KR102651571B1 - Apparatus and method for calculating operating efficiency of motor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동기가 운전중일 때 운전효율을 산출하도록 하는 전동기 운전효율 산출장치 및 산출방법을 제공한다. 본 발명에서는 전동기가 운전중일 때 진동센서를 전동기에 부착하여 진동데이터를 산출하고, 진동데이터로부터 전동기의 회전속도를 추출한다. 이러한 전동기의 회전속도를 이용하여 전동기의 운전효율을 산출하도록 한다.The present invention provides an electric motor operating efficiency calculation device and method for calculating operating efficiency when the electric motor is in operation. In the present invention, when the electric motor is in operation, a vibration sensor is attached to the electric motor to calculate vibration data, and the rotational speed of the electric motor is extracted from the vibration data. The operating efficiency of the electric motor is calculated using the rotational speed of the electric motor.

Description

전동기 운전효율 산출 장치 및 방법{Apparatus and method for calculating operating efficiency of motor}Apparatus and method for calculating operating efficiency of motor}

본 발명은 전동기 운전효율 산출 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동기가 운전중인 상태에서 전동기의 운전효율을 용이하게 산출할 수 있도록 하는 전동기의 운전효율 산출 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for calculating the operating efficiency of an electric motor, and more specifically, to an apparatus and method for calculating the operating efficiency of an electric motor that allows the operating efficiency of an electric motor to be easily calculated while the motor is in operation.

전동기는 전기 에너지를 역학적 에너지인 회전 에너지로 변환하여 역학적인 일을 할 수 있도록 하는 전기기계장치로서, 일명 모터라고도 칭한다. An electric motor is an electromechanical device that converts electrical energy into rotational energy, which is mechanical energy, to perform mechanical work. It is also called a motor.

이러한 전동기는 회전이 필요한 회전기계설비에서 회전력 및 동력을 전달하는 역할을 하게 되는데 동력전달 과정에서 전동기의 손실은 피할 수 없으며, 이러한 손실은 전동기의 효율에 영향을 준다.These electric motors play a role in transmitting rotational force and power in rotating machinery equipment that requires rotation. Motor losses are unavoidable during the power transmission process, and these losses affect the efficiency of the electric motor.

전동기의 효율은 생산량에 영향을 줄 수 있으므로 전동기의 효율을 산출하고 이를 관리하는 것은 전동기를 사용하는 분야에 있어서는 매우 중요한 요소가 된다.Since the efficiency of an electric motor can affect production, calculating and managing the efficiency of an electric motor is a very important factor in fields that use electric motors.

일반적으로 제조사가 전동기를 정격으로 운전시의 정격효율을 제시하고 있으나, 실제 운전환경이나 부하량에 따라 회전속도가 다르므로 실제 운전효율은 상이하게 된다.In general, manufacturers present the rated efficiency when operating an electric motor, but the actual operating efficiency varies because the rotation speed is different depending on the actual operating environment or load.

그리고, 전동기의 운전효율을 산출하기 위해 전동기의 회전속도가 필요한데 전동기의 회전속도를 측정하기 위해서는 전동기를 분해하여 직접 회전속도를 측정해야 하는 번거로움이 있고, 전동기가 운전되고 있는 상태에서는 회전속도측정기를 이용하여 회전속도를 직접 측정하는 것은 불가능하다. In addition, the rotational speed of the electric motor is necessary to calculate the operating efficiency of the electric motor, but in order to measure the rotational speed of the motor, there is the inconvenience of having to disassemble the motor and measure the rotational speed directly, and when the motor is running, a rotational speed meter is used. It is impossible to directly measure rotational speed using .

이에, 전동기의 손실을 이용하여 전동기 효율을 산출하는 기술이 개시된다.Accordingly, a technology for calculating motor efficiency using the loss of the motor is disclosed.

예컨대, 한국등록특허 제10-0944394호에는 전동기가 운전되고 있는 상태에서 전동기 및 부하의 입출력을 측정하여 전동기 및 부하의 손신을 진단하고 전체의 손실을 진단하는 전동기 및 부하의 효율 진단 장치 및 방법이 개시되어 있다.For example, Korean Patent No. 10-0944394 discloses an apparatus and method for diagnosing the efficiency of a motor and a load, which measures the input and output of the motor and the load while the motor is running, diagnoses damage to the motor and the load, and diagnoses overall loss. It has been disclosed.

하지만, 상기 등록특허에서는 전동기 부하의 입출력을 이용하여 전동기 부하의 효율을 진단하므로 전동기 부하를 측정하기 위한 장치가 별도로 마련되어야 하고 부하의 입출력을 통해 각 부부별 전력을 계산하므로 전동기의 전체 손실을 계산하는데 있어 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.However, in the above registered patent, since the efficiency of the motor load is diagnosed using the input and output of the motor load, a separate device to measure the motor load must be prepared, and the power of each couple is calculated through the input and output of the load, so the total loss of the motor is calculated. There is a problem with low accuracy in doing this.

따라서, 해당 기술분야에서는 전동기의 운전중에 회전속도를 산출하여 운전효율을 신뢰성 있게 산출할 수 있는 기술의 개발이 요구된다. Therefore, in this technical field, there is a need to develop technology that can reliably calculate operating efficiency by calculating rotational speed during operation of an electric motor.

본 발명은 전동기를 운전하고 있는 상태에서 간단한 방법으로 전동기의 운전효율을 산출할 수 있도록 하는 전동기의 운전효율 측정방법을 제공하는데 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide a method for measuring the operating efficiency of an electric motor that allows calculating the operating efficiency of the electric motor in a simple manner while the electric motor is operating.

본 발명은 회전센서를 이용하여 전동기의 회전속도를 직접 측정하여 운전효율을 산출하는 것이 아니라 전동기의 운전시 발생하는 진동을 측정하고 진동데이터로부터 회전속도로 추출하여 운전효율을 산출하도록 하는 전동기의 운전효율 측정방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.The present invention does not calculate operating efficiency by directly measuring the rotational speed of the electric motor using a rotation sensor, but rather measures the vibration that occurs during operation of the motor and extracts the rotational speed from the vibration data to calculate operating efficiency. It has another purpose: to provide a method of measuring efficiency.

본 발명의 실시예에 따른 전동기 운전효율 산출방법은, 운전중인 전동기에 진동센서를 부착하는 단계; 상기 전동기의 운전중에 상기 진동센서가 상기 전동기의 진동데이터를 획득하는 단계; 상기 진동데이터를 이용하여 상기 전동기의 회전속도를 추출하는 단계; 상기 전동기의 회전속도를 보정하는 단계; 상기 보정된 전동기의 회전속도를 이용하여 상기 전동기의 운전효율을 산출하는 단계; 상기 산출된 운전효율을 출력하는 단계;를 포함한다.A method for calculating electric motor operating efficiency according to an embodiment of the present invention includes the steps of attaching a vibration sensor to an operating electric motor; Obtaining vibration data of the electric motor by the vibration sensor while the electric motor is operating; extracting the rotational speed of the electric motor using the vibration data; Correcting the rotational speed of the electric motor; Calculating operating efficiency of the electric motor using the corrected rotational speed of the electric motor; It includes; outputting the calculated operating efficiency.

본 발명에서, 상기 산출된 운전효율을 그래프로 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 운전효율을 출력하는 단계는 상기 운전효율 그래프를 출력한다.In the present invention, the method further includes generating a graph of the calculated operating efficiency, and the step of outputting the operating efficiency outputs the operating efficiency graph.

본 발명에서, 상기 운전효율 그래프는 상기 전동기의 회전속도에 대한 운전효율을 나타낸다.In the present invention, the operation efficiency graph represents the operation efficiency with respect to the rotation speed of the electric motor.

본 발명에서, 상기 진동데이터는 상기 전동기의 구동축에서 발생하는 3축방향의 진동파형에 대한 진동데이터이다.In the present invention, the vibration data is vibration data for three-axis vibration waveforms generated from the drive shaft of the electric motor.

여기서, 상기 전동기의 회전속도를 추출하는 단계는, 상기 3축방향의 진동데이터에서 3차원 벡터의 크기값에서 중력가속도에 해당하는 DC 성분을 제거하고 자기상관값을 추출하는 단계; 및 상기 추출된 신호를 이산푸리에변환(DFT)하여 상기 DFT 변환된 신호의 절대값에서 기설정된 기준치보다 높은 피크의 주파수를 선택하여 상기 전동기의 회전속도로 추출하는 단계;를 포함한다.Here, the step of extracting the rotational speed of the electric motor includes removing the DC component corresponding to the gravitational acceleration from the magnitude value of the three-dimensional vector in the vibration data in the three axes and extracting the autocorrelation value; And a step of performing discrete Fourier transform (DFT) on the extracted signal, selecting a peak frequency higher than a preset reference value from the absolute value of the DFT transformed signal, and extracting the rotation speed of the electric motor.

본 발명에서, 상기 전동기의 회전속도를 보정하는 단계는, LMS 적응필터 기법을 사용하여 상기 전동기의 구동축의 진동데이터에서 피동축의 진동성분을 제거하여 상기 구동축의 회전속도를 결정하고, 상기 구동축의 회전속도와 상기 추출된 전동기의 회전속도를 비교하여 상기 전동기의 회전속도를 보정한다.In the present invention, the step of correcting the rotation speed of the electric motor includes determining the rotation speed of the drive shaft by removing the vibration component of the driven shaft from the vibration data of the drive shaft of the electric motor using the LMS adaptive filter technique, and determining the rotation speed of the drive shaft. The rotation speed of the electric motor is corrected by comparing the rotation speed with the extracted rotation speed of the electric motor.

본 발명에서, 상기 전동기의 운전효율을 산출하는 단계는, 상기 추출된 전동기의 회전속도, 기설정된 상기 전동기의 정격 회전속도 및 정격 효율을 이용하여 상기 전동기의 운전효율을 산출한다.In the present invention, the step of calculating the operating efficiency of the electric motor calculates the operating efficiency of the electric motor using the extracted rotational speed of the electric motor, the preset rated rotational speed and rated efficiency of the electric motor.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전동기 운전효율 산출장치는, 운전중인 전동기의 구동축에 부착되며 상기 전동기의 운전중에 상기 전동기의 구동축에서 3축방향으로 발생하는 3축방향 진동데이터를 획득하는 진동센서; 상기 전동기의 3축방향 진동데이터를 이용하여 상기 전동기의 회전속도를 추출하는 회전속도추출부; 상기 추출된 전동기의 회전속도를 보정하는 회전속도보정부; 상기 보정된 전동기의 회전속도를 이용하여 상기 전동기의 운전효율을 산출하는 운전효율산출부; 상기 산출된 운전효율을 상기 전동기의 회전속도에 대한 상기 전동기의 운전효율의 그래프로 표시하는 표시부;를 포함한다.In addition, the electric motor operation efficiency calculation device according to an embodiment of the present invention is a vibration sensor that is attached to the drive shaft of the electric motor in operation and acquires three-axis vibration data generated in three axes from the drive shaft of the electric motor during operation of the electric motor. ; a rotational speed extraction unit that extracts the rotational speed of the electric motor using vibration data in three axes of the electric motor; A rotation speed correction unit that corrects the extracted rotation speed of the electric motor; an operating efficiency calculation unit that calculates an operating efficiency of the electric motor using the corrected rotational speed of the electric motor; It includes a display unit that displays the calculated operating efficiency as a graph of the operating efficiency of the electric motor versus the rotational speed of the electric motor.

본 발명에서, 상기 회전속도추출부는 상기 3축방향의 진동데이터에서 3차원 벡터의 크기값에서 중력가속도에 해당하는 DC 성분을 제거하고 자기상관값을 추출하고, 상기 추출된 신호를 이산푸리에변환(DFT)하여 상기 DFT 변환된 신호의 절대값에서 기설정된 기준치보다 높은 피크의 주파수를 선택하여 상기 전동기의 회전속도로 추출한다.In the present invention, the rotation speed extraction unit removes the DC component corresponding to the gravitational acceleration from the magnitude value of the 3-dimensional vector in the vibration data in the 3-axis direction, extracts the autocorrelation value, and performs a discrete Fourier transform on the extracted signal ( DFT) selects a peak frequency higher than a preset reference value from the absolute value of the DFT converted signal and extracts the rotational speed of the motor.

본 발명에서, 상기 회전속도보정부는 LMS 적응필터 기법을 사용하여 상기 전동기의 구동축의 진동데이터에서 피동축의 진동성분을 제거하여 상기 구동축의 회전속도를 결정하고, 상기 구동축의 회전속도와 상기 추출된 전동기의 회전속도를 비교하여 상기 전동기의 회전속도를 보정한다.In the present invention, the rotation speed correction unit determines the rotation speed of the drive shaft by removing the vibration component of the driven shaft from the vibration data of the drive shaft of the electric motor using the LMS adaptive filter technique, and determines the rotation speed of the drive shaft and the extracted Compare the rotation speed of the electric motor and correct the rotation speed of the electric motor.

본 발명에 의하면 전동기의 실제 회전속도를 얻기 위해 회전센서를 사용하는 것이 아니라, 전동기가 운전중인 상태에서 진동센서로 전동기에 발생하는 진동을 측정하여 진동데이터로부터 회전속도로 계산하여 전동기의 운전효율을 산출하므로 회전속도를 직접 측정하지 않고도 전동기의 운전효율을 측정할 수 있다.According to the present invention, rather than using a rotation sensor to obtain the actual rotation speed of the motor, the vibration occurring in the motor is measured with a vibration sensor while the motor is in operation, and the rotation speed is calculated from the vibration data to determine the operating efficiency of the motor. Because it is calculated, the operating efficiency of the electric motor can be measured without directly measuring the rotational speed.

또한, 본 발명에 의하면 전동기를 포함하는 모든 동력전달 기계설비의 운전효율을 산출할 수 있으므로, 이에 따른 기계설비의 운전효율 및 동력전달 손실을 확인할 수 있어 효과적인 설비관리 및 수명 예측을 가능하게 할 수 있다.In addition, according to the present invention, the operating efficiency of all power transmission mechanical equipment, including electric motors, can be calculated, so the operating efficiency and power transmission loss of the mechanical equipment can be confirmed, enabling effective facility management and life prediction. there is.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동기 운전효율 산출장치의 구성블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진동센서에서 검출된 진동데이터의 예시도.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 진동데이터에서 중력가속도에 해당하는 성분을 제거한 진동데이터의 일예시도.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 진동데이터에서 자기상관 값을 추출한 신호의 일예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전동기 운전효율 산출방법의 흐름도
도 5는 본 발명에 따른 전동기의 운전효율 그래프의 일예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전동기의 정격 회전속도, 정격 효율, 실제 회전속도 및 실제 운전효율을 표의 형태로 출력한 일 예시도.1 is a block diagram of a motor operation efficiency calculation device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an example diagram of vibration data detected by a vibration sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3a is an example of vibration data with components corresponding to gravitational acceleration removed from the vibration data according to an embodiment of the present invention.
Figure 3b is an example of a signal from which an autocorrelation value is extracted from vibration data according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart of a method for calculating electric motor operating efficiency according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an example of an operating efficiency graph of an electric motor according to the present invention.
Figure 6 is an example diagram showing the rated rotation speed, rated efficiency, actual rotation speed, and actual operating efficiency of an electric motor according to an embodiment of the present invention in the form of a table.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through illustrative drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing embodiments of the present invention, if detailed descriptions of related known configurations or functions are judged to impede understanding of the embodiments of the present invention, the detailed descriptions will be omitted.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Additionally, in describing the components of embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected," "coupled," or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but there is no need for another component between each component. It should be understood that may be “connected,” “combined,” or “connected.”

도 1은 본 발명의 실싱예에 따른 전동기 운전효율 산출장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an electric motor operation efficiency calculation device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 전동기 운전효율 산출장치(100)는 진동센서(110), 회전속도추출부(120), 회전속도보정부(130), 운전효율산출부(140) 및 표시부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to Figure 1, the electric motor operation efficiency calculation device 100 according to an embodiment of the present invention includes a vibration sensor 110, a rotation speed extraction unit 120, a rotation speed correction unit 130, and an operation efficiency calculation unit 140. and a display unit 150.

진동센서(110)는 운전중인 전동기의 일측에 부착되어 전동기의 운전중에 발생되는 전동기의 진동을 검출한다. 예컨대, 이러한 진동센서(110)는 전동기의 구동축(예:구동축의 베어링)에 설치되어 구동축의 진동데이터를 취득할 수 있다. 이러한 진동데이터는 도 2의 일례와 같이 시간에 따른 X,Y,Z축 3축방향의 진동파형이 될 수 있다. 상기 검출된 진동데이터는 회전속도추출부(120)로 전달된다. The vibration sensor 110 is attached to one side of an operating electric motor and detects vibration of the electric motor that occurs during operation of the electric motor. For example, this vibration sensor 110 can be installed on the drive shaft of an electric motor (e.g., a bearing of the drive shaft) to acquire vibration data of the drive shaft. Such vibration data can be a vibration waveform in three axes of X, Y, and Z axes over time, as shown in the example of FIG. 2. The detected vibration data is transmitted to the rotation speed extraction unit 120.

본 실시예에서 진동센서(110)는 가속도센서가 될 수 있다. 구체적으로, 진동센서(110)는 사물인터넷(IoT:Internet of Things) 기술을 접목한 MEMS 3축 가속도센서가 될 수 있다. MEMS 3축 가속도센서는 운전중인 전동기에서 발생하는 3축방향의 진동을 측정하여 3축방향의 진동데이터를 획득할 수 있다.In this embodiment, the vibration sensor 110 may be an acceleration sensor. Specifically, the vibration sensor 110 may be a MEMS 3-axis acceleration sensor incorporating Internet of Things (IoT) technology. The MEMS 3-axis acceleration sensor can obtain vibration data in 3 axes by measuring vibration in 3 axes that occurs in a running electric motor.

또는, 다른 실시예에서 진동센서(110)는 가속도센서에 한정되지 않고 유무선형이나 부착/이동형의 변위센서 또는 속도센서 등과 같이 진동데이터를 측정할 수 있는 모든 센서를 포함할 수도 있다.Alternatively, in another embodiment, the vibration sensor 110 is not limited to an acceleration sensor and may include any sensor capable of measuring vibration data, such as a wired/wireless type or an attached/movable displacement sensor or speed sensor.

회전속도추출부(120)는 진동센서(110)로부터 진동데이터를 수신하고, 상기 진동데이터로부터 전동기의 회전속도를 추출할 수 있다. 진동데이터로부터 회전속도를 추출하기 위해 회전속도추출부(120)는 진동데이터에 대해 전처리 과정과 이산푸리에변환(DFT:Discrete Fourier Transform) 과정을 각각 수행할 수 있다.The rotation speed extraction unit 120 may receive vibration data from the vibration sensor 110 and extract the rotation speed of the electric motor from the vibration data. In order to extract rotational speed from vibration data, the rotational speed extraction unit 120 may perform a preprocessing process and a Discrete Fourier Transform (DFT) process on the vibration data, respectively.

진동데이터의 전처리 과정에서는 3축의 진동데이터에서 3차원 벡터의 크기값을 추출하고, 추출된 3차원 벡터의 크기값에서 중력가속도에 해당하는 DC성분을 제거한다. 그리고, DC성분이 제거된 신호에는 노이즈가 존재하므로 추가적으로 백색소음의 영향을 최소화하기 위해 신호의 자기상관(auto-correlation) 값을 추출하도록 한다. 자기상관 값은 t1 시점의 진동데이터 값 x1과 t2 시점의 진동데이터 값 x2 사이에 존재하는 상관를 의미한다. 예컨대 자기상관 값은 x1×x2의 조화평균으로 정의될 수 있다. 도 3a에는 중력가속도에 해당하는 DC성분을 제거한 진동데이터의 일례가 도시되고 도 3b에는 자기상관 값을 추출한 신호의 일례가 도시된다.In the pre-processing process of vibration data, the magnitude value of the 3D vector is extracted from the vibration data of 3 axes, and the DC component corresponding to the acceleration of gravity is removed from the magnitude value of the extracted 3D vector. Additionally, since noise exists in the signal from which the DC component has been removed, the auto-correlation value of the signal is extracted to additionally minimize the influence of white noise. The autocorrelation value means the correlation that exists between the vibration data value x1 at time t1 and the vibration data value x2 at time t2. For example, the autocorrelation value can be defined as the harmonic mean of x1×x2. Figure 3a shows an example of vibration data from which the DC component corresponding to gravitational acceleration has been removed, and Figure 3b shows an example of a signal from which an autocorrelation value has been extracted.

전처리 과정 이후 이산푸리에변환(DFT) 과정에서는 전처리 과정을 거쳐 출력된 신호를 DFT 변환을 수행한다. DFT 변환의 결과는 복소수이다. 신호의 위상이 아닌 크기에 관심이 있으므로, DFT 변환된 신호의 절대값을 계산한다. After the preprocessing process, the discrete Fourier transform (DFT) process performs DFT transformation on the signal output through the preprocessing process. The result of the DFT transformation is a complex number. Since we are interested in the magnitude, not the phase, of the signal, we calculate the absolute value of the DFT-transformed signal.

그리고, DFT 변환된 신호의 절대값에서 설정된 기준치보다 높은 피크의 주파수를 선택하여 전동기의 회전속도로 추출한다. 예컨대, 전동기의 전원주파수를 통해 얻은 회전수의 적정범위(예컨대, 본 실시예에서는 ±2%) 내의 회전주파수를 선택하고, 그 선택된 회전주파수를 전동기의 회전속도로 추출하는 것이다. 이와 같이 회전속도추출부(120)에서 추출된 전동기의 회전속도는 회전속도보정부(130)로 전송된다.Then, the peak frequency higher than the reference value set from the absolute value of the DFT converted signal is selected and the rotation speed of the electric motor is extracted. For example, a rotation frequency within an appropriate range (e.g., ±2% in this embodiment) of the rotation speed obtained through the power frequency of the motor is selected, and the selected rotation frequency is extracted as the rotation speed of the motor. In this way, the rotation speed of the electric motor extracted from the rotation speed extraction unit 120 is transmitted to the rotation speed correction unit 130.

회전속도보정부(130)는 회전속도추출부(120)에서 측정한 회전속도를 보정하도록 한다. 이는 측정된 전동기의 회전속도가 정확한지 검증하고 정확하지 않은 경우에 이를 보정하는 것이다.The rotational speed correction unit 130 corrects the rotational speed measured by the rotational speed extraction unit 120. This is to verify whether the measured rotational speed of the motor is accurate and to correct it if it is not accurate.

본 실시예의 전동기는 구동축에 연결된 벨트나 체인 등의 전달장치를 피동축으로 사용하여 동력전달을 수행하게 된다. 이때, 구동축과 피동축 간의 풀리의 직경비에 의해 피동축의 회전속도가 결정되는데, 벨트 또는 체인의 늘어짐이나 슬립의 발생으로 인해 피동축의 속도가 예상치 못하게 느려지는 경우가 있다. 이러한 기계적 요인 및 가변적인 외부환경의 영향으로 인해 정확한 회전속도 산출에 어려움이 있으나, 이를 극복하기 위해 회전속도의 보정 작업이 필요하게 된다.The electric motor of this embodiment transmits power by using a transmission device such as a belt or chain connected to the drive shaft as a driven shaft. At this time, the rotation speed of the driven shaft is determined by the diameter ratio of the pulley between the drive shaft and the driven shaft, but the speed of the driven shaft may unexpectedly slow down due to sagging or slip of the belt or chain. Due to the influence of these mechanical factors and the variable external environment, it is difficult to calculate the exact rotational speed, but to overcome this, correction of the rotational speed is necessary.

전동기의 경우 구동축과 피동축은 물리적으로 절연되어 있지 않기 때문에 구동축에서 측정된 진동데이터에서 피동축 진동성분이 측정될 수 있다. 마찬가지로, 피동축에서 측정된 진동데이터에서도 구동축 진동성분이 측정될 수도 있다. In the case of an electric motor, the drive shaft and driven shaft are not physically isolated, so the driven shaft vibration component can be measured from the vibration data measured on the drive shaft. Likewise, drive shaft vibration components may also be measured from vibration data measured on the driven shaft.

이에, 구동축과 피동축은 서로 상관관계를 이용하여 전동기의 구동축에 진동센서(110)를 부착한 경우 회전속도보정부(130)는 LMS(Least Mean Square) 적응필터 기법을 사용하여 구동축의 진동데이터에서 피동축의 진동성분을 제거하고 구동축의 회전속도를 결정할 수 있다. 반대로, 피동축에 진동센서(110)를 부착한 경우라면 피동축의 진동데이터에서 구동축의 진동성분을 제거하여 피동축의 회전속도를 결정할 수 있는 것이다. Accordingly, when the vibration sensor 110 is attached to the drive shaft of an electric motor by using the correlation between the drive shaft and the driven shaft, the rotation speed correction unit 130 uses the LMS (Least Mean Square) adaptive filter technique to obtain vibration data of the drive shaft. The vibration component of the driven shaft can be removed and the rotational speed of the drive shaft can be determined. Conversely, if the vibration sensor 110 is attached to the driven shaft, the rotational speed of the driven shaft can be determined by removing the vibration component of the drive shaft from the vibration data of the driven shaft.

이때, 피동축의 회전속도는 벨트 슬립이 발생하여 회전속도가 느려질 수 있으므로, 적정 탐지범위를 하한선에 더 많은 여유값을 주어 결정하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 하한선 -10%, 상한선 +5%를 적용한다. 물론, 이러한 적정 탐지범위는 전동기의 사양에 따라 적절하게 조절될 수 있다.At this time, the rotation speed of the driven shaft may slow down due to belt slip, so it is desirable to determine the appropriate detection range by giving more margin to the lower limit. In this example, a lower limit of -10% and an upper limit of +5% are applied. Of course, this appropriate detection range can be appropriately adjusted depending on the specifications of the electric motor.

본 실시예에서 적용되는 LMS 적응필터는 제거하고자 하는 주파수의 정현파를 입력신호로 받은 뒤 입력신호가 진동신호 내에 포함된 해당 주파수 신호와 역위상이 되도록 LMS 필터를 통해 조절한 뒤 진동신호와 합산하여 해당 주파수 성분을 제거할 수 있다. 이러한 과정을 통해 진동데이터에서 구동축 진동성분을 제거하여 피동축의 실제 회전속도를 추출할 수 있으며, 상기 추출된 피동축의 실제 회전속도를 다시 제거하여 구동축의 실제 회전속도를 확인하도록 한다.The LMS adaptive filter applied in this embodiment receives the sinusoidal wave of the frequency to be removed as an input signal, adjusts it through the LMS filter so that the input signal is in reverse phase with the corresponding frequency signal included in the vibration signal, and then sums it with the vibration signal. The corresponding frequency component can be removed. Through this process, the actual rotation speed of the driven shaft can be extracted by removing the drive shaft vibration component from the vibration data, and the actual rotation speed of the driven shaft can be confirmed by removing the extracted actual rotation speed of the driven shaft again.

이에 따라, 구동축 및 피동축의 주파수 주변의 잡음이 제거되고, 주변 잡음이 제거된 상태에서 정확한 회전속도를 결정할 수 있으며, 회전속도추출부(120)에서 추출된 전동기의 회전속도가 정확한지를 확인할 수 있게 된다. 상기 전동기의 호전속도가 정확하지 않을 경우에는 상기 과정에서 이를 확인하여 구동축의 회전속도를 보정하는 작업을 수행할 수 있다.Accordingly, noise around the frequencies of the drive shaft and driven shaft can be removed, the exact rotation speed can be determined with the surrounding noise removed, and it can be confirmed whether the rotation speed of the electric motor extracted from the rotation speed extractor 120 is accurate. There will be. If the rotation speed of the electric motor is not accurate, this can be checked in the above process and the rotation speed of the drive shaft can be corrected.

운전효율산출부(130)는 상기 확인 또는 보정된 전동기의 회전속도를 이용하여 전동기의 운전효율을 산출할 수 있다. 구체적으로, 운전효율산출부(130)는 전동기의 회전속도와 기설정된 전동기의 정격속도 및 정격효율을 이용하여 전동기의 운전효율을 산출할 수 있다. The operating efficiency calculation unit 130 can calculate the operating efficiency of the electric motor using the confirmed or corrected rotational speed of the electric motor. Specifically, the operating efficiency calculation unit 130 can calculate the operating efficiency of the electric motor using the rotational speed of the electric motor and the preset rated speed and rated efficiency of the electric motor.

운전효율산출부(130)는 기설정된 전동기의 정격속도와 정격효율을 얻을 수 있다. 일반적으로 전동기의 정격속도와 정격효율은 전동기의 기본 스펙으로서 제공된다. 본 실시예에서 추출한 전동기의 회전속도를 N, 정격속도를 Nmin, 정격효율을 로 정의하면 전동기의 무부하시 회전속도 Nmax는 하기 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.The operating efficiency calculation unit 130 can obtain the rated speed and rated efficiency of the preset electric motor. In general, the rated speed and rated efficiency of an electric motor are provided as the basic specifications of the electric motor. The rotational speed of the motor extracted in this example is N, the rated speed is N min , and the rated efficiency is If defined as , the no-load rotation speed N max of the motor can be calculated as shown in Equation 1 below.

Figure 112022015240279-pat00002
Figure 112022015240279-pat00002

여기서, 무부하 슬립율은 0.45%이다.Here, the no-load slip rate is 0.45%.

또한, 전동기의 무부하시 효율을 로 정의하고 0.01로 설정한다. In addition, the no-load efficiency of the motor Define it as and set it to 0.01.

운전효율산출부(130)는 Nmax, Nmin, , 을 이용하여 운전효율의 역코사인을 적용하여 , 을 구한다. 그리고 운전효율산출부(130)는 전동기의 회전속도 N을 라디안의 극좌표 θ로 변환하기 위해 으로 변환하고, 계수 a,b를 하기 수학식 2와 같이 계산한다.The operating efficiency calculation unit 130 is N max , N min , , By applying the inverse cosine of operating efficiency, , Find . And the operation efficiency calculation unit 130 converts the rotational speed N of the electric motor into the polar coordinate θ in radians. Convert to , and calculate the coefficients a and b as in Equation 2 below.

운전효율산출부(130)는 θ값에 코사인을 적용하여 을 계산한다. 전동기의 운전효율 그래프의 특성이 로그제곱 형태로 그려지기 때문에, cosθ를 로그제곱 형태로 변환하여 하기 수학식 3과 같이 변환한다.The operating efficiency calculation unit 130 applies cosine to the θ value and Calculate . Since the characteristics of the operating efficiency graph of the electric motor are drawn in log-square form, cosθ is converted to log-square form as shown in Equation 3 below.

운전효율산출부(130)는 상기 수학식 3을 와 으로 변환할 수 있다. 여기서, 연립방정식 풀이를 이용하여 하기 수학식 4와 같이 계수 A,B를 산출한다.The operation efficiency calculation unit 130 uses Equation 3 above. and It can be converted to . Here, the coefficients A and B are calculated as shown in Equation 4 below using simultaneous equation solving.

그리고, 운전효율산출부(130)는 수학식 3에 계수 A, B, a, b, 및 N을 대입하여 전동기의 운전효율을 산출한다. 운전효율의 단위는 퍼센트(%)이다.Then, the operating efficiency calculation unit 130 calculates the operating efficiency of the electric motor by substituting the coefficients A, B, a, b, and N into Equation 3. The unit of operating efficiency is percent (%).

본 실시예에서, 운전효율산출부(130)는 전동기의 회전속도와 운전효율을 그래프로 생성할 수 있고, 이를 표시부(140)에 표시할 수 있다. 운전효율 그래프는 회전속도에 대한 운전효율을 나타낼 수 있다.In this embodiment, the operating efficiency calculation unit 130 can generate a graph of the rotational speed and operating efficiency of the electric motor and display it on the display unit 140. The operating efficiency graph can represent operating efficiency relative to rotation speed.

표시부(140)는 전동기 운전효율 산출장치(100)의 화면 또는 웹(Web) 화면이 될 수 있다. 표시부(140)에는 운전효율 그래프가 실시간으로 출력될 수 있다. 본 실시예에서, 표시부(140)는 LED, LCD 등과 같은 디스플레이 장치일 수 있다.The display unit 140 may be a screen or a web screen of the motor operation efficiency calculation device 100. An operating efficiency graph may be displayed in real time on the display unit 140. In this embodiment, the display unit 140 may be a display device such as LED, LCD, etc.

한편, 표시부(140)에는 운전효율의 출력시 전동기의 정격 회전속도, 정격 효율, 실제 회전속도를 함께 출력할 수 있다. 이때, 표시부(140)는 표(table)의 형태로 전동기의 정격 회전속도, 정격 효율, 실제 회전속도, 및 실제 운전효율을 출력할 수 있다.Meanwhile, when outputting the operating efficiency, the rated rotation speed, rated efficiency, and actual rotation speed of the electric motor can be output together on the display unit 140. At this time, the display unit 140 can output the rated rotation speed, rated efficiency, actual rotation speed, and actual operating efficiency of the electric motor in the form of a table.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전동기 운전효율 산출방법의 흐름도이다.Figure 4 is a flowchart of a method for calculating electric motor operating efficiency according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 진동센서(110)를 이용하여 전동기의 진동데이터를 획득한다(S10). 진동센서(110)는 전동기의 진동데이터는 전동기의 구동축 부근, 바람직하게는 구동축의 베어링 부근에 부착되어 전동기의 운전중에 발생하는 진동데이터를 획득할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 4, vibration data of the electric motor is acquired using the vibration sensor 110 (S10). The vibration sensor 110 is attached near the drive shaft of the electric motor, preferably near the bearing of the drive shaft, and can acquire vibration data occurring during operation of the electric motor.

회전속도추출부(120)는 진동센서(110)에서 획득한 진동데이터에서 전처리 과정 및 이산푸리에변환(DFT) 과정을 수행하여 전동기의 회전속도를 추출한다(S20). The rotational speed extraction unit 120 extracts the rotational speed of the electric motor by performing a preprocessing process and a discrete Fourier transform (DFT) process on the vibration data acquired from the vibration sensor 110 (S20).

이때, 회전속도보정부(130)에서는 상기 추출된 전동기의 회전속도가 정확한지 검증하고, 정확하지 않을 경우 정확한 회전속도를 보정한다(S30). 만약, 상기 추출된 전동기의 회전속도가 정확하다면 보정할 필요가 없다는 것은 당연하다.At this time, the rotation speed correction unit 130 verifies whether the extracted rotation speed of the motor is accurate, and if it is not accurate, corrects the exact rotation speed (S30). If the extracted rotational speed of the motor is accurate, it is natural that there is no need for correction.

운전효율산출부(140)는 전동기의 회전속도를 이용하여 실제 운전효율을 산출한다(S40). 구체적으로, 전동기의 회전속도와 전동기의 정격속도 및 정격효율을 이용하여 전동기의 운전효율을 산출한다. 전동기의 회전속도, 정격속도 및 정격효율을 이용한 운전효율 산출방법은 수학식 1 내지 수학식 4를 이용하여 산출하는 과정이 전술되어 있으므로 상세설명은 생략한다.The operation efficiency calculation unit 140 calculates the actual operation efficiency using the rotation speed of the electric motor (S40). Specifically, the operating efficiency of the motor is calculated using the rotation speed of the motor and the rated speed and rated efficiency of the motor. The method of calculating operating efficiency using the rotational speed, rated speed, and rated efficiency of the motor is described above using Equations 1 to 4, so detailed explanation is omitted.

운전효율산출부(140)는 또한 추출한 전동기의 회전속도와 운전효율을 그래프로 생성하여(S50), 표시부(150)에 표시할 수 있다(S60). 운전효율 그래프는 전동기의 회전속도에 대한 운전효율이 될 수 있다. 도 5에는 일례로 전동기의 회전속도에 대한 운전효율의 그래프가 도시되어 있다. 전체적으로 전동기의 회전속도가 증가할수록 효율을 감소하는 것으로 나타나며, 1760RMP 이후부터는 효율이 급격하게 감소하는 것을 알 수 있다. 이때, 상기 그래프가 표시부(150)에 표시되는 경우 그래프 상의 특정 지점을 터치 또는 클릭하면 해당 지점에서의 회전속도와 효율이 표시되도록 한다.The operating efficiency calculation unit 140 may also generate a graph of the extracted rotational speed and operating efficiency of the electric motor (S50) and display it on the display unit 150 (S60). The operating efficiency graph can be the operating efficiency relative to the rotational speed of the electric motor. Figure 5 shows, as an example, a graph of operating efficiency versus rotational speed of an electric motor. Overall, the efficiency appears to decrease as the rotation speed of the motor increases, and it can be seen that the efficiency decreases sharply after 1760RMP. At this time, when the graph is displayed on the display unit 150, if a specific point on the graph is touched or clicked, the rotation speed and efficiency at that point are displayed.

도 6에는 본 발명의 실시예에 따른 전동기의 정격 회전속도, 정격 효율, 실제 회전속도, 실제 운전효율이 표로 나타나 있다. 일례로, 전동기의 정격 회전속도는 1690 RPM이고 정격 효율은 75.0%이며, 실제 전동기의 회전속도는 1740 RPM이고, 실제 운전효율은 72%이다. 또한, 표에는 전동시의 운전효율이 정격 효율 대비 어느 정도인지가 표시되어 있다. 즉, 실제 운전효율이 정격 효율 대비 -2.3%임이 표시되어 있다. In Figure 6, the rated rotation speed, rated efficiency, actual rotation speed, and actual operating efficiency of the electric motor according to the embodiment of the present invention are shown in a table. For example, the rated rotation speed of the electric motor is 1690 RPM and the rated efficiency is 75.0%, and the actual rotation speed of the motor is 1740 RPM and the actual operating efficiency is 72%. Additionally, the table shows how much the operating efficiency during electric power is compared to the rated efficiency. In other words, it shows that the actual operating efficiency is -2.3% compared to the rated efficiency.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 전동기의 실제 회전속도를 얻기 위해, 타코미터나 엔코더 또는 홀센서 등의 실제 속도를 감지하는 센서의 사용이 아닌 진동센서를 이용하여 상기의 센서들이 부착되지 않거나 추가적인 설치를 할 수 없는 상태에서도 운전 중의 전동기의 실제 회전속도를 용이하게 산출 할 수 있으며, 이를 근거로 전동기의 운전효율을 산출하여 전동기의 운전 중 효율 변화 및 동력 손실을 확인 및 분석할 수 있다. As explained in detail above, the present invention uses a vibration sensor rather than a sensor that detects the actual speed, such as a tachometer, encoder, or Hall sensor, to obtain the actual rotational speed of the electric motor, so that the above sensors are not attached or additionally installed. Even in a state where it is not possible to do so, the actual rotational speed of the motor during operation can be easily calculated, and based on this, the operating efficiency of the motor can be calculated to check and analyze changes in efficiency and power loss during operation of the motor.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In the above, even though all the components constituting the embodiment of the present invention have been described as being combined or operated in combination, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, as long as it is within the scope of the purpose of the present invention, all of the components may be operated by selectively combining one or more of them. In addition, terms such as “include,” “comprise,” or “have” described above mean that the corresponding component may be present, unless specifically stated to the contrary, and thus do not exclude other components. Rather, it should be interpreted as being able to include other components. All terms, including technical or scientific terms, unless otherwise defined, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted as consistent with the contextual meaning of the related technology, and should not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments posted in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these examples. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

110: 진동센서 120: 회전속도추출부
130: 회전속도보정부 140: 운전효율산출부
150: 표시부110: Vibration sensor 120: Rotation speed extraction unit
130: Rotation speed correction unit 140: Operation efficiency calculation unit
150: display unit

Claims (10)

운전중인 전동기에 진동센서가 부착되는 단계;
상기 전동기의 운전중에 상기 진동센서가 상기 전동기의 진동데이터를 획득하는 단계;
상기 진동데이터를 이용하여 상기 전동기의 회전속도를 추출하는 단계;
상기 전동기의 회전속도를 보정하는 단계;
상기 보정된 전동기의 회전속도를 이용하여 상기 전동기의 운전효율을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 운전효율을 출력하는 단계;를 포함하고,
상기 전동기의 회전속도를 추출하는 단계는,
상기 전동기에서의 3축방향의 진동데이터에서 3차원 벡터의 크기값에서 중력가속도에 해당하는 DC 성분을 제거하고 자기상관값을 추출하는 단계; 및
상기 추출된 신호를 이산푸리에변환(DFT)하여 상기 DFT 변환된 신호의 절대값에서 기설정된 기준치보다 높은 피크의 주파수를 선택하여 상기 전동기의 회전속도로 추출하는 단계;를 포함하는 전동기 운전효율 산출방법.Attaching a vibration sensor to a running electric motor;
Obtaining vibration data of the electric motor by the vibration sensor while the electric motor is operating;
extracting the rotational speed of the electric motor using the vibration data;
Correcting the rotational speed of the electric motor;
Calculating operating efficiency of the electric motor using the corrected rotational speed of the electric motor; and
Including: outputting the calculated operating efficiency,
The step of extracting the rotational speed of the electric motor is,
removing the DC component corresponding to the gravitational acceleration from the magnitude value of the three-dimensional vector in the three-axis vibration data of the electric motor and extracting the autocorrelation value; and
Discrete Fourier transform (DFT) on the extracted signal, selecting a peak frequency higher than a preset reference value from the absolute value of the DFT-transformed signal, and extracting the rotational speed of the electric motor. Method for calculating electric motor operating efficiency including. . 청구항 1에 있어서, 상기 산출된 운전효율을 그래프로 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 운전효율을 출력하는 단계는 상기 운전효율 그래프를 출력하는 전동기 운전효율 산출방법.The method according to claim 1, further comprising generating a graph of the calculated operating efficiency, and outputting the operating efficiency includes outputting the operating efficiency graph. 청구항 2에 있어서, 상기 운전효율 그래프는 상기 전동기의 회전속도에 대한 운전효율을 나타내는 전동기 운전효율 산출방법.The method of claim 2, wherein the operating efficiency graph represents the operating efficiency with respect to the rotational speed of the electric motor. 청구항 1에 있어서, 상기 진동데이터는 상기 전동기의 구동축에서 발생하는 3축방향의 진동파형에 대한 진동데이터인 전동기 운전효율 산출방법.The method of claim 1, wherein the vibration data is vibration data for vibration waveforms in three axes that occur at a drive shaft of the electric motor. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 전동기의 회전속도를 보정하는 단계는, LMS 적응필터 기법을 사용하여 상기 전동기의 구동축의 진동데이터에서 피동축의 진동성분을 제거하여 상기 구동축의 회전속도를 결정하고, 상기 구동축의 회전속도와 상기 추출된 전동기의 회전속도를 비교하여 상기 전동기의 회전속도를 보정하는 전동기 운전효율 산출방법.The method of claim 1, wherein the step of correcting the rotation speed of the electric motor includes determining the rotation speed of the drive shaft by removing the vibration component of the driven shaft from the vibration data of the drive shaft of the electric motor using an LMS adaptive filter technique, and determining the rotation speed of the drive shaft. A method of calculating motor operating efficiency that corrects the rotation speed of the motor by comparing the rotation speed of the extracted motor with the rotation speed of the extracted motor. 청구항 1에 있어서, 상기 전동기의 운전효율을 산출하는 단계는, 상기 추출된 전동기의 회전속도, 기설정된 상기 전동기의 정격 회전속도 및 정격 효율을 이용하여 상기 전동기의 운전효율을 산출하는 전동기 운전효율 산출방법.The method according to claim 1, wherein the step of calculating the operating efficiency of the electric motor includes calculating the operating efficiency of the electric motor using the extracted rotational speed of the electric motor, the preset rated rotational speed and rated efficiency of the electric motor. method. 운전중인 전동기의 구동축에 부착되며 상기 전동기의 운전중에 상기 전동기의 구동축에서 3축방향으로 발생하는 3축방향 진동데이터를 획득하는 진동센서;
상기 전동기의 3축방향 진동데이터를 이용하여 상기 전동기의 회전속도를 추출하는 회전속도추출부;
상기 추출된 전동기의 회전속도를 보정하는 회전속도보정부;
상기 보정된 전동기의 회전속도를 이용하여 상기 전동기의 운전효율을 산출하는 운전효율산출부;
상기 산출된 운전효율을 상기 전동기의 회전속도에 대한 상기 전동기의 운전효율의 그래프로 표시하는 표시부;를 포함하고,
상기 회전속도추출부는,
상기 3축방향의 진동데이터에서 3차원 벡터의 크기값에서 중력가속도에 해당하는 DC 성분을 제거하고 자기상관값을 추출하고, 상기 추출된 신호를 이산푸리에변환(DFT)하여 상기 DFT 변환된 신호의 절대값에서 기설정된 기준치보다 높은 피크의 주파수를 선택하여 상기 전동기의 회전속도로 추출하는 전동기 운전효율 산출장치.A vibration sensor attached to the drive shaft of an operating electric motor and acquiring three-axis vibration data generated in three axes from the drive shaft of the electric motor during operation of the electric motor;
a rotational speed extraction unit that extracts the rotational speed of the electric motor using three-axis vibration data of the electric motor;
A rotation speed correction unit that corrects the extracted rotation speed of the electric motor;
an operating efficiency calculation unit that calculates an operating efficiency of the electric motor using the corrected rotational speed of the electric motor;
A display unit that displays the calculated operating efficiency as a graph of the operating efficiency of the electric motor versus the rotational speed of the electric motor,
The rotation speed extraction unit,
In the three-axis vibration data, the DC component corresponding to the gravitational acceleration is removed from the magnitude value of the three-dimensional vector, the autocorrelation value is extracted, and the extracted signal is subjected to discrete Fourier transform (DFT). A motor operation efficiency calculation device that extracts the rotational speed of the motor by selecting the peak frequency higher than the preset reference value from the absolute value. 삭제delete 청구항 8에 있어서, 상기 회전속도보정부는, LMS 적응필터 기법을 사용하여 상기 전동기의 구동축의 진동데이터에서 피동축의 진동성분을 제거하여 상기 구동축의 회전속도를 결정하고, 상기 구동축의 회전속도와 상기 추출된 전동기의 회전속도를 비교하여 상기 전동기의 회전속도를 보정하는 전동기 운전효율 산출장치.The method of claim 8, wherein the rotation speed correction unit determines the rotation speed of the drive shaft by removing the vibration component of the driven shaft from the vibration data of the drive shaft of the electric motor using the LMS adaptive filter technique, and determines the rotation speed of the drive shaft and the rotation speed of the drive shaft. A motor operation efficiency calculation device that compares the extracted rotation speed of an electric motor and corrects the rotation speed of the motor.
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