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交流電動機における固定子巻線の短絡故障診断方法 コモンズ

国内特許コード P130009659
整理番号 DP1459
掲載日 2013年7月19日
出願番号 特願2011-049996
公開番号 特開2012-186973
登録番号 特許第5678733号
出願日 平成23年3月8日(2011.3.8)
公開日 平成24年9月27日(2012.9.27)
登録日 平成27年1月16日(2015.1.16)
発明者
  • 加藤 利次
  • 井上 馨
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 交流電動機における固定子巻線の短絡故障診断方法 コモンズ
発明の概要 【課題】センサの数を2つにした簡素な環境においても煩雑な計算なしに交流電動機の故障相および故障ターン数を推定することができる短絡故障診断方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る短絡故障診断方法は、解析等より正相アドミタンスYpを求めるステップS11と、固定子電流値を一定時間おきに取得するステップS12と、固定子電流値に基づいて電流パークベクトルIを求めるステップS13と、最小自乗法を用いたあてはめにより当該電流パークベクトルIの正相成分Ipおよび逆相成分Inを求めるステップS14、S15と、正相アドミタンスYp、電流パークベクトルIの正相成分Ipおよび逆相成分Inから非対称アドミタンスYa*を求めるステップS16と、非対称アドミタンスYa*に基づいて短絡故障情報を得るステップS17とを含む。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


交流電動機における固定子巻線の短絡故障を早期に発見することは、その故障の伸展に伴う致命的な故障を未然に防ぐ上で極めて重要である。従来の固定子巻線の短絡故障診断方法としては、例えば、電流パークベクトルの逆相成分に着目した非特許文献1に記載の短絡故障診断方法が知られている。



図12および図13に示すように、この従来の短絡故障診断方法では、演算部としてのコンピュータ4がディジタル値に変換された相間固定子電圧値vab、vbcおよび固定子電流値ias、ibsを取得し(ステップS31)、これらに基づいて電圧パークベクトルVおよび電流パークベクトルIを求め(ステップS32)、FFT処理により電圧パークベクトルVの高調波成分を除去し(ステップS33)、電流パークベクトルIおよび高調波成分除去後の電圧パークベクトルVの除算により逆相アドミタンスYを求め(ステップS34)、さらにFFT処理により逆相アドミタンスYの第2高調波成分を抽出することにより、逆相アドミタンスY(本明細書では非対称逆相アドミタンスYaと呼ぶ)を求めている(ステップS35)。



この短絡故障診断方法によれば、複素平面上における逆相アドミタンスYのプロット位置に基づいて、故障相および故障ターン数を推定することができる。

産業上の利用分野


本発明は、交流電動機における固定子巻線の短絡故障を診断する方法であって、特に、固定子巻線が短絡故障した場合に生ずる電流の逆相成分に着目して該短絡故障を診断する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
交流電動機における固定子巻線の短絡故障を診断する短絡故障診断方法であって、
解析またはシミュレーションにより前記交流電動機の正相アドミタンスYpを求めるステップと、
前記交流電動機のいずれか2相の固定子巻線に流れる固定子電流値as,ibsを一定時間おきに連続的に取得するステップと、
式(1)を用いて、取得した前記固定子電流値as,ibsから電流パークベクトルIを求めるステップと、
【数1】


前記電流パークベクトルIに基づいて、当該電流パークベクトルIの正相成分Ipを最小自乗法を用いたあてはめにより求めるステップと、
前記正相成分Ipを差し引いた後の前記電流パークベクトルIに基づいて、当該電流パークベクトルIの逆相成分Inを最小自乗法を用いたあてはめにより求めるステップと、
(2)を用いて、前記正相アドミタンスYp、前記電流パークベクトルIの正相成分Ipおよび逆相成分Inから非対称アドミタンスYa*を求めるステップと、
【数2】


(ただし、*は複素共役を示す)
前記非対称アドミタンスYa*の絶対値|Ya*|が増加傾向にあるか否かにより、前記短絡故障が伸展しているか否かを診断するステップと、
を含むことを特徴とする短絡故障診断方法。

【請求項2】
交流電動機における固定子巻線の短絡故障を診断する短絡故障診断方法であって、
前記交流電動機のいずれか2相の固定子巻線に流れる固定子電流値as,ibsと、いずれか1相と他の2相との相間固定子電圧値ab,vbcとを一定時間おきに連続的に取得するステップと、
式(3)を用いて、取得した前記固定子電流値as,ibsから電流パークベクトルIを求めるステップと、
【数3】


式(4)を用いて、取得した前記相間固定子電圧値ab,vbcから電圧パークベクトルVを求めるステップと、
【数4】


前記電流パークベクトルIに基づいて、当該電流パークベクトルIの正相成分Ipを最小自乗法を用いたあてはめにより求めるステップと、
前記正相成分Ipを差し引いた後の前記電流パークベクトルIに基づいて、当該電流パークベクトルIの逆相成分Inを最小自乗法を用いたあてはめにより求めるステップと、
前記電圧パークベクトルVに基づいて、当該電圧パークベクトルVの正相成分Vpを最小自乗法を用いたあてはめにより求めるステップと、
(5)を用いて、前記電流パークベクトルIの逆相成分In、および前記電圧パークベクトルVの正相成分Vpから非対称アドミタンスYa*を求めるステップと、
【数5】


(ただし、*は複素共役を示す)
前記非対称アドミタンスYa*の絶対値|Ya*|が増加傾向にあるか否かにより、前記短絡故障が伸展しているか否かを診断するステップと、
を含むことを特徴とする短絡故障診断方法。
産業区分
  • 発電、電動
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011049996thum.jpg
出願権利状態 登録
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