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SHORT CIRCUIT FAULT DIAGNOSIS METHOD FOR STATOR WINDING IN AC MOTOR

Patent code P130009659
File No. DP1459
Posted date Jul 19, 2013
Application number P2011-049996
Publication number P2012-186973A
Patent number P5678733
Date of filing Mar 8, 2011
Date of publication of application Sep 27, 2012
Date of registration Jan 16, 2015
Inventor
  • (In Japanese)加藤 利次
  • (In Japanese)井上 馨
Applicant
  • (In Japanese)学校法人同志社
Title SHORT CIRCUIT FAULT DIAGNOSIS METHOD FOR STATOR WINDING IN AC MOTOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a short circuit fault diagnosis method capable of estimating the number of fault phases and fault turns of an AC motor without troublesome calculations even in a simple environment where two sensors are provided.
SOLUTION: The short circuit fault diagnosis method includes a step S11 for obtaining a positive phase admittance Yp by analysis or the like; a step S12 for obtaining a stator current value at intervals of a fixed period; a step S 13 for obtaining a current park vector I based on the stator current value; steps S14, S15 for obtaining a positive phase component Ip and a reverse phase component In of the current park vector I by assignment using a method of least squares; a step S16 for obtaining an asymmetric admittance Ya* from a positive phase admittance Yp and a positive phase component Ip and a reverse phase component In of the current park vector I; and a step S17 for obtaining short circuit fault information based on the asymmetric admittance Ya*.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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Yn(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Yn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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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ias,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ias,ibsから電流パークベクトルIを求めるステップと、
【数1】
 
(省略)
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】
 
(省略)
(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ias,ibsと、いずれか1相と他の2相との相間固定子電圧値vab,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ias,ibsから電流パークベクトルIを求めるステップと、
【数3】
 
(省略)
式(4)を用いて、取得した前記相間固定子電圧値vab,vbcから電圧パークベクトルVを求めるステップと、
【数4】
 
(省略)
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】
 
(省略)
(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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2011049996thum.jpg
State of application right Registered
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