专利名称：用于电气设备的谐波诊断方法
技术领域：
本发明属于电气设备诊断的技术领域，并涉及一个用于诸如电动机和变换器之类的电气设备的谐波诊断方法。
背景技术：
近来的电气设备一直尝试通过连续和综合的生产过程来提高生产率。此外，诸如变换器之类的节能装置已经在大范围内与高自动化执行系统一起被引入以便获得非常可靠的设备。这类大规模生产是各个工业领域中所需要的。
大规模生产设备通常连续地运转，而电气设备中的故障(停工)往往将整个进程带入停顿。一旦发生故障，就不仅会危害生产过程而且还会丢失用户信赖度，乃至造成灾难性的后果。从而，停工期的损失是不可估量的，并可能导致一个致命的问题。
由于目前不存在标准或统一的检查规则，所以当企业购买全新的设备(机器)并对其进行检查时，它们只好检查确定设备(机器)是否根据其说明书来运转的。然而，近来的自动装置(机器)具有一个综合的系统结构，其中大量的装置经由接口电缆被连接，因此这些系统之间可能存在的不匹配从而将在以后造成很多麻烦乃至火灾事故。
此外，诸如传送人员的铁轨和电梯之类的运输设备必须依照法规定期检修；然而，包括电动机设备的电力转换设备(AC-AC转换器)和变换器只被检查是否存在升温或异常噪声，而留下了未解决的安全问题。
诊断电气设备的异常和劣化的目的包括通过减少设备停工期来提高运行率；减少包括材料和人力成本在内的维修费用；通过延长替换期和减少检验维护来减少其他成本；防止故障；以及提高安全性、可靠性、生产率和质量。
以上描述了诊断电气设备的异常和劣化的必要性的背景和目的。在下面的1、2节中，诊断根据本发明的电动机和变换器中的异常和劣化的常规方法将被简要地说明。
1.对电动机的异常和劣化的诊断对电动机的异常和劣化的诊断方法包括(1)振动法；(2)声波法；(3)温度法；(4)扭矩法；(5)电流法；和(6)波形法，这些方法中应用最频繁的振动法将被描述如下。其它的诊断方法将不在此说明，因为它们已经在本发明的发明人所申请的专利中被说明(日本专利申请号2000-386603、2001-265949、2001-358718和2003-030807)。
采用振动法的诊断简单而精确。在简单的诊断中，通过尽可能地接近振动源安装一个电动型、压电型或排水型(displacement)的振动传感器，由电动机或包括电动机的加载设备中回转机械的振动总值来确定异常。在精确的诊断中，异常和劣化的原因和位置由振动频率分析来确定。这种诊断都局限于诸如轴承和旋转轴之类的机械元件。
如上所述，对于简单的诊断，一些企业用其自身的标准通过基于积累的数据和经验的振动总值在异常和正常之间做出判断。然而，大多数其它企业却依赖于ISO标准、JIS标准或VDI标准(德国工程师的相关标准)。然而，这些标准只提供平均估算而不能被应用于所有的旋转机器。例如，ISO标准和JIS标准分别有ISO-2372和JIS-B0906。
当通过简单的诊断来判断异常时，需要用精确诊断来判断原因和位置。通常，从旋转机器所产生的振动信号是错综复杂的，它一点儿都不简单。为了从该信号获得重要的信息以精确确定是否存在异常，频率分析被最广泛地使用。对振动信号所采取的频率分析使得判断异常的原因和位置成为可能。
对于包括这些电动机的旋转机器来说，因为异常原因和振动事件数量之间的关系从长时间积累的数据中获得，所以它并不精确。
2.对变换器的异常和劣化的诊断变换器具有节能、提高生产率和可操作性的优点，因此它有助于实现不同种类的高科技工业机器。变换器现已是电动机设备中的基本装置，而且其生产量还在逐年增加。根据MITI(现在METI)目前的生产调查，日本工业变换器在财政年度1999的生产量超出了1,800,000(相当于大约1000亿日圆)。
顺便说及，变换器由大量的电子部件形成，包括比如集成电路、电阻器、电容器和晶体管、以及诸如冷却风扇和继电器之类的其它部件。这些元件不能永久地使用，而它们的使用年限很大程度上依赖于工作环境。几乎所有电子零件的工作寿命都遵照阿仑尼乌斯(Arrhenius)定律(每10℃加倍的规则周围温度每下降10℃，工作寿命就加倍)，所以变换器需要定期检修。
对变换器的异常和劣化的诊断，JEMA(日本电气生产商协会)在其手册″An encouragement of Periodic Inspection of General-PurposeInverter″中推荐定期检修以防止发生潜在的故障。
然而，在变换器的异常和劣化的诊断中，确定异常和劣化的原因和位置需要停止乃至拆卸变换器以便于专家用特殊的测量仪器来进行检查。事实上，变换器往往一直被用到它们被拆卸为止。在这期间，变换器往往造成它们诸如节能功能和保护功能之类的功能劣化，并且造成其输出特性的异常。另外，变换器往往不利地影响其它装置，比如造成机器人失灵或电动机故障。
发明内容
在对电动机和变换器(inverter)的异常和劣化的诊断方法中，振动法被最广泛地用于电动机。因为其安装影响到电动机的精确性，所以传感器(pickup)必须靠近振动源安装。另外，将被诊断的异常和劣化的位置被限制在诸如轴承和旋转轴之类的机械元件。此外，测量耗费时间，而且包括测量装置在内的诊断成本是昂贵的。为此，这个诊断方法主要被用于相对大型的非常重要的机器。
对电动机的其它诊断方法的说明从略。不同于振动法，所有这些方法都不能确定异常和劣化的原因和位置，并尤其是只能诊断异常负载的在线检查系统极其昂贵。
另外，在如早些所述对变换器的异常和劣化的诊断中，判断异常和劣化的原因和位置需要停止乃至拆卸变换器以便于专家用特殊的测量仪器来进行检查。这是非常麻烦的、费时的、并且昂贵的。
为了诊断电动机和变换器的劣化，本发明的发明人申请了日本专利申请号2000-386603、2001-265949和2001-358718，并将其作为一个通过电流中相对谐波成分的大小来判断电动机劣化度及其原因和位置的新方法。
然而，由本发明的发明人所发明的这些谐波诊断方法是绝对法，其中，通过先前获取额定容量、电源阻抗、电动机和变换器的负载系数、这些装置之外的负载的并联等效电容、工作电压、谐波测量类型等等来执行计算。这些花费时间的诊断方法不是必要的简单方法。此外，谐波和劣化位置之间的关系，即劣化部分是不清楚的。
对诸如根据本发明的电动机和变换器之类的电气设备的谐波诊断方法能够通过本发明人基于上述绝对法的谐波诊断解决所存在的问题。
在根据流入组成电气设备的电动机和变换器的电流谐波的诊断劣化以确定电动机或变换器的异常的方法中，劣化通过比较指示值(indexvalue)与标准值来判断，指示值通过将电流谐波每阶的相对谐波成分除以电流谐波预定阶的总谐波失真而获得，标准值通过将形成指示值的每阶谐波函数乘以计算值而获得，计算值用于诊断从每阶的相对谐波成分中通过计算发现的每阶。电动机和变换器的劣化度通过加权标准值来相互区别，并且劣化部分通过电流谐波的具体谐波阶数来判断。
通过测量流入电动机和变换器的电流谐波，根据本发明的电气设备的谐波诊断方法被执行，然而这个方法不依赖于电动机或变换器的电容。这个方法也与电源阻抗、负载系数、这些装置之外的负载并联等效电容、工作电压、谐波测量类型等等无关，因此它是一个非常简单的诊断方法。
此外，谐波和电动机和变换器的劣化部分之间的关系已经用基础分析方法来阐明。因此有可能基于这个基础分析方法来区别劣化度，那么根据本发明的谐波诊断方法是非常实用的，并潜在地扩展到工业社会。
图1是一个变换器的框图。
图2是一个解释谐波产生的视图。
图3A到3H是振荡电流波形以及其对应自相关函数的例子。
图4是一个诊断电动机的流程图。
图5A到5C是诊断变换器的流程图。
具体实施例方式
本发明的实施例将参考附图被描述如下。
图1是一个变换器的框图。参考数字1表示一个三相交流电源，并且输入功率1′流入控制电动机2的AC-AC变换器3的转换器部分4。参考数字5和6分别表示平滑电容器和变换器部分，并且输出功率2′由控制部分7和驱动部分8来控制。控制部分7和驱动部分8分别是控制板和驱动板，它们上安装有诸如集成电路、电阻器、电容器和晶体管之类的电子部件。当AC-AC变换器3根据正弦波PWM技术时，输入电流和电动机电流(输出电流)具有图1中所示的波形。
在转换器部分4整流所有波形之后，AC-AC变换器3由于平滑电容器5的存在而具有图1中所示的输入电流。这个现象将被描述如下。
图2示出单相谐波的产生的例子。因为图1中所示的平滑电容器5被用于将三相交流电源转换成直流电源，所以图2中所示的脉冲式电流只在充电过程中流入电容器5。在这个附图中，τ表示脉冲宽度而H表示脉冲高度。交流电源和直流电源之间的流差产生谐波。
顺便说及，当正弦电流被提供给电动机的U相位、V相位和W相位时，磁通势Fu、Fv和Fw分别由下列等式来表达。
(数字公式1)Fu＝AIusinωt[cosθ-(1/3)cid3θ+(1/5)cos5θ+......]Fv＝AIvsin(ωt-120°)[cos(θ-120°)-(1/3)cos3(θ-120°)+(1/5)cos5(θ-120°)+......]Fw＝AIwsin(ωt-240°)[cos(θ-240°)-(1/3)cos3(θ-240°)+(1/5)cos5(θ-240°)+......]数字公式1指出用转子的磁通势中心作为基点时圆周上距离为θ(电角度)处的磁通势。A表示一个常数；Iu、Iv和Iw分别表示U相位、V相位和W相位处的电流有效值；ω是频率是f时由2πf(rad/s)表达的角速度，以及t表示时间。因此，在考虑第n阶谐波的情况下，被合成的磁通势F如下所述。
(数字公式2)F＝(3B/2)Fm{sin(θ-ωt)+(K1，5/5)sin(5θ+ωt)+(K1，7/7)sin(7θ-ωt)+(K1，11/11)sin(11θ+ωt)+(K1，13/13)sin(13θ-ωt)+......}其中，B表示一个常数，Fm表示基波磁通势的幅度最大值，和K1，n表示n阶谐波的绕组系数。
数字公式2指出如下。
(1)当Iu＝Iv＝lw时，诸如n＝3、9、15...之类的谐波变成零。
(2)诸如n＝5、11、17...之类的谐波相对于基波旋转ω/n，(3)诸如n＝7、13、19...之类的谐波在与基波相同的方向上旋转ω/n，另一方面，使图2中所示的电流波形是矩形脉冲波，f(x)能够在下面的数字公式中由傅里叶级数来表示。
(数字公式3)f(x)=Σn=1∞(H/nπ)(1-cosnτ)sinnx]]>其中，x＝ωt(ω角速度，t时间)和n表示谐波阶数。从数字公式3可以明显地看出，当平滑电容器5是理想状态的时候，不存在由充电电流引起的脉冲电流，因此f(x)＝0。电容随着平滑电容器5的劣化而降低，并且具有诸如n＝5、7之类的低阶谐波分量在数字公式3中增加。请注意，从数字公式1可以知道n＝3、或第3谐波非常小(在Iu＝Iv＝Iw的情况下为零)。
电动机与变换器的电流谐波和劣化状态之间的关系已经首先由本发明的发明人阐明。其内容如下。
电动机被设计成包含尽可能小的谐波，因为它包含如数字公式2中所示磁通势中的谐波分量。即使如此，电源电压失衡等等原因也将造成谐波比理论值大。另外，变换器也会产生谐波是众所周知的。
电动机的劣化部分将被描述如下。劣化部分可能是诸如轴承和旋转轴之类的机械元件或诸如定子绕组之类的电气元件。特别是当机械元件中存在劣化时，电动机电流包含一个无规律的振动分量。这不言而喻地也包括规则的谐波分量。因此，通过采用下列数字公式中所示的自相关函数R(τ)，只有基本的谐波部分能够从任意的无规律的电流波形中提取出来。
(数字公式4)(τ)=limT→∞lT∫-T/2T/2f(t)·f(t+τ)dt]]>其中，t时间，τ1/fo(fo＝转动频率)，T时间。图3A、3B、3C和3D是已经移除基波分量的任意电流波形的例子，并且对应于它们的自相关函数分别如图3E、3F、3G和3H中所示。图3A-3H指出，当通过取自相关函数发现f每秒都随机改变时，R只有当τ＝0时才采用一个值，而在其它情况中变成0。因此，在图3A、3B、3C和3D中所示波形的情况下，图3D在谐波之间有最高的相关。
当诸如定子绕组之类电气元件中存在劣化时，线圈导体内部磁通量中的变化造成一个比如只在导体内部涡流的涡电流流动。涡电流导致线圈绝缘体的劣化部分中局部升温，因此造成各个相电流之间的失衡。这导致数字公式1中的Iu≠Iv≠Iw，以及突出的第3阶谐波。此外，第3阶谐波重复在劣化部分中局部持续升温的现象。
另一方面，关于变换器的劣化，图1中所示的平滑电容器5已经在上面被描述。当其它电气元件(转换器部分4和变换器部分6)、控制部分1和驱动部分8被劣化时，图1所示输出功率2’的电流中的谐波分量增加，从而显示出一个异常的值。本发明人已经发现电动机和变换器的劣化与多个特殊谐波有关。下面是关于确定这类劣化的一个说明。
图4是诊断电动机的一个流程图。步骤S10发现包含在图1所示的输出功率2′的电流内谐波的总谐波失真(THD)。电流谐波的检测可以使用一个诸如箝位电路测量或具有搜索线圈的无触点电磁场测量之类的熟知装置来完成。从中发现总谐波失真的谐波阶数可能例如是第2到第40阶，通过把每阶的相对谐波成分(content)除以在步骤S10发现的总谐波失真，步骤S11执行指示计算以发现一个指示值(THk)。
然后，进程进行到步骤S12来判断劣化。CHk是随后将说明的第K阶谐波的标准值，并将其与在步骤S11发现的THk相比较。从而，进程在电动机处于标准状态中时进行到步骤S13，并且当其劣化时并进行到步骤S14。诊断变换器的流程图在图5A到5C中被示出。图5A是对图1中所示的平滑电容器5诊断的流程图，该流程图还通过测量图1中所示的输入功率1′的电流谐波来判断劣化。步骤P100和P112具有与图4示出的步骤S10、S11和S12相同的计算内容。
图5B是对图1中所示的转换器部分4、变换器部分6和控制部分7的诊断的流程图，该流程图还通过测量图1中所示的输出功率2′的电流谐波来判断劣化。步骤P200、P211和P212具有与图5A中所示的步骤P100、P111和P112相同的计算内容。
图5C是一个对图1中所示的驱动部分8的诊断流程图，该流程图还通过测量图1中所示的输出功率2′的电流谐波来判断劣化。在步骤P200′，第38阶谐波成分被发现，并且驱动板被诊断(步骤P201′)。驱动板的诊断是根据第38阶谐波的标准值CHK＝1.0(步骤P202′)。在步骤P203′，CHk与第38阶谐波成分(H38)相比较以判断驱动板的好坏。
图4和图5A、5B、5C中所示的标准值CHk被发现如下，K表示第K阶谐波，而Ck表示用于诊断第K阶谐波的一个计算值。
考虑电动机(数字公式5)CHk＝Ck×f(Mk)其中，f(Mk)是第K阶谐波函数。
考虑变换器(数字公式6)CHk＝Ck×f(NS)CHk＝Ck×f(NC)CHk＝Ck×f(NP)CHk＝Ck×f(Nd)其中f(Ns)、f(Nc)和f(Np)是多个第K阶谐波函数，而f(Nd)＝1.0(只在这种情况下CHk＝1.0)。
在数字公式5和6中，Ck、f(Mk)、f(Ns)、f(Nc)和f(Np)将在下面的实施例中解释。
电动机和变换器(以下简称装置)的劣化度被判断为″正常″；″需要告警″；以及″损坏″以便于显示质量。这些″正常″、″需要告警″以及″损坏″为了方便起见分别被称为A、B以及C。级别B″需要告警″取决于装置的劣化度还被判别成轻度劣化B1(大约半年的操作中不会引起问题的劣化)；中度劣化B2(将允许大约三个月的操作的劣化，但是需要趋向控制)；和重度劣化B3(需要准备替换或修理的劣化，因为装置中的故障发生概率很高)。
因为劣化之后的诊断和检验周期取决于诸如装置运转时数、周围温度和通风情况之类的环境条件，所以上述的检修周期可以认为只是一个原则。
上述的级别A、B1、B2、B3和C通过把加权因子乘以上述的标准值来彼此区分。这些因数将在后面的实施例中被说明。通过集中于电流谐波和装置劣化部分之间的关系上，多变量分析技术被有效地用来执行一个分析，因此这种技术将在下面被说明。在没有外部标准来判断先前给出的对根据本发明的装置的劣化的情况中，为了分析多维事件的特征值之间的关系，多变量分析中的基础分析方法是最合适的。
因为关于基础分析方法存在大量文档，所以其详细的说明将从略。下列说明通过使用基础分析方法的贡献率(contribution rate)来说明每个电动机和变换器的电流谐波和劣化部分之间的关系。在以下说明中，主要分量后的括号内的数字指示贡献率。主要分量用特征值的降序(主要分量得分分配)示出。
1.电动机(1)旋转轴和轴承的异常(电动机主体)或电动机的损坏安装。四个发现的主要分量是第2阶谐波(55)，第3阶谐波(9)、第4阶谐波(16)和第5阶谐波(6)。被采用的主要分量的累积贡献率是86％，因此完全满足通常采用的值60％或更高。
(2)定子绕组的不良绝缘(相位之间和接地)。四个发现的主要分量是第2阶谐波(7)、第3阶谐波(61)、第4阶谐波(5)和第5阶谐波(22)。累积的贡献率是95％。
(3)滚动轴承和外壳(电动机主体)的损坏。四个发现的主要分量是第2阶谐波(23)、第3阶谐波(10)、第4阶谐波(41)和第5阶谐波(8)。累积的贡献率是82％。
(4)定子和转子之间的气隙不均匀(粘附污垢和局部过热)。四个发现的主要分量是第2阶谐波(6)、第3阶谐波(20)、第4阶谐波(8)和第5阶谐波(59)。累积的贡献率是93％。
(5)负载端旋转轴的失衡或负载联轴器(coupling)不良。五个发现的主要分量是第6阶谐波(5)，第7阶谐波(53)、第8阶谐波(7)、第9阶谐波(11)和第10阶谐波(15)。累积的贡献率是91％。
(6)负载端轴承的损害或负载端系统粘附污垢(例如气泵的导管阀)。五个发现的主要分量是第6阶谐波(7)，第7阶谐波(29)、第8阶谐波(35)、第9阶谐波(13)和第10阶谐波(11)。累积的贡献率是95％。
(7)负载端旋转轴的异常(例如轴弯曲)或负载端系统的磨损(例如，气泵的导管和阀门之间的联轴器)。五个发现的主要分量是第6阶谐波(5)，第7阶谐波(21)、第8阶谐波(25)、第9阶谐波(33)和第10阶谐波(8)。累积的贡献率是92％。
(8)负载端转轮、离合器、V-皮带等等的损坏。五个发现的主要分量是第6阶谐波(6)，第7阶谐波(23)、第8阶谐波(17)、第9阶谐波(15)和第10阶谐波(30)，累积的贡献率是93％。
2.变换器(1)平滑电容器的劣化变换器输入端上的电流谐波被测量，并且两个主要分量被发现。被发现的分量是第5阶谐波(62)和第7阶谐波(36)，并且累积的贡献率是98％。
(2)控制板的异常(特别是电解电容器的劣化)。变换器输出端上的电流谐波被测量，并且六个主要分量被发现。被发现的分量是第11阶谐波(21)、第13阶谐波(17)、第17阶谐波(19)、第19阶谐波(13)、第23阶谐波(11)以及第25阶谐波(15)，累积的贡献率是96％。
(3)电力元件的劣化(特别是逆变换元件的劣化)。
变换器输出端上的电流谐波被测量，并且十六个主要分量被发现。被发现的分量是第2阶谐波(3)、第3阶谐波(16)、第4阶谐波(2)、第5阶谐波(13)、第6阶谐波(2)、第7阶谐波(17)、第8阶谐波(2)、第9阶谐波(2)、第10阶谐波(2)、第11阶谐波(6)、第13阶谐波(4)、第17阶谐波(7)、第19阶谐波(5)、第23阶谐波(5)、第25阶谐波(6)以及第38阶谐波(7)。累积的贡献率是99％。
(4)驱动板的劣化(主要是电容器的劣化)变换器输出端上的电流谐波被测量。仅有一个主分量就足够了，并且被发现的分量是第38阶谐波。贡献率是89％。
在上述的电动机中，在不被变换器控制操作的情况下，其输入端上的电流谐波被测量，而在它被变换器控制的情况下，其输出端上的电流谐波(电动机的输入)被测量。
以上说明能够被概括成下面示出的表1和2。
(表1)
电动机设备的劣化部分和电流谐波
(表2)
变换器设备的劣化部分和电流谐波注意，平滑电容器在变换器输入端上具有谐波，而其它电容器在变换器输出端上具有谐波。
实施例通过本发明的实施例，用于诊断的计算值和电动机和变换器的劣化判断所必需的第K阶谐波函数将通过列举具体的例子来描述。然而，本发明不被限制在这个实施例。在以下说明中，Hk是第K阶谐波成分。
(1)电动机的诊断(电动机主体的诊断)。当K＝2、3、4、5时，∑取K＝2到5。发现Ck的程序如下。
1 Mo(∑H2k)1/22 Ak＝Hk/Mo3 To＝∑Ak4 Ck＝Ak/To另一方面，f(Mk)可能是下列值。在下列数字公式中，Ik表示第k阶谐波的指示值。
f(M2)＝S1×(∑Ik-I32)f(M3)＝S2×(∑Ik-I33)f(M4)＝S1×(∑Ik-I4)f(M5)＝S2×(∑Ik-I35)
在变换器-驱动电动机的情况下，S1＝S2＝1.0，而在单独的电动机的情况下(没有变换器)，S1＝1.15而S2＝1.25。
(2)电动机的诊断(电动机负载的诊断)。当K＝6、7、8、9或10时，∑取K＝6到10。发现Ck的程序如下。
1 Mo＝(∑H2k)1/22 Ak＝Hk/Mo3 To＝∑Ak4 Ck＝Ak/To另一方面，f(Mk)可能是下列值。在下列数字公式中，Ik表示第k阶谐波的指示值。
f(M7)＝S2×(∑Ik-I37)f(M8)＝S1×(∑Ik-I8)f(M9)＝S1×(∑Ik-I9)f(M10)＝S1×(∑Ik-I10)在变换器-驱动电动机的情况下，S1＝S2＝1.0，而在单独电动机的情况下(没有变换器)，S1＝1.15并且S2＝1.25。
(3)变换器的诊断3.1.平稳电容器的诊断。
当K＝5或7时，∑取K＝5到7。发现Ck的过程如下。
1 Mo＝(∑H2k)1/22 Ak＝Hk/Mo3 To＝∑Ak4 Ck＝Ak/To另一方面，f(Ns)可能是下列值。在下列数字公式中，Ik表示第k阶谐波的指示值。
f(Ns)＝∑Ik3.2.控制板的诊断。
当K＝11、13、17、19、23或25时，∑取11到25。发现Ck的过程如下。
1 Mo＝(∑H2k)1/22 Ak＝Hk/Mo
3 To＝∑Ak4 Ck＝Ak/To另一方面，f(Nc)可能是下列值。在下列数字公式中，Ik表示第k阶谐波的指示值。
f(Nc)＝∑Ik-I2kf(Nc)11、f(Nc)13、f(Nc)17、f(Nc)19、f(Nc)23和f(Nc)25的六个函数值。
3.3.电力元件的诊断。当k＝2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、13、17、19、23、25或38时，∑取2到38。发现Ck的过程如下。
1 Mo＝(∑H2k)1/22 Ak＝Hk/Mo3 To＝∑Ak4 Ck＝Ak/To另一方面，f(NP)可能是下列值。在下列数字公式中，Ik表示第k阶谐波的指示值。
f(Np)＝∑Ik-I2kf(Np)2、f(Np)3、f(Np)4、f(Np)5、f(Np)6、f(NP)7、f(NP)8、f(Np)9、f(Np)10、f(Np)11、f(Np)13、f(Np)17、f(Np)19、f(Np)23、f(Np)25和f(Np)38的十六个函数值。
3.4.驱动板的诊断。如上所述，驱动板只由图5C中所示的第38阶谐波成分的大小来诊断。因此，Ck＝1.0，而f(Nd)＝1.0。
在本发明实施例中说明的电气设备的劣化部分和劣化度(A、B1、B2、B3和C)之间的区别的例子在下表3和4中被示出。
(表3)
电动机的劣化部分和劣化度之间的区别其中，CK用于诊断第K阶谐波的计算值，f(Mk)第K阶谐波函数(表4)
变换器设备的劣化部分和劣化度之间的区别其中，Ck用于诊断第K阶谐波的计算值，f(Ns、Nc、Np、Nd)第K阶谐波函数。
注意，表4中示出的Ck和f(Ns、Nc、Np、Nd)中的数字对应于两个平滑电容器、6个控制板、16个电力元件和一个驱动板。因此，为了区别劣化度，分别排除驱动板发现劣化度并且取平均值。例如，A＝0、B1＝1、B2＝2、B3＝3以及C＝4的计算完成并且取平均值(小数点舍入)。如上所述，测量电流谐波可以判断电气设备的电动机或变换器的劣化部分，并且还可以区别劣化度。
权利要求
1.一种用于电气设备的谐波诊断方法，用于从流向形成电气设备的电动机和变换器的电流谐波来判断电动机或变换器的异常，通过比较指示值与标准值来确定劣化，指示值通过把电流谐波每阶的相对谐波成分除以预定阶的电流谐波总谐波失真而获得，标准值通过把形成指示值的每阶谐波函数乘以计算值而获得，计算值用于诊断从每阶相对谐波成分中通过计算发现的每阶，其中所述电动机和变换器的劣化度通过加权所述的标准值来相互区别，并且劣化部分根据所述电流谐波的特殊谐波阶数来确定。
2.根据权利要求1的用于电气设备的谐波诊断方法，其中，特殊的谐波阶数是奇数阶和偶数阶。
3.根据权利要求1的用于电气设备的谐波诊断方法，其中，劣化度被分为″正常″、″需要告警″和″损坏″。
4.根据权利要求2的用于电气设备的谐波诊断方法，其中奇数阶和偶数阶是第2阶、第3阶、第4阶、第5阶、第6阶、第7阶、第8阶、第9阶、第10阶、第11阶、第13阶、第17阶、第19阶、第23阶、第25阶和第38阶。
5.根据权利要求3的用于电气设备的谐波诊断方法，其中″需要告警″根据装置劣化度被划分为轻度劣化、中度劣化和重度劣化。
全文摘要
本发明涉及一个通过比较指示值来诊断劣化的方法，指示值通过将流入电动机和变换器的每阶电流谐波的相对谐波成分除以电流谐波预定阶的总谐波失真而获得，标准值通过将指示值的每个形成阶的谐波函数乘以计算值而获得，以用于诊断从每阶的相对谐波成分中通过计算发现的每阶。在本方法中，电动机和变换器的劣化度通过加权标准值来相互区别，并且劣化部分通过电流谐波的具体谐波阶数来确定。
文档编号G01R31/00GK1748152SQ200480003728
公开日2006年3月15日 申请日期2004年2月4日 优先权日2003年2月7日
发明者高博 申请人:阿泰克株式会社