特許 6815282 回転電機の特徴量評価システムおよび回転電機の特徴量評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6815282

(24)【登録日】2020年12月24日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】回転電機の特徴量評価システムおよび回転電機の特徴量評価方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/02 20160101AFI20210107BHJP

   H02K 15/02 20060101ALI20210107BHJP

   G01M 99/00 20110101ALI20210107BHJP

   G01R 31/34 20200101ALI20210107BHJP

【ＦＩ】

   H02P29/02

   H02K15/02 A

   G01M99/00 A

   G01R31/34 F

【請求項の数】14

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-109765(P2017-109765)

(22)【出願日】2017年6月2日

(65)【公開番号】特開2018-207650(P2018-207650A)

(43)【公開日】2018年12月27日

【審査請求日】2019年10月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱パワー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】関根 裕一

(72)【発明者】

【氏名】安達 創

【審査官】 佐藤 彰洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１６７６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０６７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１１４５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２４７６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２９／００−３１／００

Ｈ０２Ｐ ２７／００−２７／１８

Ｇ０５Ｂ ２３／００−２３／０２

Ｈ０２Ｋ １５／０２

Ｇ０１Ｍ ９９／００

Ｇ０１Ｒ ３１／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機の運転状態を示す特徴量を評価する特徴量評価システムであって、
前記回転電機の特徴量を計測する特徴量計測装置と、
前記特徴量計測装置で計測した特徴量を一時的に集積するデータ集積装置と、
前記データ集積装置に集積した特徴量を数値的に解析するデータ解析装置と、
前記データ解析装置で解析した解析データを予め設定した閾値と比較判定するデータ判定装置と、
前記解析データを保存するデータ保存装置と、
数値解析もしくは数値計算モデルのパラメータを同定するパラメータ同定装置と、を備え、
前記データ判定装置において、前記解析データが前記閾値以上であると判定した場合、前記解析データが前記閾値以上となる時点の前後の所定の期間の特徴量を選択して前記データ保存装置へ保存し、
前記パラメータ同定装置は、前記データ保存装置に保存した特徴量から前記回転電機の物性値変化を同定することを特徴とする回転電機の特徴量評価システム。

【請求項2】

請求項１に記載の回転電機の特徴量評価システムであって、
前記回転電機の運転状態を判定する運転状態判定装置を備え、
前記データ判定装置において、前記回転電機の運転状態に関する運転パラメータが予め設定した閾値以上であると判定した場合、前記運転パラメータが前記閾値以上となる時点の前後の所定の期間の特徴量を選択して前記データ保存装置へ保存することを特徴とする回転電機の特徴量評価システム。

【請求項3】

請求項１または２に記載の回転電機の特徴量評価システムであって、
前記特徴量計測装置は、前記回転電機の定常回転時の回転周波数の４倍以上のサンプリング周波数で前記回転電機の特徴量を計測することを特徴とする回転電機の特徴量評価システム。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機の特徴量評価システムであって、
前記データ解析装置は、データ解析を行う際に任意の複数のデータを抽出し、当該抽出したデータを用いて統計解析を行い相関性を評価することを特徴とする回転電機の特徴量評価システム。

【請求項5】

請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機の特徴量評価システムであって、
前記データ解析装置は、抽出したデータを物理理論に当てはめた数式処理を行い相関性を評価することを特徴とする回転電機の特徴量評価システム。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機の特徴量評価システムであって、
任意の特徴量の出力値から前記回転電機の運転パラメータを制御する運転制御装置を備え、
前記運転制御装置は、前記データ判定装置において前記解析データが前記閾値以上であると判定した場合、前記選択した特徴量に基づき前記回転電機の運転パラメータを制御することを特徴とする回転電機の特徴量評価システム。

【請求項7】

請求項６に記載の回転電機の特徴量評価システムであって、
前記回転電機を構成する部材の材料物性値を記憶する材料データベースと、
前記部材の材料物性値の経時変化特性を評価する経時変化判定装置を備え、
前記経時変化判定装置の評価結果に基づき前記回転電機の補修時期を判定することを特徴とする回転電機の特徴量評価システム。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の回転電機の特徴量評価システムであって、
前記データ判定装置の閾値を自動的に更新する閾値更新装置を備え、
前記閾値更新装置は、前記データ保存装置に保存した特徴量から正常状態と異常状態とを時系列で評価し、前記データ判定装置の閾値を更新することを特徴とする回転電機の特徴量評価システム。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載の回転電機の特徴量評価システムであって、
前記データ判定装置において前記解析データが前記閾値以上であると判定した場合、外部へ警告を発信する警告発信装置を備えることを特徴とする回転電機の特徴量評価システム。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１項に記載の回転電機の特徴量評価システムであって、
前記特徴量計測装置は、画像認識により前記回転電機の特徴量を計測することを特徴とする回転電機の特徴量評価システム。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか１項に記載の回転電機の特徴量評価システムであって、
前記特徴量評価システムを構成する各装置のうち、複数の装置の各機能が一体となった装置ユニットで構成されることを特徴とする回転電機の特徴量評価システム。

【請求項12】

回転電機の運転状態を示す特徴量を評価する特徴量評価方法であって、
前記回転電機の特徴量を計測し、
前記計測した特徴量を一時的に集積し、
前記集積した特徴量を数値的に解析し、
前記解析した特徴量の解析データを予め設定した閾値と比較判定し、
前記解析データが前記閾値以上であると判定した場合、前記解析データが前記閾値以上となる時点の前後の所定の期間の特徴量を選択して当該解析データを保存し、
前記保存した特徴量の解析データから、数値解析もしくは数値計算モデルのパラメータを同定し、前記回転電機の物性値変化を同定することを特徴とする回転電機の特徴量評価方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の回転電機の特徴量評価方法であって、
前記回転電機の運転状態に関する運転パラメータを取得し、
前記運転パラメータが予め設定した閾値以上であると判定した場合、前記運転パラメータが前記閾値以上となる時点の前後の所定の期間の運転パラメータを選択して当該運転パラメータを保存することを特徴とする回転電機の特徴量評価方法。

【請求項14】

請求項１２または１３に記載の回転電機の特徴量評価方法であって、
前記回転電機の定常回転時の回転周波数の４倍以上のサンプリング周波数で前記回転電機の特徴量を計測することを特徴とする回転電機の特徴量評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機の監視システムおよび監視方法に係り、特に、異常状態の効率的な監視に有効な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

タービン発電機のような回転電機には多数の振動センサ、電磁気的センサ、温度センサが取り付けられており、振動や電気、磁気、温度などの特徴量について常時監視を行っている。

【0003】

特に、運転２倍周波数成分の電磁振動の予兆をとらえるために電磁振動の監視を常時実施する場合は回転４倍周波数を超えるサンプリング周波数でデータの収集を行う必要がある。運転周波数は５０Ｈｚないし６０Ｈｚであることが多く、この４倍以上のサンプリング周波数で常時データを取得し続ける場合はそのデータ量が膨大となる。データ保存領域も有限であるため、これらの特徴量のデータ取得を効率的に実施する必要がある。

【0004】

本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には「振動センサからの信号を収集するデータ収集部とデータ解析部と異常の有無を監視するデータ監視部とを有し、データの異常が判定された場合にデータを保存部へデータを保存する振動監視装置とそのアルゴリズムの例」が開示されている。

【0005】

また、特許文献２には「広範囲で多点の振動監視をし、検出データの相関関係から、振動の伝達経路や異常発生場所の特定等の異常原因を推定する遠隔振動監視装置」が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３−１６７６２３号公報

【特許文献2】特開２００６−２４２８２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

有限なデータ容量を考慮して、回転電機の運転中に何らかの異常が発生した場合に、その異常を検知して振動や電気、磁気、温度などの特徴量（データ）の保存を行うことが考えられるが、異常が発生する直前のデータを得ることができず、異常原因の究明が困難になる恐れがある。

【0008】

また、回転電機の稼働をより効率的に把握するには、回転電機の運転開始時や運転停止時、運転条件変化時（電流や電圧、回転数等の変化時）のデータも監視するのが有効だが、これらのデータを収集しようとした場合、さらにデータ量が増大することになる。

【0009】

上記特許文献１および特許文献２はいずれも振動監視に関する技術であるが、上記のような異常発生前後でのデータの取得や運転条件変化時のデータの取得に関する記載はなされていない。

【0010】

そこで、本発明の目的は、回転電機の監視システムおよび監視方法において、回転電機の運転状態を示す特徴量が変化した場合に、所定の条件下で当該特徴量のデータを選択的に取得し保存することで、データ容量の増大を抑えつつ重要データを確実に取得し、異常状態の効率的な監視が可能な回転電機の特徴量評価システムおよび特徴量評価方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明は、回転電機の運転状態を示す特徴量を評価する特徴量評価システムであって、前記回転電機の特徴量を計測する特徴量計測装置と、前記特徴量計測装置で計測した特徴量を一時的に集積するデータ集積装置と、前記データ集積装置に集積した特徴量を数値的に解析するデータ解析装置と、前記データ解析装置で解析した解析データを予め設定した閾値と比較判定するデータ判定装置と、前記解析データを保存するデータ保存装置と、数値解析もしくは数値計算モデルのパラメータを同定するパラメータ同定装置と、を備え、前記データ判定装置において、前記解析データが前記閾値以上であると判定した場合、前記解析データが前記閾値以上となる時点の前後の所定の期間の特徴量を選択して前記データ保存装置へ保存し、前記パラメータ同定装置は、前記データ保存装置に保存した特徴量から前記回転電機の物性値変化を同定することを特徴とする。

【0012】

また、本発明は、回転電機の運転状態を示す特徴量を評価する特徴量評価方法であって、前記回転電機の特徴量を計測し、前記計測した特徴量を一時的に集積し、前記集積した特徴量を数値的に解析し、前記解析した特徴量の解析データを予め設定した閾値と比較判定し、前記解析データが前記閾値以上であると判定した場合、前記解析データが前記閾値以上となる時点の前後の所定の期間の特徴量を選択して当該解析データを保存し、前記保存した特徴量の解析データから、数値解析もしくは数値計算モデルのパラメータを同定し、前記回転電機の物性値変化を同定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、回転電機の監視システムおよび監視方法において、データ容量の増大を抑えつつ重要データを確実に取得し、異常状態の効率的な監視が可能な回転電機の特徴量評価システムおよび特徴量評価方法を実現することができる。

【0014】

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る回転電機の一部断面図である。

【図3】解析後のデータ保存時間帯を概念的に示す図である。

【図4】運転条件が変化する場合のデータ保存時間帯を概念的に示す図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る回転電機の特徴量評価方法を示すフローチャートである。

【図6】本発明の一実施形態に係る回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図である。

【図10】本発明の一実施形態に係る回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図である。

【図11】本発明の一実施形態に係る回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図である。

【図12】本発明の一実施形態に係る回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において、同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。

【実施例1】

【0017】

図１から図５を参照して、本発明の第１の実施例の回転電機の特徴量評価システムおよび特徴量評価方法について説明する。図１は本実施例の回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図であり、図２は監視対象となる回転電機の一部断面図である。図３は本実施例の特徴量評価システムによる解析後のデータ保存時間帯の例を示す図である。また、図４は運転条件が変化する場合のデータ保存時間帯の例を示している。図５は本実施例の回転電機の特徴量評価方法を示すフローチャートであり、図１の特徴量評価システムに対応する本発明の代表的な特徴量評価方法の例を示している。

【0018】

なお、本実施例では、特徴量評価（計測）装置として振動センサをタービン発電機に適用する場合で説明するが、特徴量を評価（計測）することができれば電気センサや磁気センサ、温度センサなどのセンサを適用しても良い。また、本発明はタービン発電機に限定されるものではなく、それ以外の回転電機に適用しても良い。

【0019】

まず、図２を用いて本発明の対象となる回転電機の構造について述べる。回転電機１００は、主として円筒状の固定子１１０とその内側に回転可能に支持される回転子１２０とで構成される。固定子１１０は、固定子鉄心１１１、固定子コイル１１２、固定子フレーム１１３から構成される。固定子コイル１１２は、固定子鉄心１１１の内周に形成されたスロットに巻回される。

【0020】

回転電機１００の固定子コイルエンド１１４は、主として固定子鉄心１１１から軸方向に固定子コイル１１２が突出した部分とそれを支持する支持部材群とで構成され、運転時に作用する電磁力によって固定子コイルエンド１１４が振動する場合がある。特に、定格運転時においては電磁力が楕円に変形するように作用し、かつ変形は回転子の回転に合わせて回転することから、固定子コイルエンド部１１４について径・周方向で構成される面を見た場合に固定子コイルエンド部１１４が楕円状に変形する振動モードを抑制する必要がある。打撃試験においてはこの固定子コイルエンド１１４が楕円状に変形するモードが複数存在する。運転２倍周波数と楕円状に変形するモードの固有振動数とが合致する場合、固定子コイルエンド１１４で大きな振動が発生する。

【0021】

この現象に対して、運転状態を監視するために固定子系である固定子鉄心１１１、固定子コイルエンド１１４、固定子フレーム１１３に振動センサが取り付けられる場合がある。例えば、この振動センサは振動量が大きくなりやすく振動モードが捕捉しやすい固定子コイル１１２の端部や固定子鉄心１１１の端部に振動モードや振動の方向性を考慮して複数個取り付けられる。また、固定子鉄心１１１の振動モードの捕捉をするために固定子鉄心１１１の振動の節部と腹部などに振動モードや振動の方向性を考慮して複数個取り付けられる。

【0022】

２極の回転電機の場合、固定子コイルエンド部１１４が楕円状に変形する振動モードが回転２倍周波数で出現する。この振動モードの捕捉のためには、回転周波数の４倍を超えるサンプリング周波数でセンサの特徴量を取得する必要がある。この特徴量を全てのセンサで常時取得し続けるとデータ量が膨大となり、データ保存領域（保存容量）が不足する可能性がある。データ保存領域（保存容量）不足を懸念してデータ保存間隔を任意の時間に定めた場合、データが制限値を上回る等の大きく変化した瞬間にデータ取得が不可能な場合がある。

【0023】

図１に本実施例の回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示す。本実施例の特徴量評価システム１０は、図１に示すように、種々のセンサや電磁気的センサ、温度センサなどで構成される特徴量計測装置Ａ１Ａおよび特徴量計測装置Ｂ１Ｂ、データロガーなどで構成されるデータ集積装置２、フーリエ変換器などで構成されるデータ解析装置３、データ判定装置４、ハードディスクなどで構成されるデータ保存装置５が接続されて構成されている。また、運転状態の変化を捕捉する運転状態判定装置６とデータ判定装置４とを接続し、連携を保っている。

【0024】

なお、図１において特徴量計測装置は複数個示しているが（ここではＡ，Ｂ二つの特徴量計測装置）、特徴量計測装置以外の他の装置（例えばデータ集積装置２やデータ保存装置５）が複数個あってもよい。

【0025】

図１の構成において、具体的には、回転電機１００に取り付けた特徴量計測装置１（特徴量計測装置Ａ１Ａ，特徴量計測装置Ｂ１Ｂ）で計測されるデータをデータ集積装置２へ一時的に保存し、データ解析装置３にて数値的に解析する。解析後のデータが予め設定していた閾値を超える場合にデータ保存の可否判定をデータ判定装置４で行い、データ集積装置２に保存されていたデータをデータ保存装置５へ保存する。

【0026】

解析後のデータを保存する際、図３に示すような閾値を超える前後の任意時間帯ｔ１とｔ２との間のデータを保存し、この時間帯を外れたデータについては棄却（破棄）する。なお、Ｔ_１＝ｔ_０−ｔ_１とＴ_２＝ｔ_２−ｔ_０とは異なる値であってもよい。つまり、データ保存装置５へデータを保存する時間帯は、閾値を超える前後で同じ長さの時間帯であってもよく（Ｔ_１＝Ｔ_２）、異なる長さであってもよい（Ｔ_１＞Ｔ_２またはＴ_１＜Ｔ_２）。

【0027】

また、任意の特徴量が閾値を上回り、他の特徴量が閾値を上回らない場合においても、双方のデータを保存してもよい。特徴量計測装置のサンプリング数は回転周波数の４倍を上回るものとする。また、運転状態判定装置６により運転状態を監視し、回転電機１００の回転数や有効電力等が変化する場合も変化した前後の任意の時間帯のデータを保存する。

【0028】

本発明により、回転電機１００の運転状態を示すデータ（特徴量）が閾値を超えたり、回転電機１００に何らかの異常事象が発生した場合に確実にデータを取得することができ、データ（特徴量）が閾値を超えた原因の究明が比較的容易となる。これにより対策に要する時間の低減を図ることができる。特に、サンプリング周波数を回転周波数の４倍以上に設定しデータ解析装置３で周波数成分を分析することにより、固定子コイルエンド部１１４の回転２倍周波数成分の電磁振動を漏れなく捕捉することが可能となる。

【0029】

また、運転状態判定装置６で運転状態の変化を監視して運転条件変化時にもデータを取得することにより、現象解明のための物理モデルを取得することができる。図４に示すように、時刻ｔ_３からｔ_４にかけて運転条件が徐々に変化する場合、運転条件変化前の任意の時間Ｔ_１と運転条件変化時と運転条件変化後の任意の時間Ｔ_２のデータ、すなわち時刻ｔ_５からｔ_６の間のデータをデータ保存装置５へ保存する。

【0030】

例えば、固定子コイル１１２に流れる電流値が変化する場合、電磁力は電流値の２乗値に比例するため固定子コイル１１２の振動振幅も電流の２乗値と相関関係を有する。振動現象解明のためには、有効電力や無効電力が変化するような複雑な場合についてもデータを取得する必要がある。

【0031】

ここで、運転状態の変化とは電磁気的パラメータの変化だけではなく、起動や停止のための回転子１２０の回転数の変化なども含まれる。例えば、励磁機を作動させずに回転周波数のみを変化させて電磁力を作用させない場合にもデータを取得しデータ解析装置３で振動の周波数成分を分析することにより、回転２倍周波数の電磁振動の他に、回転子１２０の回転やその振動伝達に由来する機械加振による振動現象を捕捉することができる。固定子１１０には複数のセンサが取り付けられているため、振動モードの取得が可能になるとともに、機械加振の共振周波数を取得することができる。

【0032】

この機械加振は固定子鉄心１１１と回転子１２０との間の距離を変化させるため電磁振動にも間接的に影響を及ぼす可能性があり、電磁気的センサの情報を併せて取得して両者のデータを解析することで機械加振が影響する電磁振動の現象を捕捉することができる。これらの振動現象の設計や保守への反映によって固定子系の信頼性向上を図ることができる。

【0033】

上記で説明した特徴量評価システムを用いた特徴量評価方法を図５のフローチャートに示す。

【0034】

先ず、回転電機１００に取り付けた特徴量計測装置（センサ）１により回転電機１００の振動や温度などの運転状態を計測する。（ステップＳ１）
次に、ステップＳ１で計測した計測データをデータロガーなどで構成されるデータ集積装置２へ一時的に保存する。（ステップＳ２）
続いて、データ集積装置２に一時的に保存された計測データに対し、フーリエ変換器などで構成されるデータ解析装置３により数値解析を行う。（ステップＳ３）
上記のステップＳ１からステップＳ３までの処理と並行して、運転状態判定装置６により回転電機１００の回転数や有効電力などの運転状態を示すパラメータを監視する。（ステップＳ４）
続いて、ステップＳ１からステップＳ３で取得した解析データおよびステップＳ４で取得した運転状態に関するパラメータのデータをデータ判定装置４に入力し、入力した解析データおよび運転状態に関するデータの各々と予め設定した閾値とを比較判定する。（ステップＳ５）
解析データや運転状態に関するデータが予め設定した閾値以上であると判定した場合、閾値を超える前後の所定の時間帯（例えば、図３のt₁−ｔ_２間や図４のt_５−ｔ_６間）のデータをハードディスクなどで構成されるデータ保存装置５へ保存する。（ステップＳ６）
一方、解析データや運転状態に関するデータが予め設定した閾値未満であると判定した場合は、ステップＳ２でデータ集積装置２へ一時的に保存したデータを棄却（破棄）する。（ステップＳ７）
以上説明したステップＳ１からステップＳ７の特徴量評価方法を、回転電機１００の運転中に継続する（繰り返す）ことで、データ容量を抑えつつ回転電機１００の運転状態を把握する重要な情報（特徴量）を効率良く取得し、かつ、異常発生時のみの特徴量評価を行って異常発生の原因究明に活用する。

【0035】

以上説明したように、本実施例の回転電機の特徴量評価システムおよび特徴量評価方法によれば、回転電機の運転状態に関する計測データや監視データのデータ容量の増大を抑えつつ重要データを確実に取得し、異常状態の効率的な監視が可能となる。

【0036】

なお、データ解析を行う際は統計処理や物理理論に当てはめた数式処理を行い、相関性を評価するようなデータ解析装置３を用いて特徴量評価システムを構築してもよい。複数の特徴量の相関性を評価することで、制御したい特徴量がある場合に制御可能な特徴量を適切に変更できる。制御したい特徴量が故障に関連する場合は特徴量の制御によって故障を未然に防ぐことが可能となる。

【実施例2】

【0037】

図６を参照して、本発明の第２の実施例の回転電機の特徴量評価システムについて説明する。図６は本実施例の回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図であり、図１（実施例１）に示す特徴量評価システムの変形例である。

【0038】

図６に示すように、本実施例の特徴量評価システム１０は、特徴量の出力値からデータを判定し、運転制御装置３１をさらに用いて運転パラメータの制御を可能にしている点において、実施例１とは異なる。

【0039】

本実施例のように、運転状態判定装置６から取得した回転電機１００の運転状態に関する監視データに基づき、運転制御装置３１により回転電機１００を制御することで、例えば、回転電機に過大な負荷が作用することを抑制でき、回転電機１００の信頼性を向上させることができる。

【実施例3】

【0040】

図７を参照して、本発明の第３の実施例の回転電機の特徴量評価システムについて説明する。図７は本実施例の回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図であり、図１（実施例１）に示す特徴量評価システムのさらに別の変形例である。

【0041】

図７に示すように、本実施例の特徴量評価システム１０は、得られた特徴量から数値解析を併用して解析パラメータや物性値を逆算的に評価するようなデータ同定装置４１をさらに用いて特徴量を評価する点において、実施例１とは異なる。

【0042】

本実施例では、データ同定装置４１で回転電機の長期運用による物性値変化を同定することができ、適切な時期に部品を交換することができる。なお、ここで「同定」は、「類推」や「推定」などと同義で用いている。

【実施例4】

【0043】

図８を参照して、本発明の第４の実施例の回転電機の特徴量評価システムについて説明する。図８は本実施例の回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図であり、図７（実施例３）に示す特徴量評価システムの変形例である。

【0044】

図８に示すように、本実施例の特徴量評価システム１０は、回転電機１００の各部位を構成する材料の材料物性値が記憶された材料データベース５３と照合して材料物性値の経時変化特性を評価し回転電機１００の補修時期を指示する経時変化判定装置５２を備える点において、他の実施例とは異なる。

【0045】

本実施例のように、材料データベース５３を用いて回転電機１００を構成する材料の物性値の経時変化特性を評価し、その評価結果に基づいて経時変化判定装置５２により回転電機１００の補修時期を指示（判定）することで、必要な部材のみを交換することができ低価格で回転電機１００の信頼性を向上することが可能となる。

【実施例5】

【0046】

図９を参照して、本発明の第５の実施例の回転電機の特徴量評価システムについて説明する。図９は本実施例の回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図であり、図１（実施例１）に示す特徴量評価システムの他の変形例である。

【0047】

図９に示すように、本実施例の特徴量評価システム１０は、集積したデータから正常状態と異常状態を時系列で学習（評価）し、データ分析を実施した上でデータ判定装置４の予め設定された閾値を自律的（自動的）に更新する閾値更新装置６１をさらに備える点において、実施例１とは異なる。

【0048】

本実施例のように、閾値更新装置６１によりデータ判定装置４において予め設定された閾値を自律的（自動的）に更新することで、任意の特徴量が突発的に変化し、かつ、変化後の特徴量が更新前の閾値を超えない場合でも、特徴量が更新されている場合は突発的な特徴量の変動を捕捉し警告を発することが可能になる。これを用いて運転計画や補修計画を立案することにより、回転電機１００が大きな故障をする前に適切な修理を行うことが可能となる。

【実施例6】

【0049】

図１０を参照して、本発明の第６の実施例の回転電機の特徴量評価システムについて説明する。図１０は本実施例の回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図であり、図１（実施例１）に示す特徴量評価システムの他の変形例である。

【0050】

図１０に示すように、本実施例の特徴量評価システム１０は、特徴量が閾値を上回った場合に警告音もしくは警告表示を発信する警告発信装置８１を備える点において、実施例１とは異なる。警告発信装置８１の具体的な例として、スピーカによる音声出力や表示装置（ディスプレイ）による表示、パソコン（ＰＣ）モニタ上への表示などが挙げられる。

【0051】

本実施例のように、データ判定装置４において特徴量が予め設定した閾値を上回ったと判定した場合に警告音もしくは警告表示を発信することで、特徴量（データ）をデータ保存装置５へ保存すると共に、作業者（管理者）へ早期に報知し、適切なタイミングで異常への対処が可能になる。

【実施例7】

【0052】

図１１を参照して、本発明の第７の実施例の回転電機の特徴量評価システムについて説明する。図１１は本実施例の回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図であり、図１（実施例１）に示す特徴量評価システムの他の変形例である。

【0053】

図１１に示すように、本実施例の特徴量評価システム１０は、データ解析、データ判定、データ保存の各機能、および運転状態判定の複数の機能について単一の特徴量評価装置９１で構成する点において、実施例１とは異なる。

【0054】

本実施例のように、特徴量評価システム１０を構成する一部の装置について機能が一体となった単一の装置（複数の機能を内包した特徴量評価装置９１）で構成することで、特徴量評価システムのサイズを小さくすることができ、空間を有効活用できる。

【0055】

なお、図１１では、特徴量評価装置９１に、データ解析領域３’、データ判定領域４’、データ保存領域５’の各機能を備える例を示しているが、装置を単一化する機能はこれに限定されるものではなく、他の任意の機能としてもよい。

【実施例8】

【0056】

図１２を参照して、本発明の第８の実施例の回転電機の特徴量評価システムについて説明する。図１２は本実施例の回転電機の特徴量評価システムの概略構成を示すブロック図であり、上記の実施例１から実施例６の全ての構成を備える特徴量評価システムの例である。

【0057】

本実施例の特徴量評価システム１０により、回転電機１００の運転状態を示す特徴量が変化した場合に、所定の条件下で当該特徴量のデータを選択的に取得し保存することで、データ容量の増大を抑えつつ重要データを確実に取得し、異常状態の効率的な監視が可能となる。

【0058】

なお、上記の実施例１から実施例６の各実施例において、特徴量の計測は画像認識に基づくものであってもよい。例えば、カメラで計測した振動振幅やサーモグラフィによる温度分布、画像相関法により取得したひずみ分布、粒子画像流速測定法などが含まれ、特徴量が二次元的に評価できれば任意の手法でよい。画像を取得してその画像を解析して閾値を評価することによって現象の捕捉が容易になるため、より信頼性の高い回転電機の設計が可能となる。

【0059】

また、特徴量評価システム１０を構成する各装置（各領域）の構成順序（接続関係）は、各実施例の図面において示す構成順序（接続関係）に限定されるものではなく、一部または複数の装置について入れ替えることも可能である。

【0060】

また、上記の各実施例では、特徴量評価システム１０がひとつの纏まったシステムとして構成される例を用いて説明したが、例えば、図１において、特徴量計測装置Ａ，Ｂおよびデータ集積装置を回転電機が設置される現地に設け、データ解析装置、データ判定装置、データ保存装置、運転状態判定装置の各装置は現地から離れた監視棟内の監視システムとして設けて、現地と監視棟とを無線通信または有線通信で結ぶクラウドシステムとして構成することも可能であり、本発明はこれらの構成も含む。

【0061】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0062】

１…特徴量計測装置
１Ａ…特徴量計測装置Ａ
１Ｂ…特徴量計測装置Ｂ
２…データ集積装置
３…データ解析装置
４…データ判定装置
５…データ保存装置
６…運転状態判定装置
１０…特徴量評価システム
３１…運転制御装置
４１…パラメータ同定装置
５２…経時変化判定装置
５３…材料データベース
６１…閾値更新装置
８１…警告発信装置
９１…複数の機能を内包した特徴量評価装置
１００…回転電機
１１０…固定子
１１１…固定子鉄心
１１２…固定子コイル
１１３…固定子フレーム
１１４…固定子コイルエンド
１２０…回転子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】