WO2019202651A1 - 電動機の診断装置 - Google Patents

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WO2019202651A1
WO2019202651A1 PCT/JP2018/015822 JP2018015822W WO2019202651A1 WO 2019202651 A1 WO2019202651 A1 WO 2019202651A1 JP 2018015822 W JP2018015822 W JP 2018015822W WO 2019202651 A1 WO2019202651 A1 WO 2019202651A1
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motor
phase current
negative phase
circuit
current
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俊彦 宮内
誠 金丸
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三菱電機株式会社
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    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Definitions

  • This application relates to an electric motor diagnosis apparatus.
  • the applicant has proposed a motor diagnostic device including a motor, a diagnostic device, a current sensor and a voltage sensor as constituent elements (see Patent Document 1).
  • a current detection circuit that detects current and a voltage detection circuit that detects the voltage of the motor from the voltage of the main circuit of the power supply are provided, and the motor is operating from the negative phase current, negative phase voltage, positive phase current, and negative phase admittance. Even when the load torque fluctuates, the power supply imbalance is distinguished and the winding short-circuit is judged and detected.
  • the present application discloses a technique for solving the above-described problem, and provides a motor diagnostic device capable of detecting a short-circuit fault in a stator winding of a motor with high accuracy without calculating a reverse phase admittance.
  • the purpose is to do.
  • An electric motor diagnosis device disclosed in the present application includes an electric current detection circuit that detects electric current of the electric motor, and an arithmetic processing unit that receives an output of the electric current detection circuit and determines a winding short-circuit abnormality of the electric motor.
  • the operation processing unit calculates an effective value from the electric current of the motor to determine an operation state, and an initial reverse phase current analysis that analyzes an initial reverse phase current in a normal state And an evaluation value of the winding short circuit by the difference between the negative phase current calculated from the current of the motor during operation and the analyzed initial negative phase current, and the evaluation value and the set threshold value
  • a winding short-circuit determining unit that determines a winding short-circuit of the electric motor by comparison.
  • the winding short-circuit determination is performed using the difference between the negative-phase current calculated from the current of the motor during operation and the initial negative-phase current as an evaluation value, Since the phase admittance is not calculated, it is possible to detect a short-circuit fault in the stator winding of the motor with high accuracy.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a motor diagnosis apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a conceptual diagram of a winding short circuit.
  • 3 is a configuration diagram of an arithmetic processing unit of the electric motor diagnosis apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a flowchart for analyzing an initial reverse phase current using the electric motor diagnosis apparatus according to the first embodiment.
  • 3 is a flowchart for performing a winding short-circuit determination using the electric motor diagnosis apparatus according to Embodiment 1;
  • FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a motor diagnostic apparatus according to a second embodiment.
  • 6 is a configuration diagram of an arithmetic processing unit of an electric motor diagnosis apparatus according to Embodiment 2.
  • 6 is a flowchart for analyzing an initial reverse phase current using the electric motor diagnosis apparatus according to the second embodiment. 6 is a flowchart for performing a winding short-circuit determination using the electric motor diagnosis apparatus according to the second embodiment. It is a figure showing the correspondence of the voltage imbalance rate and negative phase current which are used for the diagnostic apparatus of the electric motor which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a flowchart for analyzing an initial reverse phase current using the electric motor diagnosis apparatus according to the second embodiment. 6 is a flowchart for performing a winding short-circuit determination using the electric motor diagnosis apparatus according to the second embodiment. It is a figure showing the correspondence of the voltage imbalance rate and negative phase current which are used for the diagnostic apparatus of the electric motor which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a motor diagnosis apparatus according to Embodiment 1, which is mainly used in a control center which is a closed switchboard.
  • the main circuit 1 of the power source drawn from the power system is provided with a circuit breaker 2 for wiring, an electromagnetic contactor 3, and an instrument transformer 4 for detecting the load current of the main circuit 1.
  • an electric motor 5 as a load is connected, and the mechanical equipment 6 is driven to operate by the electric motor 5.
  • the electric motor diagnosis device 100 includes a current detection circuit 7, an arithmetic processing unit 10, a storage device 11, a setting circuit 12, a display unit 13, a drive circuit 14, an external output unit 15, and a communication circuit 16 connected to the instrument transformer 4. It has.
  • the current detection circuit 7 detects the current of the motor by converting the load current of the main circuit 1 detected by the instrument transformer 4 into a predetermined signal such as the phase current of the motor 5, and the arithmetic processing unit 10 and the storage device 11 is output. That is, the current of the motor 5 is detected from the current flowing through the main circuit 1 of the power source connected to the motor 5.
  • the output of the current detection circuit 7 is input to the arithmetic processing unit 10, and a reverse phase current or the like is calculated by current analysis of the motor to determine a winding short circuit while the motor is operating.
  • the arithmetic processing unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit) as an arithmetic processing device. Note that various arithmetic circuits such as an application specific integrated circuit (ASIC), an integrated circuit (IC), and a digital signal processor (DSP), various signal processing circuits, and the like may be provided as the arithmetic processing device.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • IC integrated circuit
  • DSP digital signal processor
  • the storage device 11 is connected to the arithmetic processing unit 10 and the setting circuit 12, and exchanges data with the arithmetic processing unit 10.
  • the storage device 11 includes a RAM (Random Access Memory) configured to be able to read and write data from the arithmetic processing unit 10, a ROM (Read Only Memory) configured to be able to read data from the arithmetic processing unit 10, or a nonvolatile memory
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • a memory EEPROM: Electrically-Erasable-Programmable-Read-Only-Memory
  • the setting circuit 12 connected to the storage device 11 has a set key, and the initial normal state data is stored and held in the storage device 11 by pressing (for example, long pressing) the set key. Further, data until the set key is released can be stored.
  • the display unit 13 is connected to the arithmetic processing unit 10 and displays an abnormal state, a warning, and the like when the detected physical quantity such as a load current and the arithmetic processing unit 10 detect an abnormality of the electric motor 5.
  • the drive circuit 14 is connected to the arithmetic processing unit 10 and outputs a control signal for opening and closing the electromagnetic contactor 3 based on a result calculated by the arithmetic processing unit 10 based on the current signal detected by the instrument transformer 4. .
  • the external output unit 15 outputs signals such as an abnormal state and a warning from the arithmetic processing unit 10 to the outside.
  • the external monitoring device 200 is composed of a PC (Personal Computer) or the like, and is connected to one or a plurality of electric motor diagnosis devices 100.
  • the information of the arithmetic processing unit 10 is appropriately received via the communication circuit 16 and the electric motor.
  • the operation status of the diagnostic apparatus 100 is monitored.
  • the connection between the external monitoring device 200 and the communication circuit 16 of the motor diagnosis device 100 may be a cable or may be wireless.
  • a connection may be established via the Internet by configuring a network between the diagnosis apparatuses 100 of a plurality of electric motors.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a winding short circuit diagnosed according to the present disclosure.
  • the number of short circuits is Nf.
  • the stator winding of the electric motor 5 may generate both the same-layer short circuit and the interlayer short circuit, and in this embodiment, both short circuits are diagnosed as winding short circuits. In the present disclosure, it is not necessary to input the rating information of the electric motor 5 before starting the operation.
  • FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an outline of the arithmetic processing unit 10 in the electric motor diagnosis apparatus according to the first embodiment.
  • the arithmetic processing unit 10 includes a current conversion unit 20, an initial analysis unit 30, a determination unit 40, an analysis unit 50, and an abnormality determination unit 60.
  • the current conversion unit 20 includes an effective value calculation unit 21 and a reverse-phase current calculation unit 22, and from the three-phase current detected by the current detection circuit 7, the reverse-phase current Isn is expressed by the following equation (1) by symmetrical coordinate conversion processing. Is calculated.
  • Isn reverse phase current
  • Iu u phase current
  • Iv v phase current
  • Iw w phase current
  • the initial analysis unit 30 includes an initial reverse phase current analysis unit 31.
  • the initial negative phase current analysis unit 31 analyzes the normal negative phase current value Isn before determining the winding short circuit. For example, the reverse phase current value for one month is calculated, and the averaged value is set as the initial reverse phase current value Isn0.
  • the determination unit 40 includes an operation state determination unit 41.
  • the operation state determination unit 41 determines the operation state of the motor based on the effective value of the current calculated by the effective value calculation unit 21.
  • the determination of the motor operating state is not limited to the effective value of the current, but may be determined based on the instantaneous value of the current or the on / off signal of the electromagnetic contactor 3.
  • the analysis unit 50 includes an evaluation value analysis unit 51 and performs an analysis for determination by the winding short-circuit determination unit 61 of the abnormality determination unit 60.
  • Winding short-circuiting is a short-circuiting phenomenon between coil strands. When a winding short-circuit occurs, the three-phase stator current becomes asymmetric and can be detected by a reverse phase component.
  • Ypp admittance of normal phase-normal phase component
  • Ynn admittance of reverse phase-reverse phase component
  • Ypn admittance of normal phase-reverse phase component
  • Ynp admittance of reverse phase-normal phase component
  • Yn reverse Phase admittance
  • ⁇ power supply angular velocity
  • rs stator resistance
  • rr rotor resistance
  • rf short circuit resistance
  • Ls stator leakage inductance
  • Lr rotor leakage inductance
  • Lm excitation inductance
  • ⁇ short circuit rate
  • the off-diagonal component Ypn of the admittance Y can be used as an index of winding short-circuit, it is not easy to calculate the off-diagonal component Ypn on an actual machine. Therefore, here, a method of measuring and monitoring only the reverse phase current Isn by analyzing normal data of the initial reverse phase current Isn0 is adopted.
  • the abnormality determination unit 60 includes a winding short-circuit determination unit, and determines whether or not there is a winding short-circuit depending on whether or not the evaluation value A calculated by the evaluation value analysis unit 51 exceeds a preset threshold value ⁇ 1.
  • the threshold value ⁇ 1 is a value that varies depending on the rating of the electric motor 5.
  • FIG. 4 is a flowchart for analyzing the initial reverse-phase current using the electric motor diagnosis apparatus according to the first embodiment.
  • the current (current of each phase) of the electric motor 5 is acquired from the current detection circuit 7 (step S11), and the effective value calculation unit 21 calculates the effective value of the current (step S12).
  • the operation state determination unit 41 determines whether or not the motor 5 is in the operation state from the effective value of the current, and if it is determined as the operation state (Yes in step S13), the reverse phase current calculation unit 22 calculates the reverse phase current ( Step S14). It is determined whether or not the number of calculation of the reverse phase current exceeds the predetermined number.
  • Step S15 If it is determined that the predetermined number of times is exceeded (Yes in step S15), the negative phase current value of the predetermined number of times is averaged to obtain the initial negative phase current value Isn0. (Step S16) The initial negative phase current value Isn0 is stored in the storage device 11. When the number of calculation of the reverse phase current is less than the predetermined number (No in Step S15), the current of the motor is acquired again, and Steps S11 to S15 are repeated until the predetermined number of times is reached.
  • FIG. 5 is a flowchart for determining the winding short circuit.
  • the current (current of each phase) of the electric motor 5 is acquired from the current detection circuit 7 (step S21), and the effective value calculation unit 21 calculates the effective value of the current (step S22).
  • the operation state determination unit 41 determines whether or not the motor 5 is in the operation state from the effective value of the current. If it is determined that the motor 5 is in the operation state (Yes in step S23), the reverse phase current calculation unit 22 calculates the reverse phase current Isn. (Step S24).
  • the evaluation value of the equation (8) is calculated by the evaluation value analysis unit 51 from the initial negative phase current Isn0 calculated in step S16 of FIG. 4 and stored in the storage device 11 and the negative phase current Isn calculated in step S24.
  • A is calculated (step S25).
  • the winding short-circuit determining unit 61 compares the evaluation value A with a preset threshold value ⁇ 1, and if A ⁇ ⁇ 1 is satisfied (Yes in step S26), it is determined that the winding is short-circuited and output to the outside (step S27). ). If A ⁇ 1 in step S26, the process returns to step S21 in which the current of each electric motor 5 (current of each phase) is acquired again.
  • the evaluation value A is compared with the preset threshold value ⁇ 1. Since the determination of the winding short-circuit is performed, the initial state can be offset and the negative-phase admittance is not calculated, so that a short-circuit fault in the stator winding of the motor can be detected with high accuracy. In addition, since a voltage detection circuit is not required, it is possible to provide a motor diagnostic device that can detect a short-circuit fault in the stator winding of the motor with high accuracy while suppressing power consumption with a simple configuration.
  • the voltage imbalance rate is small. This is because, when the voltage imbalance rate is large, the reverse phase current value changes due to fluctuations in the load torque, which increases the possibility of erroneous detection during the winding short-circuit determination.
  • the magnitude of the voltage unbalance rate can be selected in advance from the load balance.
  • a system with a small selected voltage unbalance rate may be targeted.
  • the measurement of the voltage imbalance rate described later may be performed in parallel or acquired in advance to determine whether this embodiment is applicable.
  • FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing the electric motor diagnosis apparatus according to the second embodiment.
  • the main circuit 1 is provided with an instrument transformer 8 for detecting the voltage of the main circuit 1.
  • the electric motor diagnosis device 100 is provided with a voltage detection circuit 9 connected to the instrument transformer 8.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the voltage detection circuit 9 detects the line voltage of the main circuit 1 of the power source connected to the electric motor, converts it into a predetermined signal such as the phase voltage of the electric motor 5, detects the voltage of the electric motor, Output to the storage device 11.
  • the output of the current detection circuit 7 and the voltage detection circuit 9 is input to the arithmetic processing unit 10, and the reverse phase current, the voltage imbalance rate, and the like are calculated by analyzing the voltage and current of the motor 5, and the winding while the motor is operating Detect by detecting short circuit.
  • FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an outline of the arithmetic processing unit 10 in the electric motor diagnosis apparatus according to the second embodiment.
  • the arithmetic processing unit 10 includes a current-voltage conversion unit 20a, an initial analysis unit 30, a determination unit 40, an analysis unit 50, and an abnormality determination unit 60.
  • the current-voltage conversion unit 20a includes an effective value calculation unit 21, a reverse-phase current calculation unit 22, and a voltage imbalance rate calculation unit 23.
  • the current-voltage conversion unit 20a performs a symmetric coordinate conversion process from the three-phase current detected by the current detection circuit 7.
  • the negative phase current Isn is calculated by the equation (1) described in the first embodiment.
  • the voltage unbalance rate calculator 23 calculates the voltage unbalance rate Vunbal using the phase voltage or line voltage of each phase.
  • the voltage unbalance rate Vunbal is obtained by using the following equation, for example, when calculating from the line voltage.
  • Vuv is a line voltage between u phase and v phase
  • Vvw is a line voltage between v phase and w phase
  • Vwu is a line voltage between w phase and u phase.
  • the voltage unbalance rate calculation unit 23 calculates the reverse phase current only when the voltage unbalance rate Vunbal is 1% or less, and does not calculate the reverse phase current when the voltage unbalance rate exceeds 1%. . This is because when the voltage imbalance rate is large, the negative phase current value changes due to the change in load torque, so that the possibility of erroneous detection at the time of winding short-circuit determination increases. Even when short-circuit determination is performed, for example, by limiting to only when the voltage imbalance rate is 1% or less, the winding short-circuit determination accuracy can be increased.
  • the initial analysis unit 30 includes an initial reverse phase current analysis unit 31.
  • the initial negative phase current analysis unit 31 analyzes the normal negative phase current value Isn before determining the winding short circuit. As in the first embodiment, for example, the reverse phase current value for one month is calculated, and the averaged value is set as the initial reverse phase current value Isn0.
  • the determination unit 40 includes an operating state determination unit 41 and a voltage imbalance determination unit 42.
  • the operation state determination unit 41 determines the operation state of the motor based on the effective values of the current and voltage calculated by the effective value calculation unit 21.
  • the determination of the operating state of the motor is not limited to the effective values of the current and voltage, but may be determined from the instantaneous value of the current or voltage or from the on / off signal of the electromagnetic contactor 3.
  • the voltage imbalance determination unit 42 determines whether or not the voltage imbalance rate Vunbal is greater than a preset threshold value ⁇ 2. As described above, for example, a value of 1% is used as the threshold ⁇ 2.
  • the analysis unit 50 includes an evaluation value analysis unit 51 and performs an analysis for determination by the winding short-circuit determination unit 61 of the abnormality determination unit 60.
  • the method for calculating the evaluation value A is the same as in the first embodiment. That is, by analyzing the initial reverse phase current Isn0, it can be seen that if only Isn and Isn0 are measured and the evaluation value A is used as an index, the occurrence of a winding short circuit can be detected. At this time, the voltage imbalance rate Vunbal can be detected with high accuracy if it is limited to, for example, 1% or less. Further, at the initial stage of introduction of the electric motor 5, the winding short circuit is determined by monitoring the evaluation value A of the equation (8) after initialization (calculating the reverse phase admittance Yn) as no winding short circuit occurs.
  • the configuration of the abnormality determination unit 60 is the same as that of the first embodiment.
  • the abnormality determination unit 60 includes a winding short-circuit determination unit, and whether or not the evaluation value A calculated by the evaluation value analysis unit 51 exceeds a preset threshold value ⁇ 1. Thus, it is determined whether or not the winding is short-circuited.
  • FIG. 8 is a flowchart for analyzing the initial reverse-phase current using the electric motor diagnosis apparatus according to the second embodiment.
  • the current of the motor 5 (current of each phase) is acquired from the current detection circuit 7 and the voltage (line voltage or phase voltage) of the motor 5 is acquired from the voltage detection circuit 9 (step S31).
  • the effective values of current and voltage are calculated (step S32).
  • the operation state determination unit 41 determines whether or not the motor 5 is in the operation state from the effective values of the current and voltage. If it is determined as the operation state (Yes in step S33), the voltage unbalance rate calculation unit 23 determines the voltage unbalance rate. Vunbal is calculated (step S34).
  • the voltage unbalance rate Vunbal is compared with a preset threshold value ⁇ 2, and if the voltage unbalance rate Vunbal ⁇ ⁇ 2 is satisfied (Yes in step S35), the reverse phase current calculation unit 22 calculates the reverse phase current (step S36). ). It is determined whether or not the number of calculation of the reverse phase current exceeds the predetermined number. If it is determined that the predetermined number of times is exceeded (Yes in step S37), the negative phase current value of the predetermined number of times is averaged to obtain the initial negative phase current value Isn0. (Step S38) The initial negative phase current value Isn0 is stored in the storage device 11. When the number of calculation of the reverse phase current is less than the predetermined number (No in step S37), the current of the motor is acquired again, and step S31 to step S37 are repeated until the predetermined number of times is reached.
  • FIG. 9 is a flowchart for determining a winding short circuit.
  • the current of the motor 5 current of each phase
  • the voltage (line voltage or phase voltage) of the motor 5 is acquired from the voltage detection circuit 9 (step S41).
  • the effective values of current and voltage are calculated (step S42).
  • the operation state determination unit 41 determines whether or not the motor 5 is in the operation state from the effective values of the current value and the voltage value.
  • the equilibrium rate Vunbal is calculated (step S44).
  • the voltage unbalance rate Vunbal is compared with a preset threshold value ⁇ 2, and if the voltage unbalance rate Vunbal ⁇ ⁇ 2 is satisfied (Yes in step S45), the reverse phase current calculation unit 22 calculates the reverse phase current Isn (step S45). S46).
  • the evaluation value of the equation (8) is calculated by the evaluation value analysis unit 51 from the initial negative phase current Isn0 calculated in step S38 of FIG. 8 and stored in the storage device 11 and the negative phase current Isn calculated in step S46.
  • A is calculated (step S47).
  • the winding short-circuit determining unit 61 compares the evaluation value A with a preset threshold value ⁇ 1, and if A ⁇ ⁇ 1 is satisfied (Yes in step S48), it is determined that the winding is short-circuited and output to the outside (step S49). ). If A ⁇ 1 in step S48, the process returns to step S41 in which the current (current of each phase) and voltage (line voltage or phase voltage) of the motor 5 are acquired again.
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Further, the voltage unbalance rate Vunbal is obtained for the voltage unbalance rate Vunbal that is unknown or estimated to be large. If the voltage unbalance rate Vunbal is greater than a preset threshold value ⁇ 2, for example, 1%, the reverse Since it is stipulated that the short-circuit determination by the phase current is not performed, an error in the short-circuit determination is suppressed. Needless to say, if the calculated voltage unbalance rate Vunbal is smaller than the preset threshold value ⁇ 2, the winding short-circuit determination is performed according to the flowcharts of FIGS.
  • the initial reverse phase current value Isn0 is obtained by repeatedly calculating and averaging a plurality of times (predetermined number of times) before performing the winding short-circuit determination, but for each motor model and rating. By creating a correspondence table between the voltage imbalance rate and the negative phase current, it is possible to hold the initial negative phase current value Isn0.
  • FIG. 10 is a diagram showing the correspondence relationship between the voltage imbalance rate and the negative-phase current in a table format.
  • a row of the array Vun (n) and a row of the voltage unbalance rate Vunbal are prepared.
  • the preset threshold value ⁇ 2 is 1% with respect to the voltage unbalance rate Vunbal
  • the array Vun (0), Vun (1), Vun (2) is 0 ⁇ Vunbal ⁇ 0.1, 0.1 ⁇ Vunbal ⁇ 0.2, 0.2 ⁇ Vunbal ⁇ 0.3, respectively.
  • the voltage unbalance rate is calculated for an electric motor of a certain model P and rated Q, and the reverse phase current is calculated when the voltage unbalance rate is 1% or less.
  • the negative phase current value and the voltage imbalance rate are stored as a set. Then, the negative phase current and the voltage unbalance rate are stored for a certain period, and then the average of the negative phase current is obtained for each voltage unbalance rate to determine the initial negative phase current value for each voltage unbalance rate.
  • the negative phase current value Isn (1) 1 when the voltage imbalance rate is 0.15% is stored in the column of the negative phase current Isn (1) of the array Vun (1).
  • the array Vun (1) is calculated m times a predetermined number of times, m values of the negative phase current Isn (1) corresponding to Vun (1) are averaged to obtain Isn0 (1).
  • the initial negative phase current Isn0 (n) corresponding to the array Vun (n) divided into 10 is obtained and used as a table.
  • the voltage imbalance rate is calculated in step S44.
  • the initial negative phase current value corresponding to the calculated voltage imbalance rate is read from the table stored in the storage device 11.
  • a value of evaluation value A
  • the motor that has obtained the voltage unbalance rate at the time of creating the table of the correspondence relationship between the voltage unbalance rate and the reverse phase current shown in FIG. 10 or the control center system using the motor, or the voltage unbalance rate is known.
  • this system it is possible to use the values in this table from the motor model, rating, and voltage imbalance ratio without calculating the initial negative phase current value.
  • the third embodiment it is possible to perform the winding short-circuit determination without calculating the initial reverse phase current value before the winding short-circuit determination.

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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

電動機の診断装置において、電動機（５）の電流を検出する電流検出回路（７）と、電流検出回路（７）の出力を入力して電動機（５）の巻線短絡異常を判定する演算処理部（１０）とを備え、演算処理部（１０）は、電動機（５）の運転状態を判定する運転状態判定部（４１）と、正常時の初期逆相電流を解析する初期逆相電流解析部（３１）と、運転時の電動機の電流から算出された逆相電流の初期逆相電流からの差分を評価値として電動機の巻線短絡を判定するようにしたので、逆相アドミタンスを算出することがないため、高精度に電動機の固定子巻線の短絡故障を検出できる。

Description

電動機の診断装置
　本願は、電動機の診断装置に関する。
　プラントには電動機が多数存在しており、その設備の診断はメンテナンス部門が五感診断により判定している。特に重要度の高い電動機に関しては、定期的な診断が必要になるためコストが高くなる。さらに、電動機では、機械的ストレスと熱劣化で生じた絶縁物の空隙または損傷部が放電等でレヤショート(層間短絡)を誘発し、突然絶縁破壊に至る場合があるため、一度電動機の劣化が始まると劣化が進展する状態にしか進まない。
　そこで、電動機の常時監視技術に関心が高まっている。しかしながら、電動機の常時監視の多くは、電動機毎に様々なセンサ等の計測機器を取り付けることを前提としている。計測機器は、例えばトルクメータ、エンコーダ、加速度センサ等である。ただし、数百から数千台のモータを集中管理するモータコントロールセンタへの適用は配線の数が多くなることから、その適用は現実的ではない。そのため、特殊なセンサを用いずにモータコントロールセンタで計測される電流と電圧の情報から電動機の状態を簡易的に診断し、信頼性、生産性、安全性を向上する装置が必要である。
　これに対し、出願人は、電動機、診断装置、電流センサおよび電圧センサを構成要素とした電動機の診断装置を提案している（特許文献１参照）。電流を検出する電流検出回路と、電源の主回路の電圧から電動機の電圧を検出する電圧検出回路とを設けて、逆相電流、逆相電圧、正相電流、逆相アドミタンスから、電動機稼働中で負荷トルクが変動する際にも電源不平衡を区別して巻線短絡を判定して検出を行うものである。
特許第６０９９８５２号公報
　上述の特許文献１に開示の電動機の診断装置での固定子巻線の短絡診断においては、逆相アドミタンスを用いた評価値Ａ（特許文献１中式（１０）　Ａ＝｜Ｉsn－Ｙn・Ｖsn｜　ここでＩsn：逆相電流、Ｙn：逆相アドミタンス、Ｖsn：逆相電圧）により、巻線短絡の判断を行っている。ここで、初期の逆相アドミタンスＹnを求める際に、電源不平衡が小さいと逆相電流値が小さいため、逆相アドミタンスＹnの誤差が大きくなる。初期逆相アドミタンスＹnの誤差が大きくなると、巻線短絡評価値の右辺第二項の値の誤差が大きくなり、巻線短絡を誤検出する虞がある。そのため、逆アドミタンスＹnを用いない手法が求められている。
　本願は、上記の課題を解決するための技術を開示するものであり、逆相アドミタンスを算出することなく、高精度に電動機の固定子巻線の短絡故障を検出できる、電動機の診断装置を提供することを目的とする。
　本願に開示される電動機の診断装置は、電動機の電流を検出する電流検出回路と、前記電流検出回路の出力が入力され前記電動機の巻線短絡異常を判定する演算処理部と、を備えた電動機の診断装置であって、前記演算処理部は、前記電動機の電流から実効値を算出して運転状態を判定する運転状態判定部と、正常時の初期逆相電流を解析する初期逆相電流解析部と、運転時の前記電動機の電流から算出された逆相電流と前記解析された初期逆相電流との差分により巻線短絡の評価値を算出し、前記評価値と設定された閾値との比較によって電動機の巻線短絡を判定する巻線短絡判定部と、を備えたものである。
　本願に開示される電動機の診断装置によれば、運転時の前記電動機の電流から算出された逆相電流と前記初期逆相電流との差分を評価値として巻線短絡の判定を行うので、逆相アドミタンスを算出することがないため、高精度に電動機の固定子巻線の短絡故障を検出できる。
実施の形態１に係る電動機の診断装置を示す回路構成図である。 巻線短絡の概念図である。 実施の形態１に係る電動機の診断装置の演算処理部の構成図である。 実施の形態１に係る電動機の診断装置を用いた初期逆相電流を解析するフローチャートである。 実施の形態１に係る電動機の診断装置を用いて巻線短絡判定を行うフローチャートである。 実施の形態２に係る電動機の診断装置を示す回路構成図である。 実施の形態２に係る電動機の診断装置の演算処理部の構成図である。 実施の形態２に係る電動機の診断装置を用いた初期逆相電流を解析するフローチャートである。 実施の形態２に係る電動機の診断装置を用いて巻線短絡判定を行うフローチャートである。 実施の形態３に係る電動機の診断装置に用いられる電圧不平衡率と逆相電流との対応関係を表わす図である。
　以下、本実施の形態について図を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
実施の形態１．
　以下、実施の形態１に係る電動機の診断装置を図１から図５に基づいて説明する。
　図１は実施の形態１に係るおける電動機の診断装置を示す回路構成図で、主に閉鎖配電盤であるコントロールセンタで使用されるものである。図において、電力系統から引き込まれた電源の主回路１には、配線用遮断器２、電磁接触器３、主回路１の負荷電流を検出する計器用変成器４が設けられている。さらに負荷である電動機５が接続され、この電動機５により機械設備６が運転駆動される。
　電動機の診断装置１００は、計器用変成器４に接続された電流検出回路７、演算処理部１０、記憶装置１１、設定回路１２、表示部１３、駆動回路１４、外部出力部１５および通信回路１６を備えている。
　電流検出回路７は、計器用変成器４により検出された主回路１の負荷電流を電動機５の相電流などの所定の信号に変換して電動機の電流を検出し、演算処理部１０および記憶装置１１に出力する。すなわち、電動機５に接続される電源の主回路１に流れる電流から電動機５の電流を検出する。
　演算処理部１０には、電流検出回路７の出力が入力され、電動機の電流解析により逆相電流などを算出して、電動機稼働中の巻線短絡の判定を行う。
　演算処理部１０は、演算処理装置として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が備えられている。なお、演算処理装置として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。
　記憶装置１１は、演算処理部１０および設定回路１２に接続され、演算処理部１０とデータのやり取りを行う。記憶装置１１は、演算処理部１０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理部１０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）あるいは不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ：Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等を備える。
　記憶装置１１に接続された設定回路１２は、セットキーを有しており、このセットキーを押す(例えば長押しする)ことによって、初期の正常状態のデータを記憶装置１１に記憶保持させる。また、セットキーを解除するまでの間のデータを記憶させることができる。
　表示部１３は演算処理部１０に接続され、負荷電流等の検出された物理量および演算処理部１０が電動機５の異常を検出したときに異常状態、警告等を表示する。
　駆動回路１４は演算処理部１０に接続され、計器用変成器４により検出された電流信号をもとに演算処理部１０が演算した結果に基づき、電磁接触器３を開閉する制御信号を出力する。
　外部出力部１５は演算処理部１０からの異常状態および警告等の信号を外部に出力する。
　外部の監視装置２００はＰＣ（パーソナルコンピュータ）等から構成され、１つあるいは複数の電動機の診断装置１００に接続されており、演算処理部１０の情報を通信回路１６を介して適宜受信するとともに電動機の診断装置１００の動作状況を監視する。この外部の監視装置２００と電動機の診断装置１００の通信回路１６との接続は、ケーブルを用いてもよいし、無線によるものであってもよい。複数の電動機の診断装置１００との間にネットワークを構成してインターネットを介した接続であってもよい。
　図２は、本開示により診断する巻線短絡の概念図である。図において、ａ相で短絡が発生し短絡電流Ｉfが流れた場合、その短絡巻数をＮfとする。全体の巻数Ｎとの比で短絡率μは
　　　μ=Ｎf／Ｎ
と表わされ、一般化される。また、電動機５の固定子巻線は同層短絡および層間短絡のいずれも発生する可能性があり、本実施の形態ではいずれの短絡も巻線短絡として診断する。
　なお、本開示では、動作開始前に、電動機５の定格情報を入力する必要がない。
　図３は、実施の形態１に係る電動機の診断装置における演算処理部１０の概要を示す構成図である。演算処理部１０は、電流変換部２０、初期解析部３０、判定部４０、解析部５０、異常判定部６０を備える。
　電流変換部２０は、実効値算出部２１と逆相電流算出部２２を備え、電流検出回路７で検出した三相の電流から、対称座標変換処理によって下記式（１）により、逆相電流Ｉsnを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、Ｉsn：逆相電流、Ｉu：ｕ相電流、Ｉv：ｖ相電流、Ｉw：ｗ相電流である。
　初期解析部３０は、初期逆相電流解析部３１を備える。初期逆相電流解析部３１は、巻線短絡判定をする前に正常時の逆相電流値Ｉsnを解析する。例えば、１か月分の逆相電流値を算出し、それを平均化した値を初期逆相電流値Ｉsn0とする。
　判定部４０は、運転状態判定部４１を備える。運転状態判定部４１は、実効値算出部２１で算出された電流の実効値を基にモータの運転状態を判定する。モータの運転状態の判定のためには、電流の実効値に限らず電流の瞬時値による判定あるいは電磁接触器３のオン、オフ信号から判定しても良い。
　解析部５０は、評価値解析部５１を備え、異常判定部６０の巻線短絡判定部６１での判定のための解析が行われる。評価値解析部５１は、評価値Ａ＝｜Ｉsn－Ｉsn0｜の値を算出する。
　次に評価値Ａの計算について説明する。巻線短絡はコイル素線間の短絡現象で、巻線短絡が発生すると三相固定子電流は非対称となるため、逆相成分により検出できる。三相誘導電動機の固定子巻線の一部が巻線短絡した場合の短絡率をμ（μ=Ｎf／Ｎ）、μ≪1と仮定すると、正相電圧Ｖspと逆相電圧Ｖsn、正相電流Ｉspと逆相電流Ｉsnの間に以下の関係式が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ここで、Ｙpp：正相-正相成分のアドミタンス、Ｙnn：逆相-逆相成分のアドミタンス、Ｙpn：正相-逆相成分のアドミタンス、Ｙnp：逆相-正相成分のアドミタンス、Ｙn：逆相アドミタンス、ω：電源角速度、ｒs：固定子抵抗、ｒr：回転子抵抗、ｒf：短絡抵抗、Ｌs：固定子漏れインダクタンス、Ｌr：回転子漏れインダクタンス、Ｌm：励磁インダクタンス、μ：短絡率である。
　アドミタンスＹの非対角成分Ｙpnは巻線短絡の指標にできるが、実機において非対角成分Ｙpnを算出することは容易ではない。そのため、ここでは初期逆相電流Ｉsn0の正常時データを解析することにより、逆相電流Ｉsnのみを計測、監視する方法を採用する。
　巻線短絡が発生しないとき（μ＝０）はアドミタンスＹの非対角成分Ｙpnはゼロであるため、
　　Ｉsn＝Ｙn・Ｖsn＝Ｉsn0　　・・・（６）
である。巻線短絡が発生すると、
　　Ｉsn＝Ｙn・Ｖsn＋Ｙpn・Ｖsp＝Ｉsn0＋Ｙpn・Ｖsp・・・（７）
とＩsnが変化する。
　すなわち、初期逆相電流Ｉsn0を解析することにより、ＩsnとＩsn0のみを計測して、
評価値Ａ＝｜Ｉsn－Ｉsn0｜　　・・・（８）
を指標とすれば、巻線短絡発生を検出できることがわかる。
　電動機導入初期は巻線短絡未発生として初期化（逆相アドミタンスＹnを計算）した後、式（８）の評価値Ａを監視することで巻線短絡を判定する。
　異常判定部６０は、巻線短絡判定部を備え、評価値解析部５１で計算した評価値Ａに対して、予め設定された閾値δ１を超えたか否かにより、巻線短絡の有無を判定する。なお、　閾値δ１は電動機５の定格によって異なる値である。
　次に、電動機の診断装置１００を用いて診断する処理工程について図４および図５を用いて説明する。
　図４は、実施の形態１に係る電動機の診断装置を用いた初期逆相電流を解析するフローチャートである。電流検出回路７より電動機５の電流（各相の電流）を取得し（ステップＳ１１）、実効値算出部２１で電流の実効値を算出する（ステップＳ１２）。電流の実効値から運転状態判定部４１で電動機５が運転状態か否か判断し、運転状態と判定されれば（ステップＳ１３でＹｅｓ）、逆相電流算出部２２で逆相電流を算出する（ステップＳ１４）。逆相電流の算出回数が所定回数を超えたか否か判定し、所定回数を超えたと判定されれば（ステップＳ１５でＹｅｓ）、所定回数の逆相電流値を平均化し、初期逆相電流値Ｉsn0とする（ステップＳ１６）この初期逆相電流値Ｉsn0は記憶装置１１に記憶される。逆相電流の算出回数が所定回数に満たない場合（ステップＳ１５でＮｏ）、再度電動機の電流を取得し、所定回数になるまでステップＳ１１からステップＳ１５を繰り返す。
　初期逆相電流値Ｉsn0を算出した後、巻線短絡判定の診断を行う。
　図５は、巻線短絡判定を行うフローチャートである。電流検出回路７より電動機５の電流（各相の電流）を取得し（ステップＳ２１）、実効値算出部２１で電流の実効値を算出する（ステップＳ２２）。電流の実効値から運転状態判定部４１で電動機５が運転状態か否か判断し、運転状態と判定されれば（ステップＳ２３でＹｅｓ）、逆相電流算出部２２で逆相電流Ｉsnを算出する（ステップＳ２４）。
　次に、図４のステップＳ１６で算出し、記憶装置１１に記憶されている初期逆相電流Ｉsn0とステップＳ２４で算出した逆相電流Ｉsnとから評価値解析部５１で式（８）の評価値Ａを算出する（ステップＳ２５）。巻線短絡判定部６１で、評価値Ａと予め設定された閾値δ１とを比較し、Ａ≧δ１を満たせば（ステップＳ２６でＹｅｓ）、巻線短絡と判定し、外部へ出力する（ステップＳ２７）。
　ステップＳ２６でＡ＜δ１の場合、再度電動機５の電流（各相の電流）を取得するステップＳ２１に戻る。
　以上のように、実施の形態１によれば、巻線短絡の評価値Ａとして、逆相電流の初期値からの差分を用い、評価値Ａと予め設定された閾値δ１とを比較することで巻線短絡の判断を行うので、初期状態をオフセットでき、逆相アドミタンスを算出することがないので、高精度に電動機の固定子巻線の短絡故障を検出できる。また、電圧検出回路も不要となるので、簡易な構成で消費電力も抑制され高精度に電動機の固定子巻線の短絡故障を検出できる、電動機の診断装置の提供が可能となる。
　なお、本実施の形態においては、電圧不平衡率が小さい場合を想定している。電圧不平衡率が大きい場合には負荷トルクの変動によって逆相電流値が変わるため、巻線短絡判定の際に誤検出する可能性が高まるためである。本実施の形態で例示した閉鎖配電盤であるコントロールセンタで使用される系においては、負荷バランスから予め電圧不平衡率の大小を選別できる。本実施の形態では、選別された電圧不平衡率が小さい系を対象とすればよい。あるいは後述する電圧不平衡率の測定を並行して実施し、または予め取得しておき、本実施の形態が適用可能か判断すればよい。
実施の形態２．
　以下、実施の形態２に係る電動機の診断装置を図６から図９に基づいて説明する。
　図６は実施の形態２に係るおける電動機の診断装置を示す回路構成図で、実施の形態１と異なるのは、主回路１には主回路１の電圧を検出する計器用変圧器８が設けられ、電動機の診断装置１００には、計器用変圧器８に接続された電圧検出回路９が設けられたことである。それ以外の構成は実施の形態１と同様である。
　電圧検出回路９は、電動機に接続される電源の主回路１の線間電圧を検出して、電動機５の相電圧等所定の信号に変換して電動機の電圧を検出し、演算処理部１０および記憶装置１１に出力する。
　演算処理部１０には、電流検出回路７および電圧検出回路９出力が入力され、電動機５の電圧および電流の解析により逆相電流、電圧不平衡率などを算出して、電動機稼働中の巻線短絡を判定して検出を行う。
　図７は、実施の形態２に係る電動機の診断装置における演算処理部１０の概要を示す構成図である。演算処理部１０は、電流電圧変換部２０ａ、初期解析部３０、判定部４０、解析部５０、異常判定部６０を備える。
　電流電圧変換部２０ａは、実効値算出部２１、逆相電流算出部２２および電圧不平衡率算出部２３を備え、電流検出回路７で検出した三相の電流から、対称座標変換処理によって実施の形態１で述べた式（１）により、逆相電流Ｉsnを算出する。
　電圧不平衡率算出部２３は、各相の相電圧もしくは線間電圧を用いて電圧不平衡率Ｖunbalを算出する。電圧不平衡率Ｖunbalは、例えば線間電圧から算出する場合、次の式を用いて求める。
　Ｖunbal＝（（各線間電圧と平均電圧との最大差）／平均電圧）×１００％
　即ち　　（Ｖuv－Ｖavg）／Ｖavg×１００％
　　　　　（Ｖvw－Ｖavg）／Ｖavg×１００％
　　　　　（Ｖwu－Ｖavg）／Ｖavg×１００％　　の最大値
　　但し、平均電圧Ｖavg＝（Ｖuv＋Ｖvw＋Ｖwu）／３
　ここで、Ｖuv：ｕ相―ｖ相間の線間電圧、Ｖvw：ｖ相―ｗ相間の線間電圧、Ｖwu：ｗ相―ｕ相間の線間電圧である。
　電圧不平衡率算出部２３において、電圧不平衡率Ｖunbalが１％以下のときのみ逆相電流を算出し、電圧不平衡率が１％を超える場合には、逆相電流を計算しないのが好ましい。なぜなら、電圧不平衡率が大きい場合には負荷トルクの変動によって逆相電流値が変わるため、巻線短絡判定の際に誤検出する可能性が高まるためである。短絡判定するときにも、例えば電圧不平衡率１％以下のときのみと限定することで、巻線短絡判定精度を高めることができる。
　初期解析部３０は、初期逆相電流解析部３１を備える。初期逆相電流解析部３１は、巻線短絡判定をする前に正常時の逆相電流値Ｉsnを解析する。実施の形態１と同様に例えば、１か月分の逆相電流値を算出し、それを平均化した値を初期逆相電流値Ｉsn0とする。
　判定部４０は、運転状態判定部４１および電圧不平衡判定部４２を備える。運転状態判定部４１は、実効値算出部２１で算出された電流および電圧の実効値を基にモータの運転状態を判定する。モータの運転状態の判定のためには、電流および電圧の実効値に限らず電流または電圧の瞬時値による判定あるいは電磁接触器３のオン、オフ信号から判定しても良い。
　電圧不平衡判定部４２は、電圧不平衡率Ｖunbalが予め設定された閾値δ２より大きいか否かを判定する。閾値δ２は上述したように、例えば１％の値を用いる。
　解析部５０は、評価値解析部５１を備え、異常判定部６０の巻線短絡判定部６１での判定のための解析が行われる。評価値解析部５１は、式（８）の評価値Ａ＝｜Ｉsn－Ｉsn0｜の値を算出する。評価値Ａの算出方法は実施の形態１と同様である。
　すなわち、初期逆相電流Ｉsn0を解析することにより、ＩsnとＩsn0のみを計測して、評価値Ａを指標とすれば、巻線短絡発生を検出できることがわかる。
　このとき、電圧不平衡率Ｖunbalは例えば１％以下の場合と限定すると高精度に検出できる。また、電動機５の導入初期は巻線短絡未発生として初期化（逆相アドミタンスＹnを計算）した後、式（８）の評価値Ａを監視することで巻線短絡を判定する。
　異常判定部６０の構成は実施の形態１と同様であり、巻線短絡判定部を備え、評価値解析部５１で計算した評価値Ａに対して、予め設定された閾値δ１を超えたか否かにより、巻線短絡の有無を判定する。
　次に、電動機の診断装置１００を用いて診断する処理工程について図８および図９を用いて説明する。
　図８は、実施の形態２に係る電動機の診断装置を用いた初期逆相電流を解析するフローチャートである。電流検出回路７より電動機５の電流（各相の電流）を取得するとともに電圧検出回路９より電動機５の電圧（線間電圧または相電圧）を取得し（ステップＳ３１）、実効値算出部２１で電流および電圧の実効値を算出する（ステップＳ３２）。電流および電圧の実効値から運転状態判定部４１で電動機５が運転状態か否か判断し、運転状態と判定されれば（ステップＳ３３でＹｅｓ）、電圧不平衡率算出部２３で電圧不平衡率Ｖunbalを算出する（ステップS３４）。
　電圧不平衡率Ｖunbalと予め設定された閾値δ２とを比較し、電圧不平衡率Ｖunbal≦δ２を満たせば（ステップＳ３５でＹｅｓ）、逆相電流算出部２２で逆相電流を算出する（ステップＳ３６）。逆相電流の算出回数が所定回数を超えたか否か判定し、所定回数を超えたと判定されれば（ステップＳ３７でＹｅｓ）、所定回数の逆相電流値を平均化し、初期逆相電流値Ｉsn0とする（ステップＳ３８）この初期逆相電流値Ｉsn0は記憶装置１１に記憶される。逆相電流の算出回数が所定回数に満たない場合（ステップＳ３７でＮｏ）、再度電動機の電流を取得し、所定回数になるまでステップＳ３１からステップＳ３７を繰り返す。
　初期逆相電流値Ｉsn0を算出した後、巻線短絡判定の診断を行う。
　図９は、巻線短絡判定を行うフローチャートである。電流検出回路７より電動機５の電流（各相の電流）を取得するとともに電圧検出回路９より電動機５の電圧（線間電圧または相電圧）を取得し（ステップＳ４１）、実効値算出部２１で電流および電圧の実効値を算出する（ステップＳ４２）。電流値および電圧値の実効値から運転状態判定部４１で電動機５が運転状態か否か判断し、運転状態と判定されれば（ステップＳ４３でＹｅｓ）、電圧不平衡率算出部２３で電圧不平衡率Ｖunbalを算出する（ステップＳ４４）。
　電圧不平衡率Ｖunbalと予め設定された閾値δ２とを比較し、電圧不平衡率Ｖunbal≦δ２を満たせば（ステップＳ４５でＹｅｓ）、逆相電流算出部２２で逆相電流Ｉsnを算出する（ステップＳ４６）。次に、図８のステップＳ３８で算出し、記憶装置１１に記憶されている初期逆相電流Ｉsn0とステップＳ４６で算出した逆相電流Ｉsnとから評価値解析部５１で式（８）の評価値Ａを算出する（ステップＳ４７）。巻線短絡判定部６１で、評価値Ａと予め設定された閾値δ１とを比較し、Ａ≧δ１を満たせば（ステップＳ４８でＹｅｓ）、巻線短絡と判定し、外部へ出力する（ステップＳ４９）。
　ステップＳ４８でＡ＜δ１の場合、再度電動機５の電流（各相の電流）、電圧（線間電圧または相電圧）を取得するステップＳ４１に戻る。
　以上のように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。さらに、電圧不平衡率Ｖunbalが未知のものあるいは大きいと推測されるものについて、電圧不平衡率Ｖunbalを求め、電圧不平衡率Ｖunbalが予め設定した閾値δ２、例えば１％より大の場合は、逆相電流での短絡判定を行わないと規定するため、短絡判定の誤差が抑制される。算出された電圧不平衡率Ｖunbalが予め設定した閾値δ２より小さければ、図８および図９のフローチャートに従って、巻線短絡判定が行われることは言うまでもない。
実施の形態３．
　実施の形態１および２において、初期逆相電流値Ｉsn0は巻線短絡判定を行う前に複数回（所定の回数）繰り返し算出し、平均化することで求めたが、電動機の機種および定格毎に電圧不平衡率と逆相電流との対応テーブルを作成しておくことで、初期逆相電流値Ｉsn0を保有することも可能である。
　図１０は、電圧不平衡率と逆相電流との対応関係をテーブル形式で表わす図である。まず、このテーブルの作成方法について説明する。配列Ｖun(n)の行と電圧不平衡率Ｖunbalの行を準備する。電圧不平衡率Ｖunbalに対し、予め設定した閾値δ２を１％とすると、１０等分された配列Ｖun(0)、Ｖun(1)、Ｖun(2)、・・・・、Ｖun(7)、Ｖun(8)、Ｖun(9)に対応した電圧不平衡率Ｖunbal（％）は、順に０≦Ｖunbal≦０．１、０．１＜Ｖunbal≦０．２、０．２＜Ｖunbal≦０．３、・・・・、０．７＜Ｖunbal≦０．８、０．８＜Ｖunbal≦０．９、０．９＜Ｖunbal≦１．０となる。
　ある機種Ｐで定格Ｑの電動機について、電圧不平衡率を算出し、電圧不平衡率が１％以下の場合に逆相電流を算出する。逆相電流値と電圧不平衡率をセットで記憶させる。そして、一定期間逆相電流と電圧不平衡率を記憶させ、その後電圧不平衡率毎に逆相電流の平均を求め、電圧不平衡率毎の初期逆相電流値を決定する。例えば、電圧不平衡率が０．１５％の時の逆相電流値Ｉsn(1)1は配列Ｖun(1)の逆相電流Ｉsn(1)の欄に格納される。配列Ｖun(1)が所定回数ｍ回算出されると、Ｖun(1)に対応する逆相電流Ｉsn(1)のｍ個の値を平均化し、Ｉsn0(1)とする。同様に１０分割された配列Ｖun(n)に対応する初期逆相電流Ｉsn0(n)を求めデーブルとする。
　機種Ｐで定格Ｑの電動機について巻線短絡判定を行う場合には、例えば、図９のフローチャートに従い、ステップＳ４４において電圧不平衡率を算出する。算出した電圧不平衡率に対応する初期逆相電流値を記憶装置１１に格納されたテーブルから読み出す。この読み出された初期逆相電流値とステップＳ４６で算出された逆相電流を用い、ステップＳ４７で評価値Ａ＝｜Ｉsn－Ｉsn0｜の値を算出し、巻線短絡判定を行う。
　また、上述の図１０に示される電圧不平衡率と逆相電流との対応関係のテーブル作成時に電圧不平衡率を取得した電動機あるいはそれを用いたコントロールセンタの系、あるいは電圧不平衡率が既知の系においては、初期逆相電流値を算出することなく電動機の機種および定格、電圧不平衡率からこのテーブルの値を用いることが可能である。
　以上のように、実施の形態３によれば、巻線短絡判定前に、初期逆相電流値を算出することなく、巻線短絡判定を行うことが可能となる。
　本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
　従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
　１：主回路、　２：配線用遮断器、　３：電磁接触器、　４：計器用変成器、　５：電動機、　６：機械設備、　７：電流検出回路、　８：計器用変圧器、　９：電圧検出回路、　１０：演算処理部、　１１：記憶装置、　１２：設定回路、　１３：表示部、　１４：駆動回路、　１５：外部出力部、　１６：通信回路、　２０：電流変換部、　２０ａ：電流電圧変換部、　２１：実効値算出部、　２２：逆相電流算出部、　２３：電圧不平衡率算出部、　３０：初期解析部、　 ３１：初期逆相電流解析部、　４０：判定部、　４１：運転状態判定部、　４２：電圧不平衡判定部、　５０：解析部、　５１：評価値解析部、　６０：異常判定部、　６１：巻線短絡判定部、　１００：電動機の診断装置、　２００：監視装置。

Claims (4)

  1. 　電動機の電流を検出する電流検出回路と、前記電流検出回路の出力が入力され前記電動機の巻線短絡異常を判定する演算処理部と、を備えた電動機の診断装置であって、
    前記演算処理部は、
    　前記電動機の電流から実効値を算出して運転状態を判定する運転状態判定部と、
    　正常時の初期逆相電流を解析する初期逆相電流解析部と、
    　運転時の前記電動機の電流から算出された逆相電流と前記解析された初期逆相電流との差分により巻線短絡の評価値を算出し、前記評価値と設定された閾値との比較によって電動機の巻線短絡を判定する巻線短絡判定部と、を備えた電動機の診断装置。
  2. 　前記電動機の電圧を検出する電圧検出回路をさらに備え、
    前記演算処理部は、
    　前記電動機の電流および電圧から実効値を算出して運転状態を判定する運転状態判定部と、
    　前記電動機の電圧から電圧不平衡率を算出し、算出された前記電圧不平衡率と設定された閾値とを比較し巻線短絡判定を行うか判定する電圧不平衡率判定部と、
    　前記電圧不平衡率判定部で巻線短絡判定を行うと判定された場合、正常時の初期逆相電流を解析する初期逆相電流解析部と、
    　前記電圧不平衡率判定部で巻線短絡判定を行うと判定された場合、運転時の前記電動機の電流から算出された逆相電流と前記解析された初期逆相電流との差分により巻線短絡の評価値を算出し、前記評価値と設定された閾値との比較によって電動機の巻線短絡を判定する巻線短絡判定部と、を備えた請求項１に記載の電動機の診断装置。
  3. 　予め電動機の機種および定格毎に所定の電圧不平衡率範囲毎の逆相電流を取得し、取得された複数の逆相電流を平均化して電圧不平衡率範囲毎の初期逆相電流値としたテーブルを格納する記憶装置を備え、
    　前記初期逆相電流解析部は、前記記憶装置から前記電動機の機種および定格毎に作成された所定範囲毎の電圧不平衡率の初期逆相電流値としたテーブルを読み出して、予め所得した前記電動機の電圧不平衡率に対応する初期逆相電流の値とすることを特徴とする請求項１に記載の電動機の診断装置。
  4. 　予め電動機の機種および定格毎に所定の電圧不平衡率範囲毎の逆相電流を取得し、取得された複数の逆相電流を平均化して電圧不平衡率範囲毎の初期逆相電流値としたテーブルを格納する記憶装置を備え、
    　前記初期逆相電流解析部は、前記電圧不平衡率判定部で巻線短絡判定を行うと判定された場合、前記記憶装置から前記電動機の機種および定格毎に作成された所定範囲毎の電圧不平衡率の初期逆相電流値としたテーブルを読み出して、前記算出された電圧不平衡率に対応する初期逆相電流の値とすることを特徴とする請求項２に記載の電動機の診断装置。
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