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特開2024-83207診断装置、制御装置、電力変換装置、診断方法、プログラム
(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】P2024083207
(43)【公開日】2024-06-20
(54)【発明の名称】診断装置、制御装置、電力変換装置、診断方法、プログラム
(51)【国際特許分類】
H02P 29/024 20160101AFI20240613BHJP
【ＦＩ】
H02P29/024
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023077288
(22)【出願日】2023-05-09
(31)【優先権主張番号】P 2022196539
(32)【優先日】2022-12-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】白 晶
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 以久也
(72)【発明者】
【氏名】鳥越 圭介
【テーマコード（参考）】
5H501
【Ｆターム（参考）】
5H501HB08
5H501JJ03
5H501JJ17
5H501JJ26
5H501LL07
5H501LL22
5H501LL23
5H501LL31
5H501LL35
5H501LL53
5H501MM09
(57)【要約】
【課題】電動機の異常に関する診断や電動機の制御をより適切に行うことが可能な技術を提供する。
【解決手段】本開示の一実施形態に係る診断装置７５は、電動機ＥＭのｄ軸及びｑ軸の電流の波形データを取得し、ｄ軸及びｑ軸の電流の波形データにおける電動機ＥＭの回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部７５１１と、抽出部７５１１の出力に生じうる、ｄ軸及びｑ軸の電流の波形データにおける特定周波数の成分の減衰、及び特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部７５１２と、抑制部７５１２により上記の減衰及びズレの少なくとも一方が抑制された、抽出部７５１１の出力に基づき、電動機ＥＭの電流の特定周波数の成分に関する特徴量を取得する特徴量取得部７５２と、特徴量取得部７５２により取得される特徴量に基づき、電動機ＥＭの異常に関する診断を行う診断部７５３と、を備える。
【選択図】図６
【解決手段】本開示の一実施形態に係る診断装置７５は、電動機ＥＭのｄ軸及びｑ軸の電流の波形データを取得し、ｄ軸及びｑ軸の電流の波形データにおける電動機ＥＭの回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部７５１１と、抽出部７５１１の出力に生じうる、ｄ軸及びｑ軸の電流の波形データにおける特定周波数の成分の減衰、及び特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部７５１２と、抑制部７５１２により上記の減衰及びズレの少なくとも一方が抑制された、抽出部７５１１の出力に基づき、電動機ＥＭの電流の特定周波数の成分に関する特徴量を取得する特徴量取得部７５２と、特徴量取得部７５２により取得される特徴量に基づき、電動機ＥＭの異常に関する診断を行う診断部７５３と、を備える。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
診断装置。
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
診断装置。
【請求項2】
前記抑制部は、前記２軸の波形データに含まれる前記特定周波数の成分に起因する前記減衰、及び前記２軸の波形データに含まれる前記回転周波数の成分に起因する前記ズレの少なくとも一方を抑制する、
請求項１に記載の診断装置。
請求項１に記載の診断装置。
【請求項3】
前記抑制部は、前記２軸の波形データの前記回転周波数の成分を除去するフィルタ部を含み、
前記抽出部には、前記フィルタ部により前記回転周波数の成分が除去済みの前記２軸の波形データが入力される、
請求項２に記載の診断装置。
前記抽出部には、前記フィルタ部により前記回転周波数の成分が除去済みの前記２軸の波形データが入力される、
請求項２に記載の診断装置。
【請求項4】
前記抽出部は、前記２軸の波形データを、前記特定周波数で回転する回転座標系のデータに変換する第１の座標変換部と、前記第１の座標変換部の出力のうちの直流成分を抽出する第１のローパスフィルタ部と、を含み、
前記抑制部は、前記第１のローパスフィルタ部の出力に対して、前記特定周波数の成分の前記減衰の分を補償する補償部を含む、
請求項２又は３に記載の診断装置。
前記抑制部は、前記第１のローパスフィルタ部の出力に対して、前記特定周波数の成分の前記減衰の分を補償する補償部を含む、
請求項２又は３に記載の診断装置。
【請求項5】
前記補償部は、前記第１の座標変換部の出力に基づき、前記第１のローパスフィルタ部の出力に対して、前記特定周波数の成分の前記減衰の分を補償する、
請求項４に記載の診断装置。
請求項４に記載の診断装置。
【請求項6】
前記補償部は、前記第１の座標変換部の出力から、前記特定周波数の成分に由来する所定の高調波成分を抽出し、
前記取得部は、前記抽出部により抽出される前記特定周波数の成分、及び前記補償部により抽出される前記所定の高調波成分に基づき、前記特徴量を取得する、
請求項５に記載の診断装置。
前記取得部は、前記抽出部により抽出される前記特定周波数の成分、及び前記補償部により抽出される前記所定の高調波成分に基づき、前記特徴量を取得する、
請求項５に記載の診断装置。
【請求項7】
前記補償部は、前記２軸の波形データを、前記第１の座標変換部の場合と反対方向に前記特定周波数で回転する回転座標系のデータに変換する第２の座標変換部と、前記第２の座標変換部の出力のうちの直流成分を抽出する第２のローパスフィルタ部と、を含み、
前記取得部は、前記第１のローパスフィルタ部の出力と、前記第２のローパスフィルタ部の出力とに基づき、前記特徴量を取得する、
請求項４に記載の診断装置。
前記取得部は、前記第１のローパスフィルタ部の出力と、前記第２のローパスフィルタ部の出力とに基づき、前記特徴量を取得する、
請求項４に記載の診断装置。
【請求項8】
前記抑制部は、前記抽出部の出力に対して、前記特定周波数の成分の前記減衰の分を補償する補償部を含み、
前記抽出部は、前記２軸の波形データにおける、所定の回転方向に対応する前記特定周波数の成分を抽出し、
前記補償部は、前記２軸の波形データにおける、前記抽出部の場合と反対の回転方向に対応する前記特定周波数の成分を抽出し、
前記取得部は、前記抽出部及び前記補償部の出力に基づき、前記特徴量を取得する、
請求項２又は３に記載の診断装置。
前記抽出部は、前記２軸の波形データにおける、所定の回転方向に対応する前記特定周波数の成分を抽出し、
前記補償部は、前記２軸の波形データにおける、前記抽出部の場合と反対の回転方向に対応する前記特定周波数の成分を抽出し、
前記取得部は、前記抽出部及び前記補償部の出力に基づき、前記特徴量を取得する、
請求項２又は３に記載の診断装置。
【請求項9】
前記抽出部は、前記２軸の波形データを入力として、前記所定の回転方向に対応する前記特定周波数の成分を出力する第１の複素バンドパスフィルタを含み、
前記抑制部は、前記２軸の波形データを入力として、前記抽出部の場合と反対の回転方向に対応する前記特定周波数の成分を出力する第２の複素バンドパスフィルタを含む、
請求項８に記載の診断装置。
前記抑制部は、前記２軸の波形データを入力として、前記抽出部の場合と反対の回転方向に対応する前記特定周波数の成分を出力する第２の複素バンドパスフィルタを含む、
請求項８に記載の診断装置。
【請求項10】
前記取得部は、前記物理量の前記特定周波数の成分の振幅に関する前記特徴量を取得する、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の診断装置。
請求項１乃至３の何れか一項に記載の診断装置。
【請求項11】
前記取得部は、前記抽出部の出力のベクトル長と、前記抑制部の出力のベクトル長とに基づき、前記特徴量としての、前記物理量の前記特定周波数の成分のベクトル長を取得する、
請求項１０に記載の診断装置。
請求項１０に記載の診断装置。
【請求項12】
前記診断部は、前記取得部により取得される前記特徴量が前記回転周波数に応じて変化する第１の閾値に対して相対的に大きい場合に、前記電動機に異常があると診断する、
請求項１０に記載の診断装置。
請求項１０に記載の診断装置。
【請求項13】
前記診断部は、前記取得部により取得される前記特徴量が前記第１の閾値に対して相対的に大きい状態が所定時間に対して相対的に長く継続している場合、前記電動機に異常があると診断する、
請求項１２に記載の診断装置。
請求項１２に記載の診断装置。
【請求項14】
前記診断部は、前記回転周波数が第２の閾値に対して相対的に大きい状態での前記２軸の波形データに基づき前記取得部により取得される前記特徴量を用いて、前記電動機の異常に関する診断を行う、
請求項１２に記載の診断装置。
請求項１２に記載の診断装置。
【請求項15】
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データから前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出するトラッキングフィルタ部と、
前記トラッキングフィルタ部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記トラッキングフィルタ部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を考慮して、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
診断装置。
前記トラッキングフィルタ部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記トラッキングフィルタ部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を考慮して、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
診断装置。
【請求項16】
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データから前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記電動機を制御する制御部と、を備える、
制御装置。
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記電動機を制御する制御部と、を備える、
制御装置。
【請求項17】
電力変換装置が駆動する電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
電力変換装置。
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
電力変換装置。
【請求項18】
電力変換装置が駆動する電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データから前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記電動機を制御する制御部と、を備える、
電力変換装置。
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記電動機を制御する制御部と、を備える、
電力変換装置。
【請求項19】
診断装置が、電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出ステップと、
前記診断装置が、前記抽出ステップの出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制ステップと、
前記診断装置が、前記抑制ステップにより前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出ステップの出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得ステップと、
前記診断装置が、前記取得ステップで取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断ステップと、を含む、
診断方法。
前記診断装置が、前記抽出ステップの出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制ステップと、
前記診断装置が、前記抑制ステップにより前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出ステップの出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得ステップと、
前記診断装置が、前記取得ステップで取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断ステップと、を含む、
診断方法。
【請求項20】
情報処理装置に、
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップの出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制ステップと、
前記抑制ステップにより前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出ステップの出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断ステップと、
プログラム。
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップの出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制ステップと、
前記抑制ステップにより前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出ステップの出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断ステップと、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、診断装置等に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、電動機の動作に関する物理量（例えば、電動機の電流）のデータの、回転周波数と相関のある特定の周波数成分に基づき、電動機の異常に関する診断を行ったり、電動機の制御を行ったりする技術が知られている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１１４８９５号広報
【特許文献2】特開２０２１－１３６８１１号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特定周波数の成分の抽出方法によっては、回転周波数の変化に合わせて、特定周波数の成分を適切に抽出することができない可能性がある。その結果、電動機の回転周波数の変化に合わせて、電動機の異常に関する診断や電動機の制御を適切に行うことができない可能性がある。
【0005】
そこで、上記課題に鑑み、電動機の異常に関する診断や電動機の制御をより適切に行うことが可能な技術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】
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
診断装置が提供される。
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
診断装置が提供される。
【0007】
また、本開示の他の実施形態では、
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データから前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出するトラッキングフィルタ部と、
前記トラッキングフィルタ部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記トラッキングフィルタ部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を考慮して、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
診断装置が提供される。
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データから前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出するトラッキングフィルタ部と、
前記トラッキングフィルタ部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記トラッキングフィルタ部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を考慮して、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
診断装置が提供される。
【0008】
また、本開示の更に他の実施形態では、
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データから前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記電動機を制御する制御部と、を備える、
制御装置が提供される。
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データから前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記電動機を制御する制御部と、を備える、
制御装置が提供される。
【0009】
また、本開示の更に他の実施形態では、
電力変換装置が駆動する電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
電力変換装置が提供される。
電力変換装置が駆動する電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断部と、を備える、
電力変換装置が提供される。
【0010】
また、本開示の更に他の実施形態では、
電力変換装置が駆動する電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データから前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記電動機を制御する制御部と、を備える、
電力変換装置が提供される。
電力変換装置が駆動する電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データから前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する抑制部と、
前記抑制部により前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出部の出力に基づき、前記電動機を制御する制御部と、を備える、
電力変換装置が提供される。
【0011】
また、本開示の更に他の実施形態では、
診断装置が、電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出ステップと、
前記診断装置が、前記抽出ステップの出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方 を抑制する抑制ステップと、
前記診断装置が、前記抑制ステップにより前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出ステップの出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得ステップと、
前記診断装置が、前記取得ステップで取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断ステップと、を含む、
診断方法が提供される。
診断装置が、電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出ステップと、
前記診断装置が、前記抽出ステップの出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方 を抑制する抑制ステップと、
前記診断装置が、前記抑制ステップにより前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出ステップの出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得ステップと、
前記診断装置が、前記取得ステップで取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断ステップと、を含む、
診断方法が提供される。
【0012】
また、本開示の更に他の実施形態では、
情報処理装置に、
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップの出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方 を抑制する抑制ステップと、
前記抑制ステップにより前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出ステップの出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断ステップと、を実行させる、
プログラムが提供される。
情報処理装置に、
電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、前記２軸の波形データにおける前記電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップの出力に生じうる、前記２軸の波形データにおける前記特定周波数の成分の減衰、及び前記特定周波数の成分のズレの少なくとも一方 を抑制する抑制ステップと、
前記抑制ステップにより前記減衰及び前記ズレの少なくとも一方が抑制された、前記抽出ステップの出力に基づき、前記物理量の前記特定周波数の成分に関する特徴量を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得される前記特徴量に基づき、前記電動機の異常に関する診断を行う診断ステップと、を実行させる、
プログラムが提供される。
【発明の効果】
【0013】
上述の実施形態によれば、電動機の異常に関する診断や電動機の制御をより適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】診断システムの一例を示す図である。
【図2】制御回路の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図3】診断装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図4】比較例に係る診断装置の特定周波数成分抽出部を示す図である。
【図5】ｄｑ座標系上の電流ベクトルの一例を示す図である。
【図6】診断装置の特定周波数成分抽出部及び特徴量取得部の第１例を示す図である。
【図7】診断装置の特定周波数成分抽出部及び特徴量取得部の第２例を示す図である。
【図8】診断装置の特定周波数成分抽出部及び特徴量取得部の第３例を示す図である。
【図9】診断装置による電動機の異常に関する診断の処理の一例を概略的に示すフローチャートである。
【図10】電動機の電流の特定周波数の成分の振幅に関する特徴量に対して設定される、電動機の異常に関する診断のための診断基準の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。
【0016】
［診断システムのハードウェア構成］
図１を参照して、本実施形態に係る診断システム１のハードウェア構成について説明する。
図１を参照して、本実施形態に係る診断システム１のハードウェア構成について説明する。
【0017】
図１は、本実施形態に係る診断システム１の一例を示す図である。
【0018】
図１に示すように、診断システム１は、電動機ＥＭと、電力変換装置１００と、回転状態センサ１５０と、管理装置２００と、端末装置３００とを含む。
【0019】
診断システム１は、電力変換装置１００（後述の診断装置７５）において、電動機ＥＭの異常に関する診断を行う。
【0020】
診断システム１の診断対象の電動機ＥＭの異常には、一時的な原因により生じる電動機ＥＭの異常や電動機ＥＭの累積的な原因により生じる異常（劣化異常）が含まれる。また、診断システム１の診断対象の異常には、機械的異常や電気的異常が含まれる。具体的には、診断システム１の診断対象の電動機ＥＭの異常は、電動機ＥＭの動作に関する物理量の波形データの、電動機ＥＭの回転周波数に依存する（即ち、電動機ＥＭの回転周波数と相間を有する）特定周波数の成分にその影響が表れる異常である。電動機ＥＭの動作に関する物理量は、例えば、電動機ＥＭの電流である。また、電動機ＥＭの動作に関する物理量は、電動機ＥＭの電圧や回転速度であってもよい。例えば、診断システム１の診断対象の電動機ＥＭの機械的な異常には、例えば、軸受（ベアリング）異常等が含まれる。また、診断システム１の診断対象の電動機ＥＭの電気的異常には、例えば、電動機ＥＭの絶縁劣化（レアショート）等が含まれる。
【0021】
電動機ＥＭの異常に関する診断には、例えば、電動機ＥＭの異常の有無の診断が含まれる。また、電動機ＥＭの異常に関する診断には、電動機ＥＭの異常の兆候の有無の診断が含まれてもよい。また、電動機ＥＭの異常に関する診断には、電動機ＥＭの異常の度合いの診断が含まれてもよい。
【0022】
電動機ＥＭは、例えば、工場に設置される生産設備や機械設備を駆動する。電動機ＥＭは、例えば、誘導電動機や同期電動機等の交流電動機である。
【0023】
電力変換装置１００は、商用電源ＰＳから入力される三相交流電力（例えばＲ相、Ｓ相、及びＴ相）を所定の電圧や所定の周波数を有する三相交流電力（例えば、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）に変換し、電動機ＥＭを駆動する。
【0024】
電力変換装置１００は、整流回路１０と、平滑回路２０と、インバータ回路３０と、電流センサ４０と、電圧センサ５０と、ゲート駆動回路６０と、制御回路７０と、診断装置７５と、表示部８０と、通信部９０とを含む。
【0025】
整流回路１０は、商用電源ＰＳから入力される三相交流電力を整流し、直流電力を出力可能に構成される。整流回路１０は、正側及び負側の出力端のそれぞれが正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの一端に接続され、正ラインＰＬ及び負ラインＮＬを通じて、直流電力を平滑回路２０に出力することができる。例えば、図１に示すように、整流回路１０は、６つの半導体ダイオードＳＤを含み、上下アームを構成する２つの半導体ダイオードＳＤの直列接続体が３組並列接続されるブリッジ型全波整流回路である。この場合、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相の入力線は、それぞれ、３組の上下アームの中間点に接続される。
【0026】
平滑回路２０は、整流回路１０から出力される直流電力やインバータ回路３０から回生される直流電力の脈動を抑制し、平滑化する。
【0027】
例えば、図１に示すように、平滑回路２０は、平滑コンデンサ２１を含む。
【0028】
平滑コンデンサ２１は、整流回路１０やインバータ回路３０と並列に、正ラインＰＬ及び負ラインＮＬを繋ぐ経路に設けられてよい。
【0029】
平滑コンデンサ２１は、適宜、充放電を繰り返しながら、整流回路１０から出力される直流電力やインバータ回路３０から出力（回生）される直流電力を平滑化する。
【0030】
平滑コンデンサ２１は、一つであってよい。また、平滑コンデンサ２１は、複数配置されてもよく、複数の平滑コンデンサ２１が正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの間に並列接続されてもよいし、直列接続されてもよい。また、複数の平滑コンデンサ２１は、２以上の平滑コンデンサの直列接続体が正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの間に複数並列接続される形で構成されてもよい。
【0031】
また、平滑回路２０は、リアクトルを含んでもよい。
【0032】
リアクトルは、整流回路１０と平滑コンデンサ２１（具体的には、平滑コンデンサ２１が配置される経路との分岐点）との間の正ラインＰＬに設けられてよい。
【0033】
リアクトルは、適宜、電流の変化を妨げるように電圧を発生させながら、整流回路１０から出力される直流電力やインバータ回路３０から出力（回生）される直流電力を平滑化する。
【0034】
インバータ回路３０は、その正側及び負側の入力端が正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの他端に接続される。インバータ回路３０は、平滑回路２０から供給される直流電力を半導体スイッチＳＷのスイッチ動作により、所定の周波数や所定の電圧を有する三相交流電力（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）に変換し電動機ＥＭに出力する。半導体スイッチＳＷは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）等である。半導体スイッチＳＷは、例えば、ケイ素（シリコン：Ｓｉ）を主材料として構成される。また、半導体スイッチＳＷは、ワイドバンドギャップ半導体材料を主材料として構成されてもよい。ワイドバンドギャップ半導体材料は、例えば、炭化ケイ素（シリコンカーバイド：ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ガリウムナイトライド：ＧａＮ）、酸化ガリウム（ガリウムオキサイド：Ｇａ２Ｏ３）、炭素（ダイヤモンド：Ｃ）等である。
【0035】
例えば、図１に示すように、インバータ回路３０は、６つの半導体スイッチＳＷを含む。具体的には、インバータ回路３０は、上下アームを構成する２つの半導体スイッチＳＷの直列接続体（スイッチレグ）が正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの間に３組並列接続されるブリッジ回路を含んでよい。この場合、インバータ回路３０は、３組の上下アームの中間点から引き出される３本の出力線を通じて、三相交流電力を出力する。また、６つの半導体スイッチＳＷには、それぞれ、環流ダイオードが並列接続されてよい。
【0036】
電流センサ４０は、電力変換装置１００の三相（３本）の出力線のそれぞれの電流、即ち、電動機ＥＭの三相のそれぞれの電流を検出する。電流センサ４０は、例えば、ホール素子、シャント抵抗、磁気抵抗素子、フラックスゲート等を用いて電流を検出し、ＡＤ（Analog-Digital）コンバータを用いて電流の検出値（デジタル値）を得る。電流センサ４０は、電動機ＥＭの三相のそれぞれの電流の検出値に相当する信号を出力し、電流センサ４０の出力信号は、制御回路７０に取り込まれる。
【0037】
尚、電流センサ４０は、電力変換装置１００の三相の出力線のうちの任意の二相の電流のみを検出してもよい。この場合、制御回路７０は、二相の電流の検出値から残りの一相の電流値を取得（演算）してよい。また、制御回路７０は、例えば、直流リンク（正ラインＰＬや負ラインＮＬ）の電流値と、半導体スイッチＳＷのスイッチングパターンとに基づき、電力変換装置１００の三相の出力線の電流値を取得（演算）してもよい。この場合、制御回路７０は、電圧センサ５０の出力に基づき、直流リンクの電流値を取得（演算）してよい。
【0038】
電圧センサ５０は、電力変換装置１００の正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの間の電圧（直流リンク電圧）を検出する。電圧センサ５０は、正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの間の電圧値に相当する信号を出力し、電圧センサ５０の出力信号は、制御回路７０に取り込まれる。
【0039】
ゲート駆動回路６０は、制御回路７０の制御下で、インバータ回路３０の６つの半導体スイッチＳＷをスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）するための駆動信号を６つの半導体スイッチＳＷのそれぞれのゲート端子に出力する。
【0040】
制御回路７０は、電力変換装置１００に関する制御を行う。
【0041】
制御回路７０の機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現されてよい。制御回路７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ装置、補助記憶装置、及びインタフェース装置を含むコンピュータ等によって構成される。メモリ装置は、例えば、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）である。補助記憶装置は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリである。インタフェース装置は、例えば、外部の記録媒体と接続する外部インタフェースや電力変換装置１００の内部の他の構成要素と通信を行うための通信インタフェース等を含む。制御回路７０は、例えば、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードしＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現することができる。また、制御回路７０は、外部インタフェースを通じて、記録媒体からプログラムを取り込みインストールしたり、通信インタフェース及び通信部９０を通じて、電力変換装置１００の外部機器からプログラムを取り込みインストールしたりすることができる。
【0042】
制御回路７０は、例えば、電動機ＥＭが所定の運転条件で動作するように、ゲート駆動回路６０を介してインバータ回路３０を制御し、電動機ＥＭを所定の運転条件下で駆動させる。
【0043】
尚、制御回路７０の機能は、電力変換装置１００に搭載される複数の制御回路によって分散して実現されてもよい。
【0044】
診断装置７５は、電動機ＥＭの異常に関する診断を行う。
【0045】
診断装置７５の機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現されてよい。診断装置７５は、ＣＰＵ、メモリ装置、補助記憶装置、及びインタフェース装置を含むコンピュータ等によって構成される。メモリ装置は、例えば、ＳＲＡＭである。補助記憶装置は、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリである。インタフェース装置は、例えば、外部の記録媒体と接続する外部インタフェースや電力変換装置１００の内部の他の構成要素と通信を行うための通信インタフェース等を含む。診断装置７５は、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードしＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現することができる。また、診断装置７５は、外部インタフェースを通じて、記録媒体からプログラムを取り込みインストールしたり、通信インタフェース及び通信部９０を通じて、電力変換装置１００の外部機器からプログラムを取り込みインストールしたりすることができる。
【0046】
尚、診断装置７５の機能は、電力変換装置１００に搭載される複数の診断装置によって分散して実現されてもよい。また、診断装置７５の機能は、制御回路７０の機能の一部として組み込まれてもよい。
【0047】
表示部８０は、制御回路７０や診断装置７５の制御下で、ユーザ（例えば、電動機ＥＭで駆動される生産設備や機械設備が設置される工場の作業者等）に向けて電力変換装置１００に関する情報を表示する。表示部８０は、例えば、警告灯、電光掲示板、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等を含む。
【0048】
通信部９０は、所定の通信回線を通じて、電力変換装置１００の外部機器と通信を行う。
【0049】
所定の通信回線は、例えば、一対一の通信線であってよい。また、所定の通信回線には、例えば、電動機ＥＭにより駆動される生産設備や機械設備等が設置される施設（工場）内に構築されるフィールドネットワーク等のローカルネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）が含まれてよい。ローカルネットワークは、有線で構築されていてもよいし、無線で構築されていてもよいし、その双方を含んでいてもよい。また、所定の通信回線には、例えば、電動機ＥＭにより駆動される生産設備や機械設備等が設置される施設（工場）の外部の広域ネットワーク（ＷＡＮ：Wide Area Network）が含まれてもよい。広域ネットワークには、例えば、基地局を末端とする移動体通信網、通信衛星を利用する衛星通信網、インターネット網等が含まれてよい。また、所定の通信回線には、例えば、ブルートゥース（登録商標）やＷｉＦｉ等の所定の無線通信規格による近距離通信回線が含まれてもよい。
【0050】
尚、通信部９０の機能は、インタフェース装置の一機能として、制御回路７０や診断装置７５に内蔵されてもよい。
【0051】
回転状態センサ１５０は、例えば、電動機ＥＭに取り付けられ、電動機ＥＭの回転位置や回転速度を検出する。例えば、回転状態センサ１５０は、光学式や磁気式のエンコーダである。回転状態センサ１５０は、電動機ＥＭの回転速度の検出値に相当する信号を出力し、回転状態センサ１５０の出力信号は、電力変換装置１００の制御回路７０に取り込まれる。これにより、制御回路７０は、回転状態センサ１５０の検出信号に基づき、電動機ＥＭの回転子の磁極位置や回転速度を把握することができる。
【0052】
管理装置２００は、電力変換装置１００の外部に設けられる。管理装置２００は、電力変換装置１００の上位装置として、電力変換装置１００と通信可能に接続され、電力変換装置１００及び電動機ＥＭに関する管理を行う。
【0053】
管理装置２００は、例えば、電力変換装置１００から電力変換装置１００や電動機ＥＭの状態に関するデータを取得し、電力変換装置１００や電動機ＥＭの状態の監視機能に関する処理を行う。また、管理装置２００は、例えば、電力変換装置１００及び電動機ＥＭが設置される工場の作業者や管理者等のユーザと、電力変換装置１００との間のやり取りに関するインタフェース機能に関する処理を行う。具体的には、管理装置２００は、電動機ＥＭや電力変換装置１００に関する情報をユーザに提供したり、ユーザからの入力を受け付け電力変換装置１００に送信したりするための処理を行ってよい。
【0054】
管理装置２００は、例えば、電動機ＥＭで駆動される機械設備や生産設備が設置される工場等において、電力変換装置１００を含むフィールドデバイスを管理するＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等のエッジコントローラである。また、管理装置２００は、例えば、工場の機械設備や生産設備等の管理用の端末装置である。管理用の端末装置は、例えば、工場等の事務所に設置されるデスクトップ型のＰＣ（Personal Computer）等の定置型のコンピュータ端末であってよい。また、管理用の端末装置は、例えば、タブレット端末、スマートフォン、ラップトップ型のＰＣ等の工場の管理者や作業者等が携帯可能な可搬型の端末装置（携帯端末）であってもよい。また、管理装置２００は、例えば、サーバ装置である。サーバ装置は、例えば、電動機ＥＭで駆動される生産設備や機械設備が設置される工場等の遠隔に設置されるオンプレミスサーバやクラウドサーバであってよい。また、サーバ装置は、電動機ＥＭで電気駆動される生産設備や機械設備が設置される工場等の敷地内やその近隣の施設に設置されるエッジサーバであってもよい。
【0055】
管理装置２００の機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現される。例えば、管理装置２００は、ＣＰＵ、メモリ装置、補助記憶装置、高速演算装置、インタフェース装置を含むコンピュータを中心に構成される。また、管理装置２００は、入力装置及び表示装置等のユーザインタフェース機器を有してもよい。メモリ装置は、例えば、ＳＲＡＭやＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等を含む。補助記憶装置は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）やＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等を含む。高速演算装置は、例えば、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等を含む。インタフェース装置は、例えば、外部の記録媒体と接続する外部インタフェースや他の機器と通信を行うための通信インタフェース等を含む。管理装置２００は、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードしＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現することができる。また、管理装置２００は、外部インタフェースを通じて、記録媒体からプログラムを取り込みインストールしたり、通信インタフェースを通じて、他の機器からプログラムを取り込みインストールしたりすることができる。入力装置は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等を含む。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等を含む。
【0056】
端末装置３００は、電力変換装置１００の外部に設けられ、診断システム１のユーザに利用されるユーザ端末である。診断システム１のユーザは、例えば、電動機ＥＭで駆動される生産設備や機械設備が設置される工場の管理者や作業者等である。端末装置３００は、例えば、ユーザに電力変換装置１００や電動機ＥＭに関する各種情報を提供したり、ユーザから各種入力を受け付け、電力変換装置１００に送信したりする。端末装置３００は、管理装置２００経由で電動機ＥＭや電力変換装置１００に関する情報を取得してもよいし、電力変換装置１００から電動機ＥＭや電力変換装置１００に関する情報を直接取得してもよい。同様に、端末装置３００は、管理装置２００経由で電力変換装置１００にユーザからの各種入力を送信してもよいし、電力変換装置１００にユーザからの入力を直接送信してもよい。
【0057】
端末装置３００は、例えば、デスクトップ型のＰＣ等の定置型の端末装置であってもよいし、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ラップトップ型のＰＣ等の可搬型の端末装置（携帯端末）であってもよい。
【0058】
端末装置３００の機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現される。例えば、端末装置３００は、ＣＰＵ、メモリ装置、補助記憶装置、インタフェース装置を含むコンピュータや入力装置及び表示装置等のユーザインタフェース機器を中心に構成される。メモリ装置は、例えば、ＳＲＡＭやＤＲＡＭ等を含む。補助記憶装置は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤやＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等を含む。インタフェース装置は、例えば、外部の記録媒体と接続する外部インタフェースや他の機器と通信を行うための通信インタフェース等を含む。端末装置３００は、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードしＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現することができる。また、端末装置３００は、外部インタフェースを通じて、記録媒体からプログラムを取り込みインストールしたり、通信インタフェースを通じて、他の機器からプログラムを取り込みインストールしたりすることができる。入力装置は、例えば、ボタンスイッチ、キーボード、マウス、タッチパネル等を含む。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等を含む。
【0059】
［制御回路の機能構成］
次に、図２を参照して、制御回路７０の機能構成について説明する。
次に、図２を参照して、制御回路７０の機能構成について説明する。
【0060】
図２は、制御回路７０の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
【0061】
図２に示すように、制御回路７０は、機能部として、速度調節部７０１と、電流検出部７０２と、ベクトル変換部７０３と、電流調節部７０４と、ベクトル逆変換部７０５と、電圧補償部７０６と、ゲート信号出力部７０７とを含む。
【0062】
速度調節部７０１は、電動機ＥＭの回転速度の指令値（以下、「速度指令値」）と、電動機ＥＭの回転速度の検出値（以下、「速度検出値」）とに基づき、その偏差をゼロに近づけるための電動機ＥＭの電流に関する制御指令値（以下、「電流指令値」）を出力する。速度指令値は、電動機ＥＭの所定の運転条件に応じて指定される。また、速度検出値は、回転状態センサ１５０から取り込まれる信号に基づき取得される。本例では、速度調節部７０１は、電動機ＥＭに固定されるｄｑ回転座標系のｄ軸及びｑ軸の電流指令を出力する。速度調節部７０１は、例えば、ＰＩ（Proportional Integral）制御器である。
【0063】
尚、例えば、センサレス制御が採用される場合、電動機ＥＭの速度検出値に代えて、電動機ＥＭの回転速度の推定値が用いられる。この場合、回転状態センサ１５０は、省略される。また、速度制御が採用されない場合、速度調節部７０１は省略される。例えば、トルク制御や電流制御が採用される場合、速度調節部７０１は省略される。この場合、電流指令値は、トルク制御におけるトルク指令値に基づき生成されたり、電流制御におけるＵ相、Ｖ相、及びＷ相の電流指令値に基づき生成されたりする。
【0064】
電流検出部７０２は、電流センサ４０から取り込まれる信号に基づき、電動機ＥＭのＵ相、Ｖ相、及びＷ相の電流検出値を取得し出力する。
【0065】
ベクトル変換部７０３は、電動機ＥＭの電気位相角、及び磁極位置の情報等に基づき、電流検出部７０２の出力（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の電流検出値）をｄｑ回転座標系のｄ軸及びｑ軸の電流検出値に変換し出力する。
【0066】
電流調節部７０４は、ｄ軸及びｑ軸の電流指令値と、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値との偏差に基づき、その偏差をゼロに近づけるための電動機ＥＭのｄ軸及びｑ軸の電圧に関する指令値（以下、「電圧指令値」）を出力する。電流調節部７０４は、例えば、ＰＩ制御器である。
【0067】
ベクトル逆変換部７０５は、電動機ＥＭの電気位相角、及び磁極位置の情報等に基づき、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値を、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の電圧指令値に変換し出力する。
【0068】
電圧補償部７０６は、電力変換装置１００（インバータ回路３０）から電動機ＥＭに印加される電圧の電圧指令値からズレを補償するように、ベクトル逆変換部７０５の出力（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）の電圧指令値を補正する。例えば、電圧補償部７０６は、インバータ回路３０のデッドタイムに関する電圧補償のための電圧指令値の補正を行い、補正済みのＵ相、Ｖ相、及びＷ相の電圧指令値を出力する。
【0069】
尚、電圧補償部７０６は省略されてもよい。この場合、ゲート信号出力部７０７には、ベクトル逆変換部７０５から出力される、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の電圧指令値がそのまま入力される。
【0070】
ゲート信号出力部７０７は、電圧補償部７０６の出力（補正済みのＵ相、Ｖ相、及びＷ相の電圧指令値）に基づき、インバータ回路３０の制御に関する指令の信号（以下、「ゲート信号」）を生成しゲート駆動回路６０に出力する。ゲート信号は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である。例えば、ゲート信号出力部７０７は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のそれぞれに対応するコンパレータを含み、コンパレータが、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の電圧指令値のそれぞれとキャリア波と比較することによって、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のゲート信号を出力する。これにより、制御回路７０は、ゲート信号をゲート駆動回路６０に出力しインバータ回路３０を制御することができる。
【0071】
［診断装置の機能構成］
次に、図３を参照して、診断装置７５の機能構成について説明する。
次に、図３を参照して、診断装置７５の機能構成について説明する。
【0072】
図３は、診断装置７５の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
【0073】
図３に示すように、診断装置７５は、機能部として、特定周波数成分抽出部７５１と、特徴量取得部７５２と、診断部７５３と、通知部７５４とを含む。
【0074】
特定周波数成分抽出部７５１は、制御回路７０から入力される、ベクトル変換部７０３の出力（ｄ軸及びｑ軸の電流検出値）に基づき、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値の特定周波数の成分を抽出する。例えば、特定周波数成分抽出部７５１は、電動機ＥＭのｄ軸及びｑ軸の電流検出値の時系列データに基づき、電動機ＥＭの電流の特定周波数の成分を抽出し、一定期間ごとの時系列データ（波形データ）として出力する。
【0075】
特定周波数は、電動機ＥＭの異常に関連する周波数である。具体的には、特定周波数は、上述の如く、電動機ＥＭの動作に関する物理量の波形データ（電動機ＥＭの電流）に異常の影響が表れる周波数であり、電動機ＥＭの回転周波数に依存して可変する周波数である。特定周波数は、例えば、診断の対象の異常の種類に合わせて規定され、１つであってもよいし、複数であってもよい。
【0076】
特徴量取得部７５２は、特定周波数成分抽出部７５１により抽出される、電動機ＥＭの電流の特定周波数の成分のデータに基づき、電動機ＥＭの異常に関する特徴量（以下、単に「特徴量」）を取得する。特徴量は、例えば、電動機ＥＭの特定周波数の成分の振幅に関する特徴量（以下、便宜的に「振幅特徴量」）である。電動機ＥＭに異常が生じると、電動機ＥＭの特定周波数の成分の振幅が相対的に大きくなる場合があるからである。
【0077】
例えば、振幅特徴量は、電動機ＥＭの特定周波数の成分の振幅の大きさを表す特徴量である。
【0078】
また、振幅特徴量は、電動機ＥＭの特定周波数の成分の複数の波形ごとの振幅の大きさの度数分布に関する特徴量であってもよい。電動機ＥＭの特定周波数の成分の複数の波形とは、電動機ＥＭの特定周波数の成分の一定期間の波形データに含まれる、１周期分或いは半周期分に相当する複数の波形を意味する。電動機ＥＭの特定周波数の成分の複数の波形ごとの振幅の大きさの度数分布は、例えば、振幅の大きさの予め規定される全範囲が複数の小範囲に区分され、その小範囲ごとに一定期間の波形データの振幅の大きさの度数が集計されることにより得られる。電動機ＥＭの特定周波数の成分の複数の波形ごとの振幅の大きさは、例えば、既知の波形計数法を用いて、電動機ＥＭの電流の特定周波数の成分の時系列データから取得される。波形計数法は、例えば、極大極小法である。また、波形計数法は、最大値最小値法や振幅法やレベルクロッシング法やレンジベア法であってもよい。また、波形計数法は、レインフロー法であってもよい。
【0079】
電動機ＥＭの特定周波数の成分の複数の波形ごとの振幅の大きさの度数分布に関する特徴量は、例えば、基準となる度数分布に対する乖離度合いを表す評価値である。評価値は、例えば、所定基準以上の或いは所定基準を超える振幅の大きさの度数の合計値である。また、評価値は、所定基準以上の或いは所定基準を超える振幅の大きさに対応する小範囲ごとに規定される度数の閾値を前提として、その小範囲ごとの閾値を超えている度数分の合計値であってもよい。また、評価値は、例えば、基準となる度数分布を表す基準データと、実際の度数分布のデータとの間のパターンマッチングにより得られる、基準データと実際のデータとの間の乖離度合いを表す評価値であってもよい。
【0080】
診断部７５３は、特徴量取得部７５２により取得される特徴量に基づき、電動機ＥＭの異常に関する診断を行う。
【0081】
例えば、診断部７５３は、特徴量が、電動機ＥＭの回転周波数に応じて変化する所定基準に対して相対的に大きい場合に、電動機ＥＭの異常があると診断する。また、診断部７５３は、特徴量がその所定基準より大きい状態がある程度の期間で継続している場合に、電動機ＥＭの異常があると診断してもよい。
【0082】
通知部７５４は、診断部７５３による診断結果をユーザに通知する。
【0083】
例えば、通知部７５４は、表示部８０に診断結果に関する情報を表示する。また、通知部７５４は、通信部９０を通じて、診断結果に関する情報を含む信号を管理装置２００や端末装置３００に送信してもよい。これにより、通知部７５４は、管理装置２００や端末装置３００を通じて、ユーザに診断結果を通知することができる。
【0084】
尚、診断結果に関する情報は、電力変換装置１００（通信部９０）から管理装置２００を経由して端末装置３００に送信されてもよい。
【0085】
【0086】
比較例では、特定周波数が電気角で表される回転周波数ωの２倍の周波数（２ω）である場合を例示する。また、本例では、簡単のため、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑが回転周波数ωの成分（１倍成分／直流成分）、及び回転周波数ωの２倍成分（２次成分）によって構成され、これらの成分の初期位相差がゼロ（０）である前提で説明を行う。以下、後述の本実施形態に係る特定周波数成分抽出部７５１の第１例～第３例についても同様である。
【0087】
【0088】
図４に示すように、特定周波数成分抽出部７５１ｃは、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑから特定周波数の成分（本例では、回転周波数ωの２倍成分）のｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ２′，ｑ２′を抽出する。特定周波数成分抽出部７５１ｃは、トラッキングフィルタＴＦを含む。
【0089】
例えば、図５に示すように、電流検出値ｄ，ｑは、以下の式（１）で表される。
【0090】
【数1】
【0091】
尚、ｄ１，ｑ１は、それぞれ、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの成分（１倍成分／直流成分）である。ｄ２，ｑ２は、それぞれ、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分である。ｒ１，αは、それぞれ、ｄ軸の電流検出値ｄにおける回転周波数ωの成分（１倍成分／直流成分）のベクトル長及び位相角である。ｒ２，βは、それぞれ、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分のベクトル長及び位相角である。
【0092】
トラッキングフィルタＴＦは、座標変換部ＴＦ１と、ローパスフィルタ部ＴＦ２と、逆座標変換部ＴＦ３とを含む。
【0093】
座標変換部ＴＦ１は、以下の式（５），（６）に示すように、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑを電動機ＥＭの回転周波数ωの２倍（２ω）で正の回転方向に回転する回転座標系上の直交２軸の電流検出値ｑ１２，ｄ１２に変換する。本例では、正の回転方向は、回転周波数ωと同じ回転方向を意味し、負の回転方向は、回転周波数ωの回転方向と反対方向を意味し、以下、同様の意味で用いる。
【0094】
【数2】
【0095】
式（５），（６）に、式（１），（２）を代入することにより、電流検出値ｑ１２，ｄ１２は、以下の式（７），（８）で表される。
【0096】
【数3】
【0097】
式（８）の第１項は、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分から抽出される直流成分である。
【0098】
式（７）の第１項、及び式（８）の第２項は、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分に由来する回転周波数ωの４倍成分である。ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分の振幅ｄ２Ａ，ｑ２Ａが同じ値である場合、式（７）の第１項、及び式（８）の第２項は表れない。
【0099】
式（７）の第２項、及び式（８）の第３項は、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの１倍成分（直流成分）に由来する回転周波数ωの２倍成分である。
【0100】
ローパスフィルタ部ＴＦ２は、座標変換部ＴＦ１の出力（電流検出値ｑ１２，ｄ１２）を通過させる。これにより、ローパスフィルタ部ＴＦ２からは、座標変換部ＴＦ１の出力のうちの直流成分以外の成分が減衰された電流検出値ｄ１２ｌｐｆ，ｑ１２ｌｐｆが出力される。具体的には、ローパスフィルタ部ＴＦ２の出力（電流検出値ｄ１２ｌｐｆ，ｑ１２ｌｐｆ）は、以下の式（９），（１０）で表される。
【0101】
【数4】
【0102】
尚、ωｃは、ローパスフィルタ部ＴＦ２のカットオフ周波数である。式（１１）は、式（７）の第２項及び式（８）の第３項のローパスフィルタ部ＴＦ２による減衰後の振幅ｒ１′を表す。
【0103】
式（９），（１０）に示すように、ローパスフィルタ部ＴＦ２によって、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分に由来する、式（７）の第１項、及び式（８）の第２項が除去される。そのため、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分に対応する項は、式（１０）の第１項のみとなり、その結果、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分のベクトル長が式（８）の第１項まで減衰する。特に、振幅ｄ２Ａ，ｑ２Ａの差が大きくなるほど、より顕著に減衰することになる。
【0104】
また、ローパスフィルタ部ＴＦ２によって、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの１倍成分に由来する、式（７）の第２項及び式（８）の第３項は、式（９）、及び式（１０）の第２項に減衰される。
【0105】
しかし、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの１倍成分のベクトル長ｒ１が２倍成分のベクトル長ｒ２よりもはるかに大きい場合がありうる。この場合、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分に対応する、式（１０）の第１項との比較において、式（９）及び式（１０）の第２項が十分に減衰されない可能性がある。
【0106】
逆座標変換部ＴＦ３は、式（１３），（１４）に示すように、ローパスフィルタ部ＴＦ２の出力（電流検出値ｄ１２ｌｐｆ，ｑ１２ｌｐｆ）を、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ２′，ｑ２′に変換する。
【0107】
【数5】
【0108】
式（１３），（１４）に、式（９），（１０）を代入することにより、電流検出値ｄ２′，ｑ２′は、以下の式（１５），（１６）で表される。
【0109】
【数6】
【0110】
式（１５）,（１６）の第１項は、トラッキングフィルタＴＦで抽出される、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分に対応する。上述の如く、式（７）の第１項、及び式（８）の第２項がローパスフィルタ部ＴＦ２で除去される。そのため、トラッキングフィルタＴＦで抽出される、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分のベクトル長は、そのｄ軸及びｑ軸のそれぞれの振幅ｄ２Ａ，ｑ２Ａの平均値まで減衰してしまう。以下、この問題を「第１の問題」と称する場合がある。
【0111】
また、式（１５），（１６）の第２項は、ローパスフィルタ部ＴＦ２で減衰されるものの完全には除去されない、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの１倍成分（直流成分）に対応する。上述の如く、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの１倍成分のベクトル長ｒ１が２倍成分のベクトル長ｒ２よりもはるかに大きい場合、振幅ｒ１′が式（１５），（１６）の第１項の振幅に対して十分に小さくならない可能性がある。そのため、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分の実際値と、電流検出値ｄ２′，ｑ２′との間の周波数や位相のズレが大きくなる可能性がある。以下、この問題を「第２の問題」と称する場合がある。
【0112】
よって、例えば、トラッキングフィルタＴＦの出力（電流検出値ｄ２′，ｑ２′）を用いて、電動機ＥＭの回転周波数ωの２倍成分に関する特徴量が取得される場合、電動機ＥＭの異常に関する診断の基準を適切に決定できない可能性がある。また、仮に、トラッキングフィルタＴＦの出力における上記の問題（第１の問題及び第２の問題）を考慮せずに診断の基準が設定された場合、誤った診断結果が出力されてしまう可能性がある。つまり、トラッキングフィルタＴＦの出力（電流検出値ｄ２′，ｑ２′）を用いて、電動機ＥＭの回転周波数ωの２倍成分に関する特徴量が取得される場合、診断装置は、電動機ＥＭの異常に関する診断を適切に行うことができない可能性がある。
【0113】
【0114】
＜第１例＞
図６は、診断装置７５の特定周波数成分抽出部７５１及び特徴量取得部７５２の第１例を示す図である。
図６は、診断装置７５の特定周波数成分抽出部７５１及び特徴量取得部７５２の第１例を示す図である。
【0115】
図６に示すように、特定周波数成分抽出部７５１は、抽出部７５１１と、抑制部７５１２とを含む。
【0116】
抽出部７５１１は、電流検出値ｄ，ｑから回転周波数ωの２倍成分を抽出する。具体的には、抽出部７５１１は、電流検出値ｄ，ｑから回転周波数ωの２倍成分のうちの正の回転方向に対応する回転周波数ωの２倍成分（以下、「＋２倍成分」）を抽出する。抽出部７５１１は、座標変換部７５１１ａと、ローパスフィルタ部７５１１ｂとを含む。
【0117】
抑制部７５１２は、抽出部７５１１（ローパスフィルタ部７５１１ｂ）の出力に対する、上記の第１の問題及び第２の問題の影響を抑制する。抑制部７５１２は、ハイパスフィルタ部７５１２ａと、補償部７５１２ｂとを含む。
【0118】
ハイパスフィルタ部７５１２ａは、電流検出値ｄ，ｑを通過させ、それぞれの直流成分（回転周波数ωの１倍成分）を除去し、電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆを出力する。これにより、ハイパスフィルタ部７５１２ａは、抽出部７５１１（ローパスフィルタ部７５１１ｂ）の出力に対する、上記の第２の問題の影響を抑制（除去）することができる。本例では、ハイパスフィルタ部７５１２ａは、上記の式（１），（２）で表される電流検出値ｄ，ｑの直流成分（第1項）を除去し、以下の式（１７），（１８）で表されるように、回転周波数ωの２倍成分に相当する電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆを出力する。
【0119】
【数7】
【0120】
座標変換部７５１１ａは、ハイパスフィルタ部７５１２ａの出力（電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆ）を、電動機ＥＭの回転周波数ωの２倍で正の回転方向に回転する回転座標系上の直交２軸の電流検出値ｑ１２，ｄ１２に変換する。
【0121】
座標変換部７５１１ａの構成は、上記のトラッキングフィルタＴＦの座標変換部ＴＦ１と同じである。そのため、式（５），（６）の電流検出値ｄ,ｑを電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆに置換した以下の式（１９），（２０）が成立する。
【0122】
【数8】
【0123】
式（１９），（２０）に、式（１７），（１８）を代入し整理すると、以下の式（２１），（２２）が成立する。
【0124】
【数9】
【0125】
ローパスフィルタ部７５１１ｂは、座標変換部７５１１ａの出力（電流検出値ｄ１２，ｑ１２）の直流成分以外を減衰させ、即ち、直流成分を抽出し、電流検出値ｄ１２ｌｐｆ，ｑ１２ｌｐｆを出力する。本例では、ローパスフィルタ部７５１１ｂは、式（２１），（２２）の回転周波数ωの４倍成分を除去することができる。そのため、ローパスフィルタ部７５１１ｂの出力（電流検出値ｄ１２ｌｐｆ，ｑ１２ｌｐｆ）は、以下の式（２３），（２４）で表される。
【0126】
【数10】
【0127】
尚、初期位相差が０でない場合、電流検出値ｄ１２ｌｐｆは、ゼロ（０）にはならない。
【0128】
補償部７５１２ｂは、抽出部７５１１（ローパスフィルタ部７５１１ｂ）の出力に対して、上記の第１の問題による減衰分、即ち、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分の振幅の減衰分を補償する。補償部７５１２ｂは、ハイパスフィルタ部７５１２ｂ１と、座標変換部７５１２ｂ２と、ローパスフィルタ部７５１２ｂ３とを含む。
【0129】
ハイパスフィルタ部７５１２ｂ１は、座標変換部７５１１ａの出力（電流検出値ｄ１２，ｑ１２）を通過させ、直流成分の成分を除去する。本例では、ハイパスフィルタ部７５１２ｂ１によって、式（２２）の直流成分（第１項）が除去され、ハイパスフィルタ部７５１２ｂ１の出力（電流検出値ｄ１２ｈｐｆ，ｑ１２ｈｐｆ）は、以下の式（２５），（２６）で表される。
【0130】
【数11】
【0131】
これにより、ハイパスフィルタ部７５１２ｂ１は、ローパスフィルタ部７５１１ｂで除去される回転周波数ωの４倍成分（上記の式（７）の第１項、及び式（８）の第２項）を抽出することができる。
【0132】
座標変換部７５１２ｂ２は、ハイパスフィルタ部７５１２ａの出力を、電動機ＥＭの回転周波数ωの４倍で正の回転方向に回転する回転座標系上の直交２軸の電流検出値ｑ２３，ｄ２３に変換する。具体的には、座標変換部７５１２ｂ２は、以下の式（２７），（２８）に示すように、電流検出値ｄ１２ｌｐｆ、及び電流検出値ｑ１２ｌｐｆの反転値を、電動機ＥＭの回転周波数ωの４倍で正の回転方向に回転する回転座標系上の直交２軸の電流検出値ｄ２３，ｑ２３に変換する。
【0133】
【数12】
【0134】
式（２５），（２６）を式（２７），（２８）に代入し整理すると、電流検出値ｄ２３，ｑ２３は、以下の式（２９），（３０）で表される。
【0135】
【数13】
【0136】
ローパスフィルタ部７５１２ｂ３は、座標変換部７５１２ｂ２の出力（電流検出値ｄ２３，ｑ２３）の直流成分以外を減衰させて、即ち、直流成分を抽出して電流検出値ｄ２３ｌｐｆ，ｑ２３ｌｐｆを出力する。これにより、ローパスフィルタ部７５１２ｂ３は、電流検出値ｄ２３，ｑ２３から、電流検出値ｄ、ｑにおける回転周波数ωの２倍成分に対応する直流成分を抽出することができる。
【0137】
式（２９），（３０）に示すように、本例では、直流成分のみしか含まれない。そのため、以下の式（３１），（３２）に示すように、その直流成分がそのまま電流検出値ｄ２３ｌｐｆ，ｑ２３ｌｐｆとして出力される。
【0138】
【数14】
【0139】
尚、初期位相差が０でない場合、電流検出値ｄ２３，ｄ２３ｌｐｆは、ゼロ（０）にはならない。
【0140】
特定周波数成分抽出部７５１は、抽出部７５１１の出力（電流検出値ｄ１２ｌｐｆ，ｑ１２ｌｐｆ）と、補償部７５１２ｂの出力（電流検出値ｄ２３ｌｐｆ，ｑ２３ｌｐｆ）を特徴量取得部７５２に出力する。
【0141】
特徴量取得部７５２は、振幅特徴量として、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分のベクトル長ｒ２′を演算する。特徴量取得部７５２は、ベクトル長演算部７５２１～７５２３を含む。
【0142】
ベクトル長演算部７５２１は、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分のうちの抽出部７５１１による抽出分に対応する電流検出値ｄ１２ｌｐｆ，ｑ１２ｌｐｆのベクトル長ｒ１２を演算する。
【0143】
ベクトル長演算部７５２２は、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分のうちの抽出部７５１１での減衰分に対応する電流検出値ｄ２３ｌｐｆ，ｑ２３ｌｐｆのベクトル長ｒ２３を演算する。
【0144】
ベクトル長演算部７５２３は、ベクトル長演算部７５２１，７５２２の出力に基づき、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分のベクトル長ｒ２′を演算する。本例では、ベクトル長ｒ２′は、式（２３），（２４），（３１），（３２）から以下の式（３３）のように表される。
【0145】
【数15】
【0146】
このように、本例では、抽出部７５１１は、電流検出値ｄ，ｑをハイパスフィルタ部７５１２ａに通過させた後の電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆから、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωと相関を有する特定周波数の成分を抽出する。これにより、抽出部７５１１において、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの１倍成分（直流成分）が十分に減衰されず、抽出部７５１１の出力が実際の特定周波数の成分から大きくずれてしまうような事態を抑制することができる。
【0147】
また、本例では、補償部７５１２ｂは、座標変換部７５１１ａでの座標変換により生じ且つローパスフィルタ部７５１１ｂにより除去される、電流検出値ｄ，ｑにおける特定周波数の成分に対応する電流検出値ｄ２３ｌｐｆ、ｑ２３ｌｐｆを出力する。これにより、特定周波数成分抽出部７５１は、補償部７５１２ｂの出力によって、電流検出値ｄ，ｑにおける特定周波数の成分のうちの抽出部７５１１での減衰分を補償することができる。
【0148】
そのため、診断装置７５のユーザは、例えば、特定周波数成分抽出部７５１の出力から取得される、電流検出値ｄ，ｑにおける特定周波数の成分に関する特徴量に関して、より適切な診断基準を設定することができる。よって、診断装置７５は、電動機ＥＭに関する異常をより適切に診断することができる。
【0149】
＜第２例＞
図７は、診断装置７５の特定周波数成分抽出部７５１及び特徴量取得部７５２の第２例を示す図である。
図７は、診断装置７５の特定周波数成分抽出部７５１及び特徴量取得部７５２の第２例を示す図である。
【0150】
以下、上述の第１例と同じ或いは対応する構成には同一の符号を付し、上述の第１例と異なる内容を中心に説明すると共に、上述の第１例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。
【0151】
本例に係る特定周波数成分抽出部７５１は、補償部７５１２ｂが電流検出値ｄ，ｑから回転周波数ωの２倍成分のうちの正の回転方向及び負の回転方向の双方に対応する回転周波数ωの２倍成分を抽出する点で上述の第１例と異なり、他の点で上述の第１例と同じであってよい。
【0152】
図７に示すように、特定周波数成分抽出部７５１は、上述の第１例と同様、抽出部７５１１と、抑制部７５１２とを含む。
【0153】
抑制部７５１２は、上述の第１例と同様、ハイパスフィルタ部７５１２ａと、補償部７５１２ｂとを含む。
【0154】
本例では、補償部７５１２ｂは、電流検出値ｄ，ｑから回転周波数ωの２倍成分のうちの負の回転方向に対応する回転周波数ωの２倍成分（以下、「－２倍成分」）を抽出する。補償部７５１２ｂは、座標変換部７５１２ｂ４と、ローパスフィルタ部７５１２ｂ５とを含む。
【0155】
座標変換部７５１２ｂ４は、ハイパスフィルタ部７５１２ａの出力（電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆ）を、電動機ＥＭの回転周波数ωの２倍で負の回転方向に回転する回転座標系上の直交２軸の電流検出値ｑ２３′，ｄ２３′に変換する。本例では、座標変換部７５１２ｂ４は、座標変換部７５１１ａと同じ構成を有し、座標変換部７５１１ａに対して、電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆの入力が入れ替えられる。つまり、座標変換部７５１２ｂ４では、座標変換部７５１１ａにおける電流検出値ｄｈｐｆの入力箇所には、電流検出値ｑｈｐｆが入力され、座標変換部７５１１ａにおける電流検出値ｑｈｐｆの入力箇所には、電流検出値ｄｈｐｆが入力される。これにより、診断装置７５は、例えば、座標変換部７５１１ａ及び座標変換部７５１２ｂ４の機能を同じプログラムによって実現することができる。電流検出値ｑ２３′，ｄ２３′以下の式（３４），（３５）で表される。
【0156】
【数16】
【0157】
式（３４），（３５）に、上述の式（１７），（１８）を代入し整理すると、以下の式（３６），（３７）が成立する。
【0158】
【数17】
【0159】
ローパスフィルタ部７５１２ｂ５は、座標変換部７５１２ｂ４の出力（電流検出値ｑ２３′，ｄ２３′）の直流成分以外を減衰させ、即ち、直流成分を抽出し、電流検出値ｄ２３ｌｐｆ′，ｑ２３ｌｐｆ′を出力する。本例では、ローパスフィルタ部７５１２ｂ５は、式（３６），（３７）の回転周波数ωの４倍成分、即ち、式（３６）の第１項、及び式（３７）の第２項を除去することができる。そのため、ローパスフィルタ部７５１１ｂの出力（電流検出値ｄ２３ｌｐｆ′，ｑ２３ｌｐｆ′）は、以下の式（３８），（３９）で表される。
【0160】
【数18】
【0161】
尚、初期位相差が０でない場合、電流検出値ｄ２３ｌｐｆ′は、ゼロ（０）にはならない。
【0162】
特定周波数成分抽出部７５１は、上述の第１例と同様、抽出部７５１１の出力（電流検出値ｄ１２ｌｐｆ，ｑ１２ｌｐｆ）と、補償部７５１２ｂの出力（電流検出値ｄ２３ｌｐｆ′，ｑ２３ｌｐｆ′）を特徴量取得部７５２に出力する。
【0163】
ここで、上述の式（３１），（３２）と式（３８），（３９）を比較すると、電流検出値ｄ２３ｌｐｆ′，ｑ２３ｌｐｆ′は、電流検出値ｄ２３ｌｐｆ，ｑ２３ｌｐｆと等しい。つまり、補償部７５１２ｂは、上述の第１例と同様、抽出部７５１１の出力に対して、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分の減衰分を補償することができる。
【0164】
このように、本例では、補償部７５１２ｂは、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωと相関を有する特定周波数の成分のうちの負の回転方向に対応する負の特定周波数の成分の電流検出値ｄ２３ｌｐｆ′，ｑ２３ｌｐｆ′を抽出する。これにより、特定周波数成分抽出部７５１は、補償部７５１２ｂの出力によって、電流検出値ｄ，ｑにおける特定周波数の成分のうちの正の特定周波数の成分に加えて、負の特定周波数の成分を取得することができる。そのため、特定周波数成分抽出部７５１は、補償部７５１２ｂの出力によって、電流検出値ｄ，ｑにおける特定周波数の成分のうちの抽出部７５１１での減衰分を補償することができる。よって、診断装置７５は、上述の第１例と同様、電動機ＥＭに関する異常をより適切に診断することができる。
【0165】
また、本例では、補償部７５１２ｂは、より簡易な演算によって、電流検出値ｄ，ｑにおける特定周波数の成分のうちの抽出部７５１１での減衰分を補償することができる。そのため、診断装置７５は、電動機ＥＭに関する異常の診断についての処理負荷の軽減やハードウェア構成の簡素化を図ることができる。
【0166】
また、本例では、補償部７５１２ｂの演算処理の過程において、物理量（電流検出値）の周波数帯が高い方向に変化することがない。そのため、診断範囲の拡大やセンサに必要な性能の低減等を図ることができる。
【0167】
＜第３例＞
図８は、診断装置７５の特定周波数成分抽出部７５１及び特徴量取得部７５２の第３例を示す図である。
図８は、診断装置７５の特定周波数成分抽出部７５１及び特徴量取得部７５２の第３例を示す図である。
【0168】
以下、上述の第１例、第２例と同じ或いは対応する構成には同一の符号を付し、上述の第１例、第２例と異なる内容を中心に説明を行うと共に、上述の第１例、第２例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。
【0169】
本例に係る特定周波数成分抽出部７５１は、抽出部７５１１及び補償部７５１２ｂが複素バンドパスフィルタとして構成される点で上述の第２例と異なり、他の点で上述の第２例と同じであってよい。
【0170】
図８に示すように、特定周波数成分抽出部７５１は、上述の第１例、第２例と同様、抽出部７５１１と、抑制部７５１２とを含む。
【0171】
抽出部７５１１は、上述の第１例、第２例と同様、電流検出値ｄ，ｑから、正の回転方向に対応する回転周波数ωの２倍成分（回転周波数ωの＋２倍成分）を抽出する。具体的には、抽出部７５１１は、ハイパスフィルタ部７５１２ａを通過後の電流検出値ｄ，ｑ、即ち、電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆから回転周波数ωの＋２倍成分を抽出する。
【0172】
本例では、抽出部７５１１は、２入力２出力の複素バンドパスフィルタＢＰＦ１を含む。具体的には、複素バンドパスフィルタＢＰＦ１は、中心周波数ωｓが正の回転方向に対応する回転周波数ωの２倍（即ち、２ω）に設定され、電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆの入力に対して電流検出値ｄ１２ｂｐｆ，ｑ１２ｂｐｆを出力する。これにより、抽出部７５１１は、ローパスフィルタ（高周波側）のカットオフ周波数ａが適宜設定されることにより、電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆにおける、中心周波数ωｓに対応する回転周波数ωの＋２倍成分を抽出することができる。
【0173】
本例では、補償部７５１２ｂは、２入力２出力の複素バンドパスフィルタＢＰＦ２を含む。具体的には、複素バンドパスフィルタＢＰＦ２は、中心周波数ωｓが負の回転方向に対応する回転周波数ωの２倍（即ち、－２ω）に設定され、電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆの入力に対して電流検出値ｄ２３ｂｐｆ，ｑ２３ｂｐｆを出力する。これにより、補償部７５１２ｂは、ローパスフィルタ（高周波側）のカットオフ周波数ａが適宜設定されることにより、電流検出値ｄｈｐｆ，ｑｈｐｆにおける回転周波数ωの－２倍成分を抽出することができる。
【0174】
特定周波数成分抽出部７５１は、上述の第１例、第２例と同様、抽出部７５１１の出力（電流検出値ｄ１２ｂｐｆ，ｑ１２ｂｐｆ）と、補償部７５１２ｂの出力（電流検出値ｄ２３ｂｐｆ，ｑ２３ｂｐｆ）を特徴量取得部７５２に出力する。
【0175】
このように、本例では、補償部７５１２ｂは、上述の第２例と同様、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωと相関を有する特定周波数の成分のうちの負の回転方向に対応する負の特定周波数の成分の電流検出値ｄ２３ｌｐｆ′，ｑ２３ｌｐｆ′を抽出する。そのため、上述の第２例と同様の作用・効果を奏する。
【0176】
また、本例では、抽出部７５１１及び補償部７５１２ｂは、それぞれ、複素バンドパスフィルタＢＰＦ１，ＢＰＦ２を含む。そのため、抽出部７５１１及び補償部７５１２ｂは、三角関数を用いた座標変換等の演算処理を行う必要がなくなる。そのため、診断装置７５は、電動機ＥＭに関する異常の診断についての処理負荷を大きく軽減することができる。
【0177】
【0178】
図９は、診断装置７５による電動機ＥＭの異常に関する診断の処理の一例を概略的に示すフローチャートである。図１０は、電動機ＥＭの電流の特定周波数の成分の振幅に関する特徴量（振幅特徴量）に対して設定される、電動機ＥＭの異常に関する診断のため診断基準の一例を表す図である。
【0179】
本フローチャートは、例えば、電力変換装置１００の運転中（電源オンから電源オフまでの期間）において、一定の周期Ｔｓごとに繰り返し実行される。
【0180】
本フローチャートでは、積算タイマ（時間ｔ）及び異常ステータスが利用される。時間ｔ及び異常ステータスは、それぞれ、電力変換装置１００の電源オン時にゼロ（０）の状態及びクリアの状態に初期化される。
【0181】
図９に示すように、ステップＳ１０２にて、特定周波数成分抽出部７５１は、一定周期のd軸及びｑ軸の電流検出値ｄ，ｑに基づき、電流検出値ｄ，ｑにおける特定周波数の成分を抽出する。特定周波数の成分は、例えば、回転周波数ωの２倍（２ω）成分である。
【0182】
診断装置７５は、ステップＳ１０２の処理が完了すると、ステップＳ１０４に進む。
【0183】
ステップＳ１０４にて、特徴量取得部７５２は、振幅特徴量として、ステップＳ１０２で取得された、電流検出値ｄ，ｑの特定周波数の成分のベクトル長ｒを取得する。ベクトル長ｒは、例えば、電流検出値ｄ，ｑにおける回転周波数ωの２倍成分のベクトル長ｒ２′である。
【0184】
診断装置７５は、ステップＳ１０４の処理が完了すると、ステップＳ１０６に進む。
【0185】
ステップＳ１０６にて、診断部７５３は、電動機ＥＭの回転周波数ωが所定の閾値ωｔｈ（＞０）より大きいか否かを判定する。閾値ωｔｈは、電動機ＥＭの異常に関する診断を行うことが可能な電動機ＥＭの回転周波数ωの最小値として予め規定される。診断部７５３は、電動機ＥＭの回転周波数ωが閾値ωｔｈより大きい場合、ステップＳ１０８に進み、それ以外の場合、ステップＳ１１６に進む。
【0186】
ステップＳ１０８にて、診断部７５３は、ステップＳ１０４で取得された、電流検出値ｄ，ｑの特定周波数の成分のベクトル長ｒが所定の閾値ｒｔｈ（＞０）より大きいか否かを判定する。診断部７５３は、ベクトル長ｒが閾値ｒｔｈより大きい場合、ステップＳ１１０に進み、それ以外の場合、ステップＳ１１６に進む。
【0187】
閾値ｒｔｈは、電動機ＥＭが異常である場合のベクトル長ｒの最小値に相当し、電動機ＥＭの回転周波数ωに応じて変化する。例えば、図１０に示すように、閾値ｒｔｈは、回転周波数ωが大きくなるほど大きくなるように設定される。閾値ｒｔｈは、例えば、電動機ＥＭの異常を模擬した実験やコンピュータシミュレーションを通じて予め規定される。
【0188】
ステップＳ１１０にて、診断部７５３は、時間ｔを積算する。例えば、診断部７５３は、時間ｔに対して、フローチャートの周期分を積算する（ｔ＝ｔ＋Ｔｓ）。また、診断部７５３は、カウンタとしての時間ｔを１だけインクリメントする形で時間ｔを積算してもよい（ｔ＝ｔ＋１）。
【0189】
診断装置７５は、ステップＳ１１０の処理が完了すると、ステップＳ１１２に進む。
【0190】
ステップＳ１１２にて、診断部７５３は、時間ｔが所定の閾値ｔｔｈ（＞０）より大きいか否かを判定する。診断部７５３は、時間ｔが閾値ｔｔｈより大きい場合、ステップＳ１１４に進み、それ以外の場合、ステップＳ１１８に進む。
【0191】
閾値ｔｔｈは、ベクトル長ｒが閾値ｒｔｈより大きい状態が一時的に発生しているのではなく、継続して維持されていると判断可能な最低限の時間として予め規定される。
【0192】
診断装置７５は、ステップＳ１１２の処理が完了すると、ステップＳ１１４に進む。
【0193】
ステップＳ１１４にて、診断部７５３は、電動機ＥＭに異常があると診断し、異常ステータスをセットする。つまり、診断部７５３は、回転周波数ωが閾値ωｔｈより大きく且つベクトル長ｒが閾値ｒｔｈより大きい状態が閾値ｔｔｈを超える程度に継続している場合、電動機ＥＭに異常があると診断する。
【0194】
通知部７５４は、一定の周期ごとに、異常ステータスのデータを参照する。これにより、診断部７５３により電動機ＥＭに異常があると診断される場合に、表示部８０等を通じて電動機ＥＭの異常をユーザに通知することができる。
【0195】
診断装置７５は、ステップＳ１１４の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。
【0196】
一方、ステップＳ１１６にて、診断部７５３は、時間ｔをゼロ（０）にリセットする。
【0197】
診断装置７５は、ステップＳ１１６の処理が完了すると、ステップＳ１１８に進む。
【0198】
ステップＳ１１８にて、診断部７５３は、電動機ＥＭは、正常であると診断し、異常ステータスをクリアする。これにより、通知部７５４は、異常ステータスがクリア状態である場合、電動機ＥＭに異常がない（正常である）と判断することができる。また、通知部７５４は、異常ステータスがセットされている状態からクリアされた場合、電動機ＥＭの異常が解消されたと判断し、電動機ＥＭに異常がある旨のユーザへの通知を停止することができる。
【0199】
診断装置７５は、ステップＳ１１８の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。
【0200】
このように、診断装置７５は、特定周波数成分抽出部７５１により抽出される、電動機ＥＭの電流検出値ｄ，ｑの特定周波数の成分のベクトル長ｒが閾値ｒｔｈより大きい場合に、電動機ＥＭに異常があると診断する。これにより、診断装置７５は、ベクトル長ｒが正常状態に比して大きい異常状態を把握し、電動機ＥＭに異常があると診断することができる。
【0201】
また、診断装置７５は、電動機ＥＭの電流検出値ｄ，ｑの特定周波数の成分のベクトル長ｒが閾値ｒｔｈより大きい状態が、時間ｔが閾値ｔｔｈを超える程度に継続している場合に、電動機ＥＭに異常があると診断する。これにより、診断装置７５は、例えば、電動機ＥＭの異常とは関係なく、一時的にベクトル長ｒが閾値ｒｔｈより大きくなってしまった状態を電動機ＥＭの異常状態から排除して、電動機ＥＭの異常の有無の診断を行うことができる。そのため、診断装置７５は、誤診断を抑制し、電動機ＥＭの異常の有無の診断の精度を向上させることができる。
【0202】
尚、簡易的に、ステップＳ１０６の処理、及びステップＳ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１６の処理の少なくとも一方が省略されてもよい。
【0203】
［他の実施形態］
次に、他の実施形態について説明する。
次に、他の実施形態について説明する。
【0204】
上述の実施形態には、適宜変形や変更が加えられてもよい。
【0205】
例えば、上述の実施形態では、診断装置７５は、上記の第１の問題及び第２の問題の何れか一方の影響のみを抑制してもよい。例えば、診断装置７５において、簡易的に第２の問題の影響のみを抑制する場合、補償部７５１２ｂが省略されてもよいし、簡易的に第１の問題の影響のみを抑制する場合、ハイパスフィルタ部７５１２ａが省略されてもよい。
【0206】
また、上述の第１例、第２例やその変形・変更の例では、特定周波数成分抽出部７５１は、上述の第３例と同様、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値の特定周波数の成分の波形データを出力してもよい。例えば、上述の第１例やその変形・変更の例では、特定周波数成分抽出部７５１は、電流検出値ｄ１２ｌｐｆ，ｑ１２ｌｐｆ、及び電流検出値ｄ２３ｌｐｆ，ｄ２３ｌｐｆに基づき、ｄｑ座標系への座標変換を適宜行うことにより、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値の特定周波数の成分の波形データを出力してもよい。同様に、上述の第２例やその変形例では、特定周波数成分抽出部７５１は、電流検出値ｄ１２ｌｐｆ，ｑ１２ｌｐｆ、及び電流検出値ｄ２３ｌｐｆ′，ｄ２３ｌｐｆ′に基づき、ｄｑ座標系への座標変換を適宜行うことにより、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値の特定周波数の成分の波形データを出力してもよい。
【0207】
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、診断装置７５は、電動機ＥＭの互いに異なる回転周波数域で取得される、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値の複数の波形データを用いて、電動機ＥＭの異常に関する診断を行ってもよい。これにより、診断装置７５は、電動機ＥＭの互いに異なる回転周波数域に対応する複数の波形データのそれぞれから得られる特徴量を用いて、総合的に電動機ＥＭの異常に関する診断を行うことができる。そのため、例えば、外的要因によって電動機ＥＭの電流のある周波数の成分の特徴量が電動機ＥＭの異常と診断可能な状態にある場合に、ある回転周波数域で特定周波数がその周波数と重複していても、他の回転周波数域からその周波数を外すことができる。よって、診断装置７５は、外的要因による電動機ＥＭへの影響を電動機ＥＭの異常と誤診断するような事態を抑制し、電動機ＥＭの異常に関する診断をより適切に行うことができる。
【0208】
この場合、診断装置７５は、段階的に変化する電動機ＥＭの回転周波数の変化に応じて、複数の波形データを取得してもよいし、連続的に変化する電動機ＥＭの回転周波数の変化に応じて、複数の波形データを取得してもよい。後者の場合、診断装置７５は、電動機ＥＭの加速中或いは減速中に複数の波形データを取得してもよい。また、診断装置７５は、制御回路７０の制御下で電動機ＥＭの回転周波数を変化させるタイミングに合わせて、複数の波形データを取得してもよいし、制御回路７０を制御し、電動機ＥＭの回転周波数を意図的に変化させて複数の波形データを取得してもよい。前者の場合、例えば、診断装置７５は、電動機ＥＭの起動時に、回転周波数がゼロ（０）から加速する場合や電動機ＥＭの稼働停止時に、回転周波数がゼロ（０）に向けて減速する場合に、複数の波形データを取得する。
【0209】
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、診断装置７５は、電動機ＥＭのｄ軸及びｑ軸の電流検出値に代えて、電動機ＥＭのα軸及びβ軸の電流検出値を用いて、電動機ＥＭの異常に関する診断を行ってもよい。この場合、診断装置７５は、ベクトル変換部７０３のｄ軸及びｑ軸の電流検出値への変換の演算の過程で算出されるα軸及びβ軸の電流検出値を利用することができる。
【0210】
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、診断装置７５は、電動機ＥＭの電流に代えて、或いは、加えて、電動機ＥＭの電圧、有効電力、無効電力等の検出値や推定値を用いて、電動機ＥＭの異常に関する診断を行ってもよい。即ち、電動機ＥＭの動作に関する物理量は、電動機ＥＭの電圧や回転速度やトルク等であってもよい。
【0211】
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、診断装置７５は、特定周波数成分抽出部７５１に代えて、比較例のトラッキングフィルタＴＦを採用する一方で、上記の第１の問題及び第２の問題を考慮した診断基準を用いるようにしてもよい。例えば、上記の第１の問題に起因する、電動機ＥＭの電流の特定周波数の成分の減衰、及び第２の問題に起因する、電動機ＥＭの電流の特定周波数の成分のズレを考慮して、特徴量に対する閾値等の診断基準が予め規定される。
【0212】
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、電力変換装置１００は、商用電源ＰＳから入力される三相交流電力に代えて、直流電源から入力される電力を用いて、電動機ＥＭの駆動電力を生成し出力してもよい。この場合、例えば、直流電源から入力される直流電圧は、正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの間に印加される。また、この場合、整流回路１０は省略されてもよい。
【0213】
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、電力変換装置１００は、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相の三相交流の電力を、直接、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相交流の電力に変換可能なマトリクスコンバータであってもよい。
【0214】
また、上述の実施形態や変形・変更の例では、診断装置７５の機能の一部又は全部は、電力変換装置１００の外部に移管されてもよい。例えば、診断装置７５の機能の一部又は全部は、管理装置２００や端末装置３００に移管されてもよい。この場合、電動機ＥＭの異常に関する診断のために必要なデータは、通信部９０を通じて、管理装置２００や端末装置３００等の外部装置に送信（アップロード）される。
【0215】
また、上述の実施形態や変形・変更の例では、制御回路７０の機能の一部又は全部は、電力変換装置１００の外部に移管されてもよい。例えば、制御回路７０の機能の一部又は全部は、管理装置２００や端末装置３００に移管されてもよい。この場合、電動機ＥＭの制御のために必要なデータは、通信部９０を通じて、管理装置２００や端末装置３００等の外部装置に送信（アップロード）され、管理装置２００や端末装置３００からの制御指令は、通信部９０を通じて、電力変換装置１００に取り込まれる。
【0216】
また、上述の実施形態や変形・変更の例では、電力変換装置１００が省略され、電動機ＥＭは、商用電源ＰＳから供給されるＲ相、Ｓ相、及びＴ相の３相交流電力によって直接駆動されてもよい。この場合、診断装置７５は、電動機ＥＭの回転周波数は、商用電源ＰＳから供給される電力の周波数（例えば、５０Ｈｚや６０Ｈｚ）の変動によって、電動機ＥＭの回転周波数が電動機ＥＭの異常に関する診断に影響を与える程度に変化することがあるからである。この場合、診断装置７５の機能は、例えば、電力変換装置１００の外部に診断装置７５の機能が移管される場合と同様、管理装置２００や端末装置３００に設けられる。この場合、電動機ＥＭの回転周波数ω（電気角）は、例えば、位相同期回路（ＰＬＬ：Phase-Locked-Loop）等を用いて推定されてよい。
【0217】
また、上述の実施形態や変形・変更の例では、電動機ＥＭの動作に関する物理量の特定周波数の成分は、電動機ＥＭの異常に関する診断に代えて、或いは、加えて、電動機ＥＭの制御に利用されてもよい。例えば、制御回路７０は、電動機ＥＭのｄ軸及びｑ軸の電流や電圧における回転周波数の６倍成分を抽出すると共に、電動機ＥＭの誘起電圧の歪みを推定し、その推定結果に基づき電動機ＥＭに関する制御を行う。この場合、特定周波数成分抽出部７５１（抽出部７５１１、抑制部７５１２）の機能は、制御回路７０に移管されたり、取り込まれたりしてもよい。
【0218】
［作用］
次に、本実施形態に係る診断装置、制御装置、電力変換装置、診断方法、及びプログラムの作用について説明する。
次に、本実施形態に係る診断装置、制御装置、電力変換装置、診断方法、及びプログラムの作用について説明する。
【0219】
本実施形態では、診断装置は、抽出部と、取得部と、抑制部と、診断部と、を備える。診断装置は、例えば、上述の診断装置７５である。抽出部は、例えば、上述の抽出部７５１１である。抑制部は、例えば、上述の抑制部７５１２である。取得部は、例えば、上述の特徴量取得部７５２である。診断部は、例えば、上述の診断部７５３である。具体的には、抽出部は、電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、２軸の波形データから電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する。電動機は、例えば、上述の電動機ＥＭである。電動機の動作に関する物理量は、例えば、上述の電動機の電流、電圧、回転速度、トルク等である。直交する２軸の波形データは、例えば、上述のｄ軸及びｑ軸の波形データである。また、抑制部は、抽出部の出力に生じうる、２軸の波形データにおける特定周波数の成分の減衰、及び特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する。また、取得部は、抑制部により上記の減衰及びズレの少なくとも一方が抑制された、抽出部の出力に基づき、上記の物理量の特定周波数の成分に関する特徴量を取得する。そして、診断部は、取得部により取得される特徴量に基づき、電動機の異常に関する診断を行う。
【0220】
また、本実施形態では、電力変換装置は、抽出部と、抑制部と、取得部と、診断部と、を備えてもよい。電力変換装置は、例えば、上述の電力変換装置１００である。具体的には、抽出部は、自装置が駆動する電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、２軸の波形データから電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する。また、抑制部は、抽出部の出力に生じうる、２軸の波形データにおける特定周波数の成分の減衰、及び特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する。また、取得部は、抑制部により上記の減衰及びズレの少なくとも一方が抑制された、抽出部の出力に基づき、上記の物理量の特定周波数の成分に関する特徴量を取得する。そして、診断部は、取得部により取得される特徴量に基づき、電動機の異常に関する診断を行う。
【0221】
また、本実施形態では、診断装置は、診断方法を実行してもよい。診断方法は、抽出ステップと、抑制ステップと、取得ステップと、診断ステップと、を含む。抽出ステップ及び抑制ステップは、例えば、上述のステップＳ１０２である。取得ステップは、例えば、上述のステップＳ１０４である。診断ステップは、例えば、上述のステップＳ１０６～Ｓ１１８である。具体的には、抽出ステップでは、電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、２軸の波形データから電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する。また、抑制ステップでは、抽出ステップの出力に生じうる、２軸の波形データにおける特定周波数の成分の減衰、及び特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する。また、取得ステップでは、抑制ステップにより上記の減衰及びズレの少なくとも一方が抑制された、抽出ステップの出力に基づき、物理量の特定周波数の成分に関する特徴量を取得する。そして、診断ステップでは、取得ステップで取得される特徴量に基づき、電動機の異常に関する診断を行う。
【0222】
また、本実施形態では、プログラムは、情報処理装置に、抽出ステップと、抑制ステップと、取得ステップと、診断ステップとを実行させてもよい。
【0223】
これにより、診断装置等は、抽出部の出力に生じうる、特定周波数の成分の減衰やズレを抑制し、電動機の異常に関する診断をより適切に行うことができる。
【0224】
抑制部は、２軸の波形データに含まれる特定周波数の成分に起因する、抽出部での特定周波数の成分の減衰、及び２軸の波形データに含まれる回転周波数の成分に起因する、抽出部での特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制してもよい。
【0225】
これにより、診断装置等は、抽出部の出力に生じうる、特定周波数の成分の減衰やズレを抑制し、電動機の異常に関する診断をより適切に行うことができる。
【0226】
また、抑制部は、２軸の波形データの回転周波数の成分を除去するフィルタ部を含んでもよい。フィルタ部は、例えば、上述のハイパスフィルタ部７５１２ａである。そして、抽出部には、フィルタ部により回転周波数の成分が除去済みの２軸の波形データが入力されてもよい。
【0227】
これにより、診断装置等は、抽出部の出力に生じうる、特定周波数の成分のズレの影響を抑制し、電動機の異常に関する診断をより適切に行うことができる。
【0228】
また、抽出部は、第１の座標変換部と、第１のローパスフィルタ部と、を含む。第１の座標変換部は、例えば、上述の座標変換部７５１１ａである。第１のローパスフィルタ部は、例えば、上述のローパスフィルタ部７５１１ｂである。具体的には、第１の座標変換部は、２軸の波形データを、特定周波数で回転する回転座標系のデータに変換する。また、第１のローパスフィルタ部は、座標変換部の出力のうちの直流成分以外の成分を減衰させる。また、抑制部は、第１のローパスフィルタ部の出力に対して、特定周波数の成分の減衰の分を補償する補償部を含んでもよい。
【0229】
これにより、診断装置等は、抽出部の出力に生じうる、特定周波数の成分の減衰の影響を抑制し、電動機の異常に関する診断をより適切に行うことができる。
【0230】
また、本実施形態では、補償部は、第１の座標変換部の出力に基づき、第１のローパスフィルタ部の出力に対して、特定周波数の成分の減衰の分を補償してもよい。
【0231】
これにより、診断装置等は、抽出部の出力に生じうる、特定周波数の成分の減衰の影響を抑制し、電動機の異常に関する診断をより適切に行うことができる。
【0232】
また、本実施形態では、補償部は、第１の座標変換部の出力から、特定周波数の成分に由来する所定の高調波成分を抽出してもよい。所定の高調波成分は、例えば、上述の式（７），（８）における回転周波数ωの４倍成分（前者の第１項及び後者の第２項）である。そして、取得部は、抽出部により抽出される特定周波数の成分、及び補償部により抽出される所定の高調波成分に基づき、特徴量を取得してもよい。
【0233】
これにより、診断装置等は、ローパスフィルタ部を通過することで生じうる、電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データにおける特定周波数の成分の減衰分を適切に補償することができる。
【0234】
また、本実施形態では、補償部は、第２の座標変換部と、第２のローパスフィルタ部と、を含んでもよい。第２の座標変換部は、例えば、上述の座標変換部７５１２ｂ４である。第２のローパスフィルタ部は、例えば、上述のローパスフィルタ部７５１２ｂ５である。具体的には、第２の座標変換部は、２軸の波形データを、第１の座標変換部の場合と反対方向に特定周波数で回転する回転座標系のデータに変換する。また、第２のローパスフィルタ部は、第２の座標変換部の出力のうちの直流成分を抽出する。そして、取得部は、第１のローパスフィルタ部の出力と、第２のローパスフィルタ部の出力とに基づき、特徴量を取得してもよい。
【0235】
これにより、診断装置等は、２軸の波形データにおける特定周波数の成分のうちの所定の回転方向に対応する特定周波数の成分に加えて、その反対の回転方向に対応する特定周波数成分を抽出することができる。そのため、診断装置等は、抽出部の出力に生じうる、特定周波数の成分の減衰の影響を抑制し、電動機の異常に関する診断をより適切に行うことができる。
【0236】
また、本実施形態では、抑制部は、抽出部の出力に対して、特定周波数の成分の減衰の分を補償する補償部を含んでもよい。補償部は、例えば、上述の補償部７５１２ｂである。また、抽出部は、２軸の波形データにおける、所定の回転方向に対応する特定周波数の成分を抽出してもよい。また、補償部は、２軸の波形データにおける、抽出部の場合と反対の回転方向に対応する特定周波数の成分を抽出してもよい。そして、取得部は、抽出部及び補償部の出力に基づき、特徴量を取得してもよい。
【0237】
これにより、診断装置等は、２軸の波形データにおける特定周波数の成分のうちの所定の回転方向に対応する特定周波数の成分に加えて、その反対の回転方向に対応する特定周波数成分を抽出することができる。そのため、診断装置等は、抽出部の出力に生じうる、特定周波数の成分の減衰の影響を抑制し、電動機の異常に関する診断をより適切に行うことができる。
【0238】
また、本実施形態では、抽出部は、２軸の波形データを入力として、所定の回転方向に対応する特定周波数の成分を出力する第１の複素バンドパスフィルタを含んでもよい。第１の複素バンドパスフィルタは、例えば、上述の複素バンドパスフィルタＢＰＦ１である。そして、抑制部は、２軸の波形データを入力として、抽出部の場合と反対の回転方向に対応する特定周波数の成分を出力する第２の複素バンドパスフィルタを含んでもよい。第２の複素バンドパスフィルタは、例えば、上述の複素バンドパスフィルタＢＰＦ２である。
【0239】
これにより、診断装置等は、それぞれ、三角関数を用いた座標変換等の演算処理を行うことなく、所定の回転方向及びその反対の回転方向のそれぞれに対応する特定周波数の成分を出力することができる。そのため、診断装置等は、電動機に関する異常の診断についての処理負荷を軽減することができる。
【0240】
また、本実施形態では、取得部は、電動機の動作に関する物理量の特定周波数の成分の振幅に関する特徴量を取得してもよい。
【0241】
これにより、診断装置等は、例えば、電動機の異常によって生じる、電動機の動作に関する物理量の特定周波数の成分の振幅の増大を認識し、電動機の異常を適切に診断することができる。
【0242】
また、本実施形態では、取得部は、ローパスフィルタ部の出力のベクトル長と、補償部の出力のベクトル長とに基づき、特徴量としての、電動機の動作に関する物理量の特定周波数の成分のベクトル長を取得してもよい。
【0243】
これにより、診断装置等は、電動機の動作に関する物理量の特定周波数の成分のベクトル長を用いて、電動機の異常に関する診断をより適切に行うことができる。
【0244】
また、本実施形態では、診断部は、取得部により取得される特徴量が回転周波数に応じて変化する第１の閾値に対して相対的に大きい場合に、電動機に異常があると診断してもよい。第１の閾値は、例えば、上述の閾値ｒｔｈである。
【0245】
これにより、診断装置等は、診断基準としての第１の閾値を用いて、電動機の異常に関する診断を行うことができる。
【0246】
また、本実施形態では、診断部は、取得部により取得される特徴量が第１の閾値に対して相対的に大きい状態が所定時間に対して相対的に長く継続している場合、電動機に異常があると診断してもよい。所定時間は、例えば、上述の閾値ｔｔｈである。
【0247】
これにより、診断装置等は、例えば、外的要因等によって、一時的に特徴量が第１の閾値より相対的に大きくなったような状況を電動機の異常と診断するような事態を抑制することができる。そのため、診断装置等は、電動機の異常に関する診断の精度を向上させることができる。
【0248】
また、本実施形態では、診断部は、回転周波数が第２の閾値に対して相対的に大きい状態での直交する２軸の波形データに基づき取得部により取得される特徴量を用いて、電動機の異常に関する診断を行ってもよい。第２の閾値は、例えば、上述の閾値ωｔｈである。
【0249】
これにより、診断装置等は、例えば、電動機の回転周波数が電動機の異常に関する診断のためのデータ取得に適している状況で取得された波形データを利用することができる。そのため、診断装置等は、電動機の異常に関する診断をより適切に行うことができる。
【0250】
また、本実施形態では、診断装置は、トラッキングフィルタ部と、取得部と、診断部と、を備えてもよい。トラッキングフィルタ部は、例えば、上述のトラッキングフィルタＴＦである。具体的には、トラッキングフィルタ部は、電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、２軸の波形データから電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する。また、取得部は、トラッキングフィルタ部の出力に基づき、物理量の特定周波数の成分に関する特徴量を取得する。そして、診断部は、取得部により取得される特徴量に基づき、トラッキングフィルタ部の出力に生じうる、特定周波数の成分の減衰、及び特定周波数の成分のズレのうちの少なくとも一方を考慮して、電動機の異常に関する診断を行う。
【0251】
これにより、診断装置等は、トラッキングフィルタ部の出力に生じうる、特定周波数の成分の減衰やズレを考慮することで、電動機の異常に関する診断をより適切に行うことができる。
【0252】
また、本実施形態では、制御装置は、抽出部と、抑制部と、制御部と、を備えてもよい。制御装置は、例えば、上述の制御回路７０である。抽出部は、電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、２軸の波形データから電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する。また、抑制部は、抽出部の出力に生じうる、２軸の波形データにおける特定周波数の成分の減衰、及び特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する。そして、制御部は、抑制部により上記の減衰及びズレの少なくとも一方が抑制された、抽出部の出力に基づき、電動機を制御する。
【0253】
また、本実施形態では、電力変換装置は、抽出部と、抑制部と、制御部と、を備えてもよい。電力変換装置は、例えば、上述の電力変換装置１００である。抽出部は、例えば、上述の抽出部７５１１である。抑制部は、例えば、上述の７５１２である。制御部は、例えば、上述の制御回路７０である。具体的には、抽出部は、自装置が駆動する電動機の動作に関する物理量についての直交する２軸の波形データを取得し、２軸の波形データから電動機の回転周波数と相関する特定周波数の成分を抽出する。また、抑制部は、抽出部の出力に生じうる、２軸の波形データにおける特定周波数の成分の減衰、及び特定周波数の成分のズレの少なくとも一方を抑制する。そして、制御部は、抑制部により上記の減衰及びズレの少なくとも一方が抑制された、抽出部の出力に基づき、電動機を制御する。
【0254】
これにより、制御装置等は、抽出部の出力に生じうる、特定周波数の成分の減衰やズレを抑制し、電動機の制御をより適切に行うことができる。
【0255】
以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【0256】
１ 診断システム
１０ 整流回路
２０ 平滑回路
２１ 平滑コンデンサ
３０ インバータ回路
４０ 電流センサ
５０ 電圧センサ
６０ ゲート駆動回路
７０ 制御回路
７５ 診断装置
８０ 表示部
９０ 通信部
１００ 電力変換装置
１５０ 回転状態センサ
２００ 管理装置
３００ 端末装置
７０１ 速度調節部
７０２ 電流検出部
７０３ ベクトル変換部
７０４ 電流調節部
７０５ ベクトル逆変換部
７０６ 電圧補償部
７０７ ゲート信号出力部
７５１ 特定周波数成分抽出部
７５２ 特徴量取得部
７５３ 診断部
７５４ 通知部
７５１１ 抽出部
７５１１ａ 座標変換部
７５１１ｂ ローパスフィルタ部
７５１２ 抑制部
７５１２ａ ハイパスフィルタ部
７５１２ｂ 補償部
７５１２ｂ１ ハイパスフィルタ部
７５１２ｂ２ 座標変換部
７５１２ｂ３ ローパスフィルタ部
７５１２ｂ４ 座標変換部
７５１２ｂ５ ローパスフィルタ部
７５２１ ベクトル長演算部
７５２２ ベクトル長演算部
７５２３ ベクトル長演算部
ＢＰＦ１ 複素バンドパスフィルタ
ＢＰＦ２ 複素バンドパスフィルタ
ＥＭ 電動機
ＮＬ 負ライン
ＰＬ 正ライン
ＰＳ 商用電源
ＳＤ 半導体ダイオード
ＳＷ 半導体スイッチ
ＴＦ トラッキングフィルタ
ＴＦ１ 座標変換部
ＴＦ２ ローパスフィルタ部
ＴＦ３ 逆座標変換部
１０ 整流回路
２０ 平滑回路
２１ 平滑コンデンサ
３０ インバータ回路
４０ 電流センサ
５０ 電圧センサ
６０ ゲート駆動回路
７０ 制御回路
７５ 診断装置
８０ 表示部
９０ 通信部
１００ 電力変換装置
１５０ 回転状態センサ
２００ 管理装置
３００ 端末装置
７０１ 速度調節部
７０２ 電流検出部
７０３ ベクトル変換部
７０４ 電流調節部
７０５ ベクトル逆変換部
７０６ 電圧補償部
７０７ ゲート信号出力部
７５１ 特定周波数成分抽出部
７５２ 特徴量取得部
７５３ 診断部
７５４ 通知部
７５１１ 抽出部
７５１１ａ 座標変換部
７５１１ｂ ローパスフィルタ部
７５１２ 抑制部
７５１２ａ ハイパスフィルタ部
７５１２ｂ 補償部
７５１２ｂ１ ハイパスフィルタ部
７５１２ｂ２ 座標変換部
７５１２ｂ３ ローパスフィルタ部
７５１２ｂ４ 座標変換部
７５１２ｂ５ ローパスフィルタ部
７５２１ ベクトル長演算部
７５２２ ベクトル長演算部
７５２３ ベクトル長演算部
ＢＰＦ１ 複素バンドパスフィルタ
ＢＰＦ２ 複素バンドパスフィルタ
ＥＭ 電動機
ＮＬ 負ライン
ＰＬ 正ライン
ＰＳ 商用電源
ＳＤ 半導体ダイオード
ＳＷ 半導体スイッチ
ＴＦ トラッキングフィルタ
ＴＦ１ 座標変換部
ＴＦ２ ローパスフィルタ部
ＴＦ３ 逆座標変換部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】