[发明专利]电气设备的永久磁体的劣化判定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及对具有动子及定子且在动子及定子的其中一方具有多个永久磁体而另一方具有电枢绕组的电气设备的永久磁体的劣化状态进行判定的永久磁体的劣化判定方法及装置。

背景技术

电动机等电气设备如果因动子或定子所具备的永久磁体产生裂缝、缺损或退磁等原因而导致其劣化时，无法获得设备本来的性能。另外，在永久磁体产生裂缝、缺损的情况下，因飞散的永久磁体的碎片有可能导致电气设备的部件损坏。因此，在现有技术中，为了调查永久磁体的劣化状态，将电气设备进行分解进行目视检查，或者基于感应电压的下降状态来判定永久磁体的劣化状态(JP特开2009-22091(专利文献1))。

专利文献1：JP特开2009-22091号公报

可是，由于为了调查永久磁体的劣化状态而实施目视检查，因此必须停止作为检查对象的电气设备的动作，从设备中拆卸该电气设备进行分解。并且，由于该检查是基于人眼进行的，因此定量记录检查数据较困难。此外，如专利文献1记载的技术，如果仅仅调查感应电压，有时无法可靠地检测出永久磁体的局部退磁、永久磁体的裂缝或缺损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不用从设备中卸下作为检查对象的电气设备就能简单地判定永久磁体的劣化状态的永久磁体的劣化判定方法及装置。

本发明的永久磁体的劣化判定方法判定作为检查对象的电气设备(以下称为“作为检查对象的电气设备”)的永久磁体的劣化状态，其中作为检查对象的电气设备具有动子及定子，动子及定子的其中一方具有多个永久磁体而另一方具有电枢绕组。电气设备采用动子及定子的其中一方具有多个永久磁体而另一方具有电枢绕组的构成即可，例如n相电动机或发电机(n为1以上的整数)、线性电机、DC电机等，但并不限于这些种类。在本发明的方法中，求出在电枢绕组中流过的电枢电流的电流矢量的轨迹，并基于电流矢量的轨迹的变化来判定永久磁体的劣化状态。

这里，在本申请的说明书中，关于电流矢量，如果为单相电气设备则是指单相电枢电流的电流矢量本身，如果为多相电气设备则是指多相电枢电流的电流矢量的矢量和。并且，所谓电流矢量的轨迹是电流矢量描绘出的轨迹，能够在正交二轴的曲线图上进行描绘。

发明者通过研究发现当永久磁体产生劣化时电流矢量的轨迹中出现与该劣化相应的变化，本发明就是基于此进行的。基于发明者的研究可知，当永久磁体退磁时，电流矢量的轨迹变得比正常时的电流矢量的轨迹大。另外，当永久磁体产生劣化时，出现电流矢量的轨迹部分性膨胀、向外侧扩展、或部分轨迹的直径尺寸变大等现象。因此，在本发明中，立足于这些发现，根据电流矢量的轨迹的变化来判定永久磁体的劣化状态。

作为具体的劣化判定方法，首先，在正常电气设备(以下，称为“正常电气设备”)中求出电枢电流的电流矢量的轨迹，并根据该轨迹的变化幅度来确定标准上限值，其中所述正常电气设备具有动子及定子且动子及定子的其中一方具有未劣化的多个永久磁体而另一方具有电枢绕组。正常电气设备的电枢电流的电流矢量其大小几乎恒定，只有方向发生变化，其轨迹为接近圆形的环状。具体而言，例如使动子相对于定子移动多个周期，针对各永久磁体多次测量正常电气设备的电枢电流的电流矢量的轨迹，并根据这些轨迹的半径变化幅度来确定标准上限值。另外，例如也可以求出在施加了额定电荷的状态下在电枢绕组中流过额定电流时的电枢电流的电流矢量的轨迹，并根据该轨迹的变化幅度来确定标准上限值。标准上限值例如可设定为从变化幅度的平均值×0.9以上的值到平均值×1.1以下的值。这样，通过使标准上限值具有幅度，从而能任意决定是严格进行永久磁体的劣化判定还是按电气设备可容许误差等的设定。

此外，也可通过运算(模拟)求出在对正常电气设备施加了额定负荷的状态下的额定电流的电流矢量的轨迹，并根据该运算求出的轨迹来确定规定上限值。此时，标准上限值例如也可设定为通过运算求出的电流矢量的轨迹×1.1以下的值。例如，在电动机的情况下，为了不超过避免电枢绕组烧损所确定的线圈的温度上升标准值，基于额定电流的容许电流值也大多确定在±10％的范围内。因此，根据这样的容许范围也可确定标准上限值，使其收纳在流过额定电流时的电流矢量±10％的范围内。