(57)【要約】【課題】軽負荷の状態でも回転子のバー切れを診断可能とする。【解決手段】電源電圧を下げてモータ自体の発生トルクを低下させることにより、回転子１２の回転数を同期回転数Ｓ０に対してスリップ（Ｓ）させ、バー切れによるトルクリップルに伴い発生するモータ電流内に含まれる脈動電流成分（２・Ｓ・ｆ０）を電源周波数ｆ０から分離させて、検出感度を高める。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流モータの回転子のバー切れを検出する際に、
モータ自体の発生トルクを低下させることより、回転子の回転数を同期回転数Ｓ０に対してスリップ（Ｓ）させ、
バー切れに伴い発生するモータ電流に含まれる脈動成分（２・Ｓ・ｆ０）を電源周波数ｆ０から分離させて、
前記脈動成分のレベルを測定できるようにしたことを特徴とする交流モータの回転子バー切れ検出方法。
【請求項２】
前記スリップを、０．５％以上とすることを特徴とする請求項１に記載の交流モータの回転子バー切れ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流モータの回転子バー切れ検出方法に係り、特に、一般的に使用されている籠型誘導電動機（交流モータと称する）の回転子バーと短絡環との接続部の切損を検出することが可能な、交流モータの回転子バー切れ検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に使用されている交流モータ１０の回転子１２は、図１に示す如く、例えば銅製のバー１６を回転子両端部で、例えば銅製のエンドリング（短絡環と称する）１８により短絡する構造になっており、接続部は銀蝋溶接されている。この接続部は、起動停止時の過大電流による熱収縮ストレスが大きく、バー１６と短絡環１８との切断→バー飛び出し→固定子コイル損傷→地絡焼損へと進展していく。図１において、２０は鉄心である。
【０００３】
ここで、モータ１０には、図２に示す如く、電源から電力が供給され、出力側に負荷が接続されている。図２において、２２は電流計である。
【０００４】
バー切れが発生すると、切損に伴うトルク変動による振動や電流リップルが発生するため、これを診断（周波数解析を含む）する方法が行なわれている。
【０００５】
このとき、電流の周波数スペクトルには、図３に示す如く、電源周波数成分（ｆ０）（基本波とも称する）の両側に脈動成分（２・Ｓ・ｆ０）（側帯波とも称する）が、バー切れの本数に比例して発生することが知られている（下里太郎著「インテリジェント設備診断」１０４頁−１０５頁、オーム社発行参照）。又、特開２０００−１８４６５８には、この方法を利用した誘導電動機の診断装置が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のような方法では、上記文献に記載されているように、モータ負荷が５０％以上あることが診断上必要であり、負荷が少ない場合には判定が難しくなるという問題があった。
【０００７】
即ち、軽負荷では、スリップ（Ｓ）が余り発生しないため、後出図７に例示する如く、脈動成分（２・Ｓ・ｆ０）が電源周波数成分（ｆ０）と近似し、周波数スペクトルとして分離し難いという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、軽負荷でも交流モータの回転子バー切れを精度良く検出できるようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、交流モータの回転子のバー切れを検出する際に、好ましくは電源電圧を下げて、モータ自体の発生トルクを低下させることより、回転子の回転数を同期回転数Ｓ０に対してスリップ（Ｓ）させ、バー切れに伴い発生するモータ電流に含まれる脈動成分（２・Ｓ・ｆ０）を電源周波数ｆ０から分離させて、脈動成分のレベルを測定できるようにして、前記課題を解決したものである。
【００１０】
又、前記スリップを、０．５％以上とするようにしたものである。
【００１１】
本発明によれば、軽負荷の状態で回転子のバー切れにより発生する脈動電流成分（２・Ｓ・ｆ０）を電源周波数（ｆ０）から分離させる方法として、通常採られるブレーキや負荷装置によるスリップ発生手段に対して、電源電圧を可変させることにより、モータ自体の発生トルクを低減させて、軽負荷のままでスリップを発生させるようにしている。従って、大きな設備改造を要しないで、比較的簡便に精度良くバー切れを検出できる。
【００１２】
本発明は、交流モータの発生トルクが、電源電圧の２乗に比例するという特性を利用したもので、図４に示すように、電源電圧を定格電圧（Ｖ）から下げていくと、トルクカーブが低下し、軽負荷でもバランス点がずれてきて、同期回転数に対して、実回転数に遅れ、即ちスリップが発生することになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
本発明を実施するための診断装置は、例えば図５に示す如く、交流モータ１０に与える電源電圧を変化させるための電源電圧可変装置３０と、該電源電圧可変装置３０から交流モータ１０に与えられる一次電流を検出するための、例えばクランプ式の電流検出器３２と、該電流検出器３２によって検出される電流を周波数解析（例えばＦＦＴ）する周波数解析装置３４と、該周波数解析装置３４の出力に応じてバー切れを診断するバー切れ診断判定装置３６と、交流モータ１０の回転数を検出する回転数検出器３８とを備えている。
【００１５】
以下、診断装置の作用を説明する。
【００１６】
交流モータ１０の電源を電源電圧可変装置３０から供給し、回転数を回転数検出器３８で測定しながら、１％程度のスリップＳが発生するまで、電源電圧を下げていく。
【００１７】
そのときに電流検出器３２によって検出される一次電流を入力として、周波数解析装置３４でスペクトル分析し、脈動電流のレベルや脈動電流／電源周波数のレベル比（脈動電流比率）により、図６に示すような関係を利用して、バー切れの有無や本数を検出する。
【００１８】
【実施例】
図７乃至図９に交流モータのバー切れ診断結果を示す。モータの定格は７．５ｋＷ、４００Ｖ、極数６（６Ｐ）、９７５ｒｐｍ、定格時のスリップ（Ｓ）＝０．０２５（２．５％）である。
【００１９】
図７は、従来の診断方法による診断結果を示したもので、負荷が少ない状態である負荷率３５％で回転子のバーを１本切断した場合の電流を、周波数解析した結果を示すが、回転数が９９９ｒｐｍと同期回転数（Ｓ０）１０００ｒｐｍに近似してスリップが小さいため、脈動成分（側帯波）を誤認識して、脈動成分のレベルを小さく判断し、バー切れ無しと誤判定している。
【００２０】
これに対して、図８は、本発明により電源電圧を徐々に低下させ、定格４００Ｖに対して５０Ｖを印加した場合の電流を周波数解析したもので、回転数も９９２ｒｐｍとスリップ（Ｓ）＝０．００８（０．８％）が発生し、側帯波（５０±０．８Ｈｚ）が、電源周波数５０Ｈｚから明確に分離できている。これにより、バー切れ（１本）を正確に判定できている。
【００２１】
図９は、バー切れを２本とした場合の実施例で、電源電圧を５０Ｖとすることで、回転数が９９０ｒｐｍまで下がって、側帯波の検出レベルも高まり、正確にバー切れ２本を判定できている。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、検出感度を上げ、従来の負荷率５０％以上という診断条件に囚われることなく、軽負荷でも回転子のバー切れを正確に検出できる。
【００２３】
又、モータ単体での診断の場合には、オンラインでの負荷やノイズによる電流成分がないので、正確に電流解析でき、断線しかかっている場合の断線予知や、回転子アンバランス、軸受不良等も診断できる。
【００２４】
即ち、交流モータの回転子のバー切れをいかなる状態でも診断でき、バー切れの早期発見により、突発事故や突発補修費の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】交流モータの回転子の構成を示す斜視図
【図２】交流モータの全体構成を示す正面図
【図３】バー切れ検出の原理を示すスペクトル図
【図４】本発明の原理を説明するための電源電圧を下げたときのスリップ発生状態を示す線図
【図５】本発明が採用された診断装置の全体構成を示すブロック図
【図６】回転子のバー切れ本数と脈動電流比率の関係の例を示す線図
【図７】従来の診断方法による診断結果を示すスペクトル図
【図８】本発明によりバー切れ１本を診断したときのスペクトル図
【図９】同じくバー切れ２本を診断したときのスペクトル図
【符号の説明】
１０…交流モータ
１２…回転子
１６…バー
１８…短絡環（エンドリング）
３０…電源電圧可変装置
３２…電流検出器
３４…周波数解析装置
３６…バー切れ診断判定装置
３８…回転数検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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