[go: up one dir, main page]

JP6481638B2 - Preventive maintenance device for motor drive system - Google Patents

Preventive maintenance device for motor drive system Download PDF

Info

Publication number
JP6481638B2
JP6481638B2 JP2016031972A JP2016031972A JP6481638B2 JP 6481638 B2 JP6481638 B2 JP 6481638B2 JP 2016031972 A JP2016031972 A JP 2016031972A JP 2016031972 A JP2016031972 A JP 2016031972A JP 6481638 B2 JP6481638 B2 JP 6481638B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric motor
monitoring target
actual measurement
data
drive system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016031972A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017153208A (en
Inventor
翔吾 前田
翔吾 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp filed Critical Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority to JP2016031972A priority Critical patent/JP6481638B2/en
Publication of JP2017153208A publication Critical patent/JP2017153208A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6481638B2 publication Critical patent/JP6481638B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

この発明は、電動機駆動システムの予防保全装置に関するものである。   The present invention relates to a preventive maintenance device for an electric motor drive system.

保全には事後保全と予防保全がある。事後保全は、製品が故障してから修理する方法である。予防保全は、故障する前に異常を検知し、事前に設備の点検・交換・保守を行う方法である。   There are ex-post maintenance and preventive maintenance. Subsequent maintenance is a method of repairing a product after it has failed. Preventive maintenance is a method of detecting an abnormality before failure and inspecting, exchanging, and maintaining the equipment in advance.

電動機駆動システム(電動機やドライブ装置を含むシステム)は、故障してしまうと修理あるいは交換している間、操業停止を余儀なくされる。また、復旧のための多大な費用がかかり、多大な損失が発生してしまう。しかし、従来の保全においては、監視対象データに対して、故障の基準となる閾値と、警報を発する基準となる閾値を設定し、データの値がその閾値に達した後に処置を施すことが多かった。   When a motor drive system (a system including an electric motor and a drive device) breaks down, it is forced to stop operation while it is repaired or replaced. In addition, a great amount of cost is required for restoration, and a great loss occurs. However, in conventional maintenance, a threshold value that is a criterion for failure and a threshold value that is a criterion for issuing an alarm are set for monitored data, and measures are often taken after the data value reaches the threshold value. It was.

保全に関する先行事例として、特許文献1には、電力変換装置において、予め設定された電力変換装置内部の温度設定値と、冷却フィン上に設けた温度検出器の検出温度と、電力変換装置筐体内部に設けた温度検出器の検出温度と、電流検出器の検出値とから、電力変換装置の温度過熱の要因判別を行うことが開示されている。この文献によれば、電力変換装置の異常過熱の要因を容易に判別することができ、何を対策あるいは交換すればよいかの判断が可能となる。   As a precedent example related to maintenance, Patent Document 1 discloses that in a power conversion device, a preset temperature setting value inside the power conversion device, a temperature detected by a temperature detector provided on a cooling fin, and a power conversion device housing It is disclosed that the cause of temperature overheating of the power converter is determined from the detected temperature of the temperature detector provided inside and the detected value of the current detector. According to this document, it is possible to easily determine the cause of abnormal overheating of the power conversion device, and it is possible to determine what to take or replace.

また、特許文献2には、電子式制御装置において、装置の停止時に電力用半導体素子のダイアタッチ材の熱伝導特性を計測することにより、材料内部の疲労破壊進展の程度を、短いパルス給電を行って瞬間加熱した後に放冷させて非破壊で検出・観察・測定することで、装置の余寿命診断を行うことが開示されている。   Further, in Patent Document 2, in an electronic control device, when the device is stopped, the thermal conduction characteristics of the die attach material of the power semiconductor element are measured, so that the degree of progress of fatigue fracture inside the material is reduced by a short pulse power supply. It is disclosed that the remaining life of the device is diagnosed by performing instantaneous heating and then allowing to cool and detecting, observing and measuring in a nondestructive manner.

特開2014−132829号公報JP 2014-132929 A 国際公開第2011/151973号International Publication No. 2011/151973

しかしながら、上述した従来の保全のように、監視対象データに対して、故障の基準となる閾値と、警報を発する基準となる閾値を設定して装置の異常を判定するには、閾値を予め設定する必要があるが、機器の個体差や周囲条件の違いがあるため、適切な閾値を予め設定することは困難である。   However, as in the conventional maintenance described above, a threshold value is set in advance in order to determine an abnormality of a device by setting a threshold value that is a criterion for failure and a threshold value that is a criterion for issuing an alarm for monitoring target data. However, it is difficult to set an appropriate threshold value in advance because there are individual differences between devices and ambient conditions.

また、特許文献1に記載されている技術は、盤内の異常過熱を分析するという事後保全に関する技術である。電動機駆動システムは故障により停止をすると、プラントの操業において多大な損失をもたらす。そのため、電動機駆動システムの保全では、故障や異常の予兆を探知して保全を行う予防保全が重要である。   Moreover, the technique described in Patent Document 1 is a technique related to post-maintenance that analyzes abnormal overheating in the panel. If the motor drive system is stopped due to a failure, it causes a great loss in the operation of the plant. Therefore, in the maintenance of the electric motor drive system, preventive maintenance that detects a sign of failure or abnormality and performs maintenance is important.

また、特許文献2に記載されている技術は、発熱感熱デバイスを用いて半導体素子の疲労破壊進展の程度を検出するために、発熱感熱デバイスに電圧を印加して発熱させる必要があるため、装置の停止時に行う予防保全技術である。そのため、電動機駆動システムの運転中の予防保全には適用できない。   In addition, since the technique described in Patent Document 2 needs to generate a heat by applying a voltage to the heat-generating thermal device in order to detect the degree of progress of fatigue breakdown of the semiconductor element using the heat-generating thermal device, This is preventive maintenance technology that is performed when the vehicle is stopped. Therefore, it cannot be applied to preventive maintenance during operation of the motor drive system.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、機器の個体差や周囲条件の違いに依らないで、運転中の予防保全を実施できる電動機駆動システムの予防保全装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a preventive maintenance device for an electric motor drive system capable of performing preventive maintenance during operation without depending on individual differences of devices or ambient conditions. The purpose is to do.

この発明は、上記の目的を達成するため、電動機駆動システムの予防保全装置であって、
電動機駆動システムの運転状態における実測データを取得する実測データ取得部と、
実測データのうち異常監視の対象である監視対象データと該監視対象データ以外の監視対象関連データとの関係を未知のパラメータを用いて定義した予測演算式に、学習期間中に前記実測データ取得部により取得された複数の実測データを当てはめて前記未知のパラメータの値を推定するモデル学習部と、
前記学習期間後において、前記実測データ取得部により取得された学習期間後実測データ中の監視対象関連データを前記予測演算式に代入して、監視対象データの予測値を算出する予測演算部と、
前記学習期間後実測データ中の監視対象データと前記予測値との比較値に基づいて、前記電動機駆動システムの運転中の異常傾向を判定する異常傾向判定部と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is a preventive maintenance device for an electric motor drive system,
An actual measurement data acquisition unit for acquiring actual measurement data in the operating state of the motor drive system;
Among the measured data, the measured data acquisition unit is used during the learning period in the prediction formula that defines the relationship between the monitoring target data that is the target of abnormality monitoring and the monitoring target related data other than the monitoring target data using unknown parameters. A model learning unit that estimates a value of the unknown parameter by applying a plurality of actual measurement data acquired by
After the learning period, by substituting monitoring target related data in the actual measurement data after the learning period acquired by the actual measurement data acquisition unit into the prediction calculation formula, a prediction calculation unit that calculates a predicted value of the monitoring target data;
And an abnormal tendency determination unit that determines an abnormal tendency during operation of the electric motor drive system based on a comparison value between the monitoring target data in the measured data after the learning period and the predicted value.

この発明によれば、学習期間中に取得した多数の実測データに基づいて予測演算式の未知のパラメータの値を推定できる。そのため、機器の個体差や周囲条件の違いに対応した予測演算式を同定できる。そのため、機器の個体差や周囲条件の違いに依らない予防保全装置を実現できる。   According to the present invention, it is possible to estimate the value of an unknown parameter of a prediction calculation formula based on a large number of actually measured data acquired during a learning period. Therefore, it is possible to identify a prediction calculation formula corresponding to individual differences between devices and ambient conditions. Therefore, it is possible to realize a preventive maintenance device that does not depend on individual differences between devices or ambient conditions.

また、この発明によれば、学習期間後において、運転中の電動機駆動システムから取得した監視対象データの実測値と、取得した監視対象関連データの実測値を予測演算式に代入して算出した監視対象データの予測値との比較値に基づいて、運転中の異常傾向を判定できる。ここで、監視対象データの実測値と予測値の間に所定の偏差が生じることが、直接的に電動機駆動システムの異常を示すものではないが、システムが異常傾向にあることを示す指標ではある。よって、システムの異常の傾向を監視することで、運転中の予防保全を実施できる。   Further, according to the present invention, after the learning period, the monitoring value calculated by substituting the actual measurement value of the monitoring target data acquired from the motor drive system during operation and the actual measurement value of the acquired monitoring target related data into the prediction calculation formula Based on the comparison value with the predicted value of the target data, the abnormal tendency during driving can be determined. Here, the occurrence of a predetermined deviation between the actually measured value and the predicted value of the monitoring target data does not directly indicate an abnormality of the electric motor drive system, but is an index indicating that the system tends to be abnormal. . Therefore, it is possible to carry out preventive maintenance during operation by monitoring the tendency of system abnormalities.

本発明の実施の形態1に係る電動機駆動システムの概念構成図である。1 is a conceptual configuration diagram of an electric motor drive system according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る予防保全装置5の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the preventive maintenance apparatus 5 which concerns on Embodiment 1 of this invention. 予防保全装置5が実行する処理ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the processing routine which the preventive maintenance apparatus 5 performs.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係る電動機駆動システムの概念構成図である。図1に示す電動機駆動システムは、ドライブ装置1と電動機2を備える。
Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of an electric motor drive system according to Embodiment 1 of the present invention. The electric motor drive system shown in FIG. 1 includes a drive device 1 and an electric motor 2.

ドライブ装置1は、電動機2へ電気エネルギーを供給するインバータ装置である。ドライブ装置1には、盤内の温度に応じた信号を出力するセンサ11が取り付けられている。好ましくは、ドライブ装置1には、装置の制御に用いられる半導体素子の温度に応じた信号を出力可能なセンサ12も取り付けられている。   The drive device 1 is an inverter device that supplies electric energy to the electric motor 2. A sensor 11 for outputting a signal corresponding to the temperature in the panel is attached to the drive device 1. Preferably, the drive device 1 is also provided with a sensor 12 capable of outputting a signal corresponding to the temperature of the semiconductor element used for controlling the device.

ドライブ冷却装置3は、ドライブ装置1の制御に用いられる半導体素子を冷却する。ドライブ冷却装置3には、冷却液の温度に応じた信号を出力するセンサ31、冷却液の単位時間当たりの流量に応じた信号を出力するセンサ32が取り付けられている。   The drive cooling device 3 cools a semiconductor element used for controlling the drive device 1. A sensor 31 that outputs a signal corresponding to the temperature of the coolant and a sensor 32 that outputs a signal corresponding to the flow rate of the coolant per unit time are attached to the drive cooling device 3.

電動機2はドライブ装置1に電気的に接続する。電動機2は、ドライブ装置1から供給された電気エネルギーを力学的エネルギーに変換して回転軸を回転させる。電動機2には、電動機2の巻線の温度に応じた信号を出力するセンサ21、電動機2に流れる電流に応じた信号を出力するセンサ22が取り付けられている。   The electric motor 2 is electrically connected to the drive device 1. The electric motor 2 converts the electric energy supplied from the drive device 1 into mechanical energy and rotates the rotating shaft. A sensor 21 that outputs a signal according to the temperature of the winding of the motor 2 and a sensor 22 that outputs a signal according to the current flowing through the motor 2 are attached to the motor 2.

電動機冷却装置4は、損失により発生した電動機2の熱を冷却する。電動機冷却装置4は、冷却液の温度の応じた信号を出力するセンサ41、冷却液の単位時間当たりの流量に応じた信号を出力するセンサ42、冷却液を風冷する通路の入側温度に応じた信号を出力するセンサ43、通路の出側温度に応じた信号を出力するセンサ44が取り付けられている。   The electric motor cooling device 4 cools the heat of the electric motor 2 generated due to the loss. The motor cooling device 4 includes a sensor 41 that outputs a signal according to the temperature of the coolant, a sensor 42 that outputs a signal according to the flow rate of the coolant per unit time, and an inlet side temperature of a passage for cooling the coolant with air. A sensor 43 that outputs a corresponding signal and a sensor 44 that outputs a signal corresponding to the outlet side temperature of the passage are attached.

予防保全装置5は、図1に示す各種センサ11、12、21、22、31、32、41〜44に接続されている。予防保全装置5は、これらのセンサが出力する信号を周期的に取得する。以下、図2、図3を参照して予防保全装置5の機能および動作について説明する。   The preventive maintenance device 5 is connected to various sensors 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41 to 44 shown in FIG. The preventive maintenance device 5 periodically acquires signals output from these sensors. Hereinafter, functions and operations of the preventive maintenance apparatus 5 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図2は、本発明の実施の形態1に係る予防保全装置5の機能ブロック図である。予防保全装置5は、プロセッサおよびメモリを備える汎用コンピュータである。図2に示す各部の機能は、メモリに記憶されたプログラムがプロセッサにより実行されることにより実現される。   FIG. 2 is a functional block diagram of the preventive maintenance device 5 according to Embodiment 1 of the present invention. The preventive maintenance device 5 is a general-purpose computer including a processor and a memory. The function of each unit shown in FIG. 2 is realized by a program stored in a memory being executed by a processor.

実測データ取得部51は、図1に示す各種センサ11、12、21、22、31、32、41〜44から出力された信号を周期的に入力する。実測データ取得部51は、周期的に入力された各種信号から実測データ(操業データ)を算出して取得する。実測データは、例えば周囲温度、電流RMS、冷却液の温度・流量などを含む。具体的には、実測データ取得部51は、ドライブ装置1について、センサ11の信号から盤内の温度(ドライブ装置1の周囲温度)、センサ12の信号から半導体素子の温度、センサ31の信号から冷却液の温度、センサ32の信号から冷却液の流量を算出する。また、実測データ取得部51は、電動機2について、センサ21の信号から巻線の温度、センサ22の信号から電流の実効値(RMS)、センサ41の信号から冷却液の温度、センサ42の信号から冷却液の流量、センサ43とセンサ44との偏差から電動機2の周囲温度を算出する。   The actual measurement data acquisition unit 51 periodically inputs signals output from the various sensors 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41 to 44 shown in FIG. The actual measurement data acquisition unit 51 calculates and acquires actual measurement data (operation data) from various signals periodically input. The actual measurement data includes, for example, ambient temperature, current RMS, temperature / flow rate of the coolant, and the like. Specifically, for the drive device 1, the actual measurement data acquisition unit 51 determines the temperature in the panel from the signal of the sensor 11 (ambient temperature of the drive device 1), the temperature of the semiconductor element from the signal of the sensor 12, and the signal of the sensor 31. The coolant flow rate is calculated from the coolant temperature and the sensor 32 signal. In addition, the actual measurement data acquisition unit 51 determines the winding temperature from the signal from the sensor 21, the effective current value (RMS) from the signal from the sensor 22, the coolant temperature from the signal from the sensor 41, and the signal from the sensor 42. The ambient temperature of the electric motor 2 is calculated from the flow rate of the coolant and the deviation between the sensor 43 and the sensor 44.

実測データ取得部51は、実測データのうち異常監視の対象である監視対象データを、モデル学習部54、異常傾向判定部55へ出力する。また、実測データ取得部51は、実測データのうち監視対象データ以外の監視対象関連データを、予測演算用データとして予測演算部52へ出力する。例えば、監視対象データは、電動機2の巻線の温度である。この場合、監視対象関連データは、電動機2に流れる電流の実効値、電動機2の周囲温度、電動機冷却装置4に流れる冷却液の温度および冷却液の流量である。   The actual measurement data acquisition unit 51 outputs monitoring target data, which is the target of abnormality monitoring, of the actual measurement data to the model learning unit 54 and the abnormal tendency determination unit 55. In addition, the actual measurement data acquisition unit 51 outputs monitoring target related data other than the monitoring target data among the actual measurement data to the prediction calculation unit 52 as prediction calculation data. For example, the monitoring target data is the temperature of the winding of the electric motor 2. In this case, the monitoring target related data includes the effective value of the current flowing through the motor 2, the ambient temperature of the motor 2, the temperature of the coolant flowing through the motor cooling device 4, and the flow rate of the coolant.

予測演算部52は、監視対象データと監視対象関連データとの関係を未知のパラメータを用いて定義した予測演算式を有する。未知のパラメータの値は、モデル学習部54により推定される。予測演算部52は、予測演算用データ(監視対象関連データ)を、推定されたパラメータの値を適用した予測演算式に代入して、監視対象データの予測値を算出する。   The prediction calculation unit 52 has a prediction calculation formula that defines the relationship between the monitoring target data and the monitoring target related data using unknown parameters. The value of the unknown parameter is estimated by the model learning unit 54. The prediction calculation unit 52 substitutes the prediction calculation data (monitoring target related data) into a prediction calculation formula to which the estimated parameter value is applied, and calculates a prediction value of the monitoring target data.

切り替え部53は、予防保全装置5の動作状態を学習モードと予防保全モードとの間で切り替える。切り替えは、オペレータの手動、または、所定の条件成立により実行されるプログラムによる。切り替え部53は、学習モードにおいて、予測演算用データ(監視対象関連データ)をモデル学習部54へ出力し、予防保全モードにおいて、監視対象データの予測値を異常傾向判定部55へ出力する。   The switching unit 53 switches the operation state of the preventive maintenance device 5 between the learning mode and the preventive maintenance mode. The switching is performed manually by the operator or by a program executed when a predetermined condition is established. The switching unit 53 outputs the prediction calculation data (monitoring target related data) to the model learning unit 54 in the learning mode, and outputs the predicted value of the monitoring target data to the abnormal tendency determination unit 55 in the preventive maintenance mode.

モデル学習部54は、学習モードにおいて実行される。モデル学習部54は、予測演算部52と同様に、監視対象データと監視対象関連データとの関係を未知のパラメータを用いて定義した予測演算式を有する。学習期間中に実測データ取得部51により取得された複数の実測データ(監視対象データと監視対象関連データ)を、予測演算式に当てはめて未知のパラメータの値を推定する。学習期間中に取得された多数の実測データを用いて、監視対象データと予測演算式による監視対象データの予測値とを繰り返し比較して、予測演算式を同定する。推定されたパラメータの値は、予測演算部52に出力される。なお、学習期間は、例えば1〜2ヶ月である。   The model learning unit 54 is executed in the learning mode. Similar to the prediction calculation unit 52, the model learning unit 54 has a prediction calculation formula that defines the relationship between monitoring target data and monitoring target related data using unknown parameters. A plurality of actual measurement data (monitoring target data and monitoring target related data) acquired by the actual measurement data acquisition unit 51 during the learning period is applied to a prediction arithmetic expression to estimate an unknown parameter value. Using a large number of actual measurement data acquired during the learning period, the monitoring target data and the predicted value of the monitoring target data based on the prediction calculation formula are repeatedly compared to identify the prediction calculation formula. The estimated parameter value is output to the prediction calculation unit 52. The learning period is, for example, 1 to 2 months.

異常傾向判定部55は、予防保全モードにおいて実行される。異常傾向判定部55は、監視対象データの実測値と、予測演算部52の予測演算式を用いて算出された監視対象データの予測値との比較値に基づいて、電動機駆動システムの運転中の異常傾向を判定する。監視対象データの実測値と予測値の間に所定の偏差が生じることが、直接的にシステムの異常を示すものではないが、システムが異常傾向にあることを示す指標ではある。   The abnormal tendency determination unit 55 is executed in the preventive maintenance mode. The abnormal tendency determination unit 55 is based on a comparison value between the actual measurement value of the monitoring target data and the predicted value of the monitoring target data calculated by using the prediction calculation formula of the prediction calculation unit 52. Determine abnormal trends. The occurrence of a predetermined deviation between the actual measurement value and the predicted value of the monitoring target data does not directly indicate a system abnormality, but is an index indicating that the system tends to be abnormal.

異常傾向表示部56は、異常傾向判定部55における異常傾向の判定結果を画面等に表示する。このように、運転中のシステムの異常傾向を監視することで予防保全が可能となる。   The abnormal trend display unit 56 displays the determination result of the abnormal trend in the abnormal trend determination unit 55 on a screen or the like. As described above, preventive maintenance can be performed by monitoring the abnormal tendency of the system during operation.

次に、図3を参照して予防保全装置5の動作について説明する。図3は、予防保全装置5が実行する処理ルーチンのフローチャートである。   Next, the operation of the preventive maintenance device 5 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart of a processing routine executed by the preventive maintenance device 5.

図3に示すルーチンでは、まず、実測データ取得部51は、電動機駆動システムの運転状態における実測データを取得する(ステップS100)。実測データを取得する周期は、図1に示す各種センサの検出周期と同程度である。   In the routine shown in FIG. 3, first, the actual measurement data acquisition unit 51 acquires actual measurement data in the operating state of the electric motor drive system (step S100). The period for acquiring the actual measurement data is about the same as the detection period of the various sensors shown in FIG.

次に、予防保全装置5は、切り替え部53により設定されている動作状態が学習モードであるか、予防保全モードであるか判定する(ステップS110)。   Next, the preventive maintenance device 5 determines whether the operation state set by the switching unit 53 is the learning mode or the preventive maintenance mode (step S110).

学習モードである場合、モデル学習部54は、実測データのうち異常監視の対象である監視対象データと該監視対象データ以外の監視対象関連データとの関係を未知のパラメータを用いて定義した予測演算式に、学習期間中に実測データ取得部51により取得された実測データを当てはめて未知のパラメータの値を推定する(ステップS120)。所定の学習期間(例えば、1〜2ヶ月)が経過するまでは、ステップS100から再び処理が実行される(ステップS130)。これにより、予測演算式を同定する。推定されたパラメータの値は、予測演算部52の予測演算式に適用される。   In the learning mode, the model learning unit 54 uses the unknown parameter to define the relationship between the monitoring target data that is the target of abnormality monitoring in the measured data and the monitoring target related data other than the monitoring target data. By applying the actual measurement data acquired by the actual measurement data acquisition unit 51 during the learning period to the equation, the value of the unknown parameter is estimated (step S120). Until a predetermined learning period (for example, 1-2 months) elapses, the process is executed again from step S100 (step S130). Thereby, a prediction arithmetic expression is identified. The estimated parameter value is applied to the prediction calculation formula of the prediction calculation unit 52.

所定の学習期間が経過した場合、切り替え部53は、設定されているモードを、学習モードから予防保全モードに切り替える(ステップS140)。その後、ステップS100から再び処理が実行される。   When the predetermined learning period has elapsed, the switching unit 53 switches the set mode from the learning mode to the preventive maintenance mode (step S140). Thereafter, the process is executed again from step S100.

ステップS110において新たな実測データが取得され、ステップS110において、予防保全モードであると判定されると、ステップS150以降の予防保全処理が実行される。   In step S110, new actual measurement data is acquired. If it is determined in step S110 that the preventive maintenance mode is set, preventive maintenance processing in step S150 and subsequent steps is executed.

ステップS150において、予測演算部52は、学習期間後において、実測データ取得部51により取得された学習期間後実測データ中の監視対象関連データを予測演算式に代入して、監視対象データの予測値を算出する。   In step S150, after the learning period, the prediction calculation unit 52 substitutes the monitoring target related data in the post-learning period actual measurement data acquired by the actual measurement data acquisition unit 51 into the prediction arithmetic expression, and predicts the monitoring target data. Is calculated.

ステップS160において、異常傾向判定部55は、学習期間後実測データ中の監視対象データの実測値とステップS150において算出された予測値との比較値に基づいて、電動機駆動システムの運転中の異常傾向を判定する。   In step S160, the abnormal tendency determination unit 55 determines the abnormal tendency during the operation of the motor drive system based on the comparison value between the measured value of the monitoring target data in the measured data after the learning period and the predicted value calculated in step S150. Determine.

ステップS170において、異常傾向表示部56は、異常傾向判定部55における異常傾向の判定結果を画面等に表示する。   In step S170, the abnormal tendency display unit 56 displays the determination result of the abnormal tendency in the abnormal tendency determination unit 55 on a screen or the like.

以上説明したように、図3に示すルーチンによれば、学習モードにおいて、学習期間中に取得した多数の実測データに基づいて予測演算式を同定することができる。そのため、機器の個体差や周囲条件の違いに依らない予防保全装置を実現できる。また、その後の予防保全モードにおいて、運転中の電動機駆動システムから取得した実測データのうち、監視対象データの実測値と、監視対象関連データの実測値を同定した予測演算式に代入して算出した監視対象データの予測値との比較値に基づいて、運転中の異常傾向を判定できる。ここで、監視対象データの実測値と予測値の間に所定の偏差が生じることが、直接的に電動機駆動システムの異常を示すものではないが、システムが異常傾向にあることを示す指標ではある。よって、システムの異常(例えば冷却系統の異常など)の傾向を監視することで、運転中の予防保全を実施できる。   As described above, according to the routine shown in FIG. 3, in the learning mode, it is possible to identify the prediction calculation formula based on a large number of actually measured data acquired during the learning period. Therefore, it is possible to realize a preventive maintenance device that does not depend on individual differences between devices or ambient conditions. Further, in the subsequent preventive maintenance mode, among the actual measurement data acquired from the motor drive system during operation, the actual measurement value of the monitoring target data and the actual measurement value of the monitoring target related data were substituted into the identified prediction calculation formula and calculated. Based on the comparison value with the predicted value of the monitoring target data, the abnormal tendency during driving can be determined. Here, the occurrence of a predetermined deviation between the actually measured value and the predicted value of the monitoring target data does not directly indicate an abnormality of the electric motor drive system, but is an index indicating that the system tends to be abnormal. . Therefore, it is possible to implement preventive maintenance during operation by monitoring the tendency of system abnormalities (for example, abnormalities in the cooling system, etc.).

(変形例)
ところで、上述した実施の形態1の予防保全装置5においては、予測演算式により算出する監視対象データとして、電動機2の巻線の温度を例に挙げて説明したが、予測演算式はこれに限定されるものではない。例えば、予測演算式により算出する監視対象データとして、ドライブ装置1のインバータを制御する半導体素子の温度を採用してもよい。この場合、図1に示すようにドライブ装置1には、半導体素子の温度に応じた信号を出力するセンサ12が取り付けられる。ステップS120およびステップS150において用いられる監視対象関連データは、電動機2に流れる電流の実効値、ドライブ装置1の周囲温度、ドライブ冷却装置3に流れる冷却液の温度および冷却液の流量である。なお、監視対象データとして、電動機2の巻線の温度と、ドライブ装置1のインバータを制御する半導体素子の温度の両方を採用してもよい。
(Modification)
By the way, in the preventive maintenance device 5 of the first embodiment described above, the temperature of the winding of the electric motor 2 has been described as an example of the monitoring target data calculated by the prediction calculation formula, but the prediction calculation formula is limited to this. Is not to be done. For example, the temperature of the semiconductor element that controls the inverter of the drive device 1 may be adopted as the monitoring target data calculated by the prediction calculation formula. In this case, as shown in FIG. 1, a sensor 12 that outputs a signal corresponding to the temperature of the semiconductor element is attached to the drive device 1. The monitoring target related data used in Step S120 and Step S150 are the effective value of the current flowing through the electric motor 2, the ambient temperature of the drive device 1, the temperature of the coolant flowing through the drive cooling device 3, and the flow rate of the coolant. Note that both the temperature of the winding of the electric motor 2 and the temperature of the semiconductor element that controls the inverter of the drive device 1 may be adopted as the monitoring target data.

1 ドライブ装置
2 電動機
3 ドライブ冷却装置
4 電動機冷却装置
5 予防保全装置
11、12、21、22、31、32、41、42、43、44 センサ
51 実測データ取得部
52 予測演算部
53 切り替え部
54 モデル学習部
55 異常傾向判定部
56 異常傾向表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive apparatus 2 Electric motor 3 Drive cooling apparatus 4 Electric motor cooling apparatus 5 Preventive maintenance apparatus 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42, 43, 44 Sensor 51 Actual measurement data acquisition part 52 Prediction calculation part 53 Switching part 54 Model learning unit 55 Abnormal trend determination unit 56 Abnormal trend display unit

Claims (3)

電動機駆動システムの運転状態における実測データを取得する実測データ取得部と、
実測データのうち異常監視の対象である監視対象データと該監視対象データ以外の監視対象関連データとの関係を未知のパラメータを用いて定義した予測演算式に、学習期間中に前記実測データ取得部により取得された複数の実測データを当てはめて前記未知のパラメータの値を推定するモデル学習部と、
前記学習期間後において、前記実測データ取得部により取得された学習期間後実測データ中の監視対象関連データを前記予測演算式に代入して、監視対象データの予測値を算出する予測演算部と、
前記学習期間後実測データ中の監視対象データと前記予測値との比較値に基づいて、前記電動機駆動システムの運転中の異常傾向を判定する異常傾向判定部と、
を備えることを特徴とする電動機駆動システムの予防保全装置。
An actual measurement data acquisition unit for acquiring actual measurement data in the operating state of the electric motor drive system;
Among the measured data, the measured data acquisition unit is used during the learning period in the prediction formula that defines the relationship between the monitoring target data that is the target of abnormality monitoring and the monitoring target related data other than the monitoring target data using unknown parameters. A model learning unit that estimates a value of the unknown parameter by applying a plurality of actual measurement data acquired by
After the learning period, by substituting monitoring target related data in the actual measurement data after the learning period acquired by the actual measurement data acquisition unit into the prediction calculation formula, a prediction calculation unit that calculates a predicted value of the monitoring target data;
An abnormal tendency determination unit that determines an abnormal tendency during operation of the electric motor drive system based on a comparison value between the monitoring target data in the actual measurement data after the learning period and the predicted value;
A preventive maintenance device for an electric motor drive system.
前記電動機駆動システムは、電動機と該電動機を冷却する電動機冷却装置とを含み、
前記監視対象データは、前記電動機の巻線の温度を含み、
前記監視対象関連データは、前記電動機に流れる電流の実効値、前記電動機の周囲温度、前記電動機冷却装置に流れる冷却液の温度および冷却液の流量を含むこと、
を特徴とする請求項1に記載の電動機駆動システムの予防保全装置。
The electric motor drive system includes an electric motor and an electric motor cooling device that cools the electric motor,
The monitoring target data includes the temperature of the winding of the electric motor,
The monitoring target related data includes an effective value of a current flowing through the motor, an ambient temperature of the motor, a temperature of a coolant flowing through the motor cooling device, and a flow rate of the coolant.
The preventive maintenance device for an electric motor drive system according to claim 1.
前記電動機駆動システムは、電動機に電気エネルギーを供給するドライブ装置と該ドライブ装置を冷却するドライブ冷却装置とを含み、
前記監視対象データは、前記ドライブ装置を制御する半導体素子の温度を含み、
前記監視対象関連データは、前記電動機に流れる電流の実効値、前記ドライブ装置の周囲温度、前記ドライブ冷却装置に流れる冷却液の温度および冷却液の流量を含むこと、
を特徴とする請求項1又は2に記載の電動機駆動システムの予防保全装置。
The electric motor drive system includes a drive device that supplies electric energy to the electric motor and a drive cooling device that cools the drive device,
The monitoring target data includes a temperature of a semiconductor element that controls the drive device,
The monitoring target related data includes an effective value of a current flowing through the electric motor, an ambient temperature of the drive device, a temperature of a coolant flowing through the drive cooling device, and a flow rate of the coolant,
The preventive maintenance device for an electric motor drive system according to claim 1 or 2.
JP2016031972A 2016-02-23 2016-02-23 Preventive maintenance device for motor drive system Active JP6481638B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016031972A JP6481638B2 (en) 2016-02-23 2016-02-23 Preventive maintenance device for motor drive system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016031972A JP6481638B2 (en) 2016-02-23 2016-02-23 Preventive maintenance device for motor drive system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017153208A JP2017153208A (en) 2017-08-31
JP6481638B2 true JP6481638B2 (en) 2019-03-13

Family

ID=59739246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016031972A Active JP6481638B2 (en) 2016-02-23 2016-02-23 Preventive maintenance device for motor drive system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6481638B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7270322B2 (en) * 2019-08-06 2023-05-10 東芝三菱電機産業システム株式会社 data estimation controller
KR102223370B1 (en) * 2020-10-15 2021-03-05 주식회사 아이팔 Apparatus for prevention of disaster of electric power equipment

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61173692A (en) * 1985-01-25 1986-08-05 Toshiba Corp Malfunction monitor
JP2006238552A (en) * 2005-02-23 2006-09-07 Toyota Motor Corp Control device and control method for electrical equipment
JP2015130769A (en) * 2014-01-08 2015-07-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 Motor system controller

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017153208A (en) 2017-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11917730B2 (en) Integrated device and method for enhancing heater life and performance
EP1983640B1 (en) Power conversion apparatus and method of estimating power cycle life
TWI569120B (en) A monitoring device, a monitoring method, a program and a recording medium thereof
JP2008172938A (en) Abnormality diagnosing equipment for cooler
EP2778822A2 (en) A method to implement drive diagnostics and prognostics automatically
JP6537714B2 (en) Air conditioner
JP6174626B2 (en) Motor driving apparatus and method capable of notifying flow abnormality of fluid flowing in heat sink
CN107710088B (en) Device for monitoring cooling structure of device
TW201038142A (en) Plasma Processing System
CN104901607A (en) Numerical control device provided with heat radiation characteristic estimation part
JP2002101668A (en) Life time estimation method of semiconductor power converter and semiconductor power converter
US20150219109A1 (en) Electronic apparatus with fan motor
JP6481638B2 (en) Preventive maintenance device for motor drive system
JP6800072B2 (en) Deterioration diagnosis method
WO2017041755A1 (en) Fan monitoring method and monitoring apparatus for frame circuit breaker
JP2001205450A (en) Welding equipment
JP2009254104A (en) Conductor monitor for power receiving and distributing equipment
JP2012067611A (en) Fan inspection device, blower, device with fan, and fan failure predicting method
JP6658462B2 (en) Plant equipment deterioration diagnosis device
TWI702507B (en) Method for predicting the life of solder joints and method for predicting the life of solder joints
JP2006189990A (en) Control device operating method and control device
CN216315123U (en) Baking device and baking system
JP7577476B2 (en) Robot system and method for predicting life span of regenerative resistor
KR101887030B1 (en) Apparatus for controlling cooling fan of vehicle
JP4538730B2 (en) Motor control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180301

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190115

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6481638

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250