[发明专利]电动机的预防保养装置

说明书

技术领域

本发明涉及电动机的预防保养装置，特别涉及适用于钢铁厂的轧制设备所使用的大型电动机的预兆诊断的预防保养装置。

背景技术

电动机是构成钢铁厂的轧制设备的设备之一。由于轧制设备的负载的变动较多，因此，使用可变速电动机来作为轧制设备用的电动机。在该电动机中，当频繁地进行加减速控制时，可能会因所施加的机械上的冲击或电气上的过负载而导致突发性故障。特别是在咬入轧制材料的时刻，来自与电动机相连接的机械侧的冲击较大，电动机的轴承座可能会因受到异常的力而突然发生故障。电动机的故障可能会影响整个轧制设备，若是重大故障，则还可能会导致轧制设备的操作停止。特别是对于远处的轧制设备，在发生突发性故障的情况下，需要花费修补、修理的时间，并占用很多资源。因此，在轧制设备的运转中，需要通过对电动机中是否发生异常进行监视，来预先防止电动机发生故障。即，需要对电动机进行预防保养。

作为现有的电动机的预防保养的方法，例如已知有日本专利特开平10-288546号公报所揭示的方法。根据该公报所揭示的现有的方法，利用最小二乘法，分别求出将开始使用电动机时的转速(每隔规定时间的转速)与振动值之间的关系进行近似而得到的正常时函数式、以及将持续使用电动机时的转速与振动值之间的关系进行近似而得到的使用时函数式。然后，将使用时函数式除以正常时函数式，若该除法运算的结果超过预先设定的阈值，则判定为电动机中发生异常。

专利文献1：日本专利特开平10-288546号公报

发明内容

然而，在轧制设备的电动机中，存在以下的情况：即，即使在以相同的转速进行旋转的情况下，但若轧制负载发生变化，则振动值也会发生变化。该轧制负载随轧制材料的材质、宽度、长度、和温度等要素的变化而变化。在上述现有的方法中，未考虑这些负载要素，而是只根据转速来决定用于判定正常还是异常的阈值。因此，在上述现有的方法中，根据转速与轧制负载之间的关系，有可能会作出虽然是正常但却判断为异常的误诊断、或虽然是异常但却判断为正常的误诊断。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种电动机的预防保养装置，该电动机的预防保养装置能避免因转速的变动或轧制负载的变化而引起的误诊断，进而能预先防止会影响轧制设备的整体运行的突发性故障。

本发明的电动机的预防保养装置对表示电动机的轴的状态的特定物理量的测量数据和电动机的转速的测量数据进行采集，并将从电动机驱动装置输入的驱动输出电流的数据作为表现轧制负载的信息来进行采集。在实际的轧制中，由于根据轧制负载从电动机驱动装置流出所需要的电流，因此，能将驱动输出电流作为代表轧制负载的信息来使用。此外，轧制负载会根据轧制材料的材质、宽度、长度、和温度等要素发生变化，但难以一一掌握这些负载要素与电动机的轴的状态和转速之间的关系。关于这一方面，若采用驱动输出电流，则由于仅用该驱动输出电流就能代表轧制负载，因此，容易掌握其与电动机的轴的状态之间的关系以及与转速之间的关系。

本发明的电动机的预防保养装置在电动机运行时将上述数据作为评价用数据来进行采集。然后，将所采集到的评价用数据与评价模型进行对照，从而对评价用数据与评价模型的一致性进行判定。评价模型是将在电动机正常的情况下进行轧制时的转速和驱动输出电流与所述特定物理量之间的关系进行建模而获得的模型，例如可以使用利用二次以上的高次函数进行近似而获得的数学式。本发明的电动机的预防保养装置基于评价用数据和评价模型的一致性，来监视电动机所涉及的异常。

作为表示电动机的轴的状态的特定物理量，优选为使用能利用轴位移传感器来进行测量的电动机的径向的轴位移或推力方向的轴位移、或者能利用轴负荷传感器来进行测量的电动机的推力方向的轴负荷。另外，优选为将咬入轧制材料时刻的数据作为在电动机运行时所采集的评价用数据来进行采集。

作为对电动机所涉及的异常进行监视的具体的方法，优选为将评价用数据与评价模型的一致性比规定的判定值要低的情况作为电动机所涉及的异常来进行检测。另外，每隔一定期间对一致性比规定的判定值要低的次数(异常次数)进行计数、对异常次数随时间的变化进行记录的方法也是对异常进行监视的方法的优选方法之一。