專利名稱：電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法及電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可動(dòng)元件在外力作用下移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)(back electromotiveforce)的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法及電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法及電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置中，為了進(jìn)行轉(zhuǎn)矩等的檢查，向電動(dòng)機(jī)提供電力，使電動(dòng)機(jī)以固定的轉(zhuǎn)速工作，由此檢查此時(shí)的動(dòng)作輸出。為此，需要利用檢查用的電壓表、轉(zhuǎn)速表、速度傳感器等來(lái)進(jìn)行必要的測(cè)量。正因?yàn)榇?，在現(xiàn)有技術(shù)中，不直接檢查已組裝到設(shè)備中的狀態(tài)下的電動(dòng)機(jī)，為了檢查作為檢查對(duì)象的電動(dòng)機(jī)的特性，需要從設(shè)備卸下電動(dòng)機(jī)之后與專用的檢查裝置組合起來(lái)進(jìn)行檢查。因此，每當(dāng)進(jìn)行定期檢修或檢查時(shí)，都需要從設(shè)備卸下電動(dòng)機(jī)，故需要花費(fèi)檢查所需的勞力和時(shí)間。此外，若從設(shè)備卸下電動(dòng)機(jī)，則無(wú)法看到設(shè)置狀況的不良情況。特別是，在線性電動(dòng)機(jī)的情況下，可動(dòng)元件和定子的設(shè)置狀況(所謂的空隙是否適當(dāng))會(huì)影響到電動(dòng)機(jī)的輸出。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了檢查設(shè)置狀況，在形成于可動(dòng)元件與定子之間的間隙內(nèi)插入測(cè)隙規(guī)來(lái)進(jìn)行機(jī)械尺寸檢查。但是，這種情況下，即便從設(shè)備卸下電動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行檢查，也會(huì)在將檢查后的電動(dòng)機(jī)設(shè)置在設(shè)備中時(shí)易產(chǎn)生機(jī)械誤差，而且也難以檢查在可動(dòng)元件與定子之間形成的間隙整體上是否均勻。因此，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)明了如下的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法及電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，即通過(guò)基于在電動(dòng)機(jī)因外力而移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)波形的頻率和振幅值求出反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，從而檢查電動(dòng)機(jī)的特性(參見日本特愿2009-177091號(hào)專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I :日本特愿2009-177091號(hào)在專利文獻(xiàn)I的方法中，基于反電動(dòng)勢(shì)的半周期(電角180° )來(lái)檢測(cè)頻率。但是，存在如下的問(wèn)題在加速時(shí)或減速時(shí)，在反電動(dòng)勢(shì)的半周期內(nèi)產(chǎn)生了急劇的變化(如果是線性電動(dòng)機(jī)，則是急劇的速度變化；如果是旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，則是急劇的轉(zhuǎn)速變化)的情況下，頻率的占空比會(huì)以電壓的峰值為界發(fā)生較大變化，因而在檢查結(jié)果中易產(chǎn)生誤差。例如，如圖7所示，在區(qū)間(A)中，頻率的占空比(f1A f1B)發(fā)生較大變化，并且與利用了頻率的占空比(f2A f2B)變化小的區(qū)間(B)的情況相比，易產(chǎn)生誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種可以在不從設(shè)備卸下已組合到設(shè)備中的電動(dòng)機(jī)的情況下進(jìn)行檢查、且檢查結(jié)果不易產(chǎn)生誤差的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法及電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種可以用簡(jiǎn)便的方法檢查電動(dòng)機(jī)的設(shè)置狀況是否良好的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法及電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置。本發(fā)明的對(duì)象是在不從設(shè)備卸下三相電動(dòng)機(jī)的情況下檢查已組合到設(shè)備中的三相電動(dòng)機(jī)的狀況的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法及電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置。
公知電動(dòng)機(jī)具有發(fā)電作用，當(dāng)施加外力使得三相電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)部移動(dòng)時(shí)，在三相電動(dòng)機(jī)的輸入端子上產(chǎn)生三相的反電動(dòng)勢(shì)(back electromotive force)。在本發(fā)明中，求出表示電動(dòng)機(jī)特性的常數(shù)之一的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)K_，來(lái)判斷電動(dòng)機(jī)特性是否良好。
本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，包括角度范圍檢測(cè)部，其確定包括在三相電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)元件以未被供電的狀態(tài)移動(dòng)時(shí)在電樞繞組中所產(chǎn)生的三相的反電動(dòng)勢(shì)之中的一相的反電動(dòng)勢(shì)的峰值在內(nèi)的電角小于180°的規(guī)定的角度范圍；三相二相轉(zhuǎn)換部，其按照ー相的反電動(dòng)勢(shì)成為a軸的方式，利用a ^轉(zhuǎn)換，將三相的反電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換成等效于三相的反電動(dòng)勢(shì)的二相交流；電壓向量變化量運(yùn)算部，其根據(jù)規(guī)定的角度范圍內(nèi)的a分量的變化量及P分量的變化量，計(jì)算規(guī)定的角度范圍內(nèi)的電壓向量的變化量；速度變化量檢測(cè)部，其檢測(cè)規(guī)定的角度范圍內(nèi)的可動(dòng)元件的速度的變化量；反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)運(yùn)算部，其基于速度變化量及電壓向量的變化量，計(jì)算反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)；和結(jié)果顯示部，其顯示反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)的運(yùn)算結(jié)果或針對(duì)預(yù)想的運(yùn)算結(jié)果而預(yù)先準(zhǔn)備的判斷結(jié)果。因此，當(dāng)在電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置中輸入了三相的反電動(dòng)勢(shì)時(shí)，能夠求出電角小于180°的規(guī)定的角度范圍內(nèi)的可動(dòng)元件因外力而移動(dòng)時(shí)發(fā)生變化的速度的變化、和伴隨著速度的變化而變化的反電動(dòng)勢(shì)的増加量，作為電壓向量的變化量。與根據(jù)反電動(dòng)勢(shì)的電壓的變化量而求出的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)相比，根據(jù)這樣求得的電壓向量的變化量而求出的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)無(wú)論在加速時(shí)還是在減速時(shí)，誤差都少。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠高精度地判斷電動(dòng)機(jī)特性是否良好。另外，在本發(fā)明中，“電壓向量”是指，具有對(duì)三相的反電動(dòng)勢(shì)的分量進(jìn)行三相二相轉(zhuǎn)換而得到的a分量及P分量的向量。作為通過(guò)角度范圍檢測(cè)部決定規(guī)定的角度范圍的方法，考慮各種方法。例如，有檢測(cè)三相的反電動(dòng)勢(shì)分別變?yōu)榱愕牧憬徊纥c(diǎn)，并基于零交叉點(diǎn)決定規(guī)定的角度范圍的方法。這種情況下，作為規(guī)定的角度范圍，能夠確定60°的角度范圍。此外，還有檢測(cè)三相的反電動(dòng)勢(shì)及二相交流分別變?yōu)榱愕牧憬徊纥c(diǎn)，并基于這些零交叉點(diǎn)決定規(guī)定的角度范圍的方法。這種情況下，作為規(guī)定的角度范圍，能夠決定30°的角度范圍。另外，由于在電角的角度范圍小于180°的情況下，電壓向量的變化量變小，因而能夠減小反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)的誤差。因此，與在60°的角度范圍內(nèi)決定反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)的情況相比，在30°的角度范圍內(nèi)決定反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)的情況更能減小反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)的誤差。例如，在將規(guī)定的角度范圍的起點(diǎn)處的第I電壓向量的a分量設(shè)為Val、^分量設(shè)為V01，將規(guī)定的角度范圍的終點(diǎn)處的第2電壓向量的a分量設(shè)為Va2、P分量設(shè)為V02時(shí)，能夠根據(jù)下式求出規(guī)定的角度范圍內(nèi)的電壓向量的變化量AFvec = ^(Va2 -Val)2 + (Vn-V01Y因此，電壓向量的變化量AVvee也可以說(shuō)是第I電壓向量與第2電壓向量之差的大小。此外，根據(jù)本發(fā)明，即便在有急劇的速度變化的情況下，也能夠減小所運(yùn)算的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)的誤差。但是，為了進(jìn)ー步減小誤差，也可按照在對(duì)規(guī)定的角度范圍進(jìn)行二等分后的2個(gè)分割角度范圍內(nèi)的2個(gè)電壓向量的變化量之差為預(yù)先確定的容許值以下時(shí)顯示運(yùn)算結(jié)果或判斷結(jié)果的方式，構(gòu)成結(jié)果顯示部。在2個(gè)電壓向量的變化量之差大于預(yù)先確定的容許值的情況下，由于產(chǎn)生了急劇的速度變化，因而所運(yùn)算的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)的誤差易變大。因此，如果只在為容許值以下的情況下在結(jié)果顯示部中顯示運(yùn)算結(jié)果或判斷結(jié)果，則能夠提高本發(fā)明的檢查結(jié)果的可靠性。
成為本發(fā)明的檢查對(duì)象的電動(dòng)機(jī)只要能夠利用三相電動(dòng)機(jī)檢測(cè)反電動(dòng)勢(shì)即可，與旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)或線性電動(dòng)機(jī)等的形式無(wú)關(guān)。在三相電動(dòng)機(jī)是可動(dòng)元件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)的情況下，速度變化量檢測(cè)部能夠構(gòu)成為檢測(cè)速度來(lái)作為可動(dòng)元件的每單位時(shí)間的轉(zhuǎn)速，并檢測(cè)轉(zhuǎn)速的變化量來(lái)作為速度的變化量。在三相電動(dòng)機(jī)是具備了被固定在設(shè)備的固定部的定子、和設(shè)置在設(shè)備的可動(dòng)部的可動(dòng)元件的線性電動(dòng)機(jī)的情況下，還可以具備設(shè)置狀況判斷部，其基于反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)運(yùn)算部的運(yùn)算結(jié)果，判斷定子的定子側(cè)磁極與可動(dòng)元件的可動(dòng)元件側(cè)磁極之間的間隙的大小，并根據(jù)該判斷結(jié)果來(lái)判斷設(shè)置狀況是否良好。由于間隙與反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)成比例關(guān)系，因而如果利用該關(guān)系，則能獲知所設(shè)置的線性電動(dòng)機(jī)的間隙的狀況，進(jìn)而能夠判斷電動(dòng)機(jī)的設(shè)置狀況。一般，在使用場(chǎng)合下，線性電動(dòng)機(jī)組合使用獨(dú)立的定子和可動(dòng)元件。即，大多情況下，由使用者進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的設(shè)置及間隙的調(diào)整。因此，由于利用了測(cè)隙規(guī)的間隙調(diào)整不充分，因而存在著無(wú)法獲得線性電動(dòng)機(jī)的充分輸出的問(wèn)題。如果使用本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，則可簡(jiǎn)單地進(jìn)行間隙調(diào)整。線性電動(dòng)機(jī)用的設(shè)置狀況判斷部?jī)?yōu)選構(gòu)成為在反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)小于預(yù)先確定的閾值范圍時(shí)，判斷為間隙比適當(dāng)范圍寬，在反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)大于預(yù)先確定的閾值范圍時(shí)，判斷為間隙比適當(dāng)范圍窄，無(wú)論是哪個(gè)判斷情況都判斷為設(shè)置狀況差。這樣一來(lái)，間隙的調(diào)整變得更容易。在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法中，準(zhǔn)備本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，在從已被組裝到設(shè)備中的三相電動(dòng)機(jī)卸下供電線的狀態(tài)下，將三相電動(dòng)機(jī)的電樞繞組和電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置進(jìn)行電連接，對(duì)三相電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)元件施加外力以使電樞繞組產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，基于在電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置的結(jié)果顯示部中顯示的運(yùn)算結(jié)果，判斷電動(dòng)機(jī)的狀況。結(jié)果顯示部顯示反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)的運(yùn)算結(jié)果(數(shù)值)，測(cè)量者判斷是否得到了該電動(dòng)機(jī)的原本的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)。在未得到原本的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)的情況下，可知電動(dòng)機(jī)有異常。在結(jié)果顯示部中，也可針對(duì)預(yù)測(cè)的運(yùn)算結(jié)果而顯示預(yù)先準(zhǔn)備的判斷結(jié)果。這樣一來(lái)，即便在根據(jù)電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)無(wú)法立即獲知是否良好的情況下，也能夠容易地判斷電動(dòng)機(jī)的良好與否。


圖I是表示本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置的第I實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2(A)是表示在本實(shí)施方式中，在對(duì)電動(dòng)機(jī)施加外力來(lái)驅(qū)動(dòng)了電動(dòng)機(jī)的情況下所輸出的反電動(dòng)勢(shì)的波形的圖，(B) (D)是在U相、V相及W相安裝的零交叉檢測(cè)部所輸出的信號(hào)波形，(E)是角度范圍檢測(cè)部所輸出的信號(hào)波形。圖3(A)是表示在本實(shí)施方式中，在對(duì)電動(dòng)機(jī)施加外力來(lái)驅(qū)動(dòng)了電動(dòng)機(jī)的情況下所輸出的反電動(dòng)勢(shì)的波形的圖，(B)是將圖3(A)的三相的反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行三相二相轉(zhuǎn)換而得到的二相交流(Va、Ve)的波形，(C)是與圖3(A)對(duì)應(yīng)地角度范圍檢測(cè)部所輸出的信號(hào)波形。圖4是表示本發(fā)明中用到的電壓向量的示意圖。
圖5是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式中，為了顯示反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)及判斷結(jié)果而使用的軟件的算法的流程圖。圖6是表示為了顯示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)及判斷結(jié)果而使用的軟件的算法的流程圖。圖7是表示用現(xiàn)有方法計(jì)算反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)時(shí)的示意圖。符號(hào)說(shuō)明1-電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置；3_旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)；5_供電線；7_電纜；11-電壓測(cè)量部；13_三相二相轉(zhuǎn)換部；14_電角獲取部；15_零交叉檢測(cè)部；17_角度范圍檢測(cè)部；19_恒定周期脈沖產(chǎn)生部；20_運(yùn)算部；21_速度變化量檢測(cè)部；23_電壓向量變化量運(yùn)算部；25_反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)運(yùn)算部；27_結(jié)果顯示部。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的一例。圖I是本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置的實(shí)施方式的一例的框圖。在圖I所示的實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置I與作為檢查對(duì)象的旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)3相連。旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)3是具備固定在設(shè)備上的定子3a和由可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成的可動(dòng)元件3b、且具有U相、V相及W相這三相的旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置I經(jīng)由電纜7與供電線5相連，該供電線5與卸下了供電線的旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)3的定子3a的電樞繞組相連。電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置I大致由電壓測(cè)量部11、三相二相轉(zhuǎn)換部13、電角獲取部14、運(yùn)算部20及結(jié)果顯示部27構(gòu)成。[電壓測(cè)量部]電壓測(cè)量部11接收在旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)3因外力而移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的三相的反電動(dòng)勢(shì)，測(cè)量并存儲(chǔ)U相、V相及W相(K6U、Kev及K6w)的電壓值。[三相二相轉(zhuǎn)換部]三相二相轉(zhuǎn)換部13從電壓測(cè)量部11中讀出后述的時(shí)間h及t2時(shí)刻下的U相電壓值Keu及V相電壓值Kev，進(jìn)行三相二相轉(zhuǎn)換。三相二相轉(zhuǎn)換是指，按照U相的反電動(dòng)勢(shì)成為a軸的方式對(duì)三相的反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行a ^轉(zhuǎn)換，從而轉(zhuǎn)換為等效于三相的反電動(dòng)勢(shì)的ニ相交流。在本說(shuō)明書中，將進(jìn)行三相二相轉(zhuǎn)換而得到的電壓的向量定義為“電壓向量L。”，將電壓向量的a分量設(shè)為Va ,將0分量設(shè)為V0。三相二相轉(zhuǎn)換部13將電壓向量的a分量Va及P分量Ve輸出給后述的電壓向量變化量運(yùn)算部23。另外，在本實(shí)施方式中，如后述，由于只利用三相中的U相電壓值Keu及V相電壓值Kev就能進(jìn)行三相二相轉(zhuǎn)換，因而不讀出W相電壓值K6w。[電角獲取部]電角獲取部14由零交叉檢測(cè)部15、角度范圍檢測(cè)部17及恒定周期脈沖產(chǎn)生部19構(gòu)成。零交叉檢測(cè)部15構(gòu)成為具備U相零交叉檢測(cè)部15a、V相零交叉檢測(cè)部15b及W相零交叉檢測(cè)部15c，并且按照各相，在反電動(dòng)勢(shì)的波形交叉過(guò)了零點(diǎn)的點(diǎn)(零交叉點(diǎn))上，將輸出電壓切換成0V — 5V( S卩，信號(hào)“ 1”)、5V — 0V(即，信號(hào)“O”)。例如，在旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)3因外力而移動(dòng)的情況下，當(dāng)產(chǎn)生了圖2(A)的三相的反電動(dòng)勢(shì)波形時(shí)，零交叉檢測(cè)部15就從電壓 測(cè)量部11中讀出U相、V相及W相(Kw、Kev及Kot)的電壓值，并輸出圖2⑶至(D)的波形的信號(hào)。接收了來(lái)自零交叉檢測(cè)部15的信號(hào)的角度范圍檢測(cè)部17，運(yùn)算零交叉檢測(cè)部15的3個(gè)輸出信號(hào)的邏輯和，并輸出確定電角的角度范圍的信號(hào)。在本實(shí)施方式中，采用了下述結(jié)構(gòu)，即，只在U相零交叉檢測(cè)部15a的信號(hào)為“ I”(參照?qǐng)D2 (B))、V相零交叉檢測(cè)部15b的信號(hào)為“O”(參照?qǐng)D2 (C))、W相零交叉檢測(cè)部15c的信號(hào)為“O”(參照?qǐng)D2(D))的期間內(nèi)輸出信號(hào)。由此，能夠輸出如圖2(E)所示的表示電角范圍為60°的角度范圍的脈沖信號(hào)(角度范圍信號(hào))。此外，將角度范圍信號(hào)的起點(diǎn)的時(shí)間t設(shè)為h，將角度范圍信號(hào)的終點(diǎn)的時(shí)間t設(shè)為t2。[運(yùn)算部]運(yùn)算部20由速度變化量檢測(cè)部21、電壓向量變化量運(yùn)算部23及反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)運(yùn)算部25構(gòu)成。速度變化量檢測(cè)部21根據(jù)角度范圍檢測(cè)部17輸出的角度范圍信號(hào)和恒定周期脈沖產(chǎn)生部19輸出的恒定周期的脈沖，求出可動(dòng)元件在電角為60°的角度范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)所需的時(shí)間At。恒定周期脈沖產(chǎn)生部19的頻率(或脈沖寬度)已知，通過(guò)對(duì)在角度范圍檢測(cè)部17輸出的角度范圍信號(hào)的起點(diǎn)到終點(diǎn)之間輸入了從恒定周期脈沖產(chǎn)生部19輸出的脈沖的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而能夠求出可動(dòng)元件在電角為60°的角度范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)所需的時(shí)間At。此外，At表示At = t2-t10速度變化量檢測(cè)部21還計(jì)算At區(qū)間的頻率及在At區(qū)間內(nèi)變化的轉(zhuǎn)速。電壓向量變化量運(yùn)算部23計(jì)算At的期間、即電角為60°的角度范圍的期間內(nèi)的
電壓向量的變化量& \ec。反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)運(yùn)算部25基于來(lái)自速度變化量檢測(cè)部21及電壓向量變化量運(yùn)算部23的運(yùn)算結(jié)果，計(jì)算反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)Ke4l，并在結(jié)果顯示部27中顯示運(yùn)算出的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)
Ke φ O[電壓向量]根據(jù)圖3及圖4來(lái)說(shuō)明電壓向量Vve。及電壓向量的變化量AVve。的物理意義。圖3 (A)是三相的反電動(dòng)勢(shì)的波形，圖3 (B)是對(duì)圖3 (A)的三相的反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行三相二相轉(zhuǎn)換而得到的二相交流(Va、Ve)的波形，圖3(C)表示與圖3(A)對(duì)應(yīng)的脈沖寬度是電角為60°的角度范圍信號(hào)。用具有α分量Va及β分量Ve的向量來(lái)表示電壓向量VTC。。若繪制出時(shí)間響應(yīng)，則是圖3(B)中繪制的波形，即Va 的漸近線是電壓向量Vve。的軌跡。而且，若以圖示的區(qū)間I為例，則從Vvec^IjUA電壓向量的變化量為AVve。。圖4是用α β坐標(biāo)表示區(qū)間I內(nèi)的電壓向量的圖。如圖所示，Vvecl與\ec2之間的角度的電角為60°，表示其間的變化的Vrai2與Vraa之差是向量Vdif。在本發(fā)明中，將該向量Vdif的大小用作“電壓向量的變化量C另外，向量Vdif與β軸越接近平行，則在以反電動(dòng)勢(shì)的波形的峰值為界求出的邊界之前的頻率的占空比、與在邊界之后的頻率的占空比這兩者的值越接近，故檢測(cè)誤差變小。例如，在繪制出圖3的區(qū)間2內(nèi)的電壓向量的情況下，由于向量Vdif與β軸幾乎平行，因而與利用區(qū)間I的情形相比，能夠進(jìn)一步減小誤差。[從測(cè)量到結(jié)果顯示的流程]接著，利用圖5的流程圖，詳細(xì)敘述從測(cè)量到結(jié)果顯示的流程。當(dāng)旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)3的可動(dòng)元件3b因外力而移動(dòng)時(shí)，電壓測(cè)量部11接收電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的三相的反電動(dòng)勢(shì)波形，測(cè)量并存儲(chǔ)U相、V相及W相(K6U、Kev及KJ的電壓值，向零交叉檢測(cè)部15發(fā)送信號(hào)。當(dāng)利用上述方法從角度范圍檢測(cè)部17輸出了角度范圍信號(hào)時(shí)(步驟STl)，三相二相轉(zhuǎn)換部13從電壓測(cè)量部11中讀出角度范圍信號(hào)的起點(diǎn)在時(shí)間h時(shí)的U相電壓值K6ul及V相電壓值K6Vl、以及角度范圍信號(hào)的終點(diǎn)在時(shí)間t2時(shí)的U相電壓值K6u2及V相電壓值K6v2 (步驟ST2)。之后，根據(jù)基于式(I)的三相二相轉(zhuǎn)換來(lái)計(jì)算Val及VM、以及Va2及V02，然后發(fā)送到電壓向量變化量運(yùn)算部23中(步驟ST3)。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法，在不從設(shè)備卸下已組裝到所述設(shè)備中的三相電動(dòng)機(jī)的情況下檢查所述三相電動(dòng)機(jī)的狀況，所述電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法的特征在于， 準(zhǔn)備電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，該電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置包括 角度范圍檢測(cè)部，其確定包括在所述三相電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)元件以未被供電的狀態(tài)移動(dòng) 時(shí)在電樞繞組中所產(chǎn)生的三相的反電動(dòng)勢(shì)之中的一相的反電動(dòng)勢(shì)的峰值在內(nèi)的電角小于180°的規(guī)定的角度范圍； 三相二相轉(zhuǎn)換部，其按照所述一相的反電動(dòng)勢(shì)成為α軸的方式，利用α β轉(zhuǎn)換，將所述三相的反電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換成等效于所述三相的反電動(dòng)勢(shì)的二相交流； 電壓向量變化量運(yùn)算部，其根據(jù)所述規(guī)定的角度范圍內(nèi)的α分量的變化量及β分量的變化量，計(jì)算所述規(guī)定的角度范圍內(nèi)的電壓向量的變化量； 速度變化量檢測(cè)部，其檢測(cè)所述規(guī)定的角度范圍內(nèi)的所述可動(dòng)元件的速度的變化量；反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)運(yùn)算部，其基于所述速度變化量及所述電壓向量的變化量，計(jì)算反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)；和 結(jié)果顯示部，其顯示所述反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)的運(yùn)算結(jié)果或針對(duì)預(yù)想的運(yùn)算結(jié)果而預(yù)先準(zhǔn)備的判斷結(jié)果； 在從已組裝到所述設(shè)備中的所述三相電動(dòng)機(jī)卸下了供電線的狀態(tài)下，對(duì)所述三相電動(dòng)機(jī)的所述電樞繞組和所述電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置進(jìn)行電連接， 對(duì)所述三相電動(dòng)機(jī)的所述可動(dòng)元件施加外力，以使所述電樞繞組產(chǎn)生所述反電動(dòng)勢(shì)，基于在所述電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置的結(jié)果顯示部中顯示的所述運(yùn)算結(jié)果，判斷所述電動(dòng)機(jī)的狀況。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法，其特征在于， 所述角度范圍檢測(cè)部構(gòu)成為檢測(cè)所述三相的反電動(dòng)勢(shì)分別變?yōu)榱愕牧憬徊纥c(diǎn)，并基于所述零交叉點(diǎn)決定60°的角度范圍來(lái)作為所述規(guī)定的角度范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法，其特征在于， 所述角度范圍檢測(cè)部構(gòu)成為檢測(cè)所述三相的反電動(dòng)勢(shì)及所述二相交流分別變?yōu)榱愕牧憬徊纥c(diǎn)，并基于所述零交叉點(diǎn)決定30°的角度范圍來(lái)作為所述規(guī)定的角度范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法，其特征在于， 將所述規(guī)定的角度范圍的起點(diǎn)處的第I電壓向量的α分量設(shè)為να1、β分量設(shè)為VM，將所述規(guī)定的角度范圍的終點(diǎn)處的第2電壓向量的α分量設(shè)為Va2、β分量設(shè)為Ve2，
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法，其特征在于， 在對(duì)所述規(guī)定的角度范圍進(jìn)行二等分后的2個(gè)分割角度范圍內(nèi)的2個(gè)所述電壓向量的變化量之差為預(yù)先確定的容許值以下時(shí)，所述結(jié)果顯示部顯示所述運(yùn)算結(jié)果或判斷結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5的任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法，其特征在于， 所述三相電動(dòng)機(jī)是所述可動(dòng)元件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)， 所述速度變化量檢測(cè)部構(gòu)成為檢測(cè)所述速度來(lái)作為所述可動(dòng)元件的每單位時(shí)間的轉(zhuǎn)速，并檢測(cè)所述轉(zhuǎn)速的變化量來(lái)作為所述速度的變化量。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法，其特征在于， 所述三相電動(dòng)機(jī)是具備了被固定在所述設(shè)備的固定部的定子、和設(shè)置在所述設(shè)備的可動(dòng)部的所述可動(dòng)元件的線性電動(dòng)機(jī)， 所述電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置還具備設(shè)置狀況判斷部，其基于所述反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)運(yùn)算部的運(yùn)算結(jié)果，判斷所述定子的定子側(cè)磁極與所述可動(dòng)元件的可動(dòng)元件側(cè)磁極之間的間隙的大小，并根據(jù)判斷結(jié)果來(lái)判斷所述設(shè)置狀況是否良好。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法，其特征在于， 所述設(shè)置狀況判斷部構(gòu)成為在所述反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)小于預(yù)先確定的閾值范圍時(shí)，判斷為所述間隙比適當(dāng)范圍寬，在所述反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)大于預(yù)先確定的閾值范圍時(shí)，判斷為所述間隙比適當(dāng)范圍窄，無(wú)論是哪個(gè)判斷情況都判斷為所述設(shè)置狀況差。
9.一種電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，其能夠在不從設(shè)備卸下已組裝到所述設(shè)備中的三相電動(dòng)機(jī)的情況下檢查所述三相電動(dòng)機(jī)的狀況，所述電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置的特征在于，包括 角度范圍檢測(cè)部，其確定包括在所述三相電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)元件以未被供電的狀態(tài)移動(dòng)時(shí)在電樞繞組中所產(chǎn)生的三相的反電動(dòng)勢(shì)之中的一相的反電動(dòng)勢(shì)的峰值在內(nèi)的電角小于180°的規(guī)定的角度范圍； 三相二相轉(zhuǎn)換部，其按照所述一相的反電動(dòng)勢(shì)成為α軸的方式，利用α β轉(zhuǎn)換，將所述三相的反電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換成等效于所述三相的反電動(dòng)勢(shì)的二相交流； 電壓向量變化量運(yùn)算部，其根據(jù)所述規(guī)定的角度范圍內(nèi)的α分量的變化量及β分量的變化量，計(jì)算所述規(guī)定的角度范圍內(nèi)的電壓向量的變化量； 速度變化量檢測(cè)部，其檢測(cè)所述規(guī)定的角度范圍內(nèi)的所述可動(dòng)元件的速度的變化量； 反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)運(yùn)算部，其基于所述速度變化量及所述電壓向量的變化量，計(jì)算反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)；和 結(jié)果顯示部，其顯示所述反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)的運(yùn)算結(jié)果或針對(duì)預(yù)想的運(yùn)算結(jié)果而預(yù)先準(zhǔn)備的判斷結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，其特征在于， 所述角度范圍檢測(cè)部構(gòu)成為檢測(cè)所述三相的反電動(dòng)勢(shì)分別變?yōu)榱愕牧憬徊纥c(diǎn)，并基于所述零交叉點(diǎn)決定60°的角度范圍來(lái)作為所述規(guī)定的角度范圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，其特征在于， 所述角度范圍檢測(cè)部構(gòu)成為檢測(cè)所述三相的反電動(dòng)勢(shì)及所述二相交流分別變?yōu)榱愕牧憬徊纥c(diǎn)，并基于所述零交叉點(diǎn)決定30°的角度范圍來(lái)作為所述規(guī)定的角度范圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，其特征在于， 在將所述規(guī)定的角度范圍的起點(diǎn)處的第I電壓向量的α分量設(shè)為Val、β分量設(shè)為V01，將所述規(guī)定的角度范圍的終點(diǎn)處的第2電壓向量的α分量設(shè)為Va2、β分量設(shè)為V02的情況下，
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，其特征在于， 在對(duì)所述規(guī)定的角度范圍進(jìn)行二等分后的2個(gè)分割角度范圍內(nèi)的2個(gè)所述電壓向量的變化量之差為預(yù)先確定的容許值以上時(shí)，所述結(jié)果顯示部顯示所述運(yùn)算結(jié)果或判斷結(jié)果。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，其特征在于， 所述三相電動(dòng)機(jī)是所述可動(dòng)元件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)型三相電動(dòng)機(jī)； 所述速度變化量檢測(cè)部構(gòu)成為檢測(cè)所述速度來(lái)作為所述可動(dòng)元件的每單位時(shí)間的轉(zhuǎn)速，并檢測(cè)所述轉(zhuǎn)速的變化量來(lái)作為所述速度的變化量。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，其特征在于， 所述三相電動(dòng)機(jī)是具備了被固定在所述設(shè)備的固定部的定子、和設(shè)置在所述設(shè)備的可動(dòng)部的所述可動(dòng)元件的線性電動(dòng)機(jī)； 所述電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置還具備設(shè)置狀況判斷部，其基于所述反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)運(yùn)算部的運(yùn)算結(jié)果，判斷所述定子的定子側(cè)磁極與所述可動(dòng)元件的可動(dòng)元件側(cè)磁極之間的間隙的大小，并根據(jù)該判斷結(jié)果來(lái)判斷所述設(shè)置狀況是否良好。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，其特征在于， 所述設(shè)置狀況判斷部構(gòu)成為在所述反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)小于預(yù)先確定的閾值范圍時(shí)，判斷為所述間隙比適當(dāng)范圍寬，在所述反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)大于預(yù)先確定的閾值范圍時(shí)，判斷為所述間隙比適當(dāng)范圍窄，無(wú)論是哪個(gè)判斷情況都判斷為所述設(shè)置狀況差。
全文摘要
提供電動(dòng)機(jī)的狀況檢查方法及電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，無(wú)須從設(shè)備卸下就可檢查被組裝到設(shè)備的電動(dòng)機(jī)的狀況。準(zhǔn)備電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，其包括電壓向量變化量運(yùn)算部，根據(jù)在三相電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)元件因外力而移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的三相的反電動(dòng)勢(shì)波形，求出電壓向量的變化量；速度變化量檢測(cè)部，檢測(cè)規(guī)定的角度范圍內(nèi)的可動(dòng)元件的速度的變化量；反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)運(yùn)算部，基于電壓向量的變化量及速度的變化量運(yùn)算反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)；和結(jié)果顯示部。在從組裝到設(shè)備的電動(dòng)機(jī)卸下供電線的狀態(tài)下，電連接電動(dòng)機(jī)的電樞繞組和電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置，向電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)元件施加外力而使電樞繞組產(chǎn)生三相的反電動(dòng)勢(shì)，基于顯示在電動(dòng)機(jī)特性檢查裝置的結(jié)果顯示部的運(yùn)算結(jié)果判斷電動(dòng)機(jī)的狀況。
文檔編號(hào)G01R31/34GK102621490SQ20121002691
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者高橋昭彥 申請(qǐng)人:山洋電氣株式會(huì)社