Ａと、このデータ収集手段９Ａに
よって前記メモリ１０に蓄えられた各相の波形データを
フーリエ解析するフーリエ解析手段９Ｂと、このフーリ
エ解析手段９Ｂの解析結果に基づき各相電流の基本波成
分間の位相差を求める位相差演算手段９Ｃと、前記フー
リエ解析手段９Ｂの解析結果に基づき各相電流の基本波
成分の振幅を求める振幅演算手段９Ｄと、前記位相差演
算手段９Ｃによって求めた各相電流の基本波成分の位相
差の最大および最小のものの差から位相不平衡率を求め
る位相不平衡率演算手段９Ｅと、前記振幅演算手段９Ｄ
によって求めた各珀雷＋六ｎ其士油山ム小Ｊ巳山巨＾墨
十七ト１に舅、１１小！、のの差から振幅不平衡率を求
める振幅不平衡率演算手段９Ｆと、 前記位相不平衡率演算手段９Ｅおよび振幅不平衡率演算
手段９Ｆの演算結果を表示する表示器１１゜１２とを備
える構成にしたことを特徴とし、表示器１１．１２に表
示される位相不平衡率および振幅不平衡率によってステ
ータコイルの正常、異常を診断するものである。Means for Solving the Problems As shown in FIG.
Current detectors (current transformers) 2 and 3 that detect the primary current of the phase induction motor 1, and A/D converters 6 and 7 that sample the output of the current detector 2 and convert it A/D. and a data collection means 9A that collects the waveform data output from the A/D converter 6.7 for the number of cycles necessary for waveform analysis and stores it in the memory 10; A Fourier analysis means 9B performs a Fourier analysis on the waveform data of each phase obtained, a phase difference calculation means 9C calculates a phase difference between the fundamental wave components of each phase current based on the analysis result of the Fourier analysis means 9B, and the Fourier analysis means The difference between the maximum and minimum phase differences of the fundamental wave components of each phase current calculated by the amplitude calculation means 9D which calculates the amplitude of the fundamental wave component of each phase current based on the analysis result of the means 9B and the phase difference calculation means 9C. a phase unbalance rate calculating means 9E for calculating a phase unbalance rate from the above, and the amplitude calculating means 9D
Each Kakurai + 6n Kishi Yuzanmu small J Miyama giant ^ Boku 17th and 1st father-in-law, 11th grade! , an amplitude unbalance rate calculating means 9F for calculating the amplitude unbalance rate from the difference between , and display devices 11 and 12 for displaying the calculation results of the phase unbalance rate calculating means 9E and the amplitude unbalance rate calculating means 9F. The system is characterized in that it has a configuration in which the normality or abnormality of the stator coil is diagnosed based on the phase unbalance rate and amplitude unbalance rate displayed on the display devices 11 and 12.

作用 上記のように、本発明の電動機診断装置は、３相誘導電
動機１のステータコイルの正常、異常によって変化する
位相不平衡率および振幅不平衡率を求めて表示するよう
にしたため、位相不平衡率。Function As described above, the motor diagnostic device of the present invention determines and displays the phase unbalance rate and amplitude unbalance rate that change depending on whether the stator coil of the three-phase induction motor 1 is normal or abnormal. rate.

振幅不平衡率を定量的に比較することによりステータコ
イルの診断を個人差なく正確に行うことができる。By quantitatively comparing the amplitude unbalance rates, stator coils can be diagnosed accurately without individual differences.

また、位相不平衡率および振幅不平衡率は、各相電流の
波形データをフーリエ解析することによって基本波成分
の位相および振幅を求め、これに基づいて算出するよう
にしているため、各相電流に高調波成分が多く含まれて
いる場合でも、高調波成分による影響は除去されること
になり、誤差なく正確に診断を行うことができる。In addition, the phase unbalance rate and amplitude unbalance rate are calculated based on the phase and amplitude of the fundamental wave component obtained by Fourier analysis of the waveform data of each phase current. Even if the image contains many harmonic components, the influence of the harmonic components is removed, allowing accurate diagnosis without error.

実施例 この発明の一実施例を第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、
診断すべき３相誘導電動機ｌの第１相および第３相の１
次電流を変流器（電流検出器）２．３で検出して第１入
力端子４および第２入力端子５に加え、各入力端子４．
５に加えられた信号をＡ／Ｄ変換器６．７でそれぞれＡ
／Ｄ変換するように構成している。Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 7. As shown in Fig. 2, this electric motor diagnostic device has the following features:
The first and third phases of the three-phase induction motor to be diagnosed
The next current is detected by a current transformer (current detector) 2.3 and applied to the first input terminal 4 and the second input terminal 5, and the current is applied to each input terminal 4.
The signals added to 5 are converted to A/D converters 6 and 7 respectively.
/D conversion.

このＡ／Ｄ変換器６．７のＡ／Ｄ変換処理は、サンプリ
ングパルス発生器８からのサンプリングパルスに従って
行われ、サンプリングパルス発生器８の出力周波数は中
央処理装置９からのサンプリングパルス周波数設定信号
によって決められ、ステータコイル診断時（波形分析時
）は例えば電源周波数の２５６倍の周波数に設定される
ことになる。The A/D conversion process of the A/D converter 6.7 is performed according to the sampling pulse from the sampling pulse generator 8, and the output frequency of the sampling pulse generator 8 is determined by the sampling pulse frequency setting signal from the central processing unit 9. For example, during stator coil diagnosis (waveform analysis), the frequency is set to 256 times the power supply frequency.

中央処理装置９は、Ａ／Ｄ変換器６，７から出力される
波形データを各々収集してメモリ１０に蓄え、メモリ１
０に蓄えた波形データをもとにして各種演算を行うこと
により、３相誘導電動機のステータコイルの診断（レヤ
ーショート、断線。The central processing unit 9 collects the waveform data output from the A/D converters 6 and 7 and stores them in the memory 10.
Diagnosis of the stator coil of a 3-phase induction motor (layer short, disconnection) by performing various calculations based on the waveform data stored in 0.

ゆるみの検出）を行うためのデータを求め、データをセ
グメント表示器、グラフインク表示器などの表示器１１
．１２に表示したり、プリンタやブロックなどによって
記録したりするようになっている。Looseness detection) is obtained, and the data is displayed on a display 11 such as a segment display or a graph ink display.
．． 12 or recorded using a printer or block.

なお、メモリ１０は収集した波形データを記憶するだけ
でなく、ステータコイルの診断を行うためのプログラム
も記憶している。Note that the memory 10 not only stores the collected waveform data but also stores a program for diagnosing the stator coil.

以下、この電動機診断装置の動作を第３図ないし第７図
を参照して詳細に説明する。Hereinafter, the operation of this motor diagnostic device will be explained in detail with reference to FIGS. 3 to 7.

中央処理装置９は、第３図に示すように、まずステータ
コイルの診断動作を行い（ステップＵ１）、ついでステ
ータコイルの診断結果を表示する（ステップＵ２）。As shown in FIG. 3, the central processing unit 9 first performs a stator coil diagnostic operation (step U1), and then displays the stator coil diagnostic result (step U2).

ステータコイルの診断において、中央処理装置９は、第
４図に示すように、まずサンプリング周波数をステータ
コイル診断用（例えば電源周波数の２５６倍の周波数）
とするためにサンプリングパルス周波数設定信号をサン
プリングパルス発生器８に与える（ステップＶ、）。こ
の結果、サンプリングパルス発生器８は電源周波数の２
５６倍の周波数のサンプリングパルスを発生し、Ａ／Ｄ
変換器６．７は、このサンプリングパルスに基づいて第
５図（Ａ）、（Ｂ）、　　（Ｃ）に示す３相誘導電動ｉ
ａ１の第１相、第２相および第３相の高調波成分を含ん
だ１次電流１１′〜１３′のうち、第１相および第３相
の１次電１ｉ１１’、！３’をＡ／Ｄ変換して波形デー
タＤ、、Ｄ３を出力することになる。ついで、中央処理
装置９は、ステータコイルの診断に必要な数（電源周波
数の１または数サイクル分）だけＡ／Ｄ変換器６．７か
ら第１相および第３相の波形データＤ１．Ｄ３を収集し
てメモリ１０に蓄え（ステップＶ２）、メモリ１０に蓄
積した波形データＤ、、Ｄ３をもとにして、同一サンプ
ルタイミングの妨老子゛−々Ｄ、。In diagnosing the stator coil, the central processing unit 9 first sets a sampling frequency for stator coil diagnosis (for example, a frequency 256 times the power supply frequency) as shown in FIG.
In order to do this, a sampling pulse frequency setting signal is given to the sampling pulse generator 8 (step V). As a result, the sampling pulse generator 8 has a power supply frequency of 2
Generates a sampling pulse with a frequency 56 times higher than the A/D
The converter 6.7 converts the three-phase induction motor i shown in FIGS. 5(A), (B), and (C) based on this sampling pulse.
Among the primary currents 11' to 13' containing harmonic components of the first, second and third phases of a1, the first and third phase primary electric currents 1i11', ! 3' is A/D converted and waveform data D, , D3 are output. Next, the central processing unit 9 receives the first phase and third phase waveform data D1 . D3 is collected and stored in the memory 10 (step V2), and based on the waveform data D, D3 stored in the memory 10, the filters D, at the same sample timing are collected.

Ｄ３毎に次式の演算を行うことにより、３相誘導電動機
ｌの第２相の一次電流Ｉ２′に対応する波形データＤ２
を求めてメモリ１０に蓄積する（ステップＶ３）。By calculating the following equation for each D3, the waveform data D2 corresponding to the second phase primary current I2' of the three-phase induction motor l is obtained.
is determined and stored in the memory 10 (step V3).

Ｄ２＝−（Ｄ、＋Ｄ３）　　　　　　　・・・（１）上
記第（１）式の演算が成立するのは通常は零相電流がき
わめて小さいためであって、 Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＃Ｏ の関係があるためである。なお、第２相の一次電流！２
′の波形データＤ２は、第（１）式の演算を行わずに、
もう１組の変流器およびＡ／Ｄ変換器を設けて得ること
も可能である。D2=-(D, +D3)...(1) The above equation (1) holds true because the zero-sequence current is usually extremely small, and because of the relationship D1+D2+D3#O. . In addition, the primary current of the second phase! 2
' waveform data D2 is calculated without performing the calculation of equation (1).
It is also possible to provide another set of current transformers and an A/D converter.

ついで、中央処理装置９は、メモリ１ｏに記憶した各相
の同一時刻の１または数サイクルの波形データＤ１．Ｄ
２．Ｄ３をそれぞれフーリエ解析することにより、各相
の１次電流１．’、Ｉ２’。Next, the central processing unit 9 stores one or several cycles of waveform data D1 . D
2. By performing Fourier analysis on D3, the primary currents of each phase 1. ', I2'.

■３′の基本波成分１１．Ｉ２．Ｉ８　（第６図）のフ
ーリエ係数ＡＩＳ、ＡｌＣ２Ａ２５．Ａ２Ｃ１Ａ５Ｓ、
Ａ３Ｃを求める（ステップｖ４）。具体的には、次式の
演算を行う。すなわち、２　　Ｎ−＋　　　　　　　　
　　　ｋただし、Ｄ　、　（ｋｌ、　　Ｄ　２（ｋｌ、
　Ｄ　３　（ｋｌは各相の１次電流１．’、ｒ２’、Ｉ
３’の各タイミングのデータである。■3' fundamental wave component 11. I2. Fourier coefficient AIS of I8 (Fig. 6), AlC2A25. A2C1A5S,
Find A3C (step v4). Specifically, the following equation is calculated. That is, 2 N-+
k However, D , (kl, D 2(kl,
D 3 (kl is the primary current of each phase 1.', r2', I
This is data at each timing of 3'.

ついで、第（２）〜（７）式で求めたフーリエ係数Ａ、
Ｓ。Next, the Fourier coefficient A obtained using equations (2) to (7),
S.

ＡｌＣ１Ａ２５＝　　Ａ２Ｃ１Ａ５Ｓ、Ａ３Ｃから各相
電流の基本波成分１．．１２．１３の振幅Ａ、、Ａ２゜
Ａ３を次式により求める（ステップｖ５）。AlC1A25= Fundamental wave component 1 of each phase current from A2C1A5S and A3C. ．． The amplitudes A, , A2°A3 of 12.13 are determined by the following equation (step v5).

Ａ、＝バＴ戸π丁−下　　　・・・（８）Ａ２−６７フ
＋Ａ２　Ｃ’　　　　・・・（９）Ａ３＝６３Ｓ”＋Ａ
３Ｃ’　　　　・・・Ｃ０）ついで、第（８）〜０ω式
で求めた振幅Ａ１〜Ａ３から最大のものＡ　）ＩＡＸと
最小のものＡ　Ｈ（Ｈを選び出す（ステップ■６）・ ついで、次式の演算により振幅不平衡率ｔＪＢＡを求め
る（ステップｖ７）。A, = B T door π - bottom ... (8) A2-67 F + A2 C' ... (9) A3 = 63S" + A
3C'...C0) Next, select the maximum A) IAX and the minimum A H (H) from the amplitudes A1 to A3 obtained using formulas (8) to 0ω (Step ■6). Next, select the following formula The amplitude unbalance rate tJBA is determined by the calculation (step v7).

ついで、第（２）〜（７）式で求めたフーリエ係数Ａ１
．。Next, the Fourier coefficient A1 obtained using equations (2) to (7)
．． .

ＡＩＣ・　Ａ２Ｓ・　Ａ２Ｃ・　Ａ３Ｓ・　へ３Ｃ力ゝ
ら各キｂ電流の基本波成分１１．ｒ２．＋３の位相θ１
．θ２゜θ３を求める（ステップｖ８）。AIC, A2S, A2C, A3S, 3C force, etc. Fundamental wave component of each Kb current 11. r2. +3 phase θ1
．． θ2°θ3 is determined (step v8).

具体的には、まず第１相について、 ただし、０くθ、’＜１８０” の演算を行い、Ａ１．≠０場合においては、ＡＩＣ≧０
ならば、θ１＝θ１′ ＡｔＣ〈０ならば、θ１＝θ１’＋１８０’とし、Ａ、
　、＝０の場合においては、ＡＩＣ≧Ｏならば、θ、＝
９０＠ ＡｌＣくＯならば、θ１＝２７０’ とする。Specifically, first, for the first phase, calculate 0 x θ, '<180'', and if A1.≠0, then AIC≧0.
Then, θ1=θ1'AtC<0, then θ1=θ1'+180', A,
, = 0, if AIC≧O, then θ, =
If 90@AlC×O, then θ1=270'.

つぎに、第２相について、 ２Ｓ ただし、０くθ２′〈１８０６ の演算を行い、Ａ２ｓ≠Ｏの場合においては、Ａ２Ｃ≧
０ならば、θ２＝０２′ Ａ２ｏ〈０ならば、θ１−０２′＋１８０″とし、Ａ２
５＝０の場合においては、 Ａ２Ｃ≧０ならば、θ２＝９０’ Ａ２Ｃく０ならば、θ２＝２７０゜ とする。Next, for the second phase, calculate 2S, where 0 x θ2'<1806, and if A2s≠O, then A2C≧
If 0, θ2=02' A2o〈0, set θ1-02'+180'', A2
In the case of 5=0, if A2C≧0, θ2=90', and if A2C is 0, θ2=270°.

つぎに第３相について、 （ＤＩ下金自） ただし、０くθ３’＜１８０゜ の演算を行い、Ａ３Ｓ≠０の場合においては、Ａ３ｏ≧
Ｏならば、θ３＝０３′ Ａ３ｏ＜Ｏならば、θ３−θ３’＋１８０”とし、Ａ３
．＝Ｏの場合においては、 ’Ａ３ｃ≧Ｏならば、θ３＝９０” Ａ３ｏ＜Ｏならば、θ３＝２７０’ とする。Next, regarding the third phase, (DI Shimogane) However, when θ3'<180° is calculated, and A3S≠0, A3o≧
If O, then θ3=03' If A3o<O, set θ3-θ3'+180'', A3
．． In the case of =O, 'if A3c≧O, θ3=90', and if A3o<O, θ3=270'.

ついで、各相電流の基本波成分１．、＋２．＋３の位相
差Ｐ２１．Ｐ３□、Ｐ１３を求める（ステップＶ９）。Next, the fundamental wave component 1 of each phase current. , +2. +3 phase difference P21. P3□ and P13 are determined (step V9).

具体的には、まず第２−１相について、ＰＨ’＝ｔθ２
−θ１１　　　　　　　・・・α９９演算を行い、 Ｐｚ＋’≦１８０’ならば、Ｐ　２１　＝　Ｐ　２１′
Ｐ！＋’＞１８０’ならば、Ｐ２□−３６０°　ＰＨ′
つぎに、第３−２相について、 Ｐ３２””ｌθ３−θ２１　　　　　　−−１６１の演
算を行い、 ２３２′≦１８０”ならば、Ｐ３□＝Ｐ　３２′Ｐ、２
′〉１８０°ならば、Ｐ３□＝３６０°−Ｐ３□′とす
る。Specifically, for the 2-1st phase, PH'=tθ2
-θ11 ... Perform α99 calculation, and if Pz+'≦180', P 21 = P 21'
P! If +'>180', P2□-360° PH'
Next, for the 3-2nd phase, calculate P32""lθ3-θ21 --161, and if 232'≦180", then P3□=P32'P, 2
'>180°, then P3□=360°−P3□'.

つぎに第１−３相について、 Ｐ１３′＝１θ１−θ３１　　　　　　　・・・αηの
演算を行い、 Ｐ１３′≦１８０’ならば、Ｐ　１３　＝Ｐ　１３′Ｐ
１３　’　＞　］、、　Ｂ　ｏｏならば、ｐ、３＝３６
０　”　−ＰＩ３　’とする。Next, for the 1st to 3rd phases, calculate P13'=1θ1-θ31...αη, and if P13'≦180', then P13=P13'P
13'> ],, If B oo, then p, 3=36
0''-PI3'.

ついで、上記において求めた位相差Ｐ２１．Ｐ３２゜Ｐ
Ｉ３から最大のものＰ　ＭＡＸと最小のものＰイ、Ｈを
選び出す（ステップＶＩＯ）。Next, the phase difference P21. determined above is determined. P32゜P
The maximum value P MAX and the minimum values P i and H are selected from I3 (step VIO).

ついで、次式の演算により位相不平衡率ＵＢＰを求める
（ステップ■１１）。Then, the phase unbalance rate UBP is determined by calculating the following equation (step 11).

つぎに、診断結果の表示において、中央処理装置９は、
ステータコイルの診断過程において求めた位相不平衡率
ｔＪＢＰおよび振幅不平衡率ＵＢＡのデータを表示器１
１にデジタル表示（あるいはプリントアウト）するとと
もに、グラフィックの表示器１２に位相不平衡率ＵＢＰ
を横軸にし振幅不平衡率ＵＢＡを縦軸にしてデータをプ
ロットする。Next, in displaying the diagnosis results, the central processing unit 9:
The data of the phase unbalance rate tJBP and the amplitude unbalance rate UBA obtained in the stator coil diagnosis process are displayed on the display 1.
The phase unbalance rate UBP is displayed digitally (or printed out) on the graphic display 12.
The data is plotted with UBA as the horizontal axis and amplitude unbalance rate UBA as the vertical axis.

ここで、上述の位相不平衡率ＵＢＰおよび振幅不平衡率
ＵＢＡとステータコイルのレヤーショート、断線、ゆる
みとのかかわりについて説明する。Here, the relationship between the above-mentioned phase unbalance rate UBP and amplitude unbalance rate UBA and layer short, disconnection, and loosening of the stator coil will be explained.

供試電動機はいずれも定格出力３ＫＷ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コイルの１極分
を眉間短絡させ、または巻線をゆるめである。このよう
な多数台の３相誘導電動機について各々位相不平衡率Ｕ
ＢＰおよび振幅不平衡ＵＢＡを求めた。第７図は横軸に
位相不平衡率ＵＢＰを、縦軸に振幅不平衡率ＵＢＡをと
って、各供試電動機における検出結果をプロットしたも
のであり、白丸は正常なものを、黒丸は眉間短絡をして
いるものを、白三角はゆるみを有しているものをそれぞ
れ示している。All of the test motors were three-phase induction motors with a rated output of 3 KW, and some had one pole of the stator coil short-circuited between the eyebrows or the windings were loose. For such a large number of three-phase induction motors, each phase unbalance factor U
BP and amplitude unbalance UBA were determined. Figure 7 plots the detection results for each tested motor, with the horizontal axis representing the phase unbalance rate UBP and the vertical axis representing the amplitude unbalance rate UBA. The white triangles indicate those with short circuits, and the white triangles indicate those with loose connections.

また、正常な電動機群の代表としてＮｏｔの電動機を、
また層間短絡した電動機群の代表としてＮＯ２の電動機
を選び、各々の電動機についての位相差ｐ２＋・　Ｐ　
３２・　ＰＩ３・振幅Ａ、、Ａ２・　Ａ３・位相不平衡
率ＵＢＰおよび振幅不平衡率ＵＢＡを第１表に示す。In addition, the Not motor is used as a representative of the normal motor group.
In addition, we selected the NO2 motor as a representative of the group of motors with interlayer short circuit, and calculated the phase difference p2+・P for each motor.
32. PI3. Amplitude A, A2. A3. Phase unbalance rate UBP and amplitude unbalance rate UBA are shown in Table 1.

第７図から明らかなように、位相不平衡率ＵＢＰおよび
振幅不平衡率ＵＢＡがともに小さい領域、具体的には で、かつ ＵＢＡ≦２０％ の領域を、３相誘導電動機に眉間短絡、ゆるみが発生し
ていない正常領域、とみなすことができ、また、 ２０％＜ＵＢＰ＜４０％ または ２０％＜ＵＢＡ＜４０％ の令頁域をステータコイルにゆるみが発生しているかま
たは微少区間での眉間短絡が発生している異常領域、そ
して、 ＵＢＰ≧４０％ または ＵＢＡ≧４０％ 以上の領域をステータコイルに層間短絡が発生している
異常領域とみなすことができる。As is clear from Fig. 7, in the region where both the phase unbalance rate UBP and the amplitude unbalance rate UBA are small, specifically, in the area where UBA≦20%, the three-phase induction motor is susceptible to glabellar short circuits and looseness. It can be regarded as a normal area where no such occurrence occurs, and the range of 20% < UBP < 40% or 20% < UBA < 40% may be considered as a loose area in the stator coil or a small area between the eyebrows. An abnormal region where a short circuit has occurred and a region where UBP≧40% or UBA≧40% or more can be regarded as an abnormal region where an interlayer short circuit has occurred in the stator coil.

したがって、実際に使用している３相誘導電動機につい
て、位相不平衡率ＵＢＰおよび振幅不平衡率ＵＢＡを検
出し、この３相誘導電動機は第７図においてどこの領域
にイ装置するかをすれば−スチータコイルにおける眉間
短絡、ゆるみの有無を定量的に判断することができる。Therefore, it is necessary to detect the phase unbalance rate UBP and the amplitude unbalance rate UBA of the three-phase induction motor actually used, and determine in which region in Fig. 7 this three-phase induction motor should be installed. - It is possible to quantitatively determine whether there is a glabella short circuit or loosening in the stealth coil.

また、プロット位置が第７図において左から右あるいは
下から上へ推移するにつれて、すなわち位相不平衡率Ｕ
ＢＰまたは振幅不平衡率ＵＢＡが大きくなるにつれてス
テータコイルの異常が進行していると判断でき、経時変
化の監視も行うことができる。Moreover, as the plot position changes from left to right or from bottom to top in FIG.
As BP or amplitude unbalance rate UBA increases, it can be determined that the abnormality of the stator coil is progressing, and changes over time can also be monitored.

以上述べたように、位相不平衡率ＵＢＰおよび振幅不平
衡率ｔＪＢＡが定量化できるので、実験。As mentioned above, the phase unbalance rate UBP and the amplitude unbalance rate tJBA can be quantified, so this experiment was conducted.

実績により得られる第７図に示すような正常領域を予め
判断基準として定めておき、判断の対象となる３相誘導
電動機の位相不平衡率ＵＢＰおよび振幅不平衡率ＵＢＡ
の実測結果をプロットするか、または正常時における３
相誘導電動機の位相不平衡率ＵＢＰおよび振幅不平衡率
ＵＢＡを定量化しておき、実測時の値と直接比較するこ
とにより、３相誘導電動機の正常、異常を正確に判断す
ることができる。The normal region shown in Fig. 7 obtained from actual results is determined in advance as a judgment standard, and the phase unbalance rate UBP and amplitude unbalance rate UBA of the three-phase induction motor to be judged are determined.
Plot the actual measurement results or 3 during normal operation.
By quantifying the phase unbalance rate UBP and the amplitude unbalance rate UBA of the phase induction motor and directly comparing them with the actually measured values, it is possible to accurately determine whether the three-phase induction motor is normal or abnormal.

また、波形データＤ、、Ｄ３をフーリエ解析することに
より基本波成分の振幅および位相を求める場合でも、そ
の影響を受けることなく、正確にステータコイルの診断
を行うことができる。Further, even when the amplitude and phase of the fundamental wave component are determined by Fourier analysis of the waveform data D, D3, the stator coil can be accurately diagnosed without being affected by the amplitude and phase.

ここで、波形分析用周波数を電源周波数の２５６倍にし
ている理由について説明する。Here, the reason why the waveform analysis frequency is set to 256 times the power supply frequency will be explained.

波形分析用周波数を電源周波数の２５６倍にしているの
は、波形分析精度を２度以下にして位相不平衡率ＵＢＰ
および振幅不平衡率ＵＢＡの計測精度を高めて正常領域
と異常領域の臨界付近での誤判定を減少させるためであ
り、１８０倍より大きい例えば２５６倍にしたものであ
る。周波数をさらに高くすれば精度が上がる。The reason why the frequency for waveform analysis is set to 256 times the power supply frequency is to keep the waveform analysis accuracy below 2 degrees and increase the phase imbalance rate UBP.
This is to increase the measurement precision of the amplitude unbalance rate UBA and reduce erroneous determinations near the criticality between the normal region and the abnormal region, and is made larger than 180 times, for example, 256 times. Increasing the frequency further increases accuracy.

発明の効果 この発明の電動機診断装置は、３相誘導電動機のステー
タコイルの正常、異常によって変化する位相不平衡率お
よび振幅不平衡率を求めて表示するようにしたため、位
相不平衡率、振幅不平衡率を定量的に比較することによ
りステータコイルの診断を個人差なく正確に行うことが
できる。Effects of the Invention The motor diagnostic device of the present invention determines and displays the phase unbalance rate and amplitude unbalance rate that change depending on whether the stator coil of a three-phase induction motor is normal or abnormal. By quantitatively comparing the balance ratios, stator coils can be diagnosed accurately without individual differences.

また、位相不平衡率および振幅不平衡率は、各相電流の
波形データをフーリエ解析することによって基本波成分
の位相および振幅を求め、これに基づいて算出するよう
にしているため、各相電流に高調波成分が多く含まれて
いる場合でも高調波成分による影響は除去されることに
なり、誤差なく正確に診断を行うことができる。In addition, the phase unbalance rate and amplitude unbalance rate are calculated based on the phase and amplitude of the fundamental wave component obtained by Fourier analysis of the waveform data of each phase current. Even if there are many harmonic components included in the image, the influence of the harmonic components will be removed, allowing accurate diagnosis without errors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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ブロック図、第３図はその中央処理
装置のメインプログラムを示すフローチャート、第４図
は第３図におけるステータコイル診断の詳細なフローチ
ャート、第５図は３相誘導電動機の１次電流の波形図、
第６図は第５図の１次電流の基本波成分の波形図、第７
図は位相不平衡率および振幅不平衡率とステータコイル
の正常、異常との関連の説明図である。 １・・・３相誘導電動機、２，３・・・変流器（電流積
ｔｔ［）、６．７・・・Ａ／Ｄ変換器、８・・・サンプ
リングパルス発生器、９・・・中央処理装置、９Ａ・・
・データ収集手段、９Ｂ・・・フーリエ解析手段、９ｃ
・・・位相差演算手段、９Ｄ・・・振幅演算手段、９Ｅ
・・・位相不平衡率演算手段、９Ｆ・・・振幅不平衡率
演算手段、１０・・・メモリ、１１．１２・・・表示器
第２図 第３図 第４図 第６図 第７図FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the invention, FIG. 3 is a flowchart showing the main program of the central processing unit, and FIG. 4 is the same as that shown in FIG. Detailed flowchart of stator coil diagnosis, Figure 5 is a waveform diagram of the primary current of a three-phase induction motor,
Figure 6 is a waveform diagram of the fundamental wave component of the primary current in Figure 5;
The figure is an explanatory diagram of the relationship between the phase unbalance rate, the amplitude unbalance rate, and whether the stator coil is normal or abnormal. 1... Three-phase induction motor, 2, 3... Current transformer (current product tt[), 6.7... A/D converter, 8... Sampling pulse generator, 9... Central processing unit, 9A...
・Data collection means, 9B...Fourier analysis means, 9c
...Phase difference calculation means, 9D...Amplitude calculation means, 9E
...Phase unbalance rate calculation means, 9F...Amplitude unbalance rate calculation means, 10...Memory, 11.12...Display device Figure 2, Figure 3, Figure 4, Figure 6, Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ３相誘導電動機の１次電流を検出する電流検出器と、こ
の電流検出器の出力をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する
Ａ／Ｄ変換器と、 前記Ａ／Ｄ変換器より出力される波形データを波形分析
に必要なサイクル数だけ収集してメモリに蓄えるデータ
収集手段と、このデータ収集手段によって前記メモリに
蓄えられた各相の波形データをフーリエ解析するフーリ
エ解析手段と、このフーリエ解析手段の解析結果に基づ
き各相電流の基本波成分間の位相差を求める位相差演算
手段と、前記フーリエ解析手段の解析結果に基づき各相
電流の基本波成分の振幅を求める振幅演算手段と、前記
位相差演算手段によって求めた各相電流の基本波成分の
位相差の最大および最小のものの差から位相不平衡率を
求める位相不平衡率演算手段と、前記振幅演算手段によ
って求めた各相電流の基本波成分の振幅の最大および最
小のものの差から振幅不平衡率を求める振幅不平衡率演
算手段と、前記位相不平衡率演算手段および振幅不平衡
率演算手段の演算結果を表示する表示器とを備えた電動
機診断装置。[Scope of Claims] A current detector that detects the primary current of a three-phase induction motor, an A/D converter that samples the output of the current detector and converts it into A/D, and the A/D converter a data collection means for collecting the waveform data outputted by a number of cycles required for waveform analysis and storing it in a memory; and a Fourier analysis means for performing a Fourier analysis on the waveform data of each phase stored in the memory by the data collection means. , a phase difference calculation means for calculating the phase difference between the fundamental wave components of each phase current based on the analysis result of the Fourier analysis means, and an amplitude for calculating the amplitude of the fundamental wave component of each phase current based on the analysis result of the Fourier analysis means. a calculation means, a phase imbalance rate calculation means for calculating a phase imbalance rate from the difference between the maximum and minimum phase difference of the fundamental wave components of each phase current calculated by the phase difference calculation means, and a phase imbalance rate calculation means for calculating the phase imbalance rate by the amplitude calculation means. amplitude unbalance rate calculation means for calculating an amplitude unbalance rate from the difference between the maximum and minimum amplitude of the fundamental wave component of each phase current; An electric motor diagnostic device equipped with a display device.