特開 2023-143432 状態監視装置および診断装置並びに状態監視方法および診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023143432

(43)【公開日】2023-10-06

(54)【発明の名称】状態監視装置および診断装置並びに状態監視方法および診断方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20230928BHJP

【ＦＩ】

G01M99/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022050795

(22)【出願日】2022-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】309036221

【氏名又は名称】三菱重工機械システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】粟屋 伊智郎

(72)【発明者】

【氏名】加藤 義樹

(72)【発明者】

【氏名】▲徳▼山 享大

(72)【発明者】

【氏名】水野 誠二

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼▲濱▼ 浩司

【テーマコード（参考）】

2G024

【Ｆターム（参考）】

2G024AD21

2G024CA18

2G024FA01

2G024FA06

2G024FA11

(57)【要約】

【課題】状態監視装置および方法並びに診断装置および方法において、駆動システムの状態量を監視することで高精度な診断を可能とする。
【解決手段】状態量を取得するデータ取得部と、過去に取得した状態量に基づいて判定用位相面データを作成する判定用位相面データ作成部と、診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面データを作成する診断用位相面データ作成部と、判定用位相面データに対する診断用位相面データの全体の変位量を算出する位相面データ算出部と、全体の変位量を出力する出力部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

状態量を取得するデータ取得部と、
正常時の状態量に基づいて判定用位相面データを作成する判定用位相面データ作成部と、
診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面データを作成する診断用位相面データ作成部と、
前記判定用位相面データに対する前記診断用位相面データの全体の変位量を算出する位相面データ算出部と、
前記全体の変位量を出力する出力部と、
を備える状態監視装置。

【請求項2】

前記全体の変位量は、前記判定用位相面データの図心に対する前記診断用位相面データの図心の変位量である、
請求項１に記載の状態監視装置。

【請求項3】

前記全体の変位量は、前記判定用位相面データに設定された複数の定点に対する前記診断用位相面データに設定された複数の定点の変位量である、
請求項１に記載の状態監視装置。

【請求項4】

前記判定用位相面データ作成部は、過去に作成した位相面データまたは過去に作成した複数の位相面データを平均化処理した平均位相面データを前記判定用位相面データとする、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の状態監視装置。

【請求項5】

前記判定用位相面データ作成部は、過去に作成した最大位相面データまたは最小位相面データを前記判定用位相面データとする、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の状態監視装置。

【請求項6】

前記出力部は、前記判定用位相面データと前記診断用位相面データを重ねて表示することで、前記全体の変位量を表示する表示部を有する、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の状態監視装置。

【請求項7】

前記データ取得部は、状態量としてモータの角速度と電流と電圧を取得し、前記判定用位相面データ作成部および前記診断用位相面データ作成部は、前記角速度に対する前記電流の第１位相面データと、前記角速度に対する前記電圧の第２位相面データの少なくとも一つを作成する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の状態監視装置。

【請求項8】

前記位相面データ算出部は、判定用第１位相面データに対する診断用第１位相面データの全体の第１変位量を算出すると共に、判定用第２位相面データに対する診断用第２位相面データの全体の第２変位量を算出し、前記出力部は、前記全体の第１変位量と前記全体の第２変位量を出力する、
請求項７に記載の状態監視装置。

【請求項9】

請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の状態監視装置と、
前記全体の変位量と予め設定された変位量判定値とを比較して異常であるか否かを判定する異常判定部と、
を有する診断装置。

【請求項10】

前記異常判定部は、前記全体の変位量が前記変位量判定値を超えると異常であると判定する、
請求項９に記載の診断装置。

【請求項11】

状態量を取得する工程と、
正常時の状態量に基づいて判定用位相面を作成する工程と、
診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面を作成する工程と、
前記判定用位相面に対する前記判定用位相面の全体の変位量を算出する工程と、
前記全体の変位量を出力する工程と、
を有する状態監視方法。

【請求項12】

状態量を取得する工程と、
正常時の状態量に基づいて判定用位相面を作成する工程と、
診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面を作成する工程と、
前記判定用位相面に対する前記判定用位相面の全体の変位量を算出する工程と、
前記全体の変位量と予め設定された変位量判定値とを比較して異常であるか否かを判定する工程と、
を有する診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、状態監視装置および診断装置、状態監視方法および診断方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

駆動装置を用いて機械製品を駆動する駆動システムにて、駆動装置システムにおける現在の状態量を監視することで、駆動装置システムを診断することが求められている。従来の診断装置としては、例えば、特許文献１に記載された技術がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１６９９２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された診断装置は、診断時に取得された位相面データが正常時に取得した位相面にマージンをもった閾値位相面に含まれるか否かに基づいて、位相面データに異常があるか否かを判定するものである。この場合、位相面データが閾値位相面の外側に位置するときは、位相面データに異常があると判定することができる。一方、位相面データが閾値位相面の内側に位置するときは、位相面データに異常があると判定することができない。そのため、位相面データを高精度に診断することが困難となる。

【0005】

本開示は、上述した課題を解決するものであり、駆動システムの状態量を監視することで高精度な診断を可能とする状態監視装置および方法並びに診断装置および方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するための本開示の状態監視装置は、状態量を取得するデータ取得部と、正常時の状態量に基づいて判定用位相面データを作成する判定用位相面データ作成部と、診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面データを作成する診断用位相面データ作成部と、前記判定用位相面データに対する前記診断用位相面データの全体の変位量を算出する位相面データ算出部と、前記全体の変位量を出力する出力部と、を備える。

【0007】

本開示の診断装置は、前記状態監視装置と、前記全体の変位量と予め設定された変位量判定値とを比較して異常であるか否かを判定する異常判定部と、を有する。

【0008】

本開示の状態監視方法は、状態量を取得する工程と、正常時の状態量に基づいて判定用位相面を作成する工程と、診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面を作成する工程と、前記判定用位相面に対する前記判定用位相面の全体の変位量を算出する工程と、前記全体の変位量を出力する工程と、を有する。

【0009】

本開示の診断方法は、状態量を取得する工程と、正常時の状態量に基づいて判定用位相面を作成する工程と、診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面を作成する工程と、前記判定用位相面に対する前記判定用位相面の全体の変位量を算出する工程と、前記全体の変位量と予め設定された変位量判定値とを比較して異常であるか否かを判定する工程と、を有する。

【発明の効果】

【0010】

本開示の状態監視装置および診断装置並びに状態監視方法および診断方法によれば、駆動システムの状態量を監視することで高精度な診断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第１実施形態の状態監視装置の全体構成を表す概略図である。

【図2】図２は、状態監視装置の機能構成を表すブロック図である。

【図3】図３は、漏電発生時における駆動システムのモデルを表す説明図である。

【図4】図４は、漏電発生を判定するモータの角速度に対する電流の位相面データを表す概略図である。

【図5】図５は、漏電発生を判定するモータの角速度に対する電圧の位相面データを表す概略図である。

【図6】図６は、巻線ショート発生時における駆動システムのモデルを表す説明図である。

【図7】図７は、巻線ショート発生を判定するモータの角速度に対する電流の位相面データを表す概略図である。

【図8】図８は、巻線ショート発生を判定するモータの角速度に対する電圧の位相面データを表す概略図である。

【図9】図９は、摩擦増加を判定するモータの角速度に対する電流の位相面データを表す概略図である。

【図10】図１０は、摩擦増加を判定するモータの角速度に対する電圧の位相面データを表す概略図である。

【図11】図１１は、全体の変位量の算出方法を表す説明図である。

【図12】図１２は、Ｘ方向の変位量の算出方法を表す説明図である。

【図13】図１３は、Ｙ方向の変位量の算出方法を表す説明図である。

【図14】図１４は、全体の変位量の算出方法の変形例を表す説明図である。

【図15】図１５は、時間の経過に対する電流値および位置を表す説明図である。

【図16】図１６は、状態監視方法および診断方法を表すフローチャートである。

【図17】図１７は、状態監視方法および診断方法の変形例を表すフローチャートである。

【図18】図１８は、第２実施形態の診断装置の全体構成を表す概略図である。

【図19】図１９は、診断方法を表すフローチャートである。

【図20】図２０は、第３実施形態の状態監視装置および診断装置を説明するための概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

【0013】

［第１実施形態］
＜状態監視装置の全体構成＞
図１は、第１実施形態の状態監視装置の全体構成を表す概略図である。

【0014】

図１に示すように、駆動システム１０は、モータ１１と、連結部材としての回転軸１２と、負荷１３とを有し、回転軸１２は、ケース（軸受）１４に回転自在に支持される。モータ１１は、モータアンプ２１が接続され、モータアンプ２１は、モータ制御部２２が接続される。

【0015】

モータ制御部２２は、負荷１３の角度、角速度、トルクなどの指令値が入力され、指令信号としての指令値をモータアンプ２１に出力する。モータアンプ２１は、指令値に基づいて必要な電力を供給する。そして、モータアンプ２１は、モータ１１の内部に設けられた各種センサが検出したモータ１１の実際の角度、角速度、トルクなどが入力される。モータアンプ２１は、入力された負荷１３の実際の位置、速度、トルクに基づいてモータ１１をフィードバック制御する。

【0016】

なお、上述の説明にて、駆動システム１０は、モータ１１の回転力を回転軸１２により負荷１３に伝達し、負荷１３を回転させるものとしたが、この構成に限定されるものではない。例えば、駆動システム１０は、モータ１１の回転力を回転軸１２を含む連結部材により負荷１３に伝達し、負荷１３を直動させるものであってもよい。

【0017】

また、モータ１１は、角速度センサ２３と、電流センサ２４と、電圧センサ２５が設けられる。角速度センサ２３と電流センサ２４と電圧センサ２５は、モータ制御部２２に接続される。角速度センサ２３は、モータ１１の角速度ωを計測し、モータ制御部２２に出力する。電流センサ２４は、モータ１１の電流（モータドライバ電流）ｉを計測し、モータ制御部に出力する。電圧センサ２５は、モータ１１の電圧（モータドライバ電圧）ｕを計測し、モータ制御部２２に出力する。

【0018】

モータ制御部２２は、状態監視装置３０が接続される。状態監視装置３０は、モータ制御部２２からモータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕが入力される。なお、状態監視装置３０は、角速度センサ２３と、電流センサ２４と、電圧センサ２５から直接モータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕが入力されてもよい。状態監視装置３０は、モータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕに基づいて駆動システムの状態を監視する。

【0019】

なお、モータ制御部２２としての制御装置は、コントローラであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などにより、記憶部に記憶されている各種プログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。

【0020】

＜状態監視装置＞
図２は、状態監視装置の機能構成を表すブロック図である。

【0021】

状態監視装置３０は、状態監視制御部３１と、操作部３２と、表示部（出力部）３３と、記憶部３４とを有する。

【0022】

状態監視制御部３１は、モータ制御部２２から入力されたモータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕに基づいてモータ１１の状態の変化を判定し、異常を監視する。状態監視制御部３１としての制御装置は、コントローラであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などにより、記憶部に記憶されている各種プログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。

【0023】

操作部３２は、作業者が操作することで、状態監視制御部３１に対して各種の操作指令やデータなどを入力可能である。操作部３２は、例えば、キーボードやマウス、または、タッチ式のディスプレイである。表示部３３は、状態監視制御部３１の処理内容を表示可能である。表示部３３は、出力部として機能し、後述する判定用位相面データと診断用位相面データを表示する。表示部３３は、例えば、ディスプレイなどにより実現されるモニタである。なお、出力部は、例えば、プリンタであってもよい。記憶部３４は、状態監視制御部３１が実行する各種プログラムが記憶される。各種プログラムは、モータ１１の状態を分析するプログラムも含む。また、記憶部３４は、状態監視制御部３１が分析した分析結果などを記憶する。

【0024】

また、状態監視制御部３１は、データ取得部４１と、判定用位相面データ作成部４２と、診断用位相面データ作成部４３と、位相面データ算出部４４とを有する。

【0025】

データ取得部４１は、監視対象である駆動システム１０の各種の状態量を取得する。データ取得部４１は、モータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕをモータ制御部２２から取得する。

【0026】

判定用位相面データ作成部４２は、駆動システム１０の正常時の状態量に基づいて判定用位相面データを作成する。判定用位相面データ作成部４２は、データ取得部４１が取得したモータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕに基づいて判定用位相面データを作成する。判定用位相面データ作成部４２は、過去に取得した状態量としてのモータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕに基づいて判定用位相面データを作成する。

【0027】

具体的に、判定用位相面データ作成部４２は、過去に作成した位相面データを判定用位相面データとする。この場合、例えば、判定用位相面データは、駆動システム１０の使用を開始する前の状態量（初期状態量）に基づいて作成した位相面データである。また、例えば、判定用位相面データは、駆動システム１０を使用開始した後に調整された状態量（適正状態量）に基づいて作成した位相面データである。すなわち、判定用位相面データ作成部４２は、駆動システム１０が正常に作動していたときに作成した位相面データを判定用位相面データとする。

【0028】

なお、判定用位相面データ作成部４２は、上述した方法により判定用位相面データを作成するものに限られない。例えば、判定用位相面データは、駆動システム１０を使用開始してから所定の期間までに作成された複数の位相面データを平均処理した平均位相面データであってもよい。この場合、使用開始してから所定の期間は、使用開始から診断直前までの期間であったり、使用開始から予め設定された使用年月までの期間であったりする。すなわち、使用開始から診断直前までの駆動システム１０が正常に作動していた期間であることが好ましい。

【0029】

また、例えば、判定用位相面データは、過去に作成した最大位相面データであってもよく、また、過去に作成した最小位相面データであってもよい。位相面データは、正常な範囲でも一定のばらつきを含む。正常に作動していた期間に蓄積したデータを位相面上にプロットしたうえで、もっとも外側に位置するプロットを順につなぐことで、データがプロットされた領域の外側の輪郭を抽出することができる。これは、その時点で考えられる位相面の最大領域、つまり、最大位相面データなので、これより外側のプロットを含む位相面に対して異常と判定することができる。逆に、最小位相面データは、もっとも内側に位置するプロットを順につなぐことで、データがプロットされた領域の内側の輪郭を抽出したものになるため、これより内側のプロットを含む位相面に対して異常と判定することができる。

【0030】

さらに、判定用位相面データ作成部４２は、予め駆動システム１０の異常の条件（漏電、巻線ショート、摩擦増加など）を網羅的に与え、シミュレーションや実験により判定用位相面データを作成してもよい。判定用位相面データは、ディープラーニングなどの機械学習により学習させてもよい。

【0031】

診断用位相面データ作成部４３は、診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面データを作成する。診断用位相面データ作成部４３は、診断時に取得した状態量としてのモータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕに基づいて診断用位相面データを作成する。ここで、診断時に取得した状態量とは、現在の状態量または過去における所定の時期の状態量である。

【0032】

本実施形態にて、データ取得部４１が取得する駆動システム１０の状態量は、モータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕである。判定用位相面データ作成部４２および診断用位相面データ作成部４３は、角速度ωに対する電流ｉの第１位相面データと、角速度ωに対する電圧ｕの第２位相面データの少なくとも一つを作成する。すなわち、判定用位相面データ作成部４２は、角速度ωに対する電流ｉの判定用第１位相面データと、角速度ωに対する電圧ｕの判定用第２位相面データを作成する。また、診断用位相面データ作成部４３は、角速度ωに対する電流ｉの診断用第１位相面データと、角速度ωに対する電圧ｕの診断用第２位相面データを作成する。なお、必要に応じて第１位相面データだけ、第２位相面データだけを作成してもよい。

【0033】

位相面データ算出部４４は、判定用位相面データ作成部４２が作成した判定用位相面データに対する診断用位相面データ作成部４３が作成した診断用位相面データの全体の変位量を算出する。位相面データ算出部４４は、判定用第１位相面データに対する診断用第１位相面データの全体の変位量を算出する。また、位相面データ算出部４４は、判定用第２位相面データに対する診断用第２位相面データの全体の変位量を算出する。表示部３３は、２つの算出結果である判定用第１位相面データに対する診断用第１位相面データの全体の変位量と、判定用第２位相面データに対する診断用第２位相面データの全体の変位量を表示する。作業者は、表示部３３により、駆動システム１０における漏電の変位量と、巻線ショートの変位量と、摩擦の変位量を監視することができる。

【0034】

ここで、位相面データ算出部４４は、判定用位相面データに対する診断用位相面データの全体の変位量を算出するものであるが、全体の変位量とは、例えば、判定用位相面データの図心に対する診断用位相面データの図心の変位量である。また、全体の変位量とは、例えば、判定用位相面データに設定された複数の定点に対する診断用位相面データに設定された複数の定点の変位量である。この場合、複数の定点は、時間軸上の同じ時間の値をサンプルすることが好ましい。

【0035】

＜漏電検出用位相面データ＞
図３は、漏電発生時における駆動システムのモデルを表す説明図、図４は、漏電発生を判定するモータの角速度に対する電流の位相面データを表す概略図、図５は、漏電発生を判定するモータの角速度に対する電圧の位相面データを表す概略図である。

【0036】

図３に示すように、モータ１１の電流経路に対して電機子抵抗Ｒ_Ｍが設けられているとき、電流ｉ_Ｍとなる。ここで、駆動システム１０の漏電は、モータドライバの出力以降の電流経路に違う電流経路（漏電経路）が発生したものであり、モータ１１の絶縁不良等も含む。すなわち、モータ１１の電流経路に漏電抵抗Ｒ_Ｌが発生し、漏電電流ｉ_Ｌが流れる。この場合の漏電発生モデルを以下の式で示す。ここで、Ｋｅは、逆起電力定数である。

【0037】

【数1】

【数2】

運動方程式は、下記数式となる。Ｋｔは、トルク定数Ｋｔである。

【数3】

数式（１）と数式（３）から電流ｉ_Ｍを消去し、電圧ｕについて数式を解くと、数式（４）を得る。

【数4】

【0038】

ここで、漏電を評価するパラメータとして漏電率μ_Ｌを数式（５）で表す。

【数5】

数式（５）は、計測することができる状態量としての角速度ωと電圧ｕとの位相面データを表しており、漏電のパラメータとして漏電率μ_Ｌが含まれていないことから、角速度ωと電圧ｕとの位相面データから漏電の発生を判定することはできない。

【0039】

一方、状態量としての角速度ωと電流ｉとの位相面データを求める。角速度ωと電流ｉとについて、数式（６）を得ることができる。

【数6】

数式（６）は、計測することができる状態量としての角速度ωと電流ｉとの位相面データを表しており、全ての項は、漏電のパラメータ（漏電率μ_Ｌ）の影響を受けていることから、角速度ωと電流ｉとの位相面データから漏電の発生を判定することはできる。

【0040】

図４に示す第１位相面データは、角速度ωの変化に対する電流ｉの変化を表す位相面データである。すなわち、領域Ａにて、モータ１１に供給する電流ｉが一方方向に上昇することで、モータ１１が正回転を開始する。領域Ｂにて、モータ１１の角速度ω（回転数）が増加し、トルクも緩やかに増加する。領域Ｂと領域Ｃとの間で、モータ１１に供給する電流ｉが一定になり、モータ１１の角速度ωも一定になる。そして、領域Ｃにて、モータ１１に供給する電流ｉが急激に減少し、モータ１１の角速度ωも減少する。領域Ｄにて、モータ１１に供給する電流ｉが緩やかに減少し、モータ１１の角速度ωも減少する。

【0041】

図４に示すように、判定用位相面データを実線で表し、診断用位相面データを二点鎖線で表す。角速度ωと電流ｉとの第１位相面データにおいて、漏電が発生すると、角速度ωが増加するのに伴って、電流ｉが上方に変位する。すなわち、領域Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて、判定用位相面データに対して、診断用位相面データが上方に変位する。つまり、領域Ｂにおいて、診断用位相面データが判定用位相面データの外側に変位し、領域Ｃにおいて、診断用位相面データが判定用位相面データの外側に変位し、領域Ｄにおいて、診断用位相面データが判定用位相面データの内側に変位する。

【0042】

図５に示す第１位相面データは、角速度ωの変化に対する電圧ｕの変化を表す位相面データである。すなわち、領域Ａにて、モータ１１に供給する電圧ｕが一方方向に上昇することで、正回転を開始する。領域Ｂにて、モータ１１に供給する電圧ｕが緩やかに上昇し、モータ１１の角速度ω（回転数）も増加する。領域Ｂと領域Ｃとの間で、モータ１１に供給する電圧ｕが一定になり、モータ１１の角速度ω（回転数）も一定になる。そして、領域Ｃにて、モータ１１に供給する電圧ｕが急激に減少し、モータ１１が減速を開始する。領域Ｄにて、モータ１１に供給する電圧ｕが緩やかに減少し、モータ１１の角速度ω（回転数）も減少する。

【0043】

図５に示すように、判定用位相面データを実線で表す。角速度ωと電圧ｕとの第２位相面データにおいて、漏電が発生しても、角速度ωが増加するのに伴って、電圧ｕは変位しない。すなわち、全ての領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて、判定用位相面データに対して、診断用位相面データが変位しない。

【0044】

＜巻線ショート検出用位相面データ＞
図６は、巻線ショート発生時における駆動システムのモデルを表す説明図、図７は、巻線ショート発生を判定するモータの角速度に対する電流の位相面データを表す概略図、図８は、巻線ショート発生を判定するモータの角速度に対する電圧の位相面データを表す概略図である。

【0045】

図６に示すように、電機子抵抗Ｒ_Ｍと逆起電力定数Ｋｅにて、同定値の変化を解析で調べる。巻線の一部がショートし、そのショート部分をショート比率でλ（０～１）とし、電機子抵抗Ｒ_Ｍの有効部分をＲ_Ｍ（１－λ）で表す。このとき、逆起電力定数Ｋｅも同じ比率で小さくなるから、Ｋｅ（１－λ）で表す。このとき、この場合の巻線ショート発生モデルを以下の式で示す。

【数7】

発生するトルクは、巻線ショートの発生により小さくなることから、トルク定数Ｋｔを、前述した逆起電力定数Ｋｅと同様に補正する。すなわち、トルク定数ＫｔをＫｔ（１－λ）に補正する。

【数8】

数式（７）と数式（８）から角速度ωと電圧ｕについて数式を解くと、数式（９）を得る。

【数9】

【0046】

数式（９）は、計測することができる状態量としての角速度ωと電圧ｕとの位相面データを表しており、巻線ショート率λが含まれていることから、角速度ωと電圧ｕとの位相面データから巻線ショートの発生を判定することができる。

【0047】

一方、状態量としての角速度ωと電流ｉとの位相面データを求める。角速度ωと電流ｉとについて、数式（１０）を得ることができる。

【数10】

数式（１０）は、計測することができる状態量としての角速度ωと電流ｉとの位相面データを表しており、巻線ショート率λが含まれていることから、角速度ωと電流ｉとの位相面データから巻線ショートの発生を判定することはできる。

【0048】

図７に示すように、判定用位相面データを実線で表し、診断用位相面データを二点鎖線で表す。角速度ωと電流ｉとの第１位相面データにおいて、巻線ショートが発生すると、電流ｉが上方に変位する。すなわち、領域Ｂ，Ｄにおいて、判定用位相面データに対して、診断用位相面データが上方に変位する。つまり、領域Ｂにおいて、診断用位相面データが判定用位相面データの外側に変位し、領域Ｄにおいて、診断用位相面データが判定用位相面データの内側に変位する。

【0049】

図８に示すように、角速度ωと電圧ｕとの第２位相面データにおいて、巻線ショートが発生すると、電圧ｕが下方に変位する。すなわち、領域Ｂ，Ｄにおいて、判定用位相面データに対して、診断用位相面データが下方に変位する。つまり、領域Ｂにおいて、診断用位相面データが判定用位相面データの内側を通って外側に変位し、領域Ｄにおいて、診断用位相面データが判定用位相面データの外側に変位する。

【0050】

＜摩擦増加検出用位相面データ＞
図９は、摩擦増加を判定するモータの角速度に対する電流の位相面データを表す概略図、図１０は、摩擦増加を判定するモータの角速度に対する電圧の位相面データを表す概略図である。

【0051】

転動方程式を電流ｉについて説くと、数式（１１）を得る。

【数11】

【数12】

【数13】

摩擦増加は、角速度ωの増加に影響を受けることから、角速度ωと電圧ｕとの位相面データおよび角速度ωと電流ｉとの位相面データから摩擦増加を判定することはできる。

【0052】

図９に示すように、判定用位相面データを実線で表し、診断用位相面データを二点鎖線で表す。角速度ωと電流ｉとの第１位相面データにおいて、摩擦増加が発生すると、電流ｉが上方に変位する。すなわち、領域Ｂ，Ｄにおいて、判定用位相面データに対して、診断用位相面データが上方に変位する。つまり、領域Ｂにおいて、診断用位相面データが判定用位相面データの外側に変位し、領域Ｄにおいて、診断用位相面データが判定用位相面データの内側に変位する。

【0053】

図１０に示すように、角速度ωと電圧ｕとの第２位相面データにおいて、摩擦増加が発生すると、電圧ｕが上方に変位する。すなわち、領域Ｂ，Ｄにおいて、判定用位相面データに対して、診断用位相面データが上方に変位する。つまり、領域Ｂにおいて、診断用位相面データが判定用位相面データの内側を通って外側に変位し、領域Ｄにおいて、診断用位相面データが判定用位相面データの外側に変位する。

【0054】

＜全体の変位量の算出方法＞
図１１は、全体の変位量の算出方法を表す説明図、図１２は、Ｘ方向の変位量の算出方法を表す説明図、図１３は、Ｙ方向の変位量の算出方法を表す説明図である。

【0055】

位相面データ算出部４４は、判定用位相面データに対する診断用位相面データの全体の変位量を算出する。ここで、全体の変位量は、判定用位相面データの図心に対する診断用位相面データの図心の変位量である。以下、判定用位相面データの図心および診断用位相面データの図心について説明する。

【0056】

図１１に示すように、状態量１をＸと、状態量２をＹとすると、判定用位相面データ１０１および診断用位相面データ１１１は、２次元データとなる。ここで、状態量１（Ｘ）は、例えば、角速度ωであり、状態量２（Ｙ）は、電流ｉまたは電圧ｕである。そして、判定用位相面データ１０１は、図心１０２を有し、診断用位相面データ１１１は、図心１１２を有する。図心１０２，１１２とは、その位置を支点にしたとき、判定用位相面データ１０１および診断用位相面データ１１１の各図形が釣り合う点である。

【0057】

図１２および図１３に示すように、例えば、判定用位相面データ１０１は、Ｘ方向において、Ｙ方向に沿った短冊形状をなす複数の領域１０１ｘに分割される。すなわち、判定用位相面データ１０１は、各領域１０１ｘをＸ方向に積分したものである。同様に、判定用位相面データ１０１は、Ｙ方向において、Ｘ方向に沿った短冊形状をなす複数の領域１０１ｙに分割される。すなわち、判定用位相面データ１０１は、各領域１０１ｙをＹ方向に積分したものである。すると、判定用位相面データ１０１の図心１０２は、Ｘ方向の位置とＹ方向の位置が下記数式により算出される。

【0058】

【数14】

【数15】

診断用位相面データ１１１の図心１２２も、同様の方法によりＸ方向の位置とＹ方向の位置が算出される。

【0059】

判定用位相面データ１０１の図心１０２のＸＹ位置と診断用位相面データ１１１のＸＹ位置が算出されると、判定用位相面データ１０１の図心１０２のＸＹ位置と診断用位相面データ１１１のＸＹ位置の偏差に基づいて変位量Ｄが算出される。

【0060】

なお、全体の変位量は、判定用位相面データの図心に対する診断用位相面データの図心の変位量に限定されるものではない。

【0061】

全体の変位量は、判定用位相面データに設定された複数の定点に対する診断用位相面データに設定された複数の定点の変位量であってもよい。

【0062】

図１４に示すように、状態量１をＸと、状態量２をＹとすると、判定用位相面データ１２１および診断用位相面データ１３１は、２次元データとなる。ここで、状態量１（Ｘ）は、例えば、角速度ωであり、状態量２（Ｙ）は、電流ｉまたは電圧ｕである。そして、判定用位相面データ１０１は、複数（本実施形態では、８個）の定点１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６，１４７，１４８を有する。

【0063】

診断用位相面データ１３１は、判定用位相面データ１２１との間に全体の変位量がある。すなわち、判定用位相面データ１２１と診断用位相面データ１３１とは、複数の定点１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６，１４７，１４８が移動する。判定用位相面データ１２１と診断用位相面データ１３１との間にて、複数の定点１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６，１４７，１４８の変位量Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ，Ｄｆ，Ｄｇ，Ｄｈを算出する。変位量Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ，Ｄｆ，Ｄｇ，Ｄｈの算出方法は、上述した方法を用いる。変位量Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ，Ｄｆ，Ｄｇ，Ｄｈによるベクトル量として全体の変位量を表現することができる。

【0064】

なお、全体の変位量を求めるため、判定用位相面データに設定された複数の定点に対する診断用位相面データに設定された複数の定点の変位量を算出する場合、それぞれの位相面の定点は、時間軸上の同じ時間でサンプルしたものとすることができる。この説明として、定点１４５から１４８に亘って角速度ωと電流ｉをサンプルした一例を図１５に示す。例えば、定点１４５における判定時の角速度ωと電流ｉに基づいて図１４の判定用位相面データの定点１４５がプロットされる。同様に定点１４５における診断時の角速度ωと電流ｉに基づいてプロットされる診断用位相面データの定点と判定用位相面データの定点１４５との変位量を算出することにより、変位量Ｄｅを得ることができる。

【0065】

＜状態監視方法および診断方法＞
図１６は、状態監視方法および診断方法を表すフローチャートである。

【0066】

図２および図１６に示すように、ステップＳ１１にて、データ取得部４１は、駆動システム１０の各種の状態量として、モータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕを取得する。ステップＳ１２にて、判定用位相面データ作成部４２は、例えば、過去に作成した位相面データに基づいて判定用位相面データを作成する。判定用位相面データは、駆動システム１０が正常に作動していたときに作成した位相面データを判定用位相面データである。ここで、判定用位相面データは、例えば、角速度ωと電流ｉとの第１判定用位相面データと、角速度ωと電圧ｕとの第２判定用位相面データである。

【0067】

ステップＳ１３にて、診断用位相面データ作成部４３は、診断時に取得した状態量（角速度ω、電流ｉ、電圧ｕ）に基づいて診断用位相面データを作成する。診断時とは、現在または過去における特定の時期である。ここで、診断用位相面データは、例えば、角速度ωと電流ｉとの第１診断用位相面データと、角速度ωと電圧ｕとの第２診断用位相面データである。

【0068】

ステップＳ１４にて、位相面データ算出部４４は、判定用位相面データ作成部４２が作成した判定用位相面データに対する診断用位相面データ作成部４３が作成した診断用位相面データの全体の変位量を算出する。そして、ステップＳ１５にて、表示部３３は、位相面データ算出部４４から出力された判定用位相面データと診断用位相面データを重ねて表示する。

【0069】

つまり、表示部３３は、判定用第１位相面データと診断用第１位相面データを重ねて表示すると共に、判定用第２位相面データと診断用第２位相面データを重ねて表示する。そのため、判定用第１位相面データと診断用第１位相面データとの全体の第１変位量と、判定用第２位相面データと診断用第２位相面データとの全体の第２変位量を監視することが可能となる。

【0070】

ステップＳ１６にて、作業者は、表示部３３に表示された判定用第１位相面データと診断用第１位相面データとの全体の第１変位量と、判定用第２位相面データと診断用第２位相面データとの全体の第２変位量を確認することで、駆動システム１０における漏電の変位量と、巻線ショートの変位量と、摩擦の変位量を予め設定された判定値と比較する。その結果、作業者は、漏電の変位量と巻線ショートの変位量と摩擦の変位量が判定値より小さいと判断すれば、駆動システム１０が正常であると判定する。一方、作業者は、漏電の変位量と巻線ショートの変位量と摩擦の変位量が判定値より大きいと判断すれば、漏電による異常、巻線ショートによる異常、摩擦増加による異常と判定する。

【0071】

＜状態監視方法および診断方法の変形例＞
状態監視方法および診断方法は、上述した方法に限るものではない。図１７は、状態監視方法および診断方法の変形例を表すフローチャートである。

【0072】

図２および図１７に示すように、ステップＳ２１にて、データ取得部４１は、駆動システム１０の各種の状態量として、モータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕを取得する。ステップＳ２２にて、判定用位相面データ作成部４２は、例えば、予め駆動システム１０の異常の条件（漏電、巻線ショート、摩擦増加など）を網羅的に与え、シミュレーションや実験により判定用位相面データを作成する。ここで、判定用位相面データは、例えば、角速度ωと電流ｉとの第１判定用位相面データと、角速度ωと電圧ｕとの第２判定用位相面データである。

【0073】

ステップＳ２３にて、診断用位相面データ作成部４３は、診断時に取得した状態量（角速度ω、電流ｉ、電圧ｕ）に基づいて診断用位相面データを作成する。ここで、診断用位相面データは、例えば、角速度ωと電流ｉとの第１診断用位相面データと、角速度ωと電圧ｕとの第２診断用位相面データである。

【0074】

ステップＳ２４にて、位相面データ算出部４４は、判定用位相面データ作成部４２が作成した判定用位相面データに対する診断用位相面データ作成部４３が作成した診断用位相面データの全体の変位量を算出する。そして、ステップＳ２５にて、表示部３３は、位相面データ算出部４４から出力された判定用位相面データと診断用位相面データを重ねて表示する。なお、このとき、表示部３３による判定用位相面データと診断用位相面データの表示を省略してもよい。

【0075】

ステップＳ２６にて、状態監視制御部３１は、判定用第１位相面データの画像データと診断用第１位相面データの画像データを監視する。そして、ディープラーニングなどの機械学習により判定用第２位相面データと診断用第２位相面データとの全体の変位量に基づいて、駆動システム１０における漏電の変位量と、巻線ショートの変位量と、摩擦の変位量を監視する。その結果、駆動システム１０の正常と異常が判定される。

【0076】

［第２実施形態］
図１８は、第２実施形態の診断装置の全体構成を表す概略図、図１９は、診断方法を表すフローチャートである。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0077】

図１８に示すように、診断装置５０は、診断制御部５１と、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４とを有する。状態監視制御部３１Ａは、データ取得部４１と、判定用位相面データ作成部４２と、診断用位相面データ作成部４３と、位相面データ算出部４４と、異常判定部４５とを有する。

【0078】

操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４と、データ取得部４１と、判定用位相面データ作成部４２と、診断用位相面データ作成部４３と、位相面データ算出部４４は、第１実施形態と同様である。

【0079】

異常判定部４５は、位相面データ算出部４４が算出することで得られた全体の変位量と予め設定された変位量判定値とを比較し、駆動システム１０が異常であるか否かを判定する。

【0080】

全体の変位量は、判定用位相面データと診断用位相面データとの変位量である。具体的に、位相面データは、角速度ωと電流ｉとの第１位相面データと、角速度ωと電流ｉとの第２位相面データがある。そのため、全体の変位量は、第１判定用位相面データと第１診断用位相面データとの第１変位量と、第２判定用位相面データと第２診断用位相面データとの第２変位量である。

【0081】

本実施形態では、全体の変位量を位相面の移動ベクトルとして求める。すなわち、駆動システム１０の漏電率μ_Ｌ、巻線ショート率λ、摩擦Ｔｆに対する位相面データの移動ベクトルの関係を試験やシミュレーションで求めて関数化する。ここで、関数化の方法は、例えば、応答曲面法（応答曲面近似）、部分的最小二乗回帰法、主成分回帰法など、適切方法を利用すればよい。

【0082】

すなわち、漏電率μ_Ｌ、巻線ショート率λ、摩擦Ｔｆに対する位相面データの移動ベクトルの関係を関数化することで、全体の変位量として、第１位相面データ（ｉ－ω）の第１移動ベクトルδＶ１が求められ、第２位相面データ（ｕ－ω）の第２移動ベクトルδＶ２が求められる。そして、２個の移動ベクトルδＶ１，δＶ２から漏電率μ_Ｌ、巻線ショート率λ、摩擦Ｔｆの状態を推定する。
漏電率μ_Ｌ＝Ｆ１（δＶ１，δＶ２）
巻線ショート率λ＝Ｆ２（δＶ１，δＶ２）
摩擦Ｔｆ＝Ｆ３（δＶ１，δＶ２）

【0083】

そのため、異常判定部４５は、全体の変位量としての漏電率μ_Ｌと巻線ショート率λと摩擦Ｔｆを予め設定された変位量判定値としての漏電率判定値μｔｈと巻線ショート率判定値λｔｈと摩擦判定値Ｔｔｈとを比較し、駆動システム１０の異常を判定する。

【0084】

図１８および図１９に示すように、ステップＳ３１にて、データ取得部４１は、駆動システム１０の各種の状態量として、モータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕを取得する。ステップＳ３２にて、判定用位相面データ作成部４２は、例えば、過去に作成した位相面データに基づいて判定用位相面データを作成する。ここで、判定用位相面データは、例えば、角速度ωと電流ｉとの第１判定用位相面データと、角速度ωと電圧ｕとの第２判定用位相面データである。

【0085】

ステップＳ３３にて、診断用位相面データ作成部４３は、診断時に取得した状態量（角速度ω、電流ｉ、電圧ｕ）に基づいて診断用位相面データを作成する。ここで、診断用位相面データは、例えば、角速度ωと電流ｉとの第１診断用位相面データと、角速度ωと電圧ｕとの第２診断用位相面データである。

【0086】

ステップＳ３４にて、位相面データ算出部４４は、判定用位相面データ作成部４２が作成した判定用位相面データに対する診断用位相面データ作成部４３が作成した診断用位相面データの全体の変位量を算出する。そして、ステップＳ３５にて、表示部３３は、位相面データ算出部４４から出力された判定用位相面データと診断用位相面データを重ねて表示する。

【0087】

ステップＳ３６にて、異常判定部４５は、診断用位相面データの移動ベクトルを算出する。すなわち、駆動システム１０の漏電率μ_Ｌ、巻線ショート率λ、摩擦Ｔｆに対する位相面データの移動ベクトルの関係を関数化することで、第１位相面データ（ｉ－ω）の第１移動ベクトルδＶ１と第２位相面データ（ｕ－ω）の第２移動ベクトルδＶ２を求める。ステップＳ３７にて、診断用位相面データの変位量として、移動ベクトルδＶ１，δＶ２から漏電率μ_Ｌ、巻線ショート率λ、摩擦Ｔｆの状態を推定する。
漏電率μ_Ｌ＝Ｆ１（δＶ１，δＶ２）
巻線ショート率λ＝Ｆ２（δＶ１，δＶ２）
摩擦Ｔｆ＝Ｆ３（δＶ１，δＶ２）

【0088】

そして、ステップＳ３８にて、異常判定部４５は、漏電率μ_Ｌが予め設定された漏電率判定値μｔｈよりも大きいか否かを判定する。ここで、漏電率判定値μｔｈは、過去の状態量や位相面データに基づいて試験やシミュレーションなどにより設定する。異常判定部４５は、漏電率μ_Ｌが漏電率判定値μｔｈよりも大きくないと判定（Ｎｏ）すると、ステップＳ３９にて、駆動システム１０が正常であると判定する。一方、異常判定部４５は、漏電率μ_Ｌと漏電率判定値μｔｈよりも大きいと判定（Ｙｅｓ）すると、ステップＳ４０にて、駆動システム１０が異常であると判定する。

【0089】

また、ステップＳ４１にて、異常判定部４５は、巻線ショート率λが予め設定された巻線ショート率判定値λｔｈよりも大きいか否かを判定する。ここで、巻線ショート率判定値λｔｈは、過去の状態量や位相面データに基づいて試験やシミュレーションなどにより設定する。異常判定部４５は、巻線ショート率λが巻線ショート率判定値λｔｈよりも大きくないと判定（Ｎｏ）すると、ステップＳ４２にて、駆動システム１０が正常であると判定する。一方、異常判定部４５は、巻線ショート率λが巻線ショート率判定値λｔｈよりも大きいと判定（Ｙｅｓ）すると、ステップＳ４３にて、駆動システム１０が異常であると判定する。

【0090】

また、ステップＳ４４にて、異常判定部４５は、摩擦Ｔｆが予め設定された摩擦判定値Ｔｔｈよりも大きいか否かを判定する。ここで、摩擦判定値Ｔｔｈは、過去の状態量や位相面データに基づいて試験やシミュレーションなどにより設定する。異常判定部４５は、摩擦Ｔｆが摩擦判定値Ｔｔｈよりも大きくないと判定（Ｎｏ）すると、ステップＳ４５にて、駆動システム１０が正常であると判定する。一方、異常判定部４５は、摩擦Ｔｆが摩擦判定値Ｔｔｈよりも大きいと判定（Ｙｅｓ）すると、ステップＳ４６にて、駆動システム１０が異常であると判定する。

【0091】

［第３実施形態］
図２０は、第３実施形態の状態監視装置および診断装置を説明するための概略図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0092】

図２０に示すように、第１実施形態および第２実施形態にて、状態監視装置３０や診断装置５０は、モータ１１の角速度ωと電流ｉと電圧ｕに基づいて駆動システム１０の状態を監視または診断する。このとき、処理する位相面データは、角速度ωと電流ｉとの第１位相面データと、角速度ωと電圧ｕとの第２位相面データである。そして、第１位相面データと第２位相面データは、２次元データである。

【0093】

第３実施形態では、図２０に示すように、第１位相面データや第２位相面データを３次元データ（多次元データ）とする。判定用位相面データ１５１は、状態量Ｘと状態量Ｙと状態量Ｚとの３次元位相面データである。また、診断用位相面データ１５２は、状態量Ｘと状態量Ｙと状態量Ｚとの３次元位相面データである。ここで、状態量Ｘ，Ｙ，Ｚは、例えば、角速度ω、電流ｉ、電圧ｕである。位相面データ算出部４４（図１８参照）は、判定用位相面データ１５１と診断用位相面データ１５２との３次元方向の全体の変位量を算出する。異常判定部４５（図１８参照）は、３次元方向の全体の変位量と３次元方向の変位量判定値とを比較し、異常を判定する。なお、３次元方向の全体の変位量の算出方向は、２次元方向の全体の変位量の算出方法と同様である。

【0094】

なお、この場合、状態量としては、制御装置側のものとして、制御偏差ｅ、三相モータの各相の電流などを組み合わせた多次元化が考えられる。

【0095】

［本実施形態の作用効果］
第１の態様に係る状態監視装置は、状態量を取得するデータ取得部４１と、過去に取得した状態量に基づいて判定用位相面データを作成する判定用位相面データ作成部４２と、診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面データを作成する診断用位相面データ作成部４３と、判定用位相面データに対する診断用位相面データの全体の変位量を算出する位相面データ算出部４４と、全体の変位量を出力する表示部（出力部）３３とを備える。

【0096】

第１の態様に係る状態監視装置によれば、判定用位相面データに対する診断用位相面データの全体の変位量を算出して表示することから、診断時に取得した状態量に応じた異常を適切に把握することができる。すなわち、診断用位相面データは、判定用位相面データに対して一部が変位したり、全体が変位したりする。つまり、診断用位相面データは、一部または全部が判定用位相面データの外側や内側に変位する。判定用位相面データに対する診断用位相面データの全体の変位量を表示すると、判定用位相面データに対する診断用位相面データの外側への変位および内側への変位を見つけることができる。その結果、駆動システムの状態量を監視することで高精度な診断を可能とすることができる。

【0097】

第２の態様に係る状態監視装置は、全体の変位量は、判定用位相面データの図心に対する診断用位相面データの図心の変位量である。これにより、全体の変位量を容易に算出することができる。

【0098】

第３の態様に係る状態監視装置は、全体の変位量は、判定用位相面データに設定された複数の定点に対する診断用位相面データに設定された複数の定点の変位量である。これにより、全体の変位量を容易に算出することができる。

【0099】

第４の態様に係る状態監視装置は、判定用位相面データ作成部４２は、過去に作成した位相面データまたは過去に作成した複数の位相面データを平均化処理した平均位相面データを判定用位相面データとする。これにより、判定用位相面データとして過去に作成した位相面データを適用することで、駆動システム１０における過去の特定の状態と診断時の状態を比較することができる。また、判定用位相面データとして平均位相面データを適用することで、駆動システムにおける過去の状態変化を加味した状態と診断時の状態を比較することができる。

【0100】

第５の態様に係る状態監視装置は、判定用位相面データ作成部４２は、過去に作成した最大位相面データまたは最小位相面データを前記判定用位相面データとする。これにより、駆動システム１０における過去の特定の状態と診断時の状態を比較することができる。

【0101】

第６の態様に係る状態監視装置は、判定用位相面データと診断用位相面データを重ねて表示することで、全体の変位量を表示する表示部３３を有する。これにより、作業者は、表示部３３により判定用位相面データと診断用位相面データとの全体の変位量を黙視することで、異常を容易に診断することができる。

【0102】

第７の態様に係る状態監視装置は、データ取得部４１は、状態量としてモータの角速度ωと電流ｉと電圧ｕを取得し、判定用位相面データ作成部４２および診断用位相面データ作成部４３は、角速度ωに対する電流ｉの第１位相面データと、角速度ωに対する電圧ｕの第２位相面データの少なくとも一つを作成する。これにより、モータ１１の状態量に基づいて駆動システム１０の異常を適切に判定することができる。

【0103】

第８の態様に係る状態監視装置は、位相面データ算出部４４は、判定用第１位相面データに対する診断用第１位相面データの全体の第１変位量を算出すると共に、判定用第２位相面データに対する診断用第２位相面データの全体の第２変位量を算出し、表示部３３は、全体の第１変位量と前記全体の第２変位量を表示する。これにより、モータ１１により駆動する駆動システム１０における漏電と巻線ショートと摩擦の異常を適切に判定することができる。

【0104】

第９の態様に係る診断装置は、状態量を取得するデータ取得部４１と、過去に取得した状態量に基づいて判定用位相面データを作成する判定用位相面データ作成部４２と、診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面データを作成する診断用位相面データ作成部４３と、判定用位相面データに対する診断用位相面データの全体の変位量を算出する位相面データ算出部４４と、全体の変位量と予め設定された変位量判定値とを比較して異常であるか否かを判定する異常判定部４５とを有する。これにより、判定用位相面データに対する診断用位相面データの全体の変位量と変位量判定値とを比較して異常を判定することで、判定用位相面データに対する診断用位相面データの外側への変位および内側への変位を見つけて異常を判定することができる。その結果、駆動システムの状態量を監視することで高精度な診断を可能とすることができる。

【0105】

第１０の態様に係る診断装置は、異常判定部４５は、全体の変位量が変位量判定値を超えると異常であると判定する。これにより、駆動システムにおける高精度な診断を可能とすることができる。

【0106】

第１１の態様に係る状態監視方法は、状態量を取得する工程と、過去に取得した状態量に基づいて判定用位相面を作成する工程と、診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面を作成する工程と、判定用位相面に対する判定用位相面の全体の変位量を算出する工程と、全体の変位量を出力する工程とを有する。これにより、判定用位相面データに対する診断用位相面データの全体の変位量を算出することで、判定用位相面データに対する診断用位相面データの外側への変位および内側への変位を見つけることができる。その結果、駆動システムの状態量を監視することで高精度な診断を可能とすることができる。

【0107】

第１２の態様に係る診断方法は、状態量を取得する工程と、過去に取得した状態量に基づいて判定用位相面を作成する工程と、診断時に取得した状態量に基づいて診断用位相面を作成する工程と、判定用位相面に対する判定用位相面の全体の変位量を算出する工程と、全体の変位量と予め設定された変位量判定値とを比較して異常であるか否かを判定する工程とを有する。これにより、判定用位相面データに対する診断用位相面データの全体の変位量と変位量判定値とを比較して異常を判定することで、判定用位相面データに対する診断用位相面データの外側への変位および内側への変位を見つけて異常を判定することができる。その結果、駆動システムの状態量を監視することで高精度な診断を可能とすることができる。

【0108】

なお、上述した実施形態では、位相面データ算出部４４および異常判定部４５は、第１位相面データと第２位相面データを処理対象としたが、２個の位相面データに限定されるものではない。処理する位相面データの個数は、１個でもよく、３個以上であってもよい。また、状態量として角速度ω、電流ｉ、電圧ｕを用いたが、この構成に限定されるものではない。

【0109】

また、状態量としては、上述した以外に、制御偏差や三相モータの各電流データも使用することができる。制御系に異常があれば偏差が変化し、また、各相の電流が通常より低下あるいは上昇すれば位相面上で変化としてとらえることができる。その位相面の移動と異常を関数化することでより細かな異常分類に対応することができる。

【符号の説明】

【0110】

１０ 駆動システム
１１ モータ
１２ 回転軸
１３ 負荷
１４ ケース
２１ モータアンプ
２２ モータ制御部
２３ 角速度センサ
２４ 電流センサ
２５ 電圧センサ
３０ 状態監視装置
３１ 状態監視制御部
３２ 操作部
３３ 表示部
３４ 記憶部
４１ データ取得部
４２ 判定用位相面データ作成部
４３ 診断用位相面データ作成部
４４ 位相面データ算出部
４５ 異常判定部
５０ 診断装置
５１ 診断制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】