(57)【要約】      （修正有）【課題】回転機械における転がり軸受けの破損を自動的に検出することができるシステムを提供する。【解決手段】システム１００は、少なくとも１つの周波数を含むセンサ信号を少なくとも１つのセンサ１１０から受信し、センサ信号をデジタル振動信号に変換する。システム１００は、振動信号を修正してエンベロープ信号を生成し、エンベロープ信号に変換をかけてエンベロープスペクトルを生成する。システム１００は、エンベロープスペクトル線の振幅と、それらの高調波との間の特定の関係を用いて軸受け１０６の破損を検出する。したがって、システム１００は、所定の破損周波数を参照することなく、軸受けの破損を検出する。【選択図】図１
2013088431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視されている少なくとも１つの回転コンポーネントの周波数を検出するように構成された少なくとも１つのセンサ（１１０）と、
所定の状態を示す少なくとも１つの周波数を含むセンサ信号を前記少なくとも１つのセンサ（１１０）から受信し、
前記センサ信号をデジタル振動信号に変換し、
前記デジタル振動信号からエンベロープスペクトルを生成し、
前記エンベロープスペクトルの基本周波数、および、第１の検出しきい値に基づいて軸受けの破損を検出する
ようにプログラムされたプロセッサ（２０２）と
を備える監視システム（１００）。
【請求項２】
前記プロセッサ（２０２）が、前記デジタル振動信号の歪みを検出するようにさらにプログラムされている、請求項１記載の監視システム（１００）。
【請求項３】
前記プロセッサ（２０２）が、前記デジタル振動信号にフィルタをかけるようにさらにプログラムされている、請求項１記載の監視システム（１００）。
【請求項４】
前記プロセッサ（２０２）が、前記デジタル振動信号における直接振幅を生成するようにさらにプログラムされている、請求項１記載の監視システム（１００）。
【請求項５】
前記プロセッサ（２０２）が、
前記基本周波数における第１の高調波の周波数と、第２の検出しきい値との関係を解析し、
前記基本周波数における第２の高調波の周波数と、第３の検出しきい値との関係を解析する
ようにさらにプログラムされている、請求項１記載の監視システム（１００）。
【請求項６】
ディスプレイ（２０４）をさらに含み、前記プロセッサ（２０２）が、軸受け（１０６）の破損を前記ディスプレイ上でレポートするようにさらにプログラムされている、請求項１記載の監視システム（１００）。
【請求項７】
所定の状態を示す少なくとも１つの周波数を含むセンサ信号を少なくとも１つのセンサ（１１０）から受信し、
前記センサ信号をデジタル振動信号に変換し、
前記デジタル振動信号からエンベロープスペクトルを生成し、
前記エンベロープスペクトルの基本周波数、および、第１の検出しきい値に基づいて軸受けの破損を検出する
ようにプログラムされたプロセッサ（２０２）を含む、軸受け監視システム（１００）。
【請求項８】
前記プロセッサ（２０２）が、前記デジタル振動信号の歪みを検出するようにさらにプログラムされている、請求項７記載の軸受け監視システム（１００）。
【請求項９】
前記プロセッサ（２０２）が、前記デジタル振動信号にフィルタをかけるようにさらにプログラムされている、請求項７記載の軸受け監視システム（１００）。
【請求項１０】
前記プロセッサ（２０２）が、前記デジタル振動信号における直接振幅を生成するようにさらにプログラムされている、請求項７記載の軸受け監視システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、概して回転機械に関し、より詳細には、回転機械における転がり軸受けの破損を検出する際に用いるための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力タービンなど、少なくとも一部の知られている発電システムは、電気グリッドまたは別の配電システムに電力を供給する発電機を含む。このような発電機は、軸受けによって支持される回転する駆動シャフトによって駆動される。軸受けおよび／または他の回転要素を監視するために、軸受け監視システムが用いられる場合がある。
【０００３】
少なくとも一部の知られている軸受け監視システムは、振動信号など入力信号に対してエンベロープをとるアルゴリズムを実行する。より具体的には、このようなアルゴリズムは、軸受けの破損を示唆する可能性がある、入力信号における特定の周波数の識別を可能にする。軸受けの破損を示唆する特定の周波数は、軸受け、発電システム、および他の要因に応じて様々である。したがって、少なくとも一部の知られている軸受け監視システムは、一般に、予想された周波数をもたらす軸受けの破損を検出することができるに過ぎない。したがって、軸受け監視システムは、軸受けの破損を示す可能性のあるいくつかの周波数を調べるように構成されていないためにこのような周波数を見逃している恐れがある。したがって、既知の軸受け欠陥の周波数を参照することなく、軸受けの破損を自動的に検出するシステムが必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態によれば、監視システムが提供される。この監視システムは、監視されている少なくとも１つの回転コンポーネントの周波数を検出するように構成された少なくとも１つのセンサを含む。また、この監視システムは、所定の状態を示す少なくとも１つの周波数を含むセンサ信号を少なくとも１つのセンサから受信し、センサ信号をデジタル振動信号に変換し、デジタル振動信号からエンベロープスペクトルを生成し、エンベロープスペクトルの基本周波数、および、第１の検出しきい値に基づいて軸受けの破損を検出するようにプログラムされたプロセッサを含む。
【０００５】
別の実施形態によれば、軸受け監視システムが提供される。この軸受け監視システムは、所定の状態を示す少なくとも１つの周波数を含むセンサ信号を少なくとも１つのセンサから受信し、センサ信号をデジタル振動信号に変換し、デジタル振動信号からエンベロープスペクトルを生成し、エンベロープスペクトルの基本周波数、および、第１の検出しきい値に基づいて軸受けの破損を検出するようにプログラムされたプロセッサを含む。
【０００６】
別の実施形態によれば、回転機械を監視する方法が提供される。この方法は、所定の状態を示す少なくとも１つの周波数を含むセンサ信号を少なくとも１つの、機械を監視するセンサから受信することと、センサ信号をデジタル振動信号に変換することと、デジタル振動信号からエンベロープスペクトルを生成することと、エンベロープスペクトルの基本周波数、および、第１の検出しきい値に基づいて、機械における軸受けの破損を検出することとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的軸受け監視システムのブロック図である。
【図２】図１に示されている監視システムと共に用いることができる例示的軸受け解析システムのブロック図である。
【図３】図２に示されている軸受け解析システムを用いて軸受けの破損を自動的に検出するために用いることができる例示的方法の流れ図である。
【図４】図２に示されている軸受け解析システムを用いて生成することができる例示的エンベロープスペクトルのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、回転機械１０１を監視するために用いることができる例示的軸受け監視システム１００を示す。例示的実施形態では、機械１０１は、風力タービン、水力発電機、および／または、様々な速度で動作する任意の他の回転機械などの可変速度の機械である。あるいは、機械１０１は、同期速度の機械（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｓｐｅｅｄ  ｍａｃｈｉｎｅ）でもよい。例示的実施形態では、機械１０１は、負荷１０４に結合している駆動シャフト１０２を駆動する。駆動シャフト１０２は、ギアボックスなどの支持構造体１０８の中に入っている１つまたは複数の軸受け１０６によって少なくとも部分的に支えられている。あるいは、軸受け１０６は、負荷１０４の中に入っていてもよく、かつ／または、軸受け１０６が駆動シャフト１０２を支持することを可能にする任意の好適な構造体の中に入っていてもよい。
【０００９】
例示的実施形態では、軸受け１０６は、駆動シャフト１０２および支持構造体１０８と回転接触する状態に保たれる。１つまたは複数の軸受け１０６が亀裂、剥離、または任意の他の欠陥を生む場合、軸受け１０６のそれぞれは、駆動シャフト１０２の回転中に軸受け１０６の欠陥部分が駆動シャフト１０２および／または支持構造体１０８と接触する際に、支持構造体１０８の固有周波数で振動する、または、「リンギングする」（以降では「リングイベント」と呼ばれる）場合がある。一般に、１つまたは複数のリングイベントは、機械１０１の回転速度に比例した周波数で発生する。
【００１０】
リングイベントは、一般に、支持構造体１０８および／または軸受け１０６に振動を誘発する。加速度計などの１つまたは複数の振動センサ１１０は、リングイベントの振動を検出および測定し、振動の測定量を表す信号を処理および／または解析のために信号処理システム１１４に送信する。例示的実施形態では、信号処理システム１１４は軸受け解析システムであり、より具体的には、それぞれの振動センサ１１０は、振動信号などの信号を信号処理システム１１４に送信する。振動信号は、限定しないが、シャフトの振動周波数、および／または、１つもしくは複数のノイズ周波数などの複数の周波数成分を含む。さらに、振動信号は、１つまたは複数の軸受け欠陥周波数（ｂｅａｒｉｎｇ  ｄｅｆｅｃｔ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）などの、１つまたは複数の周波数を含み得る。速度センサ１１２は、駆動シャフト１０２の回転速度を測定し、速度の測定量を示す１つまたは複数の信号を処理および／または解析のために軸受け解析システム１１４に送信する。例示的実施形態では、速度センサ１１２は、駆動シャフト１０２における各回転の間、複数の異なる時間において駆動シャフト１０２の回転速度を計測することができる。より具体的には、速度センサ１１２は、例示的実施形態では、角度によって実質的に等しく間隔のとられた駆動シャフト１０２の位置においてイベント信号またはエンコーダ信号を生み出す角度エンコーダである。あるいは、速度センサ１１２は、駆動シャフト１０２における１回転マーク（ｏｎｃｅ−ｐｅｒ−ｔｕｒｎ  ｍａｒｋ）を検出する光センサでもよい。このようなイベントまたはマークは、駆動シャフト１０２の回転速度を求めるために用いることができる。さらに、例示的実施形態では、振動センサ１１０、および／または、任意の他の好適なセンサからの測定量は、イベントに同期して収集またはサンプリングされる。
【００１１】
図２は、（図１に示されている）機械１０１の動作を解析するために用いることができる例示的軸受け解析システム１１４のブロック図である。例示的実施形態では、システム１１４は、プロセッサ２０２、ディスプレイ２０４、メモリ２０６、ヒューマンインタフェースデバイス２０７、および、通信インタフェース２０８を含む。ディスプレイ２０４、メモリ２０６、および、通信インタフェース２０８は、プロセッサ２０２にそれぞれ接続されており、またプロセッサ２０２とデータ通信する。一実施形態では、プロセッサ２０２、ディスプレイ２０４、メモリ２０６、および／または、通信インタフェース２０８の少なくとも１つは、システム１１４に通信によって接続されたリモートシステム（図示せず）の中に配置されている。
【００１２】
プロセッサ２０２は、１つまたは複数のシステムを含む任意の好適なプログラマブルシステムと、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジック回路（ＰＬＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および／または、本明細書で説明される機能を実行することができる任意の他の回路とを含む。上記の例は、例示に過ぎず、したがって、「プロセッサ」という用語の定義および／または意味を決して限定しないものとする。
【００１３】
ディスプレイ２０４は、限定しないが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ、ならびに／または、グラフィックデータおよび／もしくはテキストをユーザに対して表示することができる任意の好適な画像出力デバイスを含む。
【００１４】
メモリ２０６は、限定しないが、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、ディスケット、フラッシュドライブ、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ならびに／または、プロセッサ２０２が命令および／もしくはデータを記憶し、取り出し、かつ／もしくは、実行することを可能にする任意の好適な記憶デバイスなどのコンピュータ可読媒体を含む。メモリ２０６は、１つもしくは複数のローカル記憶デバイスおよび／またはリモート記憶デバイスを含むことができる。一実施形態では、メモリ２０６は、振動信号および／または速度信号における１つまたは複数の値などの、（共に図１に示されている）振動センサ１１０および／または速度センサ１１２からのデータを記憶する。
【００１５】
ヒューマンインタフェースデバイス２０７は、プロセッサ２０２に接続されており、ユーザからの入力を受信する。ヒューマンインタフェースデバイス２０７は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、マウス、タッチペン、（タッチパッドまたはタッチスクリーンなどの）タッチ感応パネル、ジャイロスコープ、加速度計、位置検出器、および／または、（例えばマイクを含む）オーディオ入力インタフェースを含むことができる。
【００１６】
通信インタフェース２０８は、限定しないが、ネットワークインタフェースコントローラ（ＮＩＣ）、ネットワークアダプタ、トランシーバ、および／または、本明細書で説明されるようにシステム１１４が動作することを可能にする任意の好適な通信デバイスを含むことができる。通信インタフェース２０８は、有線のイーサネット（登録商標）プロトコルまたは無線のイーサネット（登録商標）プロトコルなどの、任意の好適な通信プロトコルを用いて、ネットワーク（図示せず）、および／または、１つもしくは複数のデータ通信システムに接続することができる。
【００１７】
例示的実施形態では、プロセッサ２０２は、（共に図１に示されている）１つもしくは複数の振動センサ１１０および／または速度センサ１１２からの測定量および／または信号を解析および／または処理するために命令を実行し、かつ／または、メモリ２０６に記憶されたデータにアクセスする。プロセッサ２０２は、以下でより詳細に説明されるように、感知された測定量を示す信号を受信し、軸受けの破損を検出する。
【００１８】
図３は、振動信号を解析することによって軸受けの破損を検出する例示的方法３００の流れ図である。例示的実施形態では、方法３００は、（図２に示されている）システム１１４、および／または、本明細書で説明されるように周波数が特定されることを可能にする任意の他の好適なシステムによって実行される。方法３００のための命令および／またはデータは、（図２に示されている）メモリ２０６などのコンピュータ可読媒体に記憶され、それらの命令は、方法３００を実施するために（図２に示されている）プロセッサ２０２によって実行される。
【００１９】
例示的実施形態では、システム１１４および／またはプロセッサ２０２は、少なくとも１つのセンサから少なくとも１つの周波数を有するセンサ信号を受信（３０１）する。例えば、（図１に示されている）振動センサ１１０からのアナログ振動信号が受信（３０１）され得る。あるいは、システム１１４および／またはプロセッサ２０２は、振動センサ１１０から任意の好適な信号を受信（３０１）することができる。次に、受信（３０１）されたそれぞれの信号は、デジタル振動信号に変換（３０２）され、（図１に示されている）機械１０１における少なくとも１回の回転の間のデジタル振動信号、すなわち、（図１に示されている）駆動シャフト１０２が１回の完全な回転を通じて回転し終えるまでのデジタル振動信号は、メモリ２０６に記憶（３０４）され得る。次に、振動信号は、エンベロープをとる好適なアルゴリズムを用いて振動信号のエンベロープをとる、または振動信号を復調することによって修正（３０６）される。一実施形態では、振動信号は、その振動信号が修正（３０６）される前に、復調プロセス中にハイパスフィルタにかけられ、バンドパスフィルタにかけられ、ローパスフィルタにかけられ、整流され、かつ／または、平滑化されてもよい。例示的実施形態では、フィルタにかけられた振動信号は、エンベロープをとる（３０６）前に、符号付きの振幅を符号なしまたは直接振幅（ｄｉｒｅｃｔ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）に置き換えることによって修正される。代替的または付加的には、振動信号は、既知の任意の技術を用いて信号が修正（３０６）される前に、歪みを検出するために解析（３０７）されてもよい。歪み、または、歪みの絶対値が所定のしきい値を上まわる場合には、方法３００の実施が中止されてもよい。例えば、１を上まわる絶対値を有する歪みによって、振動信号の中に電気ノイズがあることが示されてもよい。歪みに起因して方法３００の実施が中止される場合、プロセッサ２０２は、中止の理由を示すメッセージを表示する、または伝えることができる。
【００２０】
振動信号が修正（３０６）されると、元の振動信号における１つまたは複数の高周波成分が除去され、元の振動信号の周波数より低い周波数を有するエンベロープ信号が生成される。振動信号が１つまたは複数の軸受け欠陥周波数を含む場合、エンベロープ信号は、軸受け欠陥繰り返し周波数（ｂｅａｒｉｎｇ  ｄｅｆｅｃｔ  ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）で繰り返し得る１つまたは複数の振幅ピークを含む。例示的実施形態では、軸受け欠陥繰り返し周波数は、駆動シャフト１０２の回転周波数に比例するか、または、その回転周波数とほぼ等しい。駆動シャフト１０２は、様々な速度で回転し得るため、軸受け欠陥繰り返し周波数は、駆動シャフト１０２におけるそれぞれの回転、および／または、振動信号を通じて変わり得る。
【００２１】
振動信号がエンベロープをとられる（３０６）と、システム１１４および／またはプロセッサ２０２は、エンベロープのとられた信号に対して変換（３１６）を行なって、エンベロープスペクトルを生成する。例示的実施形態では、変換（３１６）は、高速フーリエ変換である。あるいは、変換（３１６）は、どのようなデジタルフーリエ変換でもよく、または、本明細書で説明されるように方法３００が実施され、また機能することを可能にする任意の他の変換でもよい。
【００２２】
また、システム１１４および／またはプロセッサ２０２は、（図１に示されている）速度センサ１１２から速度の測定量を示す１つまたは複数の信号を受信（３１２）する。一実施形態では、速度信号は、システム１１４の中でデジタルデータ（すなわち、速度データ）に変換される。あるいは、速度データは、理論によって示唆されるか、または、設計によって決められる、駆動シャフト１０２の回転速度に基づく所定の値である。例示的実施形態では、システム１１４および／またはプロセッサ２０２は、速度データを用いて、エンベロープスペクトルを速度データの次数に変換する。例えば、図４に示されているグラフ４００などのグラフにエンベロープスペクトルが表示されている場合、Ｙ軸は、エンベロープスペクトルの振幅でもよく、Ｘ軸は、速度データ、すなわち、駆動シャフト１０２の回転速度の、高くなっていく次数における周波数でもよい。
【００２３】
図３および図４を参照すると、システム１１４および／またはプロセッサ２０２は、中央値４０２またはノイズフロアと、振動信号の破損周波数範囲（ｆａｕｌｔ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｒａｎｇｅ）４０５における周波数の標準偏差を計算する。破損周波数範囲４０５は、振動信号の範囲全体、または、範囲全体より小さい所定の範囲を含むことができる。例示的実施形態では、破損周波数範囲４０５は、約２．７５×回転速度から、約１５×回転速度までの間などの、転がり軸受けの破損周波数を含む可能性が最も高い周波数範囲になるように選ばれる。
【００２４】
システム１１４および／またはプロセッサ２０２は、中央値または標準偏差を用いて、少なくとも１つの検出しきい値を計算（３１７）する。検出しきい値は、次の式、すなわち、中央値＋所定の検出係数×標準偏差に従って計算（３１７）される。所定の検出係数は、１、２、または４などの整数であることが好ましい。例示的実施形態では、所定の検出係数４、２、および１を用いて、第１のしきい値または基本しきい値４１０、第２のしきい値４１５、および、第３のしきい値４２０である、３つの検出しきい値がそれぞれ計算（３１７）される。あるいは、中央値の代わりに平均値が用いられてもよい。
【００２５】
システム１１４および／またはプロセッサ２０２は、破損周波数範囲において基本しきい値を超えるあらゆるピークを特定（３１８）する。ピークは、ピークまたは極大点を識別し、かつ／または、見つけるための既知の任意の技術を用いて特定（３１８）されてもよい。基本しきい値を超える任意のピークの周波数は、メモリ２０６に保存され、以降では「基本周波数」４２５と呼ばれる。２つ以上の基本周波数４２５が破損周波数範囲において特定（３１８）されてもよく、またメモリ２０６に保存されてもよい。
【００２６】
いくつかのフォールスポジティブは、電気機械におけるロータバー（ｒｏｔｏｒ  ｂａｒ）によって引き起こされる振動を検出（３１９）し、その振動を無視することによって低減され得る。例えば、任意の基本周波数４２５が、電線周波数のほぼ（すなわち、±５％、±１０％、±２５％）２倍の基本周波数である場合、その基本周波数４２５は、軸受けではなくロータバーに関わる問題を示す可能性がある。電線周波数は、少なくとも１つのセンサ（図示せず）、または、メモリ２０６に記憶することができる所定値によって測定された、機械１０１によって生成される電流の周波数である。可能性のあるロータバーの問題が検出される場合、システム１１４および／またはプロセッサ２０２は、ディスプレイ２０４または通信インタフェース２０８を用いて、可能性のあるロータバーの問題をレポートすることができる。
【００２７】
システム１１４および／またはプロセッサ２０２は、それぞれの基本周波数４２５に対して、基本周波数４２５が軸受けの破損を示唆しているかどうかを解析（３２０）する。解析における第１のフェーズは、基本周波数の第１の高調波４３０、および、第２の高調波４３５を特定すること（３２１）を含む。第１の高調波４３０、および、第２の高調波４３５は、２倍の基本周波数および３倍の基本周波数にそれぞれ最も近い局所スペクトル線を見つけることによって特定（３２１）される。
【００２８】
解析（３２０）における次のフェーズは、振動信号が軸受けの破損を示唆しているかどうかを判断するために、試験セットを用いて、第１の高調波４３０および第２の高調波４３５を、第２のしきい値４１５および第３のしきい値４２０と比較することを含む。より具体的には、試験セットは、（ａ）第１の高調波４３０における振幅が、第２のしきい値４１５より大きいかどうか、（ｂ）第１の高調波４３０における振幅が、所定のピーク比に基本周波数４２５の振幅を乗算したものより大きいかどうか、（ｃ）第１の高調波４３０における振幅が、基本周波数４２５の振幅より小さいかどうか、（ｄ）第２の高調波４３５における振幅が、第３のしきい値４２０より大きいかどうか、かつ／または、（ｅ）第２の高調波４３５における振幅が、第１の高調波４３０における振幅より小さいかどうかを判定することを含むことができる。例示的実施形態では、所定のピーク比は０．５である。
【００２９】
例示的実施形態では、軸受けの破損は、ロータバーの問題が検出されず、試験セットにおけるすべての試験が真であると判定された場合に検出される。ロータバーの試験が行なわれ、それぞれの基本周波数４２５について軸受けの破損が検出される。基本周波数４２５のいずれかのうちで可能性のある軸受けの破損が検出されると、システム１１４および／またはプロセッサ２０２は、ディスプレイ２０４を用いてメッセージを表示し、かつ／または、通信インタフェース２０８を用いて可能性のある軸受けの破損を示す信号を送信することによって、軸受けの破損をレポート（３２２）することができる。メッセージは、それぞれの軸受けの破損に関わる基本周波数４２５、および／または、振動信号における直接振幅、もしくはフィルタにかけられた振動信号を含むことができる。
【００３０】
限定されないが、速度データ、電線周波数、バンドバスフィルタのためのコーナ（ｃｏｒｎｅｒ）、歪みの所定のしきい値、破損周波数範囲、所定の検出係数、および、所定のピーク比などの、方法３００を実施する際に用いられる任意の所定値、および／または、任意のパラメータは、方法３００の調整を容易にするように構成可能であることを理解されたい。より具体的には、このような所定値およびパラメータは、ヒューマンインタフェースデバイス２０７もしくは通信インタフェース２０８を用いて入力されてもよく、または、プロセッサ２０２による使用のためにメモリ２０６に記憶されていてもよい。
【００３１】
システム１１４は、回転機械から軸受け破損周波数を自動的に検出することを容易にする。既知の破損周波数だけを検出することに限定され得る公知のシステムに比べると、システム１１４は、既知の破損周波数を参照することなく、破損周波数を検出することができる。公知の検出システムは、軸受けの破損を示すために、既知の所定の組の周波数を探す。対照的に、システム１１４は、振動センサ１１０からの測定量を収集し、軸受けの破損を示唆するパターンを検出する。したがって、方法３００は、使用中の特定の軸受け、および／または、軸受けの破損が予想される周波数に関するいかなる知識も有することなく動作する。さらに、公知のシステムとは対照的に、システム１１４は、振動信号、回転シャフトの速度、および電線周波数の入力に加え、バンドパスフィルタのコーナ、歪みのしきい値、回転シャフトの速度の倍数として表される破損周波数範囲、少なくとも１つの検出係数、およびピーク比を必要とする場合があるだけである。
【００３２】
上記の実施形態は、回転機械における軸受けの破損を自動的に検出する際に用いるための、効率的で対費用効果の高いシステムおよび方法を提供する。本明細書で説明された方法は、振動信号のエンベロープをとり、回転シャフトの速度の次数における、エンベロープのとられたデータに変換する。本方法は、軸受けの破損を検出するために、エンベロープのスペクトル線の振幅と、それらの高調波との間の特定の関係を用いる。したがって、本方法は、所定の破損周波数を参照することなく、軸受けの破損を検出する。さらに、本方法は、特に誘導モータのロータバーの影響を排除し、実際の軸受けの破損に固有であるスペクトルの高調波における複雑なパターンを特定することによって、誘導モータのロータバーの通過、発電機の電気ノイズ、発電機軸受けの溝彫り（ＥＤＭ）、および／または、ギアボックスメッシュの高調波（ｇｅａｒｂｏｘ  ｍｅｓｈ  ｈａｒｍｏｎｉｃｓ）などのフォールスポジティブ発生源を無視するように設計される。
【００３３】
回転機械における軸受けの破損を自動的に検出するための方法およびシステムに関する例示的実施形態が、上記に詳細に説明されている。本方法および本システムは、本明細書で説明された特定の実施形態に限定されず、むしろ、本システムの構成要素、および／または、本方法のステップは、本明細書で説明されている他の構成要素および／または他のステップから切り離されて独立に利用されてもよい。例えば、本方法は、他の測定システムおよび他の測定方法と組み合わせて用いられてもよく、本明細書で説明された回転機械のみと共に実施することに限定されない。むしろ、例示的実施形態は、他の多くの電力システムの用途に関連して実施されてもよく、また利用されてもよい。
【００３４】
本発明の様々な実施形態における具体的な特徴は、一部の図面に示され、他の図面には示されていない場合があるが、これは便宜上に過ぎない。本発明の原理によれば、図面における任意の特徴は、任意の他の図面における任意の特徴と組み合わせて参照され、かつ／または、特許請求され得る。
【００３５】
本書は、最良の形態を含めて本発明を開示するために、さらに、任意のデバイスまたはシステムの製造および使用、ならびに、取り入れられた任意の方法の実施を含めて本発明を当業者が実施することを可能にするために例を用いている。本発明における特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者には思い浮かぶ他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが本特許請求の範囲における文字通りの言葉と異なることのない構造的要素を有する場合、または、本特許請求の範囲における文字通りの言葉と実質的に差のない等価な構造的要素を含む場合には、本特許請求の範囲内であることが意図されている。
【符号の説明】
【００３６】
１００  監視システム
１０１  機械
１０２  駆動シャフト
１０４  負荷
１０６  軸受け
１０８  支持構造体
１１０  センサ
１１２  速度センサ
１１４  システム
２０２  プロセッサ
２０４  ディスプレイ
２０６  メモリ
２０７  ヒューマンインタフェースデバイス
２０８  通信インタフェース
３００  方法
３０１  少なくとも１つのセンサから、少なくとも１つの周波数を有するセンサ信号を受信
３０２  センサ信号をデジタル振動信号に変換
３０４  振動信号をメモリに記憶
３０６  振動信号のエンベロープをとる
３０７  歪みを解析
３１２  速度センサから信号を受信
３１６  エンベロープ信号の変換を実行
３１７  検出しきい値を計算
３１８  基本周波数を特定
３１９  ロータバーの問題を特定
３２０  基本周波数および高調波を解析
３２１  少なくとも１つの高調波を特定
３２２  軸受けの破損をレポート
４００  グラフ
４０２  中央値
４０５  破損周波数範囲
４１０  しきい値
４１５  しきい値
４２０  しきい値
４２５  基本周波数
４３０  第１の高調波
４３５  第２の高調波
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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