特開 2024-151327 試験測定装置及び三相モータの欠陥検出方法

(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】P2024151327

(43)【公開日】2024-10-24

(54)【発明の名称】試験測定装置及び三相モータの欠陥検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/34 20200101AFI20241017BHJP

【ＦＩ】

G01R31/34 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024064081

(22)【出願日】2024-04-11

(31)【優先権主張番号】202321026736

(32)【優先日】2023-04-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN

(31)【優先権主張番号】18/629,865

(32)【優先日】2024-04-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】391002340

【氏名又は名称】テクトロニクス・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＴＥＫＴＲＯＮＩＸ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】クリシュナ・エヌ・エイチ・スリ

(72)【発明者】

【氏名】ニランジャン・アール・ヘグデ

(72)【発明者】

【氏名】シュバ・ビー

(72)【発明者】

【氏名】クリストファー・ジェイ・ロバーグ

【テーマコード（参考）】

2G116

【Ｆターム（参考）】

2G116BA03

2G116BB01

2G116BB02

2G116BB06

2G116BB10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】誘導モータの欠陥を効果的に検出する。
【解決手段】試験測定装置１０２は、三相モータ１０６に印加される第１、第２及び第３相駆動信号を取得する１つ以上のプロセッサ１０８を有する。モータ駆動アナライザ１０４は、取得した第１、第２及び第３相駆動信号にＤＱＺ変換を実行して、ｄ軸(Ｄ)、ｑ軸(Ｑ)及び零相(Ｚ)成分を生成し、Ｄ及びＱ成分を示すオーバーラップＤＱフェーザ・プロットと、Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現とを生成する。モータ駆動アナライザ１０４は、ユーザ・インタフェース１１２上に、オーバーラップＤＱフェーザ・プロットとＤ及びＱ成分の周波数領域表現から生成されたオーバーラップＤＱスペクトル・プロットとを表示することにより、ユーザは、オーバーラップＤＱフェーザ及びＤＱスペクトル・プロットの視覚的特徴によりモータの欠陥を検出できる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試験測定装置であって、
三相モータに印可される第１、第２及び第３相駆動信号を取得するように構成された１つ以上のプロセッサと、
モータ駆動アナライザと
を具え、
該モータ駆動アナライザが、
取得した上記第１、第２及び第３相駆動信号にＤＱ０（ＤＱＺ）変換を実行して、ｄ軸（Ｄ）、ｑ軸（Ｑ）及び零相（Ｚ）成分を生成する処理と、
上記Ｄ及びＱ成分を示すオーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する処理と、
上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現を生成する処理と、
生成された上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットと上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現から生成されたオーバーラップＤＱスペクトル・プロットをユーザ・インタフェース上に表示することによって、ユーザが、上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットの視覚的特徴と上記オーバーラップＤＱスペクトル・プロットに視覚的に表示された周波数成分とによって、上記三相モータの欠陥を検出できるようにする処理と
を行うように構成される試験測定装置。

【請求項2】

上記モータ駆動アナライザが、上記Ｄ及びＱ成分を示す上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する前に、上記モータ駆動アナライザは、
上記Ｄ及びＱ成分夫々のオフセットを計算する処理と、
計算された上記オフセットを上記Ｄ及びＱ成分から除去して、上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットの生成に使用されるオフセット調整済みＤ及びＱ成分を生成する処理と
を行うように更に構成される請求項１の試験測定装置。

【請求項3】

上記モータ駆動アナライザは、上記オフセット調整済みＤ及びＱ成分をフィルタ処理してフィルタ処理オフセット調整済みＤ及びＱ成分を生成し、該フィルタ処理オフセット調整済みＤ及びＱ成分を使用して上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成するように更に構成される請求項２の試験測定装置。

【請求項4】

上記モータ駆動アナライザは、フィルタ処理オフセット調整済みＺ成分を生成し、該フィルタ処理オフセット調整済みＺ成分を使用して、上記フィルタ処理オフセット調整済みＤ、Ｑ及びＺ成分の３次元オーバーラップＤＱＺフェーザ・プロットを生成するように更に構成される請求項３の試験測定装置。

【請求項5】

実施例１の試験測定システムであって、上記モータ駆動アナライザは、ユーザの入力に応じて、生成された上記Ｄ及びＱ成分の上記周波数領域表現における関心のある周波数を特定するように更に構成される請求項１の試験測定装置。

【請求項6】

上記三相モータは、回転子及び固定子を含み、上記ユーザは、表示された上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットと、上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現とにより、上記回転子の機械的亀裂を含む回転子の欠陥及び上記固定子のコイルの短絡巻線を含む固定子の欠陥を検出できる請求項１の試験測定装置。

【請求項7】

三相モータの欠陥を検出する方法であって、
上記三相モータに印加された第１、第２及び第３相駆動信号を取得する処理と、
取得した上記第１、第２及び第３相駆動信号にＤＱ０（ＤＱＺ）変換を実行して、ｄ軸（Ｄ）、ｑ軸（Ｑ）及び零相（Ｚ）成分を生成する処理と、
上記Ｄ及びＱ成分を示すオーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する処理と、
上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現を生成する処理と、
生成された上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットと上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現に基づくオーバーラップＤＱスペクトル・プロットとをユーザが見るように表示することにより、上記ユーザが、上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットの視覚的特徴と上記オーバーラップＤＱスペクトル・プロットに視覚的に表示された周波数成分とによって、上記三相モータの欠陥を検出できるようにする処理と
を具える三相モータの欠陥検出方法。

【請求項8】

上記Ｄ及びＱ成分を示す上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する処理は、
上記Ｄ及びＱ成分夫々のオフセットを計算する処理と、
計算された上記オフセットを上記Ｄ及びＱ成分から除去して、上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットの生成に使用されるオフセット調整済みＤ及びＱ成分を生成する処理と
を更に含む請求項７の三相モータの欠陥検出方法。

【請求項9】

上記オフセット調整済みＤ及びＱ成分をフィルタ処理して、フィルタ処理オフセット調整済みＤ及びＱ成分を生成する処理と、
上記フィルタ処理オフセット調整済みＤ及びＱ成分を使用して上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する処理と
を更に具える請求項８の三相モータの欠陥検出方法。

【請求項10】

試験測定システムであって、
三相モータと、
該三相モータに第１、第２及び第３相駆動信号を供給する三相電源と、
上記第１、第２及び第３相駆動信号を取得するように構成される１つ以上のプロセッサ及びモータ駆動アナライザを有する試験測定装置と
を具え、
上記モータ駆動アナライザが、
上記三相モータの欠陥の検出を可能にするために、取得した上記第１、第２及び第３相駆動信号にＤＱ０（ＤＱＺ）変換を実行して、ｄ軸（Ｄ）、ｑ軸（Ｑ）及び零相（Ｚ）成分を生成する処理と、
上記Ｄ及びＱ成分を示すオーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する処理と、
上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現を生成する処理と、
生成された上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットと上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現に基づくオーバーラップＤＱスペクトル・プロットとを表示することによって、ユーザが、上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットの視覚的特徴と上記オーバーラップＤＱスペクトル・プロットに視覚的に表示された周波数成分とによって、上記三相モータの欠陥を検出できるようにする処理と
を行うように構成される試験測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して誘導モータに関し、より具体的には、誘導モータの欠陥を検出するための試験測定装置上でのモータ駆動信号の捕捉、処理並びに時間領域及び周波数領域での表示に関する。

【背景技術】

【0002】

誘導モータは様々な用途で使用されており、三相誘導モータは、特に産業用途で普及している。誘導モータは、固定子のコアの周りに巻かれた絶縁ワイヤによって通常形成される多数のコイルを有する固定子（stator）を含む。これらコイルは、印加される時間変動電気信号又はＡＣ（交流）電気信号に応答して、回転磁界を生成する電磁極を提供するように構成されている。これら極は、共同して、固定子の中心軸を中心に回転する回転磁場を生成する。固定子によって生成される回転磁界に応答して、回転子（rotor）に電流が誘導される。回転子は、中心軸を中心に回転可能であって、回転子の誘導電流により回転子にトルクが生じ、回転が発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０２２／０４１３０５１号明細書

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】「電流兆候解析に基づくDCモーターのオンライン故障検知（Motor Current Signature Analysis Based On-Line Fault Detection of DC Motor）」、大窄直樹、神原弘之、 石浦菜岐佐、一般社団法人 電子情報通信学会、信学技報、２０２０年３月、［online］、［２０２４年４月１１日検索］、インターネット<https://cs.kwansei.ac.jp/~ishiura/publications/T2020-03a.pdf>

【非特許文献2】「直軸(d軸), 横軸(q軸)」、モータ用語集、ニデック株式会社、［online］、［２０２４年４月１１日検索］、インターネット<https://www.nidec.com/jp/technology/motor/glossary/item/direct_axis/>

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

誘導モータでは、固定子巻線の不規則性、回転子の不均衡、電気結合、負荷、効率、回転子軸受の不規則性など、製造中又は運転中に様々な種類の欠陥又瑕疵が発生する可能性がある。例えば、固定子の各コイルを形成する絶縁ワイヤの巻線は、絶縁が損傷すると電気的に短絡する可能性があり、モータの動作に悪影響を及ぼす。現在、誘導モータの製造を中断することなく、誘導モータの動作特性の欠陥を検出するために最も一般的に使用されている技術は、モータ電流徴候解析（ＭＣＳＡ：Motor Current Signature Analysis）として知られる手法である。ＭＣＳＡは、誘導モータに印加される駆動信号の電流を検知し、検知された電流によってモータの欠陥を検出できる。

【0006】

ＭＣＳＡは、誘導モータの欠陥検出には効果的であるが、通常、実装が比較的複雑な高度なアルゴリズムを利用する。従って、誘導モータの欠陥を検出するための改良された技術が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示技術の実施形態は、誘導モータを試験するための試験測定装置において、モータ駆動アナライザを使用して誘導モータの欠陥を検出する方法と、本開示の実施形態によるこれらの方法を実施するためのシステムに関する。モータ駆動アナライザは、試験測定装置上で、時間領域と周波数領域のモータ駆動信号を捕捉、処理、表示して、ユーザが試験対象の誘導モータの欠陥を検出できるようにする。本開示技術の実施形態による方法及びシステムは、誘導モータの動作の特性を表す駆動信号の可視化を可能にし、これにより、欠陥の早期検出を可能にし、ユーザは、モータの継続的な動作から生じる可能性のあるモータへの更なる損傷を防止するための適切な行動をとることができる。例えば、誘導モータの固定子のコイルに電気的に短絡したコイルの巻線が含まれている場合、これらの短絡したコイルの巻線を早期に検出することで、誘導モータの継続的な動作で起こりえる固定子の隣接するコイルの損傷を回避し、修理コストとモータの停止又は修理時間を短縮することができる。本開示技術の実施形態によって提供される可視化により、ユーザは、表示された駆動信号の視覚的特徴を通して、例えば、表示された信号の特定の形状及び周波数領域信号における特定の周波数成分の存在を通して、欠陥のある誘導モータを特定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本開示のいくつかの実施形態による、誘導モータの欠陥を試験及び検出するのに使用するモータ駆動アナライザを含む試験測定装置を有する試験測定システムを示す。

【図2】図２は、図１の試験測定装置のユーザ・インタフェースによってレンダリングされる表示の例であって、これは、本開示技術のいくつかの実施形態によるモータの欠陥の検出を可能にするために視覚的に提示される誘導モータの種々の動作パラメータを示す。

【図3】図３は、欠陥のない誘導モータの固定子について、試験測定装置に表示された三相固定子駆動信号を示す信号図である。

【図4】図４は、欠陥又は瑕疵のある誘導モータの固定子について、試験測定装置に表示された三相固定子駆動信号を示す信号図である。

【図5】図５は、図１のモータ駆動アナライザによって生成されたプロットであって、本開示技術のいくつかの実施形態による、欠陥又は瑕疵のある誘導モータのｑ軸成分に対するｄ軸成分を示す。

【図6】図６は、図１のモータ駆動アナライザによって生成されたプロットであって、本開示技術のいくつかの実施形態による正常な誘導モータのｑ軸成分に対するｄ軸成分を示す。

【図7】図７は、図１のモータ駆動アナライザによって生成されたプロットであって、本開示技術のいくつかの実施形態による欠陥又は瑕疵のある誘導モータのｄ軸成分及びｑ軸成分の周波数スペクトルを示す。

【図8】図８は、図１のモータ駆動アナライザによって生成されたプロットであって、本開示技術のいくつかの実施形態による欠陥のある誘導モータと正常な誘導モータのｑ軸成分の周波数スペクトルを示す。

【図9A】図９Ａは、図１のモータ駆動アナライザによって提供されるグラフィカル・ユーザ・インタフェースの表示を示しており、これにより、ユーザは、図５及び図６のｄ軸及びｑ軸プロットと、図７及び図８の周波数スペクトル・プロットの生成を設定することができる。

【図9B】図９Ｂは、図１のモータ駆動アナライザによって提供される別のグラフィカル・ユーザ・インタフェースの表示を示しており、これにより、ユーザは、図５及び図６のｄ軸及びｑ軸プロットと、図７及び図８の周波数スペクトル・プロットの生成を設定することができる。

【図10】図１０は、図１のモータ駆動アナライザによって生成されたフェーザ図プロットであって、本開示技術のいくつかの実施形態による、欠陥のある誘導モータのｄ軸成分、ｑ軸成分及び零相成分を示す。

【図11】図１１は、図１のモータ駆動アナライザによって生成された３次元プロットであって、これは、本開示技術のいくつかの実施形態による誘導モータのｄ軸成分、ｑ軸成分及び零相成分を示す３次元プロットである。

【図12】図１２は、本開示技術のいくつかの実施形態による、図１のモータ駆動アナライザによって生成された正常なモータ及び欠陥のあるモータのｄ軸（Ｄ）、ｑ軸（Ｑ）及び合成（Ｒ）成分フェーザ・プロットを重ねたものを示すプロットである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１は、本開示技術のいくつかの実施形態による、三相モータ１０６の欠陥を試験及び検出するのに使用するモータ駆動アナライザ１０４を含む試験測定装置１０２を有する試験測定システム１００を示す。モータ（電動機）１０６は、試験測定システム１００の実施形態におけるブラシレスＤＣ（ＢＬＤＣ）モータに加えて、様々なタイプのＡＣモータであっても良い。本開示技術の実施形態は、例として誘導モータである三相モータ１０６に関連して詳細に説明されるが、このタイプのモータにおける欠陥を検出することに限定されない。本開示技術の実施形態は、更に様々なタイプのＡＣ及びＢＬＤＣモータにおける欠陥を検出しても良い。試験測定装置１０２は、１つ以上のメイン・プロセッサ１０８を有し、これは、メイン・メモリ１１０からの命令を実行するように構成されても良く、また、そのような命令によって示される任意の方法や関連ステップを実行しても良い。ユーザ・インタフェース１１２は、１つ以上のプロセッサ１０８に結合され、ユーザが試験測定装置１０２をインタラクティブに操作するために利用可能な、例えば、キーボード、マウス、タッチスクリーン、出力ディスプレイ、ファイル・ストレージやその他の任意の操作装置を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ユーザ・インタフェース１１２は、リモート・インタフェース（図示せず）に接続されるか、又は、リモート・インタフェースによって制御されるので、ユーザは、試験測定装置から物理的に離れた遠隔な場所において試験測定装置１０２の動作を制御することができる。ユーザ・インタフェース１１２の表示部分は、波形、測定値及び他のデータをユーザに表示するためのＬＣＤなどのデジタル・スクリーン又はその他の任意のモニタであっても良い。いくつかの実施形態では、ユーザ・インタフェース１１２のメイン出力ディスプレイは、試験測定装置１０２から離れた場所にも配置することができる。

【0010】

１つ以上の測定ユニット１１４は、試験測定装置１０２によって測定対象のデバイス１０６からの信号のパラメータ及び他の特性を測定する主要な機能を実行する。典型的な測定としては、入力信号の時間領域での電圧、電流及び電力の測定に加えて、この入力信号の周波数領域での特性の測定がある。測定ユニット１１４は、通常、試験測定装置上で行われる任意の測定を代表しており、モータ駆動アナライザ１０４は、そのような測定ユニット１１４内に統合されるか又はそのような測定ユニット１１４に結合されても良い。

【0011】

三相電源１１６は、典型的にはＡＣ主電源であって、誘導モータ１０６を駆動（ドライブ）するために、位相駆動電圧信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ及び位相駆動電流信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの形で位相駆動信号を供給する。試験測定装置１０２は、誘導モータ１０６に印可される位相駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ及びＩａ、Ｉｂ、Ｉｃを取得するのに適したケーブル１１８及びプローブ１２０を介して結合される。この位相駆動信号への結合は、図１では、破線１２２で表されている。

【0012】

動作中、試験測定装置１０２は、位相駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ及びＩａ、Ｉｂ、Ｉｃを捕捉又は取得し、これらの駆動信号に対してＤＱＺ変換を実行して、対応するｄ軸Ｄ、ｑ軸Ｑ及び零相Ｚ成分を生成する。Ｄ、Ｑ、Ｚの各成分は、時間領域信号である。当業者であれば、理解できるように、ＤＱＺ変換は、三相時間変動駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ及びＩａ、Ｉｂ、ＩｃをＤＱＺ成分の形で時間不変ＤＣ成分に変換するベクトル変換であって、パーク変換とクラーク変換の組み合わせによって形成される。ＤＱＺ変換は、本開示技術の実施形態の例で試験されている三相モータ１０６のような回転機械の解析を容易にする。なお、本説明及び付随する図では、ＤＱＺ変換は、ＤＱ０変換とも呼ばれることがある。一旦、モータ駆動アナライザ１０４が、ＡＢＣ基準座標系の位相駆動信号（Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ及びＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ）に対応するＤ、Ｑ及びＺ成分を生成するためにＤＱＺ変換を適用したら、次いで、以下で詳しく説明するように、モータ駆動アナライザは、Ｄ、Ｑ及びＺ成分を処理し、この処理の結果を表示して、ユーザが誘導モータ１０６の欠陥を検出できるようにする。

【0013】

試験測定システム１００のいくつかの実施形態では、三相モータ１０６は、ＢＬＤＣモータである。これらの実施形態では、三相電源１１６は、第１、第２及び第３位相駆動信号のそれぞれに関して、第１、第２及び第３ＤＣパルス駆動信号を供給する。第１、第２及び第３ＤＣパルス駆動信号の夫々は、極性が交互に変化するＤＣパルスのシリーズで形成される。第１、第２及び第３ＤＣパルス駆動信号を形成するＤＣパルスは、互いに位相がシフトされている、つまり、時間的にオフセットされている。当業者であれば、ＢＬＤＣモータの動作と、ＢＬＤＣモータ用の第１、第２及び第３相駆動信号を形成する適切なＤＣパルス駆動信号を理解できよう。

【0014】

図２は、図１のモータ駆動アナライザ１０４のユーザ・インタフェース１１２によってレンダリングされた例示的な表示２００であって、モータ駆動アナライザによるＤ、Ｑ及びＺ成分の処理を通じて生成される誘導モータ１０６の種々の動作パラメータを視覚的に示している。計算された又は生成された動作パラメータのこの視覚的な表示により、ユーザは、誘導モータ１０６の１つ以上の瑕疵又は欠陥を検出することができる。表示２００は、左上にＤ成分の周波数領域表現（frequency domain representation：周波数領域表示、周波数領域で表したもの）２０２と、左下にＱ成分の周波数領域表現２０４とを有している。モータ駆動アナライザ１０４によって計算されるＤ成分及びＱ成分の夫々は、時間領域信号であって、モータ駆動アナライザは、これら時間領域信号を処理して、Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現２０２及び２０４を生成する。周波数領域表現２０２及び２０４を生成するために、モータ駆動アナライザ１０４は、例えば、時間領域のＤ成分及びＱ成分の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）又は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を計算する。Ｄ及びＱ周波数領域表現２０２、２０４の特定の周波数において、十分な大きさを有するスペクトル成分は、モータ１０６の欠陥を示している可能性がある。これについては、図７～図９を参照して、以下で更に詳細に説明する。これらの周波数領域表現２０２、２０４は、図７及び図８を参照して、図示及び以下で更に詳細に説明されるように、同じプロットの形式で重ねて表示される場合、オーバーラップＤＱスペクトル・プロットとも呼ばれる。

【0015】

表示２００は、更に、Ｑ成分に対するＤ成分のプロットであるＤＱプロット２０６を含む。ＤＱプロット２０６は、以下で説明する追加のＤＱプロットと同様に、本説明ではオーバーラップＤＱフェーザ・プロットと呼ばれこともある。ＤＱプロットは、Ｑ成分に対するＤ成分の変動を示しており、Ｄ成分及びＱ成分の変化の比率は、モータ１０６の欠陥を示している。ＤＱプロット２０６は、誘導モータ１０６に欠陥がある場合には、ある特定の共通の形状を有し、モータに欠陥がない場合には、別の共通の形状を有することになる。その結果、ＤＱプロット２０６を表示２００に視覚的に表示することにより、ユーザは、このような欠陥を視覚的に検出することができる。ＤＱプロット２０６を生成する際に、モータ駆動アナライザ１０４は、Ｄ成分のオフセットＤoffとＱ成分のオフセットＱoffを計算する。次いで、モータ駆動アナライザ１０４は、ＤＱプロット２０６を生成する前に、計算されたオフセットＤoff、ＱoffをこれらＤ及びＱ成分から除去することにより、Ｄ及びＱ成分を調整し、オフセット調整されたＤ及びＱ成分を生成する。更に、モータ駆動アナライザ１０４は、ＤＱプロット２０６を生成する前に、オフセット調整されたＤ成分及びＱ成分をフィルタ処理して、不要なノイズを除去する。更なる実施形態の例では、モータ駆動アナライザ１０４が、プロット２０６に関する３次元ＤＱＺプロットを生成するが、このとき、Ｄ、Ｑ及びＺ成分のそれぞれが、上述のようにオフセット調整され、フィルタ処理される。ＤＱプロット２０６については、オフセットＤoff及びＱoffの計算とＤ及びＱ成分の調整、並びにＤ及びＱ成分のフィルタ処理とともに、図５及び図６を参照して以下で更に詳細に説明する。

【0016】

図２の実施形態の例の表示２００には、フェーザ図２０８が含まれている。フェーザ図２０８は、Ｄ、Ｑ、Ｚ成分と共にＶａ、Ｖｂ、Ｖｃ駆動信号のベクトルと、Ｄ、Ｑ及びＺ成分の合成ベクトルＲを示しており、これは、図１０を参照して以下で更に詳細に説明される。ＤＱプロット２０６と同様に、フェーザ図２０８は、誘導モータ１０６が欠陥を有するかどうかを示す形状又は視覚的特徴を有しており、これについても、図１０を参照して以下で更に詳細に説明する。最後に、表示２００は、図２の例における時間領域信号２１０を含む。これらの時間領域信号２１０は、捕捉又は取得された位相駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ及びＩａ、Ｉｂ、Ｉｃに加えて、対応するＤ、Ｑ及びＺ成分を含む。表示２００におけるプロット及び信号２０２～２１０の配置は、モータ駆動アナライザ１０４によって生成された表示用構成要素の配置の一例であって、この表示は、これらの構成要素の全てよりも少ないか又は更なる実施形態で追加の構成要素を含む代替の配置があってもよい。

【0017】

図３は、欠陥のない誘導モータの固定子について、試験測定装置に示された電流駆動信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの形式の三相固定子駆動信号を示す信号図である。電流駆動信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃは、これら信号間で、ほぼ同じ振幅と位相シフト（１２０度）を持つ正弦波信号であることがわかる。これに対して、図４は、瑕疵又は欠陥のある誘導モータの固定子駆動信号を示している。図４は、電圧駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを示しており、これらは、理想的には、図１の電流駆動信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃと同じ位相シフトを有する正弦波信号となる。しかしながら、これら駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの振幅は、さまざまであり、これは、これらの信号によって駆動される誘導モータの欠陥を示している。図３及び図４は、誘導モータの駆動信号が、そのモータが正常なモータ（即ち、欠陥のないモータ）であるか又は瑕疵若しくは欠陥のあるモータであるかによって、どのように変化するか、また、モータ駆動アナライザ１０４（図１）が、モータの駆動信号を視覚的に表示することにより、そのような欠陥の検出をどのように可能にするかを示す。

【0018】

図５は、本開示技術のいくつかの実施形態による、欠陥又は瑕疵のある誘導モータについて、図１のモータ駆動アナライザ１０４によって生成されたＤＱプロット５００である。ＤＱプロット５００は、本説明では、オーバーラップＤＱフェーザ・プロットと呼ぶこともある。ＤＱプロット５００は、垂直軸にｄ軸成分Ｄを、水平軸にｑ軸成分Ｑを示している。ＤＱプロット５００は、図２の表示２００におけるＤＱプロット２０６の一例である。ＤＱプロット５００は、モータが固定子の１つ以上のコイルに電気的短絡巻線などの欠陥又は瑕疵を有する場合の図１のモータ１０６のＱ成分に対するＤ成分を示している。図６のＤＱプロット６００は、誘導モータ１０６が、固定子にそのような瑕疵又は欠陥がない、正常な誘導モータである場合に、モータ駆動アナライザ１０４によって生成されたものであるが、図５のＤＱプロット５００は、図６のＤＱプロット６００とは対照的である。ＤＱプロット６００は、本説明では、オーバーラップＤＱフェーザ・プロットと呼ぶこともある。ＤＱプロット６００は、ＤＱプロット５００と比較して、より円形の形状を有することが観察され、ユーザは、モータ駆動アナライザ１０４によって生成されたＤＱプロット５００、６００の形状又は視覚的特徴によって、モータ１０６が欠陥品であるか又は正常であるかを特定することができる。本開示のいくつかの実施形態では、ユーザは、ユーザ・インタフェース１１２（図１）を利用して、マスク座標を含むマスクを定義し、マスク定義に基づいて、モータ（回転子巻線）が欠陥状態にあるか又は正常な状態にあるかを分析しても良い。ユーザは、Ｄ及びＱ成分のＦＦＴを見て、最悪の場合のマスク座標を定義し、これを負荷動的及び定常状態（つまり、より長い）操作の両方に使用しても良い。

【0019】

図５及び図６に加えて、以下の図７～１１において、モータ駆動アナライザ１０４は、これらの図のそれぞれに例示される特定のプロット又は表示を生成、レンダリング又は表示するものとして説明されている。これらの種々の表示又はプロットを表示するために、モータ駆動アナライザ１０４は、典型的には、モータ駆動アナライザが実行又は実装される試験測定装置１０２のユーザ・インタフェース１１２（図１）を使用する。モータ駆動アナライザのプロット及び表示は、試験測定装置１０２の別個のユーザ・インタフェース１１２を通じて提供されるが、説明を簡単にするため、モータ駆動アナライザ１０４が、これらのプロット及び表示を提供するものとして、この説明では記述している。モータ駆動アナライザ１０４が、本開示技術の実施形態におけるこれらプロット及び表示を表示するユーザ・インタフェースを含んでも良い。

【0020】

ＤＱプロット５００、６００は、モータ駆動アナライザ１０４によって生成されたオフセット調整され、フィルタ処理されたＤ及びＱ成分を示す。このオフセット調整及びフィルタ処理は、図２のＤＱプロット２０６に関連して上述している。動作中、モータ駆動アナライザ１０４は、モータ１０６のＤ及びＱ成分を計算するが、次いで、これらの計算されたＤ及びＱ成分に対応するＤＱプロットを生成する前に、モータ駆動アナライザは、まず、計算されたオフセットＤoff及びＱoffを計算されたＤ及びＱ成分から除去して、オフセット調整済みＤ及びＱ成分を生成することにより、モータ１０６の計算されたＤ及びＱ成分を調整する。更に、計算されたＤ及びＱ成分のＤＱプロットを生成する前に、モータ駆動アナライザ１０４は、次に、オフセット調整済みＤ及びＱ成分をフィルタ処理して、不要なノイズを除去する。図５及び図６のＤＱプロット５００、６００は、モータ駆動アナライザ１０４によって計算又は生成されたモータ１０６のオフセット調整とフィルタ処理されたＤ及びＱ成分のそれぞれのＤＱプロットを示す。

【0021】

Ｄ及びＱ成分のオフセットＤoff、Ｑoffを決定し、これらＤ及びＱ成分のオフセット調整を行い、次いでオフセット調整された成分をフィルタ処理する際のモータ駆動アナライザ１０４の動作について、ここで更に詳細に説明する。モータ駆動アナライザ１０４は、Ｄ成分のオフセット調整を計算するために、以下の式を利用する。

ＤoffsetAdj＝Ｄwfm－mean(Ｄwfm) 数式１

ここで、Ｄwfmは、モータ駆動アナライザ１０４によって計算された初期Ｄ成分に対応し、mean(Ｄwfm)は、初期Ｄ成分を形成する複数のデジタル値の平均であって、ＤoffsetAdjは、オフセット調整済みＤ成分である。数式１のmean(Ｄwfm)は、上記のオフセットＤoffに対応する。数式１により、モータ駆動アナライザ１０４は、オフセット調整されたＤ成分、ＤoffsetAdjを生成する。Ｄ成分のオフセット、mean(Ｄwfm)は、対応するＤＱプロットを生成する前に補正する必要があり、そうしないと、複数の不要な円がプロットに生じる可能性がある。

【0022】

モータ駆動アナライザ１０４は、上述したような同じ補正を行って、モータ駆動アナライザ１０４によって実行されるＤＱＺ変換から最初に計算されたＱ成分及びＺ成分を調整する。このため、モータ駆動アナライザ１０４は、オフセット調整済みＤ成分に加えて、数式１と同様の数式を使用して、オフセット調整済みＱ成分ＱoffsetAdj及びオフセット調整済みＺ成分ＺoffsetAdjを計算する。上述したように、２次元ＤＱプロットが図５及び図６に示されているが、モータ駆動アナライザ１０４は、本開示技術のいくつかの実施形態では、３次元ＤＱＺプロットを生成し、これらの実施形態では、Ｄ、Ｑ及びＺ成分のそれぞれは、数式１を使用して調整する必要がある。

【0023】

オフセット調整を行うことに加えて、モータ駆動アナライザ１０４は、対応するＤＱ又はＤＱＺプロットを生成する前に、オフセット調整済みＤ、Ｑ及びＺ成分をフィルタ処理する。モータ駆動アナライザ１０４が、数式１によってＤ成分のオフセットを除去した後、オフセット調整済みＤ成分は、以下の数式を実行することによって、フィルタ処理される。

Ｄofiltered＝ＭＡＶ（ＤoffsetAdj） 数式２

ここで、Ｄofilteredは、フィルタ処理オフセット調整済みＤ成分、ＭＡＶ（ＤoffsetAdj）は、数式１のオフセット調整済みＤ成分の移動平均（moving average）である。このフィルタ処理により、ユーザは、数式２の移動平均によって実行されるデジタル・フィルタを適用して、Ｄ成分の不要なノイズを除去できる。Ｑ成分とＺ成分についても、同じフィルタ処理が行われる。モータ駆動アナライザ１０４の異なる実施形態では、低次無限インパルス応答（low order infinite impulse response：low order IIR）フィルタのような異なるタイプのデジタル・フィルタが利用されても良い。

【0024】

図７は、図１のモータ駆動アナライザ１０４によって生成された周波数領域プロット７００であって、本開示技術のいくつかの実施形態による、欠陥又は瑕疵のある誘導モータのｄ軸Ｄ成分及びｑ軸Ｑ成分の周波数スペクトルを示す。周波数領域プロット７００は、Ｑ成分の周波数Ｆ１において、大きな周波数成分を示している。プロット７００において、Ｄ成分及びＱ成分のスペクトルを重ね合わせる（オーバーラップする）ことにより、ユーザは、試験対象のモータ１０６における欠陥を視覚的に検出することが可能になる。本開示技術の別の実施形態では、図８に示すオーバーラップ・スペクトルのような別のオーバーラップ・スペクトルが、モータ駆動アナライザ１０４によって表示されても良いが、これについては、以下で更に詳細に説明する。特定の周波数Ｆ１におけるＤ又はＱ成分の周波数スペクトルの大きな成分又は「スパイク」が、試験対象の誘導モータ１０６（図１）の特定のタイプの欠陥を示すことがある。例えば、電気的に短絡した固定子の巻線を有する誘導モータの場合、１ｋＨｚから１０ｋＨｚまでの周波数レンジのＤ成分又はＱ成分の周波数スペクトルにスパイクが現れることがあり、また、特に１０Ｈｚ以下では、約０.３ｍＶの振幅で明瞭に現れる。Ｄ及びＱ周波数スペクトルのこれらのタイプの高調波は全て、回転子と固定子のスロット構造の磁束によるものである。

【0025】

図８は、図１のモータ駆動アナライザ１０４によって生成された周波数領域プロット８００であって、本開示技術のいくつかの実施形態による、欠陥のある誘導モータ及び正常な誘導モータのＱ成分の周波数スペクトルを示す。プロット８００では、正常なモータのＱ成分の周波数スペクトルは、Ｑで示され、欠陥のあるモータのＱ成分は、Ｑdで示される。周波数スペクトルＱdのスパイク８０２及び８０４は、被試験モータ１０６の欠陥を示している。対照的に、周波数スペクトルＱには、そのようなスパイクは存在せず、このＱ成分が生成されたモータが正常なモータであることを示している。ＱスペクトルとＱdスペクトルのオーバーラップ・スペクトルにより、ユーザは、プロット８００を通じて、欠陥を視覚的に検出することが可能になる。Ｑスペクトルは、既知の良好なモータ１０６のタイプ又はモデルの一種のテンプレートとして使用することができよう。

【0026】

モータ駆動アナライザ１０４は、Ｄ、Ｑ及びＺ成分の周波数領域プロットを様々な方法で生成しても良い。一例の実施形態では、モータ駆動アナライザ１０４は、以下の数式により、これらの成分の周波数スペクトルを生成する。

ｆＤspectra＝ＦＦＴ(Ｄ(t)) 数式３
ｆＱspectra＝ＦＦＴ(Ｑ(t)) 数式４
ｆＺspectra＝ＦＦＴ(Ｚ(t)) 数式５

ここで、信号Ｄ(t)、Ｑ(t)及びＺ(t)は、ＡＢＣ基準座標の駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ（Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ）から計算された時間領域Ｄ、Ｑ及びＺ成分に対応し、ＦＦＴは、これらの時間領域信号の高速フーリエ変換である。モータ駆動アナライザ１０４は、代替の実施形態において、ＤＦＴを利用しても良い。

【0027】

誘導モータの最も一般的な固定子の欠陥は、固定子のコイルを形成するコイルの巻線に関連し、特に各コイルの端部又はスロット部分の巻線間の電気的短絡に関連している。このような瑕疵又は欠陥は、モータ駆動アナライザ１０４によって生成された周波数領域プロットの特定の周波数レンジ内又は特定の周波数において現れる。これらの周波数領域プロットを使用すると、欠陥が存在する場合に、特定の周波数成分を生成するモータの欠陥の検出が改善する。

【0028】

このような固定子の欠陥を検出するための従来のアプローチでは、このような欠陥を示す周波数成分が駆動信号に存在するかどうかを特定する必要がある。関心のある（対象の）周波数成分は、数式ｆ＝ｆ１(ｎＺr(１－ｓ))/ｐ＋/－ｋで与えられ、このとき、ｆは、ヘルツ（Ｈｚ）単位の半径方向の力の高調波周波数（radial force harmonic frequency）、f１は、固定子に印可される三相電流駆動信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの周波数、ｎは、整数（ｎ＝１，２，３…）、Ｚrは、回転子のスロット数、「ｓ」は、モータのスリップ、「ｐ」は、モータの極数、ｋは、奇数（ｋ＝１，３，５ …（２ｐ－１））である。この従来のアプローチの欠点は、処理される信号の過渡的な性質のために、上記の数式の利用は、ｋ＝１ではうまく機能するが、ｋの他の値（つまり、周波数ｆの他の高調波）ではうまく機能しないことである。上記の数式において、スロットＺr、スリップｓ及び極ｐは、誘導モータに関連する標準パラメータであって、当業者であれば理解できよう。簡単に言うと、スロットＺrは、固定子のコイルが巻かれている固定子の突起間の固定子の領域であり、スリップｓは、回転子の回転速度と固定子の回転磁場の速度との差に関連するパラメータであり、極ｐは、誘導モータの各駆動信号又は位相に関する固定子の磁極の数である。

【0029】

図９Ａ及び図９Ｂは、図１のモータ駆動アナライザによって提供されるグラフィカル・ユーザ・インタフェースの表示９００及び９０２を示し、これらにより、ユーザは、図５及び６のＤＱプロットと、図７及び８の周波数スペクトル・プロットの生成を設定できる。表示９００では、ユーザは、モータ駆動アナライザ１０４による生成に関して、フェーザ図プロット、周波数スペクトル・プロット又はＤＱプロットを選択するオプションが提供される。Ｄ、Ｑ及びＺ成分のフェーザ図プロットは、図１０を参照して以下で更に詳細に説明される。表示９０２により、ユーザは、周波数スペクトル・プロットに関して、特定の周波数又は関心のある周波数帯域を選択できる。この特定の周波数又は関心のある周波数帯域の選択により、モータ駆動アナライザ１０４が実装される試験測定装置１０２は、周波数領域プロットのより良いスケールを提供し、Ｄ、Ｑ及びＺ成分の周波数解析を改善できる。

【0030】

図１０は、本開示技術のいくつかの実施形態によるモータ駆動アナライザ１０４によって生成された２次元の極プロット又はフェーザ図プロット１０００であり、欠陥のある誘導モータのＤ、Ｑ及びＺ成分を示している。フェーザ図プロット１０００の三角形の形状は、試験対象のモータ１０６（図１）の不良を示している。正常なモータ１０６の場合、フェーザ図プロット１０００は、図１０の三角形の形状ではなく、より円形の形状を有することになる。こうしたことから、フェーザ図プロット１０００は、被試験モータ１０６が欠陥のあるモータであるか又は正常なモータであるかを、ユーザが検出できるようにするために、モータ駆動アナライザ１０４が提供する、もう１つ別のプロットである。

【0031】

図１１は、本開示技術のいくつかの実施形態によるＤＱＺプロット１１００の一例であり、これは、図１のモータ駆動アナライザ１０４によって生成されても良い。ＤＱＺプロットは上述したが、図５及び図６では、２次元のＤＱプロット５００及び６００のみが示された。図１１は、本開示技術のいくつかの実施形態において、モータ駆動アナライザ１０４によって生成されても良い３次元ＤＱＺプロット１１００の一例を提供するに過ぎない。ＤＱＺプロット１１００は、場合によっては、被試験モータ１０６における欠陥のユーザによる検出を改善又は簡素化することがあろう。

【0032】

図１２は、正常モータ及び欠陥のあるモータのｄ軸（Ｄ）、ｑ軸（Ｑ）及び合成（Ｒ）成分のフェーザ・プロットを重ね合わせた（オーバーラップした）ものを示すプロット１２００であり、本開示技術のいくつかの実施形態による図１のモータ駆動アナライザ１０４によって生成される。合成成分Ｒは、Ｄ成分とＱ成分を使用して導出された合成ベクトルである。プロット１２００に加えて、図１０のプロット１０００及び図５を参照して上述したマスクの態様は、２０２２年６月２４日に出願された米国特許出願公開第２０２２/０４１３０５１号「回転子のポジションを用いて、ｄ軸、ｑ軸、零相、合成ドライブ・ベクトルを算出するシステム及び方法」に記載されており、その内容は、参照により本開示に援用される。

【0033】

本開示技術の態様は、特別に作成されたハードウェア、ファームウェア、デジタル・シグナル・プロセッサ又はプログラムされた命令に従って動作するプロセッサを含む特別にプログラムされた汎用コンピュータ上で動作できる。本願における「コントローラ」又は「プロセッサ」という用語は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＡＳＩＣ及び専用ハードウェア・コントローラ等を意図する。本開示技術の態様は、１つ又は複数のコンピュータ（モニタリング・モジュールを含む）その他のデバイスによって実行される、１つ又は複数のプログラム・モジュールなどのコンピュータ利用可能なデータ及びコンピュータ実行可能な命令で実現できる。概して、プログラム・モジュールとしては、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含み、これらは、コンピュータその他のデバイス内のプロセッサによって実行されると、特定のタスクを実行するか、又は、特定の抽象データ形式を実現する。コンピュータ実行可能命令は、ハードディスク、光ディスク、リムーバブル記憶媒体、ソリッド・ステート・メモリ、ＲＡＭなどのコンピュータ可読記憶媒体に記憶しても良い。当業者には理解されるように、プログラム・モジュールの機能は、様々な実施例において必要に応じて組み合わせられるか又は分散されても良い。更に、こうした機能は、集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）などのようなファームウェア又はハードウェア同等物において全体又は一部を具体化できる。特定のデータ構造を使用して、本開示技術の１つ以上の態様をより効果的に実施することができ、そのようなデータ構造は、本願に記載されたコンピュータ実行可能命令及びコンピュータ使用可能データの範囲内と考えられる。

【0034】

開示された態様は、場合によっては、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はこれらの任意の組み合わせで実現されても良い。開示された態様は、１つ以上のプロセッサによって読み取られ、実行され得る１つ又は複数のコンピュータ可読媒体によって運搬されるか又は記憶される命令として実現されても良い。そのような命令は、コンピュータ・プログラム・プロダクトと呼ぶことができる。本願で説明するコンピュータ可読媒体は、コンピューティング装置によってアクセス可能な任意の媒体を意味する。限定するものではないが、一例としては、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体及び通信媒体を含んでいても良い。

【0035】

コンピュータ記憶媒体とは、コンピュータ読み取り可能な情報を記憶するために使用することができる任意の媒体を意味する。限定するものではないが、例としては、コンピュータ記憶媒体としては、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリやその他のメモリ技術、コンパクト・ディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、ＤＶＤ（Digital Video Disc）やその他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置やその他の磁気記憶装置、及び任意の技術で実装された任意の他の揮発性又は不揮発性の取り外し可能又は取り外し不能の媒体を含んでいても良い。コンピュータ記憶媒体としては、信号そのもの及び信号伝送の一時的な形態は除外される。

【0036】

通信媒体とは、コンピュータ可読情報の通信に利用できる任意の媒体を意味する。限定するものではないが、例としては、通信媒体には、電気、光、無線周波数（ＲＦ）、赤外線、音又はその他の形式の信号の通信に適した同軸ケーブル、光ファイバ・ケーブル、空気又は任意の他の媒体を含んでも良い。

実施例

【0037】

以下では、本願で開示される技術の理解に有益な実施例が提示される。この技術の実施形態は、以下で記述する実施例の１つ以上及び任意の組み合わせを含んでいても良い。

【0038】

実施例１は、試験測定装置であって、三相モータに印可される第１、第２及び第３相駆動信号を取得するように構成された１つ以上のプロセッサと、モータ駆動アナライザとを具え、該モータ駆動アナライザが、取得した上記第１、第２及び第３相駆動信号にＤＱ０（ＤＱＺ）変換を実行して、ｄ軸（Ｄ）、ｑ軸（Ｑ）及び零相（Ｚ）成分を生成する処理と、上記Ｄ及びＱ成分を示すオーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する処理と、上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現（frequency domain representations：周波数領域表示、周波数領域で表したもの）を生成する処理と、生成された上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットと上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現から生成されたオーバーラップＤＱスペクトル・プロットとをユーザ・インタフェース上に表示することによって、ユーザが、上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットの視覚的特徴と上記オーバーラップＤＱスペクトル・プロットに視覚的に表示された周波数成分とによって、誘導モータの欠陥を検出できるようにする処理とを行うように構成される。

【0039】

実施例２は、実施例１の試験測定システムであって、上記モータ駆動アナライザが上記Ｄ及びＱ成分を示す上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する前に、上記モータ駆動アナライザは、上記Ｄ及びＱ成分夫々のオフセットを計算する処理と、計算されたオフセットを上記Ｄ及びＱ成分から除去して、上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットの生成に使用されるオフセット調整済みＤ及びＱ成分を生成する処理とを行うように更に構成される。

【0040】

実施例３は、実施例２の試験測定システムであって、上記モータ駆動アナライザは、上記オフセット調整済みＤ及びＱ成分をフィルタ処理してフィルタ処理オフセット調整済みＤ及びＱ成分を生成し、該フィルタ処理オフセット調整済みＤ及びＱ成分を使用して上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成するように更に構成される。

【0041】

実施例４は、実施例３の試験測定システムであって、上記モータ駆動アナライザは、フィルタ処理オフセット調整済みＺ成分を生成し、該フィルタ処理オフセット調整済みＺ成分を使用して、上記フィルタ処理オフセット調整済みＤ、Ｑ及びＺ成分の３次元オーバーラップＤＱＺフェーザ・プロットを生成するように更に構成される。

【0042】

実施例５は、実施例１の試験測定システムであって、上記三相モータは、ＡＣモータとブラシレスＤＣ（ＢＬＤＣ）モータのいずれかから構成される。

【0043】

実施例６は、実施例５の試験測定システムであって、上記三相モータは、三相誘導モータから構成される。

【0044】

実施例７は、実施例１の試験測定システムであって、上記モータ駆動アナライザは、ユーザの入力に応じて、生成された上記Ｄ及びＱ成分の上記周波数領域表現における関心のある周波数（frequencies of interest）を特定するように更に構成される。

【0045】

実施例８は、実施例１の試験測定システムであって、試験測定装置は、オシロスコープである。

【0046】

実施例９は、実施例１の試験測定システムであって、上記モータ駆動アナライザは、上記Ｄ及びＱ成分の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又は離散フーリエ変換（ＤＦＴ）のいずれかを実行することにより、上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現を生成する。

【0047】

実施例１０は、実施例１の試験測定システムであって、上記第１、第２及び第３相駆動信号には、交流電圧駆動信号Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃと、交流電流駆動信号Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃとが含まれる。

【0048】

実施例１１は、実施例１の試験測定システムであって、上記三相モータは、回転子及び固定子を含み、上記ユーザは、表示されたＤＱプロットと、上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現とにより、上記回転子の機械的亀裂を含む回転子の欠陥及び上記固定子のコイルの短絡巻線を含む固定子の欠陥を検出できる。

【0049】

実施例１２は、三相モータの欠陥を検出する方法であって、上記三相モータに印加された第１、第２及び第３相駆動信号を取得する処理と、取得した上記第１、第２及び第３相駆動信号に対してＤＱ０（ＤＱＺ）変換を実行して、ｄ軸（Ｄ）、ｑ軸（Ｑ）及び零相（Ｚ）成分を生成する処理と、上記Ｄ及びＱ成分を示すオーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する処理と、上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現を生成する処理と、生成された上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットと上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現に基づくオーバーラップＤＱスペクトル・プロットとをユーザが見るように表示することにより、上記ユーザが、上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットの視覚的特徴と上記オーバーラップＤＱスペクトル・プロットに視覚的に表示された周波数成分とにより、上記誘導モータの欠陥を検出できるようにする処理とを具える。

【0050】

実施例１３は、実施例１２の方法であって、上記Ｄ及びＱ成分を示す上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する処理は、上記Ｄ及びＱ成分夫々のオフセットを計算する処理と、計算された上記オフセットを上記Ｄ及びＱ成分から除去して、上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットの生成に使用されるオフセット調整済みＤ及びＱ成分を生成する処理とを更に含む。

【0051】

実施例１４は、実施例１３の方法であって、上記オフセット調整済みＤ及びＱ成分をフィルタ処理して、フィルタ処理オフセット調整済みＤ及びＱ成分を生成する処理と、上記フィルタ処理オフセット調整済みＤ及びＱ成分を使用して上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する処理とを更に具える。

【0052】

実施例１５は、実施例１４の方法であって、フィルタ処理オフセット調整済みＺ成分を生成する処理と、上記フィルタ処理オフセット調整済みＤ、Ｑ及びＺ成分の３次元ＤＱＺプロットを生成する処理とを更に具える。

【0053】

実施例１６は、試験測定システムであって、三相モータと、該三相モータに第１、第２及び第３相駆動信号を供給する三相電源と、上記第１、第２及び第３相駆動信号を取得するように構成される１つ以上のプロセッサ及びモータ駆動アナライザを有する試験測定装置とを具え、上記モータ駆動アナライザが、上記三相モータの欠陥の検出を可能にするために、取得した上記第１、第２及び第３相駆動信号にＤＱ０（ＤＱＺ）変換を実行して、ｄ軸（Ｄ）、ｑ軸（Ｑ）及び零相（Ｚ）成分を生成する処理と、上記Ｄ及びＱ成分を示すオーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する処理と、上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現を生成する処理と、生成された上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットと上記Ｄ及びＱ成分の周波数領域表現に基づくオーバーラップＤＱスペクトル・プロットとを表示することによって、ユーザが、上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットの視覚的特徴と上記オーバーラップＤＱスペクトル・プロットに視覚的に表示された周波数成分とによって、上記三相モータの欠陥を検出できるようにする処理とを行うように構成される。

【0054】

実施例１７は、実施例１６の試験測定システムであって、ここで、上記モータ駆動アナライザが上記Ｄ及びＱ成分を示す上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成する前に、上記モータ駆動アナライザは、上記Ｄ及びＱ成分夫々のオフセットを計算する処理と、計算された上記オフセットを上記Ｄ及びＱ成分から除去して、上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットの生成に使用されるオフセット調整済みＤ及びＱ成分を生成する処理とを行うように更に構成される。

【0055】

実施例１８は、実施例１７の試験測定システムであって、上記モータ駆動アナライザは、上記オフセット調整済みＤ及びＱ成分をフィルタ処理してフィルタ処理オフセット調整済みＤ及びＱ成分を生成し、該フィルタ処理オフセット調整済みＤ及びＱ成分を使用して上記オーバーラップＤＱフェーザ・プロットを生成するように更に構成される。

【0056】

実施例１９は、実施例２０の試験測定システムであって、上記試験測定装置は、オシロスコープである。

【0057】

実施例２０は、実施例１６の試験測定システムであって、上記第１、第２及び第３相駆動信号は、直流駆動信号である。

【0058】

本発明の上述の説明は、単に本発明を説明するために設定されたものであり、限定することを意図するものではない。本発明の要旨を組み込んで、開示された実施形態を改変することは、当業者であれば考えうるので、その発明は、本発明の範囲内の全てを含むと解釈されるべきである。

【0059】

開示された本件の上述のバージョンは、記述したか又は当業者には明らかであろう多くの効果を有する。それでも、開示された装置、システム又は方法のすべてのバージョンにおいて、これらの効果又は特徴のすべてが要求されるわけではない。

【0060】

加えて、本願の記述は、特定の特徴に言及している。特許請求の範囲、要約及び図面を含め、本明細書に開示される全ての特徴と、開示される全ての方法又は処理における全ての工程は、互いに少なくとも一部分が排他的でない限り、任意に組み合わせても良い。特許請求の範囲、要約及び図面を含め、本明細書に開示される特徴の夫々は、特に明記されていない限り、同じ、等価又は類似の目的に寄与する代替の特徴で置き換えても良い。

【0061】

また、本願において、２つ以上の定義されたステップ又は工程を有する方法に言及する場合、これら定義されたステップ又は工程は、状況的にそれらの可能性を排除しない限り、任意の順序で又は同時に実行しても良い。

【0062】

説明の都合上、本発明の具体的な実施例を図示し、説明してきたが、本発明の要旨と範囲から離れることなく、種々の変更が可能なことが理解できよう。従って、本発明は、添付の請求項以外では、限定されるべきではない。

【符号の説明】

【0063】

１００ 試験測定システム
１０２ 試験測定装置
１０６ 三相モータ
１０８ プロセッサ
１１０ メモリ
１１２ ユーザ・インタフェース
１１４ 測定ユニット
１１６ 三相電源
１１８ ケーブル
１２０ プローブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【外国語明細書】