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All Time Torque Monitoring Method for Inverter-Fed AC Motors and Application to Failure Diagnosis

变频交流电机全时扭矩监测方法及其在故障诊断中的应用

基本信息

批准号：
22K04060
负责人：
山本修
金额：
$ 2.66万
依托单位：
独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、運転中の交流電動機端子間の電圧と電流の波形計測情報から電動機のトルクを高精度に常時トルク監視しながら各種の故障を検知できる手法を開発するものである。本年度は、改良型のトルク推定アリゴリズムを開発し実験によってその妥当性を明らかにすることができた。技術的な貢献は次のとおりである。（１）位置速度センサレス制御技術を導入することで、トルク計のみならず速度計の設置も不要にした。（２）効率改善や速度範囲拡大を目的として磁束レベルを可変する運転を伴う電動機への適用を可能にした。（３）我が国や欧米の電動機特性算定法に関する標準規格に見られる百分率漂遊負荷損の仮定値を用いることなく、一般的な無負荷試験と電動機銘板情報からモータ個々の特性を反映した百分率漂遊負荷損の推定値を求める新規な手段を考案した。上述した改良型トルク推定アルゴリズムを0.4kWの供試機に適用した実施例（トルクの推定値と実測値の比較）に基づいて、正弦波駆動時、非正弦波駆動時（方形波駆動時、PWM（パルス幅変調）駆動時）の何れの場合においても、定格速度、中速度、低速度（磁束レベル低減時を含む）の全速度域で±１％のトルクの推定精度を達成することを確認した。また、漂遊負荷損によるトルク減少分の定式化に際しては、漂遊負荷損がトルクの二乗に比例するモデルよりも、漂遊負荷損が回転子鎖交ベクトルを基準としたときのトルク分電流の二乗に比例するモデルの方が、トルク推定精度を向上できることを確認した。

This study aims to develop methods for detecting various faults in AC motors by measuring voltage and current waveforms between terminals with high accuracy. This year, the improved model of "Presumption of Freedom" has been developed to clarify the appropriateness of the project. The contribution of technology is not the second time. (1) Position and speed control technology should be introduced. (2) Efficiency improvement and speed range increase are possible due to the application of magnetic beam and motor. (3) The standard specification of motor characteristic calculation method in China and Europe is related to the percentage drift load loss estimation value. The general no-load test and motor nameplate information are reflected in the percentage drift load loss estimation value. The above improved model was applied to the 0.4kW test machine.(Comparison of estimated values and measured values) Confirm that the estimated accuracy of ±1% in all speed ranges is achieved in any case when the base is in motion, when the sine wave is in motion, when the sine wave is in motion, when the pulse width is not in motion (when the square wave is in motion, when the pulse width is in motion), and when the pulse width is not in motion. When the drift load loss is determined, the drift load loss is determined based on the ratio of the drift load loss to the current. When the drift load loss is determined, the drift load loss is determined based on the ratio of the drift load loss to the current.