KR101267946B1

KR101267946B1 - Method for estimating an expected life span of a motor

Info

Publication number: KR101267946B1
Application number: KR1020110133516A
Authority: KR
Inventors: 이용해; 이재열
Original assignee: 한국디지탈콘트롤 주식회사
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-05-24

Abstract

PURPOSE: A motor lifetime prediction method is provided to suppress a sudden accident by accurately predicting a remaining lifetime and to maximize an opportunity for production by predicting lifetime of components for improved motor and generator and components rotating within a load machine. CONSTITUTION: The dB measurement data of normal class rotary facility components and defect class rotary facility components are obtained(S11). A dB increase factor and zoom factor by mapping the dB measurement data of the normal class rotary facility components and the dB measurement data of the defect class rotary facility components are obtained(S12). A remaining lifetime judgment criterion of rotary facility components is calculated by mapping applying the dB increase factor and zoom factor to the dB data of rotary facility component load model and automatically setting to a motor current signal analysis system(S20). The remaining lifetime of the rotary facility components is predicted from the rotary facility components dB data(S40). [Reference numerals] (AA) Start; (BB) End; (S11) Obtain dB measurement data on a normal-class/defect-class motor; (S12) Obtain a dB increase factor/zoom factor; (S20) Calculate remaining lifetime judgment criteria and automatically set an MCSA; (S31) Convert to analog data; (S33) Obtain dB data of a drive motor; (S34) Calculate a history dB change rate through regression analysis; (S41) Predict energy loss sources and the remaining lifetime of the drive motor; (S42) Calculate the accuracy rate and reliability of the lifetime prediction

Description

모터 수명예측방법{Method For Estimating an Expected Life Span Of a Motor}Method for Estimating an Expected Life Span Of a Motor}

본 발명은 모터 수명예측방법에 관한 것으로, 특히 운전 모터 데시벨 데이터와 이를 회기 분석함으로서 산출되는 이력 데시벨 변화율 및 모터전류신호분석시스템에 설정되는 열화판정기준 설정치로부터 운전모터의 운전가능기간을 추정하는 방법에 의해 수행되어 모터의 잔여수명을 정확하게 예측 가능하도록 개선된 모터 수명예측방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for predicting a motor life, and more particularly, a method for estimating the operational period of a driving motor based on a history decibel change rate calculated by analyzing the driving motor decibel data and the regression and the deterioration determination standard set in the motor current signal analysis system. The present invention relates to an improved method for predicting the life of a motor, which is performed by the method to accurately predict the remaining life of the motor.

모터는 각종 공정설비를 구동하기 위한 핵심 부품에 해당하며, 모터의 결함은 공정설비의 중단으로 이어지게 되므로, 모터의 결함진단 및 잔여수명 예측은 매우 중요한 과제이다. 기존의 모터진단 시스템은 크게 두 가지 기법에 의해 모터의 결함 상태 및 잔여수명을 분석하고 있는데, 자속측정 기법과 모터전류신호분석 기법이 이에 해당한다. 자속측정 기법(Flux Measurement)은 모터의 고정자 권선에 3상 전압을 인가하여 형성되는 자계로 인한 자속에 의해 회전자가 슬롯(Slot)에 2차 유도전류가 흐르게 됨으로서 회전자가 회전을 하는 점을 이용한 분석기법에 해당하나, 자속을 측정하는 별도의 장치를 각 모터에 연결하여야 하는 문제를 안고 있다. 이에 반해 모터전류신호분석(MCSA; Motor Current Signature Analysis) 기법은 회전자의 이상 결함, 즉, 로터바(Rotor Bar)의 파손이나 엔드링의 단절, 다이캐스팅(Diecasting) 결함 및 전류의 위상(Phase) 불량 등의 검출에 적용되는 분석법으로, 특히, 회전자의 이상상태를 진단하는 기법중 가장 진보한 기술에 해당한다.The motor is a key component for driving various process equipments, and the fault of the motor leads to the interruption of the process equipment. Therefore, the fault diagnosis and the prediction of the remaining life of the motor are very important tasks. The existing motor diagnosis system analyzes the fault condition and the remaining life of the motor by two main techniques, such as the magnetic flux measurement technique and the motor current signal analysis technique. Flux measurement is an analysis using the point that the rotor rotates because the secondary induced current flows through the slot by the magnetic flux generated by applying a three-phase voltage to the stator winding of the motor. This is a technique that involves connecting a separate device to each motor that measures magnetic flux. On the other hand, the Motor Current Signature Analysis (MCSA) technique is an abnormal fault of the rotor, i.e. breakage of the rotor bar, disconnection of the end ring, diecasting fault, and phase of the current. As an analytical method applied to detection of defects, it is particularly the most advanced technique for diagnosing abnormal state of the rotor.

이와 같은 모터전류신호분석에 의해 모터를 진단하고 수명을 예측함에 있어서도 모터의 고정자, 회전자, 베어링 등 각 구성품의 주파수 특성을 고려하여 수행하여야 함은 물론이며, 특히 섬유, 유체, 공작, 압연, 제지 등 다양한 산업 분류에 적용되는 모터의 부하기계측의 모델에 따라 동작이 달라지는 특성을 반영하는 것이 중요한 과제이다. 뿐만 아니라 정상상태의 모터와 결함이 발생된 모터간의 관계를 연결시키는 매핑을 수행하여 이를 적용함으로서 모터의 결함 정도를 진단하고 모터의 잔여수명을 정확하게 예측하여야 할 필요성이 있으나, 종래에는 이에 대한 대비가 부족한 실정이었다.In diagnosing the motor and predicting the service life by analyzing the motor current signal, the frequency characteristics of each component such as the stator, the rotor, and the bearing of the motor should be considered, and in particular, fiber, fluid, work, rolling, It is an important task to reflect the characteristics that the operation varies depending on the model of the load machine side of the motor applied to various industrial classifications such as papermaking. In addition, it is necessary to diagnose the degree of motor fault and accurately predict the remaining life of the motor by performing the mapping that connects the relationship between the motor in a steady state and the motor in which the fault is generated. It was not enough.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하고자 안출된 것으로, 모터전류신호분석시스템에 잔존수명 판정기준값을 자동으로 설정하여 회전 설비구성품 잔여 수명 판단에 대한 객관적 기준을 설정하고, 회전 설비구성품 데시벨 데이터와 이를 회기 분석하여 산출되는 이력 데시벨 변화율 및 자동 설정된 잔존수명 판정기준값으로부터 회전 설비구성품의 에너지 손실원인을 객관적으로 분석하고 잔여 수명을 정확하게 예측함으로서 회전 설비구성품의 이상이나 열화에 대한 계획 정비로 돌발사고를 억제하고 정비시간의 감소로 생산 기회를 극대화할 수 있도록 개선된 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기 구성품의 수명 예측방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.The present invention has been made to solve all the problems of the prior art as described above, by automatically setting the residual life determination reference value in the motor current signal analysis system to set an objective criterion for the determination of the remaining life of the rotating equipment components, rotation equipment Planned maintenance of abnormality or deterioration of rotating equipment components by objectively analyzing the causes of energy loss of rotating equipment components and accurately predicting the remaining life from component decibel data and historical decibel change rate calculated by regression analysis and automatically set residual life judgment criteria. The purpose of the present invention is to provide an improved method of predicting the lifespan of components of motors and generators and rotating machinery components in load machines linked to the motors in order to suppress accidents and maximize production opportunities by reducing maintenance time.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기의 구성품의 수명 예측방법은 회전 설비구성품의 결함을 나타내는 결함주파수 라인별로 정상등급 회전 설비구성품의 데시벨 측정 데이터 및 결함등급 회전 설비구성품의 데시벨 측정 데이터를 획득하는 단계와, 상기 정상등급 회전 설비구성품의 데시벨 측정 데이터와 결함등급 회전 설비구성품의 데시벨 측정 데이터를 전달함수로 매핑하여 데시벨 상승팩터 및 줌팩터를 획득하는 단계로 이루어지는 표준모델링단계와; 상기 데시벨 상승팩터 및 줌팩터를 회전 설비구성품 부하모델의 데시벨 데이터에 적용하는 매핑에 의해 회전 설비구성품의 잔존수명 판정기준값을 산출하여 모터전류신호분석시스템에 자동으로 설정하는 부하모델링단계와; 회전 설비구성품의 전압 또는 전류신호를 분석가능한 범위의 아날로그 데이터로 변환하는 단계와, 전원주파수의 고조파 성분에 의해 변조된 주파수 성분들을 제거하는 신호복조 단계와, 주파수 변환을 수행하여 주파수 스펙트럼을 생성하여 회전 설비구성품 데시벨 데이터를 획득하는 단계와, 설정된 기간 이내에 적어도 3회 이상 측정되어 기록된 회전 설비구성품 데시벨 데이터를 회기 분석하여 회전 설비구성품의 이력 데시벨 변화율을 산출하는 단계로 이루어지는 개별모델링단계; 및 상기 회전 설비구성품 데시벨 데이터와 상기 이력 데시벨 변화율 및 상기 부하모델링단계에서 산출된 잔존수명 판정기준값으로부터 회전 설비구성품의 잔존수명을 예측하는 잔존수명예측단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 잔존수명예측단계는 과거에 예측되었던 현재시점의 잔존수명과 현재시점에서 예측된 잔존수명을 비교하여 잔존수명 예측에 대한 적중율과 신뢰도를 산출하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.In order to solve the above problems, the method of predicting the life of a component of a motor and a generator and a component of a rotating device in a load machine interlocked with the motor is a decibel of a normal grade rotating equipment component for each defective frequency line indicating a defect of the rotating equipment component. Acquiring the measurement data and the decibel measurement data of the defect grade rotating equipment component, and decibel measurement data of the normal grade rotating equipment component and the decibel measurement data of the defect grade rotating equipment component as a transfer function to decibel the rising factor and the zoom factor. Standard modeling step consisting of obtaining a; A load modeling step of calculating a residual life determination reference value of the rotating equipment component by mapping the decibel rising factor and the zoom factor to the decibel data of the rotating equipment component load model and automatically setting the reference value to a motor current signal analysis system; Converting a voltage or current signal of a rotating equipment component into analog data in an analyzable range, a signal demodulation step of removing frequency components modulated by harmonic components of a power supply frequency, and performing frequency conversion to generate a frequency spectrum An individual modeling step comprising: obtaining rotational equipment decibel data; and analyzing the rotational equipment decibel data measured and recorded at least three times or more within a set period of time to calculate a historical decibel change rate of the rotating equipment component; And a remaining life prediction step of predicting the remaining life of the rotating equipment component from the rotational equipment component decibel data, the historical decibel change rate, and the remaining life determination reference value calculated in the load modeling step. Preferably, the remaining life prediction step further includes calculating a hit ratio and a reliability for the remaining life prediction by comparing the remaining life at the present time and the remaining life predicted at the present time.

본 발명의 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기의 구성품 수명예측방법에 따르면, 결함시험을 통한 표준모델링과 전달함수 유도를 통한 부하모델링으로 회전 설비구성품의 잔존수명 판정기준값을 자동으로 설정하여 회전 설비구성품 잔존수명 예측에 대한 객관적인 판정기준을 마련하고, 기여율을 갖는 회전 설비구성품 징후라인의 이력 데시벨 변화율을 산출하는 개별모델링을 수행하므로 회전 설비구성품의 에너지 손실원인을 객관적으로 분석하고 잔존수명을 정확하게 예측할 수 있다. 따라서 회전 설비구성품 잔존 수명의 객관적 데이터로부터 계획정비를 수행함으로서 돌발사고를 억제하고 정비시간을 줄여 생산 기회를 최대화할 수 있다.According to the method of predicting the life of components of a motor and a generator and a component of a rotating device in a load machine interlocked with the motor, the criterion for determining the remaining life of a rotating equipment component by standard modeling through a defect test and load modeling through a transfer function induction. Objectively determine the causes of energy loss of rotating equipment by automatically setting objectives to establish objective criteria for predicting the remaining service life of rotating equipment, and by performing individual modeling to calculate the historical decibel rate of change of the sign of rotating equipment with contributing rates. Analyze and accurately predict remaining life. Therefore, by performing planned maintenance from objective data on the remaining life of rotating equipment components, it is possible to prevent accidents and reduce maintenance time, thus maximizing production opportunities.

도 1은 본 발명에 따른 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기의 구성품 수명예측방법의 순서도(Flow Chart).
도 2는 결함 주파수 라인에 대한 정상등급 모터 및 결함등급 모터에 대한 데시벨 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 수명예측방법을 구성하는 표준모델링과 부하모델링단계를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기의 구성품 수명예측방법을 설명하기 위한 개략도.
도 5a는 운전 모터의 데시벨 데이터의 변화를 나타낸 도면.
도 5b는 본 발명에 따른 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기의 구성품 수명 예측방법에 의해 모터 등의 잔여수명을 예측한 결과를 나타낸 도면.
도 6은 모터전류신호분석(MCSA) 기법에 의해 정의된 수식을 나타낸 도면.1 is a flow chart of a component life prediction method of a component of a motor and a generator and a rotating device in a load machine interlocked with the motor according to the present invention.
Figure 2 is a graph showing the decibel measurement results for a normal grade motor and a defect grade motor for a defective frequency line.
3 is a view for explaining the standard modeling and load modeling steps constituting the life prediction method according to the present invention.
4 is a schematic view for explaining a component life expectancy method of a component of a motor and a generator and a rotating device in a load machine interlocked with the motor according to the present invention.
5A is a diagram showing a change in decibel data of a driving motor.
Figure 5b is a view showing the result of predicting the remaining life of the motor, etc. by the component life prediction method of the components of the motor and the generator and the rotating device in the load machine interlocked with the motor according to the present invention.
Figure 6 shows the equations defined by the Motor Current Signal Analysis (MCSA) technique.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기 구성품의 수명 예측방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the life prediction method of the components of the motor and the generator of the rotating device in the load machine interlocked with the motor.

도 1은 본 발명에 따른 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기 구성품의 수명 예측방법의 순서도(Flow Chart)이다.1 is a flow chart of a life prediction method of a component of a motor and a generator and a rotating device component in a load machine linked to the motor according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기 구성품의 수명 예측방법은 표준모델링단계(S10)와, 부하모델링단계(S20)와, 개별모델링단계(S30) 및 잔존수명 예측단계(S40)로 이루어진다.1, the life prediction method of the components of the motor and the generator of the rotating device in the load machine interlocked with the motor of the present invention is a standard modeling step (S10), load modeling step (S20), and individual modeling step (S30) and the remaining life prediction step (S40).

이하에서는 회전 설비구성품으로서 모터의 잔존수명을 예측하는 것을 일 실시예로 하여 본 발명의 수명 예측방법을 설명한다.Hereinafter, the life prediction method of the present invention will be described with an embodiment of predicting the remaining life of the motor as a rotating equipment component.

우선, 표준모델링단계(S10)를 설명하면, 고정자 적층단락, 회전자 로터바, 축정렬 불평형이나 편심, 베어링 결함과 같은 모터의 부위별 결함을 나타내는 결함주파수 라인별로 정상등급 모터의 데시벨 측정 데이터 및 결함등급 모터의 데시벨 측정 데이터를 획득하는 단계(S11)를 수행한다.First, the standard modeling step (S10) describes the decibel measurement data of normal-grade motors for each defect frequency line indicating defects in each part of the motor, such as stator stacking shorts, rotor rotor bars, shaft alignment unbalance, eccentricity, and bearing defects. Acquiring the decibel measurement data of the defect grade motor (S11).

결함주파수 라인은 모터의 각 부위별 결함의 정도에 따라 변화되어지는 특정 주파수 라인으로서, 결함주파수 라인 도출을 위해서는 우선 모터의 회전속도를 알아야 한다. 모터의 회전속도는 가속도 센서 또는 회전속도 센서를 이용하여 측정할 수도 있으나, 가속도 센서와 회전속도 센서를 이용하지 않고 모터전류신호분석(MCSA; Motor Current Signal Analysis)을 이용하여 모터 전류신호의 주파수 변환(FFT; Fourier Frequency Transform)을 수행하고, 주파수 변환에 의해 얻어진 주파수 스펙트럼 라인을 분석하는 기법에 의해 정밀하게 계측함이 보다 바람직하다. The defect frequency line is a specific frequency line that changes according to the degree of defects in each part of the motor. In order to derive the defect frequency line, the motor rotation speed must be known first. The rotational speed of the motor may be measured using an acceleration sensor or a rotational speed sensor, but the frequency conversion of the motor current signal using a motor current signal analysis (MCSA) without using the acceleration sensor and the rotational speed sensor It is more preferable to perform (FFT; Fourier Frequency Transform) and to precisely measure by a technique of analyzing the frequency spectrum lines obtained by the frequency transformation.

모터의 회전속도가 검출되면, 검출된 모터의 회전속도와 모터전류신호분석(MCSA) 기법에 의해 정의된 수식으로부터 모터의 각 부위별 결함 주파수 라인을 설정할 수 있다. When the rotational speed of the motor is detected, a fault frequency line for each part of the motor can be set based on the equation defined by the detected rotational speed of the motor and the motor current signal analysis (MCSA) technique.

도 6은 모터전류신호분석(MCSA) 기법에 의해 정의된 수식을 나타낸 도면으로, 도 6에 나타난 모터의 각 부위별 결함 주파수 라인을 판단하는 24가지 수식을 통해 고정자와, 회전자, 샤프트, 또는 베어링과 같은 모터 구성품의 결함 주파수 라인을 구별할 수 있다. 이때, 모터전류신호분석(MCSA) 기법에 의해 정의된 수식은 미항공 우주국(NASA; National Aeronautics and Space Administration)의 기준에 따라 정하여진 것을 사용하는 것이 바람직하다.FIG. 6 is a diagram illustrating an equation defined by a motor current signal analysis (MCSA) technique, wherein the stator, rotor, shaft, or Identify faulty frequency lines in motor components such as bearings. At this time, the formula defined by the motor current signal analysis (MCSA) technique is preferably used according to the criteria of the NASA (National Aeronautics and Space Administration).

이와 같이 결함주파수 라인을 설정한 상태에서, 정상상태인 정상등급 모터와 인위적 결함을 발생시킨 결함등급 모터를 이용하여, 결함을 나타내는 각 결함주파수 라인별로 정상등급 모터와 결함등급 모터의 데시벨을 측정한 데이터를 획득한다(S11). 이때, 모터의 부위별로 모터의 상태를 몇 개의 등급으로 구분하고, 각 등급으로 구분된 모터의 데시벨을 측정한 데이터를 획득하는 것이 바람직하다. 일 예로, 모터의 등급을 결함정도에 따라 정상등급인 A와, 결함등급인 B(12개월 이내에 조치필요), C(6개월 이내 조치필요), D(즉시 조치필요)의 총 네 등급으로 구분할 수 있으며, 이때, 모터의 조임 정도를 조정하는 등의 방법으로 각 부위별로 차등화하여 모터에 임의적 결함을 냄으로서 여러 결함등급의 모터를 얻을 수 있다. 상기 모터의 부위별이라 함은 모터를 구성하는 각 구성품 및 모터와 연계되어 회전되는 회전체를 포함하며, 고정자(선간 절연, 권선간 절연, 권선 비대칭 점검)와 회전자(로터바 손상, 정적 편심, 동적 편심, 에어갭 불량 점검), 샤프트(축정렬, 밸런스 점검), 베어링(외륜, 내륜, 볼) 등이 이에 해당할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 열거되지 않은 모터의 각 부위별 구성품을 포함한다. With the fault frequency line set up as described above, the decibels of the normal and fault rated motors were measured for each fault frequency line indicating a fault by using the normal rated motor that generated the fault and the fault rated motor that caused the artificial fault. Acquire data (S11). At this time, it is preferable to classify the state of the motor into several classes for each part of the motor, and to obtain data obtained by measuring the decibels of the motors classified into each class. For example, motor grades can be classified into four grades: A, which is a normal grade, B, which requires action within 12 months, C, which requires action within 6 months, and D, which requires immediate action. In this case, by differentiating the respective parts by a method such as adjusting the tightening degree of the motor to give a random defect to the motor can be obtained a motor of various defect grades. The parts of the motor include each component constituting the motor and a rotating body that is rotated in association with the motor. The stator (line insulation, winding insulation, winding asymmetry check) and the rotor (rotator bar damage, static eccentricity) , Dynamic eccentricity, air gap defect check), shaft (axis alignment, balance check), bearing (outer ring, inner ring, ball), and the like. However, it is not necessarily limited thereto, and includes components for each part of the motor which are not listed.

도 2는 결함 주파수 라인에 대한 정상등급 모터 및 결함등급 모터에 대한 데시벨 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 결함 주파수 177.5Hz에 대한 정상등급(A)의 모터 데시벨은 0.17~0.24(db)의 분포를 보이나, 결함등급(B,C,D)의 모터 데시벨은 각각 B등급 0.31~0.40(db), C등급 0.41~0.48(db), D등급 0.48~0.53(db)의 분포를 보이며, 결함의 정도가 커질수록 모터의 데시벨도 높아짐을 알 수 있다.2 is a graph showing the decibel measurement results for a normal grade motor and a defect grade motor for a defective frequency line. As shown in FIG. 2, the motor decibels of the normal grade (A) with respect to the defect frequency 177.5 Hz show a distribution of 0.17-0.24 (db), but the motor decibels of the defect grades (B, C, D) are each rated B. It shows 0.31 ~ 0.40 (db), C class 0.41 ~ 0.48 (db), D class 0.48 ~ 0.53 (db), and the higher the degree of defect, the higher the decibel of the motor.

이와 같이 결함주파수 라인별로 회전 설비구성품 데시벨 측정 데이터를 획득하는 단계(S11)를 수행한 다음, As such, after performing the step (S11) of acquiring the rotational device component decibel measurement data for each defective frequency line,

상기 정상등급 모터의 데시벨 측정 데이터와 결함등급 모터의 데시벨 측정 데이터를 전달함수로 매핑하여 데시벨 상승팩터 및 줌팩터를 획득하는 단계(S12)를 수행한다. 이는 부하모델링단계(S20)에서 해당 모터의 표준모델과 부하모델의 관계를 전달함수로 매핑하여 운전모터의 잔존수명 예측에 대한 객관적 기준으로 적용되는 잔존수명 판정기준값을 정확하게 설정하기 위한 사전단계이다. The decibel measurement data of the normal grade motor and the decibel measurement data of the defect grade motor are mapped to a transfer function to obtain a decibel rising factor and a zoom factor (S12). This is a preliminary step for accurately setting the residual life determination reference value applied as an objective criterion for predicting the remaining life of the driving motor by mapping the relationship between the standard model and the load model of the corresponding motor in the load modeling step (S20).

앞서 설명한 바와 같이, 결함상태의 모터는 정상 모터에 비해 결함의 정도에 따라 데시벨(deciBEL)이 상승하게 되는데, 정상모터의 데시벨값과 결함모터의 상승된 데시벨값의 변화된 정도를 데시벨 상승팩터로 나타낼 수 있다. 또한 정상상태의 모터의 데시벨 편차와 비정상적인 결함상태의 모터의 데시벨 편차 역시 서로 다르게 나타나는데, 이와 같은 정상모터의 데시벨 편차와 결함모터의 데시벨 편차의 변화는 줌팩터로 나타낼 수 있게 된다.As described above, the decibels of the faulty motors are increased according to the degree of defects compared to the normal motors, and the decibels increase factor indicates the degree of change of the decibels of the normal motor and the elevated decibels of the defective motor. Can be. In addition, the decibel deviation of the motor in a steady state and the decibel deviation of a motor in an abnormal defect state are also different from each other. Such a change in the decibel deviation of the normal motor and the decibel deviation of the defective motor can be represented by a zoom factor.

도 3은 본 발명에 따른 수명예측방법을 구성하는 표준모델링과 부하모델링단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 우선, 정상/결함등급 모터의 데시벨 측정 데이터 획득단계(S11)에서 모터 등급별로 획득된 데시벨 측정 데이터의 평균과 표준편차를 구해서 모평균을 추정한다. 3 is a view for explaining the standard modeling and load modeling step constituting the life prediction method according to the present invention. Referring to Figure 3 in more detail, first, the average and standard deviation of the decibel measurement data obtained for each motor grade in the decibel measurement data acquisition step (S11) of the normal / fault grade motor is estimated to estimate the population average.

데시벨 측정 데이터로부터 매핑팩터를 산출하는 과정을 설명하기 위해, 모터 등급을 A(정상),B(12개월내 조치필요),C(6개월내 조치필요),D(즉시 조치필요)의 총 네 등급으로 구분하였을 경우를 예로 들면, 먼저, 정상등급(A) 모터와 결함등급(B,C,D) 모터에 대하여 하기 수식1에 따라 하이데시벨값(HIGH VALUE)과 로우데시벨값(LOW VALUE)을 산출한다.To illustrate the process of calculating the mapping factor from the decibel measurement data, the motor ratings are four: A (normal), B (12 months), C (6 months), and D (immediate action). In the case of classifying as an example, first, the high decibel value (HI VALUE) and the low decibel value (LOW VALUE) for the normal (A) motor and the fault rating (B, C, D) motor according to the following formula 1 To calculate.

[수식1] [Equation 1]

A등급 모터: N_H(HIGH VALUE) = X_N + 2.58*σ_N/√n_N, N_L(LOW VALUE) = X_N - 2.58*σ_N/√n_N (X_N: A등급 모터 평균데시벨, σ_N: A등급 모터 표준편차, n_N: A등급 모터 표본수) (99% 신뢰도 추정) Class A motors: N _H (HIGH VALUE) = X _N + 2.58 * σ _N / √n _N , N _L (LOW VALUE) = X _N -2.58 * σ _N / √n _N (X _N : Class A motor decibels , σ _N : standard deviation of class A motors, n _N : number of samples of class A motors) (99% reliability estimate)

B등급 모터: B_H(HIGH VALUE) = X_B + 2.58*σ_B/√n_B, B_L(LOW VALUE) = X_B - 2.58*σ_B/√n_B (X_B: B등급 모터 평균데시벨, σ_B: B등급 모터 표준편차, n_B: B등급 모터 표본수) (99% 신뢰도 추정) Class B motors: B _H (HIGH VALUE) = X _B + 2.58 * σ _B / √n _B , B _L (LOW VALUE) = X _B -2.58 * σ _B / √n _B (X _B : Class B average motor decibels , σ _B : standard deviation of class B motors, n _B : number of samples of class B motors) (99% reliability estimate)

C등급 모터: C_H(HIGH VALUE) = X_C + 2.58*σ_C/√n_C, C_L(LOW VALUE) = X_C - 2.58*σ_C/√n_C (X_C: C등급 모터 평균데시벨, σ_C: C등급 모터 표준편차, n_C: C등급 모터 표본수) (99% 신뢰도 추정)Class C motors: C _H (HIGH VALUE) = X _C + 2.58 * σ _C / √n _C , C _L (LOW VALUE) = X _C -2.58 * σ _C / √n _C (X _C : Class C average decibels , σ _C : standard deviation of class C motors, n _C : number of sample motors of class C) (99% reliability estimate)

D등급 모터: D_H(HIGH VALUE) = X_D + 2.58*σ_D/√n_D, D_L(LOW VALUE) = X_D - 2.58*σ_D/√n_D (X_D: D등급 모터 평균데시벨, σ_D: D등급 모터 표준편차, n_D: D등급 모터 표본수) (99% 신뢰도 추정)Class D motors: D _H (HIGH VALUE) = X _D + 2.58 * σ _D / √n _D , D _L (LOW VALUE) = X _D -2.58 * σ _D / √n _D (X _D : Class D motor average decibels , σ _D : standard deviation of class D motor, n _D : sample number of class D motor) (99% reliability estimate)

또한, A등급 모터의 데시벨 데이터(P)로부터 A등급 모터의 셋포인트(SET POINT)를 산출하며, B,C,D등급 모터의 데시벨 데이터(Q)로부터 각 결함등급(B,C,D) 모터의 데드존(DEADZONE)을 수식2와 같이 산출한다. 이때, 데드존(DEADZONE)은 설정된 오프셋(Offset)을 기준으로 한 결함등급(B,C,D) 모터의 데시벨을 의미한다.Also, set point of Class A motor is calculated from decibel data (P) of Class A motor, and each defect class (B, C, D) from decibel data (Q) of Class B motor. Calculate the dead zone of the motor as shown in Equation 2. At this time, the dead zone (DEADZONE) means the decibel of the defect grade (B, C, D) motor based on the set offset (Offset).

이와 함께, 정상등급 모터의 데시벨 데이터(P)와 결함등급 모터의 데시벨 데이터(Q)간의 전달함수를 적용하여 줌팩터(ZOOM FACTOR)와 데시벨 상승팩터(DB FACTOR)를 산출한다. In addition, a zoom factor and a DB rise factor are calculated by applying a transfer function between decibel data P of a normal grade motor and decibel data Q of a defective grade motor.

[수식2][Equation 2]

A등급 모터: N_SP(SET POINT) = Med(x)Class A motors: N _SP (SET POINT) = Med (x)

B등급 모터: B_DZ(DEADZONE) = B_L + (B_H - B_L)/2, B_ZM(ZOOM FACTOR) = (B_H - B_L)/(N_H-N_L), B_DB(DB FACTOR) = B_DZ/N_SP Class B motors: B _DZ (DEADZONE) = B _L + (B _H -B _L ) / 2, B _ZM (ZOOM FACTOR) = (B _H -B _L ) / (N _H -N _L ), B _DB (DB FACTOR) = B _DZ / N _SP

C등급 모터: C_DZ(DEADZONE) = C_L + (C_H - C_L)/2, C_ZM(ZOOM FACTOR) = (C_H - C_L)/(N_H-N_L), C_DB(DB FACTOR) = C_DZ/N_SP Class C motors: C _DZ (DEADZONE) = C _L + (C _H -C _L ) / 2, C _ZM (ZOOM FACTOR) = (C _H -C _L ) / (N _H -N _L ), C _DB (DB FACTOR) = C _DZ / N _SP

D등급 모터: D_DZ(DEADZONE) = D_L + (D_H - D_L)/2, D_ZM(ZOOM FACTOR) = (D_H - D_L)/(N_H-N_L), D_DB(DB FACTOR) = D_DZ/N_SP Class D motors: D _DZ (DEADZONE) = D _L + (D _H -D _L ) / 2, D _ZM (ZOOM FACTOR) = (D _H -D _L ) / (N _H -N _L ), D _DB (DB FACTOR) = D _DZ / N _SP

여기서, A등급 모터의 셋포인트(SET POINT)를 메디안(Median) 값으로 산출하는 것은 정상모터의 주파수 라인 데시벨값의 정확도를 떨어뜨리는 오차 범위외의 데이터를 제외함으로서 정상모터의 셋포인트를 정확하게 설정하기 위함이다.Here, calculating the setpoint of a class A motor as a median value accurately sets the setpoint of the normal motor by excluding data outside the error range that degrades the accuracy of the frequency line decibel value of the normal motor. For sake.

이와 같이, 정상등급의 모터와 인위적 결함을 발생시킨 결함등급의 모터의 각각의 결함 주파수 라인에 대한 데시벨 분포로부터 매핑팩터(데시벨상승팩터,줌팩터)를 산출할 수 있다(S12).In this way, the mapping factor (decibel rising factor, zoom factor) can be calculated from the decibel distribution for each of the defective frequency lines of the motor of the normal grade and the motor of the defective grade which has artificially generated a defect (S12).

정상등급 모터와 결함등급 모터의 데시벨 측정 데이터를 전달함수로 매핑하여 줌팩터(ZOOM FACTOR) 및 데시벨상승팩터(DB FACTOR)를 획득하는 단계(S12)를 수행한후, After decibel measurement data of the normal grade motor and the defect grade motor are mapped to the transfer function, a zoom factor and a DB rise factor are obtained to obtain a zoom factor (DB FACTOR).

상기 데시벨 상승팩터 및 줌팩터를 운전 모터의 데시벨 데이터(R)에 적용하는 매핑에 의해 운전 모터의 잔존수명 판정기준값을 산출하여 모터전류신호분석시스템에 자동으로 설정하는 부하모델링단계(S20)를 수행한다.A load modeling step (S20) of calculating a residual life determination reference value of the driving motor by setting the decibel rising factor and the zoom factor to the decibel data (R) of the driving motor and automatically setting it in the motor current signal analysis system is performed. do.

이를 위해, 운전 모터의 데시벨 데이터(R)로부터 아래의 수식3에 따라 운전 모터 부하모델의 하이데시벨값(HIGH VALUE)과, 로우데시벨값(LOW VALUE) 및 셋포인트(SET POINT)를 산출한다. To this end, a high decibel value (HIGH VALUE), a low decibel value (LOW VALUE), and a SET POINT of the driving motor load model are calculated from the decibel data R of the driving motor according to Equation 3 below.

[수식3][Equation 3]

R_H(HIGH VALUE) = Max(xi) = X_R + 2.58*σ_R/√n_R,R _H (HIGH VALUE) = Max (xi) = X _R + 2.58 * σ _R / √n _R ,

R_L(LOW VALUE) = Min(xi) = X_R - 2.58*σ_R/√n_R,R _L (LOW VALUE) = Min (xi) = X _R -2.58 * σ _R / √n _R ,

R_SP(SET POINT) = R_L + (R_H - R_L)/2 R _SP (SET POINT) = R _L + (R _H -R _L ) / 2

(X_R: 운전모터 평균데시벨, σ_R: 운전모터 표준편차, n_R: 운전모터 표본수) (99% 신뢰도 추정)(X _R : average decibel of driving motor, σ _R : standard deviation of driving motor, n _R : sample number of driving motor) (99% reliability estimate)

도 3을 참조하여 설명하면, 운전 모터의 등급간 경계값 설정을 위해 운전 모터의 데시벨 데이터(R)에 데시벨 상승팩터 및 줌팩터를 적용하는 매핑을 수행하여 각 결함등급(B,C,D)의 예측 데시벨 데이터(S)로 변환하며, 각 결함등급(B,C,D)의 예측 데시벨 데이터(S)로부터 운전 모터의 각 결함등급간 데시벨인 A-B등급간 경계값(rB), B-C등급간 경계값(rC), C-D등급간 경계값(rD)을 다음과 같은 수식4에 따라 산출한다. Referring to FIG. 3, each defect class (B, C, D) is performed by performing a mapping that applies a decibel rising factor and a zoom factor to the decibel data R of the driving motor in order to set a threshold value between the driving motors. Is converted into predicted decibel data (S), and from decibel data (S) of each defect class (B, C, D), between AB grades (rB) and BC, which are decibels between each defect class of the driving motor. The boundary value rC and the boundary value rD between CD grades are calculated according to the following expression (4).

[수식4][Equation 4]

A-B등급간 경계값: rB = rB_DZ - (R_SP - R_L)*B_ZM, rB_DZ = R_SP*B_DB Boundary value between AB grades: rB = rB _DZ- (R _SP -R _L ) * B _ZM , rB _DZ = R _SP * B _DB

B-C등급간 경계값: rC = rC_DZ - (R_SP - R_L)*C_ZM, rC_DZ = R_SP*C_DB, Between BC grade _{boundaries: rC = rC DZ - (R} SP - R L) * C ZM, rC DZ = R SP * C DB,

C-D등급간 경계값: rD = rD_DZ - (R_SP - R_L)*D_ZM, rD_DZ = R_SP*D_DB, CD grade boundaries _{between: rD = rD DZ - (R} SP - R L) * D ZM, rD DZ = R SP * D DB,

rB_DZ , rC_DZ , rD_DZ 는 각각 운전 모터의 셋포인트(R_SP)에 B,C,D등급 데시벨 상승팩터(B_DB,C_DB,D_DB)를 적용하는 매핑에 의해 산출된 운전 모터의 B,C,D등급 예측 데시벨 셋포인트이다.rB _DZ , rC _DZ , and rD _DZ are the driving motors calculated by the mapping applying the B, C, D decibel rise factor (B _DB , C _DB , D _DB ) to the set point (R _SP ) of the driving motor, respectively. Predicted decibel setpoint for Class B, C, and D.

rB, rC, rD는 각각 A-B등급간 경계값, B-C등급간 경계값, C-D등급간 경계값으로, 이는 상기 B,C,D등급 예측 데시벨 셋포인트를 기준으로 B,C,D등급 줌팩터를 적용함으로서 산출된다. rB, rC, and rD are boundary values between AB grades, BC grades, and CD grades, respectively, and are based on the B, C, and D predicted decibel set points. It is calculated by applying.

즉, 각 등급별 예측 데시벨 편차는 운전 모터의 편차(R_SP-R_L)에 B,C,D등급 줌팩터(B_ZM,C_ZM,D_ZM)을 적용하는 매핑을 수행하여 산출하며, 각 등급간 경계값은 상기 B,C,D등급 예측 데시벨 셋포인트(rB_DZ, rC_DZ ,rD_DZ)에서 상기 각 등급별 예측 데시벨 편차를 빼는 과정에 의해 산출한다.That is, the prediction decibel deviation for each grade is calculated by performing mapping that applies the B, C, D grade zoom factors (B _ZM , C _ZM , D _ZM ) to the deviation (R _SP -R _L ) of the driving motor. The inter-boundary value is calculated by subtracting the prediction decibel deviation for each grade from the B, C, and D grade prediction decibel set points (rB _DZ , rC _DZ , rD _DZ ).

이와 같이 설정된 각 등급간 경계값을 산출함으로서 잔존수명 판정기준값을 산출하고, 산출된 잔존수명 판정기준값은 모터전류신호분석(MCSA) 시스템에 입력하여 판정모델을 자동으로 설정한다.The remaining life determination reference value is calculated by calculating the boundary values between the grades set as described above, and the calculated remaining life determination reference value is input to the motor current signal analysis (MCSA) system to automatically set the determination model.

상기한 바와 같이 운전 모터 등의 잔여수명을 예측하기 위해 표준모델링단계(S10)와 부하모델링단계(S20)를 수행하여 모터의 모델(섬유/유체/공작/압연/제지), 운전부하모드(고위/중위/저위), 부하물질(공기/수소), 동력전달방식(직결/벨트/기어비율) 등에 따라 구분되는 다수의 개별 부하모델과 표준모델의 관계를 매핑할 수 있으며, 이로부터 판정모델(H)을 설정할 수 있게 된다. In order to predict the remaining life of the driving motor as described above, the model of the motor (fiber / fluid / machinery / rolling / papermaking) and the driving load mode (high level) are performed by performing the standard modeling step (S10) and the load modeling step (S20). It is possible to map the relationship between a number of individual load models and standard models classified according to the medium / low level, load material (air / hydrogen), and power transmission method (direct connection / belt / gear ratio). H) can be set.

다음으로, 개별모델링단계(S30)를 수행하여 운전 모터의 현재 상태 및 변화추세를 분석할 필요성이 있다. 개별모델링단계(S30)에서는 모터의 에너지 손실에 대한 원인과 잔여 수명 예측에 앞서 운전 모터의 데시벨 데이터를 획득하며, 설정된 기간 이내에 적어도 3회 이상 측정되어 기록된 운전 모터 데이터를 회기 분석하여 운전 모터의 이력 데시벨의 변화율을 산출하게 된다.Next, it is necessary to analyze the current state and trend of change of the driving motor by performing the individual modeling step (S30). In the individual modeling step (S30), the decibel data of the driving motor is obtained prior to the cause of the energy loss and the prediction of the remaining life of the motor, and the driving motor data is analyzed by analyzing the recorded driving motor data at least three times or more within the set period. The rate of change in hysteresis decibels is calculated.

이를 위하여, 우선 모터의 전압 또는 전류신호를 분석가능한 범위의 아날로그 데이터로 변환하는 단계(S31)를 수행한다. 일예로, 전력 공급장치로부터 3상 동력리드선을 통해 분석대상인 전동기의 구성품이나 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기의 구성품 또는 발전기의 구성품(모터 등)으로 동력이 공급되는 경우, 3상 동력리드선(미도시)에 일반적으로 알려져 있는 변압기(Voltage Trasformer)나 변류기(Current Trasformer)를 설치하고, 이를 통해 모터 등의 아날로그 전압 또는 전류신호로 변환하도록 하며, 이어서 저역통과필터를 통해 상기 아날로그 전압 또는 전류신호의 고주파 신호를 제거함으로서 에일리어싱(Aliasing) 현상으로 인한 신호 왜곡을 방지하도록 한다(Anti-Aliasing). To this end, first, a step (S31) of converting a voltage or current signal of the motor into analog data in an analyzable range is performed. For example, when power is supplied from a power supply to a component of a motor to be analyzed, a component of a rotating device in a load machine linked to the motor, or a component of a generator (such as a motor) through a three-phase power lead wire, a three-phase power lead wire. Install a transformer or current transformer commonly known in the drawings (not shown), and convert it into an analog voltage or current signal such as a motor, and then convert the analog voltage or current through a low pass filter. By eliminating the high frequency signal of the signal to prevent signal distortion due to the aliasing (Aliasing) phenomenon (Anti-Aliasing).

다음으로, DSA(Dynamic Signature Analysis)를 통해 모터의 전압 또는 전류신호를 분석하기에 앞서, 모터의 아날로그 전압 또는 전류신호를 A/D컨버터(Analog to Digital Converter)를 통해 컴퓨터로 분석가능한 디지털 신호로 변환시킴이 바람직하다. Next, before analyzing the voltage or current signal of the motor through DSA (Dynamic Signature Analysis), the analog voltage or current signal of the motor into a digital signal that can be analyzed by a computer through an analog to digital converter (A / D converter). Conversion is preferred.

DSA를 통한 신호 분석시에는 우선, 도시되지 않은 제어부(Controller)의 제어명령에 따라 윈도윙(Windowing) 작업을 수행한후, 정확한 주파수 변환이 수행될 수 있도록 신호복조(Demodulation) 단계(S32)를 수행하여 전원주파수의 고조파 성분에 의해 변조된 주파수 성분들을 제거하도록 한다. 이때, 노치 필터(Notch Filter)를 이용하여 특정 변조주파수를 제거함으로서 상기 신호복조(Demodulation) 단계를 수행할 수 있다. In the signal analysis through the DSA, first, windowing is performed according to a control command of a controller (not shown), and then a signal demodulation step S32 is performed so that accurate frequency conversion can be performed. To remove the frequency components modulated by the harmonic components of the power supply frequency. In this case, the signal demodulation step may be performed by removing a specific modulation frequency using a notch filter.

이와 같이 신호를 복조한후, 주파수 변환(FFT; Fourier Frequency Transform)을 수행하여 주파수 스펙트럼을 생성하는 단계(S33)를 수행하며, After demodulating the signal as described above, a step (S33) of generating a frequency spectrum by performing a Fourier Frequency Transform (FFT) is performed.

주파수 스펙트럼으로부터 결함주파수 라인별 모터 데시벨의 변화를 회기 분석함으로서 이력 데시벨 변화를 산출(S34)할 수 있게 된다.By analyzing the change in the motor decibel for each defective frequency line from the frequency spectrum, the hysteresis decibel change can be calculated (S34).

MCSA 수식을 통한 징후라인은 전류 징후라인(Current Signature Line)과 토크 징후라인(Torque Signature Line)으로 구별되어지는데, 전류 징후라인은 변조 전류 징후라인(Modulated Current Signature Line)과 복조 전류 징후라인(Demodulated Current Signature Line)으로 구분되고, 토크 징후라인은 복조 토크 징후라인(Demodulated Current Signature Line)으로 이루어진다. Sign lines through MCSA equations are divided into Current Signature Line and Torque Signature Line, which are Modulated Current Signature Line and Demodulated Current Sign Line. And the torque indication line is composed of a demodulated torque signature line.

즉, 변조 전류 스펙트럼(Modulated Current Spectrum)이나 복조 전류 스펙트럼(Demodulated Current Spectrum), 혹은 복조 토크 스펙트럼(Demodulated Torque Spectrum)과 같은 주파수 스펙트럼들은 24가지의 MCSA 수식을 통하여 각 구성품들의 특성을 나타내는 징후라인들로 별도로 구분되어질 수 있다.In other words, frequency spectrums such as Modulated Current Spectrum, Demodulated Current Spectrum, or Demodulated Torque Spectrum are the indication lines that characterize each component through 24 MCSA equations. It can be separated into

축이나, 모터, 혹은 베어링 등에서 많은 징후라인들이 수식에 의해 나타나지만 실제로 영향을 미치는 비율에 따른 기여율을 산출할 수 있다. 즉, MCSA 수식으로 나열되는 모든 징후라인들이 회전 설비구성품의 수명 예측에 영향을 미치는 것은 아니므로 기여율(Contribution Rate)을 대입하여 회전 설비구성품의 징후라인들을 추출함이 바람직하다.Many symptom lines on shafts, motors, or bearings are represented by equations, but the contribution rate can be calculated according to the proportions that actually affect it. That is, not all of the symptom lines listed in the MCSA formula affect the life prediction of the rotating equipment, so it is preferable to extract the indication lines of the rotating equipment by substituting a contribution rate.

모터의 결함은 고정자(Stator), 회전자(Rotor), 축정렬(Alignment), 베어링(Bearing), 편심(Eccentricity)과 같이 MCSA에 의해 수식화 되는 결함과 토오크 분석에 의한 부하단으로 구분되어 진단한 부위와 결함 설정에 대한 세부 판정, 초과율, 계측값, 경계값, 결함원인을 보고하며 계측시의 전원 환경인 주파수(Frequency), 왜곡율(THD%), 전류(RMS), 위상각(Phase), 노이즈(Distortion+Noise), RMS값의 신호와 RMS값의 노이즈비인 시나드(SINAD; Signal to Noise And Distortion rate)가 함께 제공될 수 있다. Motor faults are classified into faults formulated by MCSA such as stator, rotor, alignment, bearing, and eccentricity, and load stages by torque analysis. Report the detailed judgment, excess rate, measured value, boundary value, and cause of defects on the site and defect settings, and include the frequency (Frequency), distortion rate (THD%), current (RMS), phase angle (Phase), The signal to noise and distortion rate (SINAD), which is noise (Distortion + Noise), a signal of RMS value and a noise ratio of RMS value, may be provided together.

도 5a는 운전 모터의 데시벨 데이터의 변화를 나타낸 도면으로, 운전 모터의 데시벨은 시간이 경과함에 따라 증가되는 변화추세를 보이며, 이를 회기분석함으로서 운전 모터의 이력 데시벨 변화율을 산출할 수 있다. 5A is a diagram illustrating a change in decibel data of a driving motor. The decibel of the driving motor shows a trend of increasing with time, and by analyzing the regression, it is possible to calculate a historical decibel change rate of the driving motor.

다음으로, 상기 운전 모터 데시벨 데이터와 상기 이력 데시벨 변화율 및 상기 부하모델링단계에서 산출된 잔존수명 판정기준값으로부터 운전 모터의 운전가능기간을 추정하는 잔존수명 예측단계(S40)를 수행한다.Next, a residual life prediction step (S40) of estimating a driving period of the driving motor is performed from the driving motor decibel data, the historical decibel change rate, and the remaining life determination reference value calculated in the load modeling step.

도 5b는 본 발명에 따른 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기의 구성품 수명 예측방법에 의해 모터의 잔여 수명을 예측한 결과를 나타낸 도면으로서, 도 2에 도시한 바와 같은 각 등급별 모터의 데시벨 데이터들로부터 표준모델링과 부하모델링을 설정하고, 최종적으로 실제 운전모터를 개별 모델링하여 잔존 수명을 예측한 결과를 나타낸 것이다. 도 5b의 도시와 같이, 결함주파수 라인에 해당하는 운전 모터의 현 시점의 실 계측 데시벨이 MCSA로 입력되면 MCSA에서는 운전 모터 데시벨 데이터를 회기 분석에 의해 이력 데시벨 변화율(ROC; Rate Of Change)을 산출하고, 산출된 이력 데시벨 변화율과 잔존수명 판정기준값으로부터 운전 모터의 운전 기간(M)을 자동으로 산출하여 출력하게 된다(S41).5B is a view showing a result of estimating the remaining life of a motor by a method of predicting the life of a component of a rotating device in a load machine linked to the motor and a generator according to the present invention, as shown in FIG. The standard modeling and load modeling are set up from the decibel data of motors of each class, and finally, the actual operating motors are individually modeled to show the results of predicting the remaining life. As shown in FIG. 5B, when the actual measurement decibel at the present time of the driving motor corresponding to the defective frequency line is input to the MCSA, the MCSA calculates a history decibel rate of change (ROC) by analyzing the driving motor decibel data. Then, the driving period M of the driving motor is automatically calculated and output from the calculated history decibel change rate and the remaining life determination reference value (S41).

또한, MCSA에서는 상기 운전 모터의 잔존수명과 함께, 수명 예측에 대한 적중율과 신뢰도를 산출하는 단계(S42)를 수행한다. 즉, 과거에 예측되었던 현재시점의 운전 모터 데시벨 및 잔존수명과 현재시점에서의 실계측 운전 모터 데시벨및 잔존수명을 비교하며, 이로부터 과거의 시점에서 예측된 값들의 현재시점에서의 적중률을 알고리즘으로 검정한 백분율로 산출할 수 있다. In addition, the MCSA performs a step (S42) of calculating the hit ratio and the reliability for the life prediction together with the remaining life of the driving motor. That is, the driving motor decibels and remaining life at the present time predicted in the past and the actual measured driving motor decibels and remaining life at the present time are compared, and from this, the hit ratio at the current time of the values predicted at the past is determined by the algorithm. Can be calculated as a percentage tested.

이와 함께, 운전 모터의 에너지 손실(Energy Loss)의 정도를 평가할 수 있으며, 모터의 구성품별 토크(Torque)와 전류의 그래프로부터 모터의 상태를 정확하게 진단할 수 있게 된다.In addition, the degree of energy loss of the driving motor can be evaluated, and the state of the motor can be accurately diagnosed from a graph of torque and current for each component of the motor.

이와 같이 본 발명은 실제 결함등급별 모터의 결함시험을 바탕으로 획득한 데시벨 데이터로부터 정상등급과 결함등급 모터간의 관계를 매핑하여 표준모델링을 설정하고, 이를 운전 모터에 적용하여 잔존수명 판정기준값을 산출하는 부하모델링을 수행하며, 이로부터 개별모델링에 따라 운전 모터의 이력 데시벨 변화율을 산출함으로서, 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기의 구성품의 잔존수명 예측과 에너지 손실원 분석을 정확하게 수행할 수 있으며, 따라서 회전 설비구성품 잔존 수명의 객관적 데이터로부터 계획정비를 수행함으로서 돌발사고를 억제하고 정비시간을 줄여 생산 기회를 최대화할 수 있게 되는 것이다.As described above, the present invention sets the standard modeling by mapping the relationship between the normal grade and the defect grade motors from the decibel data obtained based on the defect test of the motor for each defect grade, and applies the same to the driving motor to calculate the residual life determination reference value. By performing load modeling and calculating the historical decibel change rate of the driving motor according to the individual modeling, the remaining life prediction and the energy loss analysis of the components of the motor and the generator and the rotating equipment in the load machine linked to the motor are analyzed. This can be done accurately, and thus, by performing planned maintenance from objective data on the remaining life of rotating equipment, it is possible to minimize accidents and reduce maintenance time to maximize production opportunities.

이상에서는 본 발명의 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기의 구성품의 수명 예측방법을 통해 모터의 잔여 수명을 예측하는 것에 대하여 설명하였으나, 본 발명이 모터의 잔여 수명 예측에만 한정되어 적용 가능한 것은 아니며, 본 발명의 사상에서 벗어나지 않는 한 모터 외의 전동기 및 발전기의 구성품과, 전동기와 연동된 부하기계 내부의 회전하는 기기의 구성품의 이상 진단 및 제어에 적용하는 것도 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.In the above description of the prediction of the remaining life of the motor through the life prediction method of the components of the motor and the generator of the present invention and the components of the rotating device in the load machine linked to the motor, the present invention is only for predicting the remaining life of the motor The present invention is not limited and applicable, and the present invention is also applicable to the diagnosis and control of components of motors and generators other than motors, and components of rotating equipment inside a load machine interlocked with the motor, without departing from the spirit of the present invention. It should be seen as belonging to a range.

Claims

회전 설비구성품의 결함을 나타내는 결함주파수 라인별로 정상등급 회전 설비구성품의 데시벨 측정 데이터 및 결함등급 회전 설비구성품의 데시벨 측정 데이터를 획득하는 단계와, 상기 정상등급 회전 설비구성품의 데시벨 측정 데이터와 결함등급 회전 설비구성품의 데시벨 측정 데이터를 전달함수로 매핑하여 데시벨 상승팩터 및 줌팩터를 획득하는 단계로 이루어지는 표준모델링단계와; 상기 데시벨 상승팩터 및 줌팩터를 회전 설비구성품 부하모델의 데시벨 데이터에 적용하는 매핑에 의해 회전 설비구성품의 잔존수명 판정기준값을 산출하여 모터전류신호분석시스템에 자동으로 설정하는 부하모델링단계와; 회전 설비구성품의 전압 또는 전류신호를 분석가능한 범위의 아날로그 데이터로 변환하는 단계와, 전원주파수의 고조파 성분에 의해 변조된 주파수 성분들을 제거하는 신호복조 단계와, 주파수 변환을 수행하여 주파수 스펙트럼을 생성하여 회전 설비구성품 데시벨 데이터를 획득하는 단계와, 설정된 기간 이내에 적어도 3회 이상 측정되어 기록된 회전 설비구성품 데시벨 데이터를 회기 분석하여 회전 설비구성품의 이력 데시벨 변화율을 산출하는 단계로 이루어지는 개별모델링단계; 및 상기 회전 설비구성품 데시벨 데이터와 상기 이력 데시벨 변화율 및 상기 부하모델링단계에서 산출된 잔존수명 판정기준값으로부터 회전 설비구성품의 잔존수명을 예측하는 잔존수명예측단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기의 구성품의 수명 예측방법.Acquiring the decibel measurement data of the normal grade rotating equipment component and the decibel measurement data of the defect grade rotating equipment component for each defect frequency line indicating the defect of the rotating equipment component, and the decibel measurement data and the defect grade rotation of the normal grade rotating equipment component. A standard modeling step of mapping the decibel measurement data of the equipment component to a transfer function to obtain a decibel rise factor and a zoom factor; A load modeling step of calculating a residual life determination reference value of the rotating equipment component by mapping the decibel rising factor and the zoom factor to the decibel data of the rotating equipment component load model and automatically setting the reference value to a motor current signal analysis system; Converting a voltage or current signal of a rotating equipment component into analog data in an analyzable range, a signal demodulation step of removing frequency components modulated by harmonic components of a power supply frequency, and performing frequency conversion to generate a frequency spectrum An individual modeling step comprising: obtaining rotational equipment decibel data; and analyzing the rotational equipment decibel data measured and recorded at least three times or more within a set period of time to calculate a historical decibel change rate of the rotating equipment component; And a remaining life prediction step of predicting the remaining life of the rotating equipment component from the rotational equipment component decibel data, the historical decibel change rate, and the remaining life determination reference value calculated in the load modeling step. Life time prediction method of the components of the motor and the generator and the components of the rotating device in the load machine linked to the motor, characterized in that consisting of.

청구항 1에 있어서, 상기 잔존수명예측단계는 과거에 예측되었던 현재시점의 잔존수명과 현재시점에서 예측된 잔존수명을 비교하여 잔존수명 예측에 대한 적중율과 신뢰도를 산출하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동기 및 발전기의 구성품과 전동기에 연동된 부하기계 내의 회전하는 기기의 구성품의 수명 예측방법.The method of claim 1, wherein the remaining life prediction step further includes calculating a hit ratio and a reliability of the remaining life prediction by comparing the remaining life at the present time and the remaining life predicted at the present time. A method for predicting the service life of components of a motor and a generator, and components of a rotating apparatus in a load machine linked to the motor.