(57)【要約】【課題】従来は直流電圧の実効値やリップル電圧の実効値を検出しているので、平滑コンデンサの半分程度の容量抜けが発生しても、直流電圧の実効値やリップル電圧の実効値には殆ど影響せず重要な部品が劣化しても異常は判別できない。【解決手段】直流電源出力電圧のリップル成分を検出し、その検出された直流電源出力電圧のリップル成分信号を所定時間ごとにサンプリングし、複数個の時系列データを出力し、その短時間フーリエ変換を演算し、演算された値と正常であるときの値を比較し、比較結果に基づき劣化を診断する手段であって、比較手段として各周波数ごとの平均値，分散，歪度，尖度を求めてから演算する直流電源装置の劣化診断装置であるから、劣化を確実に効率的に把握し、計測時間を短縮し、ばらつきに異常が現れる現象の感度も向上し、偏に異常が現れる現象も短時間に判定し、ひろがりに異常が現れる現象の感度の向上もできる。【選択図】  図１
2004280549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源出力電圧のリップル成分を検出する検出手段と、
前記直流リップル成分検出手段により検出された直流電源出力電圧のリップル成分信号を所定時間ごとにサンプリングし、複数個の時系列データを出力するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段から出力された直流電源出力電圧のリップル成分信号の短時間フーリエ変換を演算する第１の演算手段と、
前記短時間フーリエ変換より演算された正整数１からｎまでの各周波数ごとの前記短時間フーリエ変換解析値と、正常であるときの前記短時間フーリエ変換解析値とを比較する第１の比較手段とをそれぞれ具備し、
前記第１の比較手段の比較結果に基づいて直流電源装置の劣化を診断することを特徴とする直流電源装置の劣化診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の直流電源装置の劣化診断装置において、
前記第１の比較手段として、
前記短時間フーリエ変換より演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの平均値を演算する第２の演算手段と、
前記第２の演算手段により演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの平均値と、前記直流電源出力電圧のリップル成分検出手段により検出された直流電源出力電圧のリップル成分信号が正常であるときの１からｎまでの各周波数ごとの平均値を比較する第２の比較手段と、
前記第２の比較手段の比較結果に基づいて直流電源出力電圧のリップル成分の状態を出力する第３の比較手段と、
前記第３の比較手段の比較結果に基づいて警報を出力する警報手段を備えた
ことを特徴とする直流電源装置の劣化診断装置。
【請求項３】
請求項１記載の直流電源装置の劣化診断装置において、
前記第１の比較手段として、
前記短時間フーリエ変換より演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの分散を演算する第３の演算手段と、
前記第３の演算手段により演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの分散と、前記直流電源出力電圧のリップル成分検出手段により検出された直流電源出力電圧のリップル成分信号が正常であるときの前記１からｎまでの各周波数ごとの分散を比較する第４の比較手段と、
前記第４の比較手段の比較結果に基づいて直流電源出力電圧のリップル成分の状態を出力する第５の比較手段と、
前記第５の比較手段の比較結果に基づいて警報を出力する警報手段を備えた
ことを特徴とする直流電源装置の劣化診断装置。
【請求項４】
請求項１記載の直流電源装置の劣化診断装置において、
前記第１の比較手段として、
前記短時間フーリエ変換より演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの歪度を演算する第４の演算手段と、
前記第４の演算手段により演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの歪度と、前記直流電源出力電圧のリップル成分検出手段により検出された直流電源出力電圧のリップル成分信号が正常であるときの前記１からｎまでの各周波数ごとの歪度を比較する第６の比較手段と、
前記第６の比較手段の比較結果に基づいて直流電源出力電圧のリップル成分の状態を出力する第７の比較手段と、
前記第７の比較手段の比較結果に基づいて警報を出力する警報手段を備えた
ことを特徴とする直流電源装置の劣化診断装置。
【請求項５】
請求項１記載の直流電源装置の劣化診断装置において、
前記第１の比較手段として、
前記短時間フーリエ変換より演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの尖度を演算する第５の演算手段と、
前記第５の演算手段により演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの尖度と、前記直流電源出力電圧のリップル成分検出手段により検出された直流電源出力電圧のリップル成分信号が正常であるときの前記１からｎまでの各周波数ごとの尖度を比較する第８の比較手段と、
前記第８の比較手段の比較結果に基づいて直流電源出力電圧のリップル成分の状態を出力する第９の比較手段と、
前記第９の比較手段の比較結果に基づいて警報を出力する警報手段を備えたことを特徴とする直流電源装置の劣化診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源出力電圧のリップル成分から、将来、故障に発展する可能性がある劣化を区別する直流電源装置の劣化診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の直流電源装置の劣化診断装置について説明する。
例えば、電気学会技術報告（２部）第３０７号「情報処理システムの保守技術−定期保守−」１９８９年９月電気学会発行、第２０頁に示された、従来の直流電源の異常を検出する手法の記述［図７のＣＰＵ点検効果で、特に電圧測定，電源リップル測定に見られる］がある。
この直流電源の異常を検出する手法を図示すると、図６に示される。
図６において、１は劣化診断対象である直流電源装置、２は直流電源装置に供給される供給電力、３〜６は供給された供給電力２から直流電力に変換するブリッジ接続されたダイオード群、７はダイオード群３〜６で構成される全波整流回路、８は全波整流回路７からの全波整流を平滑化する平滑コンデンサ、９は平滑コンデンサ８からの直流電力を規定の直流電力に変換する第１のＤＣ／ＤＣ変換器である。
１０は全波整流回路７からの出力を制御用直流電源へ変換する第２のＤＣ／ＤＣ変換器、１１は第１のＤＣ／ＤＣ変換器９を制御する制御装置１２に電力を供給する制御装置用電源、１３は制御装置１２から出力され第１のＤＣ／ＤＣ変換器９の出力電圧を制御する制御信号である。１４はは直流電源装置１から出力される直流電源の出力波形２０の電圧の実効値を測定する第１の電圧計、１５は第１の電圧計１４から出力される直流電源装置１から出力される直流電源の出力波形２０の直流分を遮断する遮断フィルタ、１７は直流分遮断フィルタ１６の出力信号を増幅する増幅器、１８は増幅器１７からの信号の電圧の実効値を測定する第２の電圧計、１９は第２の電圧計１８から出力され直流電源装置１からの出力の直流電源のリップル電圧の実効値を表示するリップル電圧表示器、２０は直流電源装置１から出力される直流電源の出力波形である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような図６に図示した従来の直流電源装置の劣化診断装置は、診断対象から直流電圧の実効値やリップル電圧の実効値を検出している。従って直流電源装置の一つの大きな故障原因となる平滑コンデンサの半分程度の容量抜けが発生しても、直流電圧の実効値やリップル電圧の実効値には殆ど影響しない。それ故に直流電源の重要な部品が劣化しても、直流電源の異常は判別できない、つまり直流電圧の実効値やリップル電圧の実効値にはほとんど影響しないという問題点があった。
ここにおいて本発明は、この問題点を解決するために、監視対象機器の出力波形をの変化をパターン化して、直流電源装置の劣化発生を自動的に判別する直流電源装置の劣化診断装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するため、本発明の請求項１の発明は、直流電源出力電圧のリップル成分を検出する検出手段と、前記直流リップル成分検出手段により検出された直流電源出力電圧のリップル成分信号を所定時間ごとにサンプリングし、複数個の時系列データを出力するサンプリング手段と、前記サンプリング手段から出力された直流電源出力電圧のリップル成分信号の短時間フーリエ変換を演算する第１の演算手段と、前記短時間フーリエ変換より演算された正整数１からｎまでの各周波数ごとの前記短時間フーリエ変換解析値と、正常であるときの前記短時間フーリエ変換解析値とを比較する第１の比較手段とをそれぞれ具備し、前記第１の比較手段の比較結果に基づいて直流電源装置の劣化を診断することを特徴とする直流電源装置の劣化診断装置である。
【０００５】本発明の請求項２の発明は、請求項１記載の直流電源装置の劣化診断装置において、前記第１の比較手段として、前記短時間フーリエ変換より演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの平均値を演算する第２の演算手段と、前記第２の演算手段により演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの平均値と、前記直流電源出力電圧のリップル成分検出手段により検出された直流電源出力電圧のリップル成分信号が正常であるときの１からｎまでの各周波数ごとの平均値を比較する第２の比較手段と、前記第２の比較手段の比較結果に基づいて直流電源出力電圧のリップル成分の状態を出力する第３の比較手段と、前記第３の比較手段の比較結果に基づいて警報を出力する警報手段を備えたことを特徴とする直流電源装置の劣化診断装置である。
【０００６】本発明の請求項３の発明は、請求項１記載の直流電源装置の劣化診断装置において、前記第１の比較手段として、前記短時間フーリエ変換より演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの分散を演算する第３の演算手段と、前記第３の演算手段により演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの分散と、前記直流電源出力電圧のリップル成分検出手段により検出された直流電源出力電圧のリップル成分信号が正常であるときの前記１からｎまでの各周波数ごとの分散を比較する第４の比較手段と、前記第４の比較手段の比較結果に基づいて直流電源出力電圧のリップル成分の状態を出力する第５の比較手段と、前記第５の比較手段の比較結果に基づいて警報を出力する警報手段を備えたことを特徴とする直流電源装置の劣化診断装置である。
【０００７】本発明の請求項４の発明は、請求項１記載の直流電源装置の劣化診断装置において、前記第１の比較手段として、前記短時間フーリエ変換より演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの歪度を演算する第４の演算手段と、前記第４の演算手段により演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの歪度と、前記直流電源出力電圧のリップル成分検出手段により検出された直流電源出力電圧のリップル成分信号が正常であるときの前記１からｎまでの各周波数ごとの歪度を比較する第６の比較手段と、前記第６の比較手段の比較結果に基づいて直流電源出力電圧のリップル成分の状態を出力する第７の比較手段と、前記第７の比較手段の比較結果に基づいて警報を出力する警報手段を備えたことを特徴とする直流電源装置の劣化診断装置である。
【０００８】本発明の請求項５の発明は、請求項１記載の直流電源装置の劣化診断装置において、前記第１の比較手段として、前記短時間フーリエ変換より演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの尖度を演算する第５の演算手段と、前記第５の演算手段により演算された前記１からｎまでの各周波数ごとの尖度と、前記直流電源出力電圧のリップル成分検出手段により検出された直流電源出力電圧のリップル成分信号が正常であるときの前記１からｎまでの各周波数ごとの尖度を比較する第８の比較手段と、前記第８の比較手段の比較結果に基づいて直流電源出力電圧のリップル成分の状態を出力する第９の比較手段と、前記第９の比較手段の比較結果に基づいて警報を出力する警報手段を備えたことを特徴とする直流電源装置の劣化診断装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づき説明する。なお各図において同一符号は、同一もしくは相当部材を表す。
［  基本的構成の態様］
図１は、本発明の基本的な原理を示す回路構成のブロック図である。
いま、図６で表される直流電源装置１からの出力波形２１が、この直流電源装置の劣化診断装置２０へ入力したときに、適当な周波数帯域成分を通過させるフィルタ（  例えば帯域濾過フィルタ）２２  を通過し、さらに適当な増幅率で増幅された出力波形２１がＡ／Ｄ変換器２４へ入る。
このＡ／Ｄ変換器２４においてアナログ→ディジタル変換し、さらに複数個の時系列データＹｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ、ｉ  は正整数）  を出力するサンプリング手段を行い、次段の直流電源装置の劣化診断を行うための、時系列データの信号Ｙｉ  を、短時間フーリエ変換により演算された正整数１からｎまでの各周波数ごとの第１の短時間フーリエ変換解析値と、正常であるときの第２の短時間フーリエ変換解析値とを比較する第１の比較手段とを具備すると共に、この第１の比較手段の比較結果に基づいて直流電源装置の劣化を診断し、劣化の際は警報８０を送出するようにした短時間フーリエ変換解析手段２５を設けている。
【００１０】
［  実施の態様１］
図２は、本発明の第１の実施の形態を表す回路構成のブロック図である。
図２において、２６はＡ／Ｄ変換器２４から出力された時系列データ（信号）Ｙｉに基づいて直流電源装置１からの出力波形２１の短時間フーリエ変換を演算する短時間フーリエ変換演算器（  第１の演算手段）  、２７ａ，２７ｂ，……，２７ｎ  はそれぞれ短時間フーリエ変換演算器２６から出力された結果であって、正整数１，２，……，ｎ個の周波数と正整数１，２，……，ｎの時間で表現され、それぞれの出力は周波数２７ａ，周波数２７ｂ，……，周波数２７ｎ  と呼ぶ。
３０ａ，３０ｂ，  ……，３０ｊ  は短時間フーリエ変換演算器２６から出力された周波数２７ａ，２７ｂ，……，２７ｎの平均を演算する平均演算器（  第２の演算手段）  であって、これらの平均演算器３０ａ，３０ｂ，……，３０ｊ  はｊ個設定しておく。
【００１１】
３３ａ，３３ｂ，……，３３ｊ  は直流電源の出力が正常の場合の短時間フーリエ変換の周波数２７ａ，２７ｂ，……，２７ｎの平均３２ａ，３２ｂ，……，３２ｊ  を記憶する設定器、３４ａ，３４ｂ，……，３４ｊ  は平均演算器３０ａ，３０ｂ，……，３０ｊ  で演算された平均３１ａ，３１ｂ，……，３１ｊ  と設定器３３ａ，３３ｂ，……，３３ｊ  に設定されている平均３５ａ，３５ｂ，……，３５ｊ  との比較演算を行う比較器（  第２の比較手段）  である。
なお、図２では周波数２７ａ，２７ｂ，……，２７ｎ  という具合に３個で代表させて表記しているが、実際にはｊ個の平均演算器からｎ個の周波数が得られる。同様に次段以下の平均演算器３０ａ，３０ｂ，……，３０ｊ  から、比較器３４ａ，３４ｂ，……，３４ｊ  および設定器３３ａ，３３ｂ，……，３３ｊ  につてもｊ個づつ設けられる。
これらの比較器３４ａ，３４ｂ，……，３４ｊ  の演算結果３６ａ，３６ｂ，……，３６ｊ  は、比較器Ｍ・４０へ入力される。
ところで、比較器Ｍ・４０は、設定器３３ａ，３３ｂ，……，３３ｊ  における直流電源の出力が正常時の許容パターン３７ａ，３７ｂ，……，３７ｊ  を記憶設定しており、比較器Ｍ・４０へ設定値として与えている。
かくして比較器Ｍ・４０において、比較器３４ａ，３４ｂ，……，３４ｊ  の各周波数毎の演算結果３６ａ，３６ｂ，……，３６ｊ  が正常時の許容パターン３７ａ，３７ｂ，……，３７ｊ  に緒元を勘案して係数された出力３８ａ，３８ｂ，……，３８ｊ  とに比較演算されて、第２の比較出力４０ａ，４０ｂ，……，４０ｊ  として、次の警報指令発生器４１に与えられ、正常でないときには警報８０が送出される。
【００１２】
それでは、この本発明における実施の形態１の動作について言及する。
まず、測定された直流電源装置の出力波形を、Ａ／Ｄ変換器２４が所定時間毎にサンプリングして、アナログ→デジタル変換し、複数個の時系列データＹｉ（ｉ＝１，２，……，Ｎ）  を出力する。
そして、複数個の時系列データＹｉ（ｉ＝１，２，……，Ｎ）  が直流電源装置の劣化解析器２５に入力されると、この劣化解析器２５に含まれる短時間フーリエ変換演算器２６が以下に示すように、時系列データＹｉ（ｉ＝１，２，……，Ｎ）  から短時間区間に分割する。
【００１３】
2004280549.tif 000003
【００１４】
次いで、短時間フーリエ変換演算器２６は分割された短時間データに対して、短時間フーリエ変換を演算する。短時間フーリエ変換結果は、周波数１，２，……，ｎで示される。
【００１５】
2004280549.tif 000004
【００１６】
短時間フーリエ変換結果が周波数周波数１，２，……，ｊで求められると、直流電源装置の劣化解析器２５における平均演算器３０ａ，３０ｂ，……，３０ｊ  が、以下に示すように、周波数１，２，……，ｎの各平均μ１１，  μ１２，  ……，  μ１  ｎ  を演算する。
【００１７】
2004280549.tif 000005
【００１８】
そして、平均演算器３０ａ，３０ｂ，……，３０ｊ  により、各平均μ１１，  μ１２，  ……，  μ１ ｎ  が演算されと、比較器３４ａ，３４ｂ，……，３４ｊ  が、直流電源装置の出力波形が正常であるときの、短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの各平均を設定器３３ａ，３３ｂ，……，３３ｊ  から正常時の許容パターン３７ａ，３７ｂ，……，３７ｊ  を入力しており、先のその演算された各平均μ１１，  μ１２，  ……，  μ１ ｎ  と比較する。
ここで、設定器３３ａ，３３ｂ，……，３３ｊ  には、直流電源装置の出力波形が正常であるときの、短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの各平均が記憶されているが、外部の装置（図示せず）が演算した正常時の平均を記憶するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００１９】
かくして、比較器３４ａ，３４ｂ，……，３４ｊ  は演算された各平均μ１１，  μ１２，  ……，μ１ ｎ  と正常時の平均を比較した結果、例えば演算された各平均μ１１，  μ１２，  ……，  μ１ ｎ  が正常時の平均の３倍を超えた時、異常と判定し、比較器Ｍ・４０に出力する。
ここで、直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｊの平均が、正常・異常が区別できる理由を簡単に説明すると、直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎは相当周波数毎のフィルタになっており、フィルタをかけた時系列データの平均は、正常の場合ある値のまわりに分布する。
異常になると、特定の周波数あるいは、全部の周波数の平均からずれる。このずれ方は、直流電源の劣化に依存するので、平均を比較することで、正常・異常の判別をすることができる。
【００２０】
それから、比較器Ｍ・４０は比較器３４ａ，３４ｂ，……，３４ｊ  の判定結果と正常時に予め定められた各周波数毎の正常・異常パターンとを比較して最終的な決定をする。
この判定は、対象に応じて、設定器ｍａ・３９ａに格納しておく。例えば、一番単純な設定基準は、各周波数が一つでも異常なら、最終判断は異常であるという設定としておく。
【００２１】
そして、最後に、比較器Ｍ・４０が異常と判断し信号４０ａ，４０ｂ，……，４０ｊ  を送出すると、警報指令発生器４１が、遮断器の起動および、直流電源装置の出力に異常が発生したことを明らかにすべく、表示装置  （不図示）  に直流電源装置の出力に異常が発生した旨を表示し、あるいは、プラントを監視する監視装置  （図示せず）  等に、直流電源装置の出力に異常が発生した旨を示す信号・警報８０等を出力し、一連の処理を終了する。
【００２２】
以上により、この実施の形態１  ［図２］  によれば、直流電源装置の出力の正常・異常を判断する指標と成り得る直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの平均に基づいて、直流電源装置の出力投入の正常・異常を判断するように構成がなされているので、短時間に判定できるという特段の効果を奏する。
【００２３】
［  実施の態様２］
図３は、本発明の第２の実施の形態の回路構成を示すブロック図である。
先の図２の実施の態様１は直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの平均を抽出して、正常か異常か判断する手段であるに対して、この図３に示す本発明の第２の実施の形態は、直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの分散を導出して、正常か異常か判断する手段である。
さらに、図３  ［この実施の態様２］  において図２  ［先の実施の態様１］  と同一の構成部分は、その説明を省略する。
ここでは、短時間フーリエ変換演算器２６から出力された周波数２７ａ，２７ｂ，……，２７ｎ［  周波数１，２，……，ｎ］  が与えられるのは、それらの各周波数の分散を演算する分散演算器５０ａ，５０ｂ，……，５０ｊ  である。
また、ここでの５３ａ，５３ｂ，……，５３ｊ  は分散設定器で、直流電源の出力が正常の場合の短時間フーリエ変換の周波数２７ａ，２７ｂ，……，２７ｎの分散５２ａ，５２ｂ，……，５２ｊ  を記憶しており、５５ａ，５５ｂ，……，５５ｊ  はそれら分散設定器５３ａ，５３ｂ，……，５３ｊからの基準出力である。
そして、５４ａ，５４ｂ，……，５４ｊ  は比較器で、分散演算器５０ａ，５０ｂ，……，５０ｊ  で演算された演算出力５１ａ，５１ｂ，……，５１ｊ  を比較器５４ａ，５４ｂ，……，５４ｊ  へ出力しており、これら比較器５４ａ，５４ｂ，……，５４ｊ  は、演算出力５１ａ，５１ｂ，……，５１ｊ  と基準出力５５ａ，５５ｂ，……，５５ｊ  との比較結果５６ａ，５６ｂ，……，５６ｊ  を、次段の比較器Ｍ・４０へ比較入力として与え、さらに、設定器ｍｂ・３９ｂ  には比較器５４ａ，５４ｂ，……，５４ｊ  での正常時の許容パターンを記憶設定されてあり、それらは比較器Ｍ・４０へ比較基準として与えられ、比較入力５６ａ，５６ｂ，……，５６ｊ  との比較演算により、比較器Ｍ・４０は警報発生か否かの情報信号４０ａ，４０ｂ，……，４０ｊ  を出力している。
【００２４】
次いで、この本発明の実施の形態２［  図３］  の動作について説明する。
先ず、測定された直流電源装置の出力波形２１を、Ａ／Ｄ変換器２４から短時間フーリエ変換演算器２６を介して、出力波形２１は時系列データＹｉ（ｉ＝１，２，……，Ｎ）  から短時間区間に分割され、次に短時間フーリエ変換演算器２６を経由して短時間フーリエ変換が演算［前紀・数式・式（１）から式（２）に至る計算］され、分散演算器５０ａ，５０ｂ，……，５０ｊ  が以下に示すように、周波数１，２，……，ｎの各分散μ２１，  μ２２，  ……，  μ２  ｎ  を演算する。
【００２５】
2004280549.tif 000006
【００２６】
そして、分散演算器５０ａ，５０ｂ，……，５０ｊ  により各分散μ２１，  μ２２，  ……，  μ２ ｎ  が演算されると、比較器５４ａ，５４ｂ，……，５４ｊ  が、直流電源装置の出力波形２１が正常であるときの、短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎ［２７ａ，２７ｂ，  ……，２７ｎ］  の分散が記憶されているが、外部の装置（  図示せず）  が演算した正常時の分散を記憶するようにしてもよいことは自明である。
それから、比較器Ｍ・４０は比較器５４ａ，５４ｂ，……，５４ｊ  の判定結果と正常時に予め定められた各周波数毎の正常・異常パターンとを比較して最終的な決定をする。
この判定は、対象に応じて、設定器ｍｂ・３９ｂ  に格納しておく。例えば、一番単純な設定基準は、各周波数が一つでも異常なら、最終判断は異常であるという設定としておく。
【００２７】
それから、比較器５４ａ，５４ｂ，……，５４ｊ  は演算された各分散μ２１，  μ２２，  ……，μ２ ｎ  と正常時の分散を比較した結果、例えば、演算された各分散μ２１，  μ２２，……，  μ２  ｎ  が正常時の分散の３倍を超えた時、異常と判定し、比較器Ｍ・４０に出力する。
ここで、直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの分散が、正常・異常が区別できる理由を簡単に説明すると、直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎは相当周波数毎のフィルタになっており、フィルタをかけた時系列データの分散は、正常の場合ある値のまわりに分布する。
異常になると、特定の周波数あるいは、全部の周波数の分散からずれる。このずれ方は、直流電源の劣化に依存するので、分散を比較することで、正常・異常の判別をすることができる。
なお、比較器Ｍ・４０、設定器ｍｂ・３９ｂ以下の動作については、先に説明した第１の実施の形態  ［図２］  のそれと同一である。
【００２８】
このようにして、第２の実施の形態  ［図３］  によれば、直流電源装置の出力の正常・異常を判断する指標と成り得る直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの分散に基づいて、直流電源装置の出力投入の正常・異常を判断するように構成がなされているので、短時間に判定できるという顕著な効果を来すことになる。
【００２９】
［実施の態様３］
図４は、本発明の第３の実施の形態の回路構成を示すブロック図である。
先の図２の実施の態様１は直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの平均を抽出して、正常か異常か判断する手段であるに対して、この図４に示す本発明の第３の実施の形態は、直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの歪度を導出して、正常か異常か判断する手段である。
さらに、図４  ［この実施の態様３］  において図２  ［先の実施の態様１］  と同一の構成部分は、その説明を省略する。
ここでは、短時間フーリエ変換演算器２６から出力された周波数２７ａ，２７ｂ，……，２７ｎ［  周波数１，２，……，ｎ］  が与えられるのは、それらの各周波数の歪度を演算する歪度演算器６０ａ，６０ｂ，……，６０ｊ  である。
また、ここでの６３ａ，６３ｂ，……，６３ｊ  は歪度設定器で、直流電源の出力が正常の場合の短時間フーリエ変換の周波数２７ａ，２７ｂ，……，２７ｎの歪度６２ａ，６２ｂ，……，６２ｎを記憶しており、６５ａ，６５ｂ，……，６５ｊ  はそれら歪度設定器６３ａ，６３ｂ，……，６３ｊからの基準出力である。
そして、６４ａ，６４ｂ，……，６４ｊ  は比較器で、歪度演算器６０ａ，６０ｂ，……，６０ｊ  で演算された演算出力６１ａ，６１ｂ，……，６１ｊ  を比較器６４ａ，６４ｂ，……，６４ｊ  へ出力しており、これら比較器６４ａ，６４ｂ，……，６４ｊ  は、演算出力６１ａ，６１ｂ，……，６１ｊ  と基準出力との比較結果６６ａ，６６ｂ，……，６６ｊ  を、次段の比較器Ｍ・４０へ比較入力として与え、さらに、設定器ｍｃ・３９ｃには比較器６０ａ，６０ｂ，……，６０ｊ  での正常時の許容パターンを記憶設定されてあり、それらは比較器Ｍ・４０へ比較基準６５ａ，６５ｂ，……，６５ｊ  として与えられ、係数化された３８ａ，３８ｂ，……，３８ｊ  が比較入力６６ａ，６６ｂ，……，６６ｊ  との比較演算により、比較器Ｍ・４０は警報発生か否かの情報信号４０ａ，４０ｂ，……，４０ｊ  を出力している。
【００３０】
次に、この本発明の実施の形態３［  図４］  の動作について説明する。
先ず、測定された直流電源装置の出力波形２１を、Ａ／Ｄ変換器２４から短時間フーリエ変換演算器２６を介して、出力波形２１は時系列データＹｉ（ｉ＝１，２，……，Ｎ）  から短時間区間に分割され、次に短時間フーリエ変換演算器２６を経由して短時間フーリエ変換が演算［前紀・数式・式（１）から式（２）に至る計算］され、歪度演算器６０ａ，６０ｂ，……，６０ｊ  が以下に示すように、周波数１，２，……，ｎの各分散μ３１，  μ３２，  ……，  μ３  ｎ  を演算する。
【００３１】
2004280549.tif 000007
【００３２】
そして、歪度演算器６０ａ，６０ｂ，……，６０ｊ  により各歪度μ３１，  μ３２，  ……，  μ３  ｎ  が演算されると、設定器６３ａ，６３ｂ，……，６３ｊ  には、直流電源装置の出力波形２１が正常であるときの、短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎ［２７ａ，２７ｂ，  ……，２７ｎ］  の歪度が記憶されているが、外部の装置（  図示せず）  が演算した正常時の分散を記憶するようにしてもよいことは自明である。
【００３３】
それから、比較器６４ａ，６４ｂ，……，６４ｊ  は演算された各分散μ３１，  μ３２，  ……，μ３ ｎ  と設定器６３ａ，６３ｂ，……，６３ｊ  からの正常時の分散を比較した結果、例えば、演算された各分散μ３１，  μ３２，  ……，  μ３ ｎ  が正常時の分散の３倍を超えた時、異常と判定し、比較器Ｍ・４０に異常情報４０ａ，４０ｂ，……，４０ｊ  を出力する。
【００３４】
ここで、直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの分散が、正常・異常が区別できる理由を簡単に説明すると、直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎは相当周波数毎のフィルタになっており、フィルタをかけた時系列データの分散は、正常の場合ある値のまわりに分布する。
異常になると、特定の周波数あるいは、全部の周波数の分散からずれる。このずれ方は、直流電源の劣化に依存するので、分散を比較することで、正常・異常の判別をすることができる。
なお、比較器Ｍ・４０、設定器ｍｃ・３９ｃ  以下の動作については、先に説明した第１の実施の形態  ［図２］  のそれと同じである。
【００３５】
このようにして、第３の実施の形態  ［図４］  によれば、直流電源装置の出力の正常・異常を判断する指標と成り得る直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの歪度に基づいて、直流電源装置の出力投入の正常・異常を判断するように構成がなされているので、短時間に判定できるというこの種装置における信頼性が一段と向上できる。
【００３６】
［実施の態様４］
図５は、本発明の第４の実施の形態の回路構成を示すブロック図である。
先の図２の実施の態様１は直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの平均を抽出して、正常か異常か判断する手段であるに対して、この図５に示す本発明の第４の実施の形態は、直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの尖度を導出して、正常か異常か判断する手段である。
さらに、図５  ［この実施の態様４］  において図２  ［先の実施の態様１］  と同一の構成部分は、その説明を省略する。
ここでは、短時間フーリエ変換演算器２６から出力された周波数２７ａ，２７ｂ，……，２７ｎが与えられるのは、それらの各周波数の尖度を演算する尖度演算器７０ａ，７０ｂ，……，７０ｊ  である。
また、ここでの７３ａ，７３ｂ，……，７３ｊ  は尖度設定器で、直流電源の出力が正常の場合の短時間フーリエ変換の周波数２７ａ，２７ｂ，……，２７ｎの尖度７２ａ，７２ｂ，……，７２ｊ  を記憶しており、７５ａ，７５ｂ，……，７５ｊ  はそれら尖度設定器７３ａ，７３ｂ，……，７３ｊからの基準出力である。
そして、７４ａ，７４ｂ，……，７４ｊ  は比較器で、尖度演算器７０ａ，７０ｂ，……，７０ｊ  で演算された演算出力７１ａ，７１ｂ，……，７１ｊ  を比較器７４ａ，７４ｂ，……，７４ｊ  へ出力しており、これら比較器７４ａ，７４ｂ，……，７４ｊ  は、演算出力７１ａ，７１ｂ，……，７１ｊ  と基準出力との比較結果７６ａ，７６ｂ，……，７６ｊ  を、次段の比較器Ｍ・４０へ比較入力として与え、さらに、設定器ｍｄ・３９ｄ  には比較器７４ａ，７４ｂ，……，７４ｊ  での正常時の許容パターンを記憶設定されてあり、それらは比較器Ｍ・４０へ比較基準７７ａ，７７ｂ，……，７７ｊ  として与えられ、比較入力７６ａ，７６ｂ，……，７６ｊ  との比較演算により、比較器Ｍ・４０は警報発生か否かの情報信号４０ａ，４０ｂ，……，４０ｊ  を出力している。
【００３７】
次に、本発明の実施の形態４［  図５］  の動作について説明する。
先ず、測定された直流電源装置の出力波形２１を、Ａ／Ｄ変換器２４から短時間フーリエ変換演算器２６を介して、出力波形２１は時系列データＹｉ（ｉ＝１，２，……，Ｎ）  から短時間区間に分割され、次に短時間フーリエ変換演算器２６を経由して短時間フーリエ変換が演算［前紀・数式・式（１）から式（２）に至る計算］され、歪度演算器７０ａ，７０ｂ，……，７０ｊ  が以下に示すように、周波数１，２，……，ｎの各尖度μ４１，  μ４２，  ……，  μ４  ｎ  を演算する。
【００３８】
2004280549.tif 000008
【００３９】
そして、尖度演算器７０ａ，７０ｂ，……，７０ｊ  により各尖度μ４１，  μ４２，  ……，  μ４  ｎ  が演算されると、設定器７３ａ，７３ｂ，……，７３ｊ  には、直流電源装置の出力波形２１が正常であるときの、短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎ［２７ａ，２７ｂ，  ……，２７ｎ］  の歪度が記憶されているが、外部の装置（  不図示）  が演算した正常時の尖度を記憶するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００４０】
それから、比較器７４ａ，７４ｂ，……，７４ｊ  は演算された各尖度μ４１，  μ４２，  ……，μ４ ｎ  と設定器７３ａ，７３ｂ，……，７３ｊ  からの正常時の分散を比較した結果、例えば、演算された各尖度μ４１，  μ４２，  ……，  μ４ ｎ  が正常時の分散の３倍を超えた時、異常と判定し、比較器Ｍ・４０に異常情報４０ａ，４０ｂ，……，４０ｊ  を出力する。
【００４１】
ここで、直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの分散が、正常・異常が区別できる理由を簡単に説明すると、直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎは相当周波数毎のフィルタになっており、フィルタをかけた時系列データの分散は、正常の場合ある値のまわりに分布する。
異常になると、特定の周波数あるいは、全部の周波数の尖度からずれる。このずれ方は、直流電源の劣化に依存するので、尖度を比較することで、正常・異常の判別をすることができる。
なお、第２の比較器Ｍ・４０、設定器ｍｄ・３９ｄ  以下の動作については、先に説明した第１の実施の形態  ［図２］  のそれと同じである。
【００４２】
このようにして、第４の実施の形態  ［図５］  によれば、直流電源装置の出力の正常・異常を判断する指標と成り得る直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの歪度に基づいて、直流電源装置の出力投入の正常・異常を判断するように構成がなされておるので、短時間に判定できるというこの種装置の工業分野における生産性に卓越した貢献が可能となる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明における請求項１の発明によれば、直流電源出力電圧のリップル成分を検出し、そのリップル成分信号を所定時間ごとにサンプリングし、複数個の時系列データの短時間フーリエ変換を演算し、１からｎまでの各周波数ごとの前記短時間フーリエ変換解析値と、正常であるときの前記短時間フーリエ変換解析値とを比較することから、直流電源装置の劣化を確実かつ効率的に把握することができ、斯界の生成発展に資するところ甚大であるという特段の効果を奏する。
【００４４】
そして、本発明の請求項２の発明によれば、サンプリング手段から出力された時系列データに基づいく直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの平均を演算し、直流電源装置の正常時の平均と比較するように構成したので、従来のもと比較して直流電源装置の状況を正確に把握できるように成り、故障発生以前に直流電源装置の異常を診断することが可能となり、平均を採用することで、計測時間を短縮することができるなど、顕著な効果を来すことになる。
【００４５】
さらに、本発明の請求項３の発明によれば、サンプリング手段から出力された時系列データに基づいく直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの分散を演算し、直流電源装置の正常時の分散と比較するように構成したので、従来のもと比較して直流電源装置の状況を確実に把握できるように成り、故障発生以前に直流電源装置の異常を診断することが可能となり、分散を採用することで、ばらつきに異常が現れる現象の感度も向上でき、この種装置における信頼性が一段と高まることになる。
【００４６】
また、本発明の請求項４の発明によれば、サンプリング手段から出力された時系列データに基づいく直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの歪度を演算し、直流電源装置の正常時の歪度と比較するように構成したので、従来のもと比較して直流電源装置の状況をより確かに把握できるように成り、故障発生以前に直流電源装置の異常を診断することが可能となり、歪度を採用することで、偏に異常が現れる現象の感度向上もでき、短時間に判定できるというこの種装置における信頼性が一段と向上できる。
【００４７】
さらにまた、本発明の請求項５の発明によれば、サンプリング手段から出力された時系列データに基づいく直流電源装置の出力波形の短時間フーリエ変換の周波数１，２，……，ｎの尖度を演算し、直流電源装置の正常時の尖度と比較するように構成したので、従来のもと比較して直流電源装置の状況から事故予測を把握できるように成り、故障発生以前に直流電源装置の異常を診断することが可能となり、尖度を採用することで、ひろがりに異常が現れる現象の感度の向上もでき、この種装置の工業分野における生産性に卓越した貢献が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的原理の回路の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態における回路構成を表すブロック図
【図３】本発明の第２の実施の形態の回路構成を示すブロック図
【図４】本発明の第３の実施の形態の回路構成を表すブロック図
【図５】本発明の第４の実施の形態の回路構成を示すブロック図
【図６】従来例の回路構成をあらわすブロック図
【図７】従来例における劣化診断手法の説明図
［電気学会技術報告電気学会技術報告（２部）第３０７号「情報処理システムの保守技術−定期保守−」１９８９年９月電気学会発行、第２０頁］
【符号の説明】
１  直流電源装置
２  供給電力
３〜６  ダイオード
７  全波整流器
８  平滑コンデンサ
９  第１のＤＣ／ＤＣ変換器
１０  第２のＤＣ／ＤＣ変換器
１１  制御装置用電源
１２    制御装置
１３  制御信号
１４  第１の電圧計
１５  直流電圧表示器
１６    直流分遮断フィルタ
１７    増幅器
１８  第２の電圧計
１９  リップル電圧表示器
２０  直流電源装置の劣化診断装置［本発明］
２１    直流電源装置１の出力波形
２２  フィルタ
２３    増幅器
２４  Ａ／Ｄ変換器
２５    直流電源装置１の劣化解析器［短時間フーリエ変換解析手段を含む］
２６    短時間フーリエ変換演算器
２７ａ，２７ｂ，…，２７  ｎ  周波数［短時間スペクトル］
３０ａ，２７ｂ，…，２７ｊ    平均演算器
３３ａ，３３ｂ，…，３３ｊ    設定器
３４ａ，３４ｂ，…，３４ｊ        比較器
３９ａ      設定器ｍａ
４０    比較器Ｍ
４１    警報指令発生器
５０ａ，５０ｂ，…，５０ｊ    分散演算器
５３ａ，５３ｂ，…，５３ｊ        設定器
５４ａ，４ｂ，  …，５４ｊ        比較器
３９ｂ    設定器ｍｂ
６０ａ，６０ｂ，…，６０ｊ    歪度演算器
６３ａ，６３ｂ，…，６３ｊ    設定器
６４ａ，６ｂ，  …，６４ｊ        比較器
３９ｃ    設定器ｍｃ
７０ａ，７０ｂ，…，７０ｊ    歪度演算器
７３ａ，７３ｂ，…，７３ｊ    設定器
７４ａ，７４ｂ，…，７４ｊ        比較器
３９ｄ    設定器ｍｄ
【図１】
2004280549.tif 000009
【図２】
2004280549.tif 000010
【図３】
2004280549.tif 000011
【図４】
2004280549.tif 000012
【図５】
2004280549.tif 000013
【図６】
2004280549.tif 000014
【図７】
2004280549.tif 000015