專利名稱：電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置及電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在軋制設(shè)備中使用的電動機(jī)的預(yù)防保養(yǎng)裝置及其預(yù)防保養(yǎng)方 法。
背景技術(shù)：
在軋制設(shè)備、例如熱軋設(shè)備中，利用軋機(jī)對加熱后的鐵、不銹鋼、鋁等板坯 (slab ；金屬片)進(jìn)行軋制，從而加工成厚度為幾mm至幾十mm的具有所要的板寬的金屬板產(chǎn)品。
在軋制設(shè)備中使用同步電動機(jī)等大型電動機(jī)，在多年的運(yùn)轉(zhuǎn)中，可能會由于 熱、機(jī)械、電方面的應(yīng)力所導(dǎo)致的絕緣性能的下降而引起絕緣破壞事故，以及由于軸承 磨損等而引起機(jī)械方面的損傷事故等。在具有多臺大型電動機(jī)的軋制設(shè)備中，若一旦電 動機(jī)發(fā)生故障事故，則需要花費(fèi)大量的時間和費(fèi)用對其進(jìn)行修理和更換。而且，對于監(jiān) 視保養(yǎng)的要求也日益提高，要求在維持設(shè)備的可靠性的同時還要降低保養(yǎng)成本，并且還 要求能自動掌握設(shè)備的性能。因此，除了每隔幾年停止軋制設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)以進(jìn)行絕緣診斷 等的定期檢查之外，還由用戶定期地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)過程中巡回檢查等的預(yù)防保養(yǎng)活動。
另一方面，近年來的傳感器技術(shù)、信息處理、傳輸技術(shù)、診斷技術(shù)的進(jìn)步非常 顯著，以這些技術(shù)為背景，逐漸開發(fā)出各種電動機(jī)用的異常、劣化、剩余壽命診斷系 統(tǒng)，并已實(shí)用化(參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2)。
專利文獻(xiàn)1 日本國專利特開2009-116420號公報
專利文獻(xiàn)2 日本國專利特開2001-289738號公報
然而，即使進(jìn)行上述那樣的檢查、診斷，有時也會突然發(fā)生重大的事故。例 如，有時還會發(fā)生集電環(huán)(collectorring)燒毀、主機(jī)同步電動機(jī)的短路環(huán)變形、損壞等不 佳的情況。若軋機(jī)驅(qū)動用電動機(jī)發(fā)生事故和不佳的情況，則有時也不得不長時間使軋制 設(shè)備的生產(chǎn)線停產(chǎn)。
即使廠商推薦定期檢查，但有時用戶也不執(zhí)行。因此，以軋制設(shè)備的電動機(jī)作 為對象來進(jìn)行故障查找、預(yù)防保養(yǎng)的要求日益提高。
目前，一般來講，軋制設(shè)備的電動機(jī)的維護(hù)檢查多限定于生產(chǎn)線停產(chǎn)日的有限 的時間內(nèi)。然而，由于電動機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了查明劣化部分和維護(hù)檢查，需要長時間 使生產(chǎn)線停產(chǎn)、以及較多的費(fèi)用，有時還無法完成充分的維護(hù)檢查，從而會發(fā)生突發(fā)性 的設(shè)備故障和不佳的情況，致使設(shè)備停止。因此，要求如下技術(shù)可準(zhǔn)確地掌握劣化狀 況，縮小維護(hù)檢查點(diǎn)，從而進(jìn)行高效的維護(hù)檢查。
迄今為止關(guān)于電動機(jī)診斷也已開發(fā)出多種技術(shù)，目前的電動機(jī)的診斷系統(tǒng)的檢 查對象，例如可舉出軸承振動值(加速度、速度、位置)、聲音、溫度、絕緣等。作為 判斷基準(zhǔn)，設(shè)定注意值、危險值等閾值，以評估設(shè)備狀態(tài)。然而，實(shí)際上，由于電動機(jī) 的使用條件、用途、環(huán)境、運(yùn)轉(zhuǎn)狀況(負(fù)載、轉(zhuǎn)速等的變化)、使用年數(shù)等因不同情況而 異，因此難以進(jìn)行統(tǒng)一的評估。重要的是，要長時間監(jiān)視通過定期維護(hù)檢查等而得到的各種條件，提取表示各臺電動機(jī)性能劣化的指標(biāo)，從而準(zhǔn)確、綜合地掌握性能。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是根據(jù)上述情況而完成的，其目的在于，可綜合地掌握軋制設(shè)備的電動 機(jī)的異常、劣化狀況并可進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)防保養(yǎng)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置是軋制設(shè)備的電動機(jī) 預(yù)防保養(yǎng)裝置，該軋制設(shè)備具有交流電動機(jī)、包括整流器及逆變器且驅(qū)動所述交流電動 機(jī)的電動機(jī)驅(qū)動裝置、及控制軋制裝置的設(shè)備控制裝置，其特征為，所述電動機(jī)預(yù)防保 養(yǎng)裝置具有數(shù)據(jù)收集保存部，該數(shù)據(jù)收集保存部對由安裝于所述交流電動機(jī)的傳感器 所得到的電動機(jī)信息、由所述電動機(jī)驅(qū)動裝置所得到的電動機(jī)驅(qū)動信息、和由所述設(shè)備 控制裝置所得到的設(shè)備控制信息進(jìn)行收集并保存；及評估部，該評估部根據(jù)保存于所述 數(shù)據(jù)收集保存部的信息，評估所述交流電動機(jī)的性能。
另外，本發(fā)明所涉及的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)方法是軋制設(shè)備的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)方 法，該軋制設(shè)備具有交流電動機(jī)、包括整流器及逆變器且驅(qū)動所述交流電動機(jī)的電動機(jī) 驅(qū)動裝置、及控制軋制裝置的設(shè)備控制裝置，其特征為，所述電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)方法具 有數(shù)據(jù)收集保存步驟，該數(shù)據(jù)收集保存步驟對由安裝于所述交流電動機(jī)的傳感器所得 到的電動機(jī)信息、由所述電動機(jī)驅(qū)動裝置所得到的電動機(jī)驅(qū)動信息、和由所述設(shè)備控制 裝置所得到的設(shè)備控制信息進(jìn)行收集并保存；及評估步驟，該評估步驟根據(jù)所述數(shù)據(jù)收 集保存步驟中保存的信息，評估所述交流電動機(jī)的性能。
根據(jù)本發(fā)明，能準(zhǔn)確地掌握軋制設(shè)備的電動機(jī)的異常、劣化狀況，從而能進(jìn)行 準(zhǔn)確的預(yù)防保養(yǎng)。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)系統(tǒng)的一個實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的示意 正視圖。
標(biāo)號說明
2 轉(zhuǎn)軸
3 軸承
6冷卻單元冷卻器
7進(jìn)氣溫度計
8排氣溫度計
9軸承溫度計
10軸承供油流量計
11推力位移計
12冷卻單元冷卻器漏水檢測裝置
13定子繞組溫度計
14軸承振動測定裝置
15遠(yuǎn)程輸入輸出盤(遠(yuǎn)程I/O盤)
16電動機(jī)驅(qū)動裝置
16a整流器
16b逆變器
17設(shè)備控制裝置
18控制網(wǎng)絡(luò)
20電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置
20a數(shù)據(jù)收集保存部
20b評估部
20c顯示部
50電動機(jī)具體實(shí)施方式
參照圖1，說明本發(fā)明所涉及的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置的實(shí)施方式。這里，圖1是 表示本發(fā)明所涉及的軋機(jī)的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)系統(tǒng)的一個實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的示意正視圖。
電動機(jī)50例如為大型的交流同步電動機(jī)，利用電動機(jī)驅(qū)動裝置16進(jìn)行驅(qū)動。電 動機(jī)50中，在未圖示的定子中，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，固定于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸2被軸承3支承而旋轉(zhuǎn)。 由于電動機(jī)50發(fā)熱，因此采用如下結(jié)構(gòu)安裝冷卻單元冷卻器6，由此對電動機(jī)50進(jìn)行 冷卻。
電動機(jī)驅(qū)動裝置16具有將交流變換成直流的整流器16a、和將直流變換成交流 的逆變器16b，使交流電的頻率變化以提供給電動機(jī)50，從而可以變速方式來驅(qū)動電動 機(jī)50。
設(shè)備控制裝置17包含對于電動機(jī)驅(qū)動裝置16的控制，來控制整個軋制設(shè)備，并 且還控制未圖示的軋制裝置的軋制載荷的加載和卸載(on、off)的定時等。
設(shè)備控制裝置17及電動機(jī)驅(qū)動裝置16通過控制網(wǎng)絡(luò)18與電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置 20連接。
對電動機(jī)50安裝有各種傳感器。S卩，安裝有對冷卻單元冷卻器(unit cooler) 6的 進(jìn)氣溫度進(jìn)行測定的進(jìn)氣溫度計7、對冷卻單元冷卻器6的排氣溫度進(jìn)行測定的排氣溫度 計8、對軸承3的溫度進(jìn)行測定的軸承溫度計9、對軸承3的供油流量進(jìn)行測定的軸承供 油流量計10、對轉(zhuǎn)軸2的推力(thrust)位移進(jìn)行測定的推力位移計11、對冷卻單元冷卻 器6的漏水進(jìn)行檢測的冷卻單元冷卻器漏水檢測裝置12、對定子繞組的溫度進(jìn)行測定的 定子繞組溫度計13、對軸承3的振動(加速度、速度、位置)進(jìn)行測定的軸承振動測定裝 置14。
這些傳感器的輸出信號作為電動機(jī)信息，通過遠(yuǎn)程輸入輸出盤(遠(yuǎn)程I/O盤)15 發(fā)送到控制網(wǎng)絡(luò)18，進(jìn)一步發(fā)送到電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置20。
電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置20具有數(shù)據(jù)收集保存部20a、評估部20b、及顯示部20c。 數(shù)據(jù)收集保存部20a通過遠(yuǎn)程輸入輸出盤15及控制網(wǎng)絡(luò)18，將來自安裝于電動機(jī)50的所 述各種傳感器的輸出信號作為電動機(jī)信息，進(jìn)行收集并保存。數(shù)據(jù)收集保存部20a進(jìn)一 步對從電動機(jī)驅(qū)動裝置16通過控制網(wǎng)絡(luò)18發(fā)送來的電動機(jī)驅(qū)動信息、和從設(shè)備控制裝置 17通過控制網(wǎng)絡(luò)18發(fā)送來的設(shè)備控制信息也進(jìn)行收集并保存。
電動機(jī)驅(qū)動信息中，包含電動機(jī)50的有效電流值(RMS)、瞬時電流值、瞬時電壓值等信息。另外，設(shè)備控制信息中，包含軋制裝置的作業(yè)狀態(tài)、即軋材咬入定時、軋 制載荷等信息。
評估部20b根據(jù)保存于數(shù)據(jù)收集保存部20a的電動機(jī)信息、電動機(jī)驅(qū)動信息及設(shè) 備控制信息，使用評估模型對電動機(jī)進(jìn)行性能評估。
顯示部20c將由評估部20b評估的結(jié)果輸出到顯示裝置、聲音輸出裝置、打印裝置等。
例如，電動機(jī)50的有效電流值對于電動機(jī)50的定子繞組的溫度上升帶來直接影 響。因此，不僅利用定子繞組溫度計13對定子繞組的溫度進(jìn)行直接測定，而且對有效電 流值進(jìn)行測定并保存，從而能確定電動機(jī)50的定子繞組的溫度上升的原因，另外，還能 確定其它不佳的情況。
同樣地，通過使用電動機(jī)50的可變運(yùn)轉(zhuǎn)條件(負(fù)載和轉(zhuǎn)速等的變化)中的電動 機(jī)50的作業(yè)數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)等，從而能準(zhǔn)確地進(jìn)行電動機(jī)50在該時刻的性能評估、異常 診斷、劣化診斷、故障原因診斷(故障查找)、剩余壽命評估等預(yù)防保養(yǎng)。
權(quán)利要求
1.一種電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置，是軋制設(shè)備的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置，該軋制設(shè)備具有 交流電動機(jī)、包括整流器及逆變器且驅(qū)動所述交流電動機(jī)的電動機(jī)驅(qū)動裝置、及控制軋 制裝置的設(shè)備控制裝置，其特征在于，所述電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置具有數(shù)據(jù)收集保存部，該數(shù)據(jù)收集保存部對由安裝于所述交流電動機(jī)的傳感器所得到的 電動機(jī)信息、由所述電動機(jī)驅(qū)動裝置所得到的電動機(jī)驅(qū)動信息、和由所述設(shè)備控制裝置 所得到的設(shè)備控制信息進(jìn)行收集并保存；及評估部，該評估部根據(jù)保存于所述數(shù)據(jù)收集保存部的信息，評估所述交流電動機(jī)的 性能。
2.如權(quán)利要求1所述的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置，其特征在于，所述電動機(jī)信息包含所述交流電動機(jī)的繞組溫度、軸承溫度、推力位移量、軸承振 動量中的至少一個信息。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置，其特征在于，所述電動機(jī)驅(qū)動信息包含所述電動機(jī)驅(qū)動裝置的有效電流值、瞬時電流值、瞬時電 壓值中的至少一個信息。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置，其特征在于，所述設(shè)備控制信息包含所述軋制裝置的軋制載荷的大小及軋制載荷的加載和卸載的 定時中的至少一個信息。
5.—種電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)方法，是軋制設(shè)備的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)方法，該軋制設(shè)備具有 交流電動機(jī)、包括整流器及逆變器且驅(qū)動所述交流電動機(jī)的電動機(jī)驅(qū)動裝置、及控制軋 制裝置的設(shè)備控制裝置，其特征在于，所述電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)方法具有數(shù)據(jù)收集保存步驟，該數(shù)據(jù)收集保存步驟對由安裝于所述交流電動機(jī)的傳感器所得 到的電動機(jī)信息、由所述電動機(jī)驅(qū)動裝置所得到的電動機(jī)驅(qū)動信息、和由所述設(shè)備控制 裝置所得到的設(shè)備控制信息進(jìn)行收集并保存；及評估步驟，該評估步驟根據(jù)所述數(shù)據(jù)收集保存步驟中保存的信息，評估所述交流電 動機(jī)的性能。
全文摘要
本發(fā)明能綜合地掌握軋制設(shè)備的電動機(jī)的異常、劣化狀況，從而能進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)防保養(yǎng)。軋制設(shè)備具有交流電動機(jī)(50)、包括整流器(16a)及逆變器(16b)且驅(qū)動交流電動機(jī)(50)的電動機(jī)驅(qū)動裝置(16)、及控制軋制裝置的設(shè)備控制裝置(17)。軋制設(shè)備的電動機(jī)預(yù)防保養(yǎng)裝置(20)具有數(shù)據(jù)收集保存部(20a)，該數(shù)據(jù)收集保存部(20a)對由安裝于交流電動機(jī)(50)的傳感器所得到的電動機(jī)信息、由電動機(jī)驅(qū)動裝置(16)所得到的電動機(jī)驅(qū)動信息、和由設(shè)備控制裝置(17)所得到的設(shè)備控制信息進(jìn)行收集并保存；及評估部(20b)，該評估部(20b)根據(jù)保存于數(shù)據(jù)收集保存部(20a)的信息，評估交流電動機(jī)(50)的性能。
文檔編號H02K11/00GK102025231SQ20101029001
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者樸永男 申請人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會社