(57)【要約】      （修正有）【課題】設備の電流値を測定して、余寿命を演算することを目的とする。【解決手段】制御装置21の出力電流を検出する電流検出部1と、出力電流を直流電気信号へ変換する交流直流変換部4と、直流電気信号から電流ピーク値を取り出すピーク値抽出部5と、電流ピーク値の最大値を代表ピーク値として設定する代表ピーク値設定部6と、代表ピーク値と前記制御装置の特性データ8から制御装置21の寿命繰り返し回数を求める寿命繰り返し回数演算部7と、該ピーク値の代表ピーク値以外について代表ピーク値の繰り返し回数に等価変換する等価換算演算部10と、寿命繰り返し回数と等価換算演算部10との出力から合計の繰り返し回数を演算する合計繰り返し回数演算部11と、稼働状況データ部12と合計の繰り返し回数とから累積繰り返し回数を演算する累積繰り返し回数演算部13と、累積繰り返し回数と寿命繰り返し回数から前記設備の余寿命を演算する余寿命演算部14とを備える。【選択図】図１
2005106767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を制御する制御装置の寿命を診断する制御装置の寿命診断装置において、
前記制御装置の出力電流を検出する電流検出部と、
前記出力電流を直流電気信号へ変換する交流直流変換部と、
前記直流電気信号から電流ピーク値を取り出すピーク値抽出部と、
前記電流ピーク値の最大値を代表ピーク値として設定する代表ピーク値設定部と、
前記代表ピーク値と前記制御装置の特性データに基づいて前記制御装置の寿命繰り返し回数を求める寿命繰り返し回数演算部と、
前記抽出したピーク値の代表ピーク値以外について代表ピーク値の繰り返し回数に等価変換する等価換算演算部と、
前記寿命繰り返し回数と等価換算演算部との出力に基づいて合計の繰り返し回数を演算する合計繰り返し回数演算部と、
前記制御装置の稼働状況と前記合計の繰り返し回数とに基づいて累積繰り返し回数を演算する累積繰り返し回数演算部と、
前記累積繰り返し回数と寿命繰り返し回数とに基づいて前記設備の余寿命を演算する余寿命演算部とを備えることを特徴とする制御装置の寿命診断装置。
【請求項２】
前記寿命診断装置は、前記制御装置内に組み込まれたものである請求項１記載の制御装置の寿命診断装置。
【請求項３】
前記寿命診断装置は、前記制御装置とは別体となっている請求項１記載の制御装置の寿命診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置の寿命を診断する制御装置の寿命診断装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来の寿命診断は、検出電流と放熱フィンの温度を測定し、トランジスタの温度の変化率と変化幅を演算し、トランジスタの寿命を推定しているものがある。トランジスタ寿命診断装置は、検出電流と放熱フィンの温度を測定し、トランジスタの温度の変化率と変化幅を演算し、寿命に到達したかという判定をする装置である（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−１２６３３７号公報（第１８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の寿命診断装置では、出力電流と放熱フィンの温度を同時に測定するようになっており、簡単にトランジスタ寿命の推定のためのデータ収集ができないという問題があった。また、今後、設備が故障までの時間を知りたいような場合は、余寿命を演算する機能を持たないので、不可能という問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、設備の電流値を測定して、容易に余寿命を演算するトランジスタ寿命診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
本発明の制御装置の寿命診断装置は、電動機を制御する制御装置の寿命を診断する制御装置の寿命診断装置において、前記制御装置の出力電流を検出する電流検出部と、前記出力電流を直流電気信号へ変換する交流直流変換部と、前記直流電気信号から電流ピーク値を取り出すピーク値抽出部と、前記電流ピーク値の最大値を代表ピーク値として設定する代表ピーク値設定部と、前記代表ピーク値と前記制御装置の特性データに基づいて前記制御装置の寿命繰り返し回数を求める寿命繰り返し回数演算部と、前記抽出したピーク値の代表ピーク値以外について代表ピーク値の繰り返し回数に等価変換する等価換算演算部と、前記寿命繰り返し回数と等価換算演算部との出力に基づいて合計の繰り返し回数を演算する合計繰り返し回数演算部と、前記制御装置の稼働状況と前記合計の繰り返し回数とに基づいて累積繰り返し回数を演算する累積繰り返し回数演算部と、前記累積繰り返し回数と寿命繰り返し回数とに基づいて前記設備の余寿命を演算する余寿命演算部とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によると、設備の外部から、電流を測定し、容易に短時間に余寿命を診断することができ、設備の予防保全を実現することが可能となる、という格段の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１を用いて本実施例を説明する。制御装置21から電動機20へ供給される電流を電流検出部1にて出力電流を検出する。この場合には、制御装置21と電動機20を接続するケーブルを外部からクランプする方法、またはケーブルと制御装置の出力端子の間に電流検出部1を取り付ける方法がある。
電流読取部3は、電流検出部1で検出した電流を読取る。この電流読取部3で読取った電流値は、交流電気信号である。交流直流変換部5は、交流電気信号のピーク値を求めやすくするために、電流読取部3で得た交流電流を直流に変換する。
ピーク値抽出部5は、交流直流変換部4で直流に変換した出力信号の中から、ピーク値を抽出する。代表ピーク値設定部6は、ピーク値抽出部5で抽出したピーク値の中から代表ピーク値を設定する。
【０００８】
特性データ部8は、製品の型式、容量などにより決定される定格電流値、許容過負荷電流値などを含む製品の特性データを格納している。パワーサイクルデータ部9は、トランジスタに一定の繰り返し電流を加えた時、トランジスタが故障する時の繰り返し電流と故障に至る繰り返し回数を格納している。
寿命繰り返し回数演算部7は、代表ピーク値設定部6と特性データ部8とパワーサイクルデータ部とのデータに基づき、寿命繰り返し回数を演算する。
ピーク値設定部6で設定した代表ピーク値の電流値をＩａ、特性データ部8から製品定格電流値Ｉｃ、過負荷電流値Ｉｏ、電流値からトランジスタの温度変化を求める常数Ｔ１，最大温度を求める常数Ｔ２とすると、Ｉａ／Ｉｃ×T1、Ｉa／Ｉｃ×T2のときの故障に至る回数Ｎａをパワーサイクルデータ部9を用いて算出する。
【０００９】
等価換算演算部10は抽出した代表値以外のピーク値Ｉｄ、Ｉｅ、・・・、Ｉｎを製品の特性データ部8の定格電流値Ｉc、過負荷電流値Ｉｏを用い、Ｉｄ／Ｉｃ×Ｔ１、Ｉｄ／Ｉｃ×Ｔ２のとき、故障に至る回数Ｎｄをパワーサイクルデータ部9を用いて算出する。その後、代表ピーク値における等価繰り返し回数Ｎｂを
【００１０】
Ｎｂ＝Ｎａ×（１＋Ｎａ／Ｎｄ）  ・・・（１）
【００１１】
として計算する。
合計繰り返し回数演算部11は、設備の１サイクルワークにおける一定の電流値以上のすべてのピーク値における合計繰り返し回数Ｎｃを
【００１２】
Ｎｃ＝（１＋Ｎａ／Ｎｄ＋Ｎａ／Ｎｅ＋・・・＋Ｎａ／Ｎｎ）  ・・・（２）
【００１３】
として求め、代表ピーク値の合計繰り返し回数に変換する。
【００１４】
稼動状況データ部12は、１日あたりの稼働時間Ｈ、月当たりの稼働日数Ｄ、稼働開始日Ｄｓ、診断日Ｄｔ、１時間あたりの製作ワーク個数Ｗｃのデータを格納している。
累積繰り返し回数演算部13は、設備の１サイクルワークにおける代表ピーク値の合計繰り返し回数Ｎｃと稼働状況データ部12の１日あたりの稼働時間Ｈ、月当たりの稼働日数Ｄ、稼働開始日Ｄｓ、診断日Ｄｔ、１時間あたりの製作ワーク個数Ｗｃから設備稼働後の代表ピーク値における累積繰り返し回数ΣＮは、
【００１５】
ΣＮ＝Ｎｃ×Ｈ×Ｗｃ×［Ｄ×Ｄｉ＋Ｄｍ］  ・・・（３）
【００１６】
として累積繰り返し回数を求める。
ただし、
【００１７】
Ｄｉ＝（Ｄｔ−Ｄｓ）／３０の整数部
Ｄｍ＝（Ｄｔ−Ｄｓ）／３０の余り
【００１８】
である。
１４は代表ピーク値におけるトランジスタの寿命繰り返し回数Ｎａと設備稼働後の等価ピーク値における累積繰り返し回数ΣＮと、１サイクルの代表ピーク値における繰り返し回数Ｎｃと、１時間当たりの製作ワーク個数Ｗｃから、ピーク値におけるトランジスタの余寿命時間ＨＬを
【００１９】
ＨＬ＝（Ｎａ−ΣＮ）／Ｎｃ／Ｗｃ  ・・・（４）
として余寿命を演算する。
【００２０】
以下、図１、図２、図３を用いて、上記の動作を説明する。
Ｓ１では、本装置の測定開始を行うと、電流値読取部3にて出力電流値が読取られる。電流値読取部3の出力電流は、交流直流変換部4において、直流電流に変換される。
Ｓ２では、設備のスタート信号を入力する。Ｓ３では、設備のワークに対する作業が１回完了する。
Ｓ４では、設備停止時に流れるピーク電流をトリガ信号として検出し、読み込んだデータを自動的に記録媒体に書き込み完了する。
Ｓ５では、ピーク値抽出部5において、ピーク値を抽出する。取り込んだ測定データは、図３に示すように、明確なピーク値を示すデータ例１０１〜１０４になる。
Ｓ６では、代表ピーク値設定部6において、ピーク値１０１〜１０４から、、最大ピーク値１０１の約１００分の１の影響度以下になるような判別値１００により寿命に影響するピーク値１０２が抽出される。
Ｓ７では、寿命繰り返し回数演算部7において、抽出されたピーク値のうち、ピーク値１０１を代表とし、トランジスタのパワーサイクルデータ部9と製品の特性データ部8に基づいて、代表ピーク値１０１の寿命繰り返し回数を算出する。
Ｓ８では、等価換算演算部10において、ピーク値１０２の寿命繰り返し回数を求める。
Ｓ９では、ピーク値１０２の寿命繰り返し回数を代表ピーク値１０１における等価繰り返し数に変換する。
【００２１】
Ｓ１０では、合計繰り返し回数演算部11において、設備の１サイクルワークにおける代表ピーク値１０１の合計等価繰り返し回数を求める。
Ｓ１１では、稼動状況データ部12と合計繰り返し回数演算部11との基づいて、設備稼働後から診断日までの稼働時間を求め、累積繰り返し回数を演算する。
Ｓ１２では、代表ピーク値１０１の累積繰り返し回数と寿命繰り返し回数から余寿命を求める。算出余寿命などのデータを表示印刷設定部15に転送処理し、操作者の要求するデータを表示、印刷を実行する。
以上説明した制御装置の寿命診断装置は、制御装置内に組み込まれていてもよく、また、制御装置とは、別体としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、トランジスタの寿命を診断するトランジスタ寿命診断装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のトランジスタ寿命診断装置の構成図
【図２】本発明のトランジスタ寿命診断装置の動作を示すフローチャート図
【図３】測定データの例
【符号の説明】
【００２４】
1：電流検出部
4：交流直流変換部
5：ピーク値抽出部
6：代表ピーク値設定部
7：寿命繰り返し回数演算部
8：特性データ部
9：パワーサイクルデータ部
10：等価換算演算部
11：合計繰り返し回数演算部
12：稼動状況データ部
13：累積繰り返し回数演算部
14：余寿命演算部
【図１】
2005106767.tif 000003
【図２】
2005106767.tif 000004
【図３】
2005106767.tif 000005