电机损耗诊断方法及利用该方法的电机损耗诊断系统与流程

1.本发明涉及电机损耗诊断方法及损耗诊断系统，更详细地，目的是提供一种能够诊断电机的个别损耗而以便能够改善电机效率的电机损耗诊断方法及损耗诊断系统。


背景技术：

2.电机是将电能变换为机械能的装置。因此，为了降低能量费用和碳排放量而要求高效率电机。为此，自2008年7月1日起，对37千瓦以上至200千瓦以下的三相感应电动机，实施强制使用高效电动机的最低效率制。而且，自2010年1月1日起，对0.75kw以上、37kw以下的小容量三相感应电动机也实施最低效率制。
3.这种最低效率制不仅在韩国实施，而且正在全世界范围内实施，因此，如果电机不能满足基准效率，则不仅不能在韩国销售，也不能在美国、加拿大、澳大利亚、欧盟、中国、日本等多个国家销售。
4.因此，电机生产后，必须测量电机的效率。电机的效率通过测量电机运转中的电压、电流、有效功率、温度、扭矩、旋转速度等运转数据而计算。
5.韩国授权专利号10-0944394(授权日2010年02月19日)
6.韩国授权专利号10-0542893(授权日2006年01月05日)


技术实现要素：

7.技术课题
8.以往，测量电机的运转数据并计算电机的效率，只判断电机是否满足基准效率。因此，当电机不满足基准效率时，进行再设计并重新测量电机的效率。在这种情况下，只测量电机的效率，存在不知道为了提高电机的效率而应改善哪里的问题。
9.本发明用于解决上述问题。本发明目的是提供一种电机损耗诊断方法及其系统，可以在测量电机的效率的同时掌握对电机的效率造成影响的要素，以便能够改善电机的效率。
10.解决课题的方案
11.根据本发明一个方面的电机损耗诊断方法包括数据输入步骤、个别损耗分析步骤、效率计算步骤、损耗率评估步骤、输出步骤。所述数据输入步骤为了测量电机的效率而接受所述电机的运转数据的输入。所述个别损耗分析步骤使用所述运转数据来计算所述电机铁损率、机械损耗率、附加负载损耗率、定子损耗率及转子损耗率的个别损耗率。所述效率计算步骤使用在所述个别损耗分析步骤中计算的所述个别损耗率来计算所述电机的效率。所述损耗率评估步骤从存储了满足基准效率的电机的个别损耗率数据的数据库，计算在所述个别损耗分析步骤中计算的个别损耗率超出所述数据的平均值的程度。所述输出步骤输出在所述效率计算步骤中计算的效率和在所述损耗率评估步骤中计算的超出程度。
12.另外，在所述的电机损耗诊断方法中，优选所述输出步骤以能够知道在所述损耗率评估步骤中计算的超出程度是否比所述平均值超过标准偏差的方式进行输出。
13.另外，优选所述电机损耗诊断方法还包括数据存储步骤，当在所述效率计算步骤中计算的效率为基准效率以上时，将在所述个别损耗分析步骤中计算的个别损耗率存储于所述数据库。
14.另一方面，根据本发明另一方面的电机损耗诊断系统包括数据输入模块、个别损耗分析模块、效率计算模块、存储模块、损耗率评估模块、输出模块。所述数据输入模块为了测量电机的效率而接受所述电机的运转数据的输入。所述个别损耗分析模块使用所述运转数据来计算所述电机的铁损率、机械损耗率、附加负载损耗率、定子损耗率以及转子损耗率的个别损耗率。所述效率计算模块使用所述个别损耗分析模块计算的所述个别损耗率来计算所述电机的效率。所述存储模块具备数据库，所述数据库存储满足基准效率的电机的个别损耗率的数据。所述损耗率评估模块计算所述个别损耗分析模块计算的个别损耗率超出所述数据库中存储的数据的平均值的程度。所述输出模块输出所述效率计算模块计算的效率和所述损耗率评估模块计算的超出程度。
15.另外，在所述的电机损耗诊断系统中，优选所述输出模块以能够知道所述损耗率评估模块计算的超出程度是否比所述平均值超过标准偏差的方式进行输出。
16.另外，在所述的电机损耗诊断系统中，优选在所述效率计算模块计算的效率为基准效率以上时，所述存储模块将所述个别损耗分析模块计算的个别损耗率存储于所述数据库。
17.发明效果
18.根据本发明，显示出电机的铁损率、机械损耗率、附加负载损耗率、定子损耗率及转子损耗率的个别损耗率。因而不仅可以知道电机的效率因为哪个个别损耗率而低下，而且可以知道应改善电机哪个部分来提高电机的效率。
附图说明
19.图1是根据本发明的电机损耗诊断系统的一实施例的概念图，
20.图2是使用图1的实施例来诊断电机的损耗的方法的概念图，
21.图3及图4是图1的实施例的输出模块实施输出步骤的示例。
22.1：电机，10：电机损耗诊断系统，11：数据输入模块，13：个别损耗分析模块，15：效率计算模块，17：存储模块，19：损耗率评估模块，21：输出模块。
具体实施方式
23.参照图1至图4，说明根据本发明的电机损耗诊断系统及使用该诊断系统的电机损耗诊断方法的一实施例。
24.根据本发明的电机损耗诊断系统10包括数据输入模块11、个别损耗分析模块13、效率计算模块15、存储模块17、损耗率评估模块19、输出模块21。
25.输入模块11为了测量电机1的效率而接受电机1的运转数据的输入。作为用于测量效率的运转数据有驱动中的电机的电压、电流、有效功率、温度、扭矩、旋转速度等。电机1的效率是接受这些数据的输入而计算电机的效率。为了接受这些数据的输入，电机1中加装了电阻表、温度记录仪、功率分析器等。
26.个别损耗分析模块13使用从输入模块11输入的这些运转数据计算驱动中的电机1
的诸如铁损率、机械损耗率、附加负载损耗率、定子损耗率及转子损耗率的个别损耗率。
27.效率计算模块15使用个别损耗分析模块13计算的个别损耗率，计算所检查的电机1的效率。使用这些运转数据来计算个别损耗率的方法和使用个别损耗率来计算电机的效率的方法均是广泛公知的方法，因而省略详细说明。效率计算模块15计算电机的效率后，可以知道电机是否满足基准效率。
28.存储模块17具备数据库，所述数据库存储满足基准效率的电机的个别损耗率的数据。即，数据库存储了通过电机的性能测试而满足基准效率的多个电机的个别损耗率。此时，可知各个个别损耗率的平均值与标准偏差。于是，可以知道满足基准效率的电机的个别损耗率的平均值与标准偏差。另一方面，在效率计算模块15计算的电机的效率满足基准效率时，存储模块17将个别损耗分析模块13计算的个别损耗率存储于数据库，更新个别损耗率的数据。
29.损耗率评估模块19计算个别损耗分析模块13计算的个别损耗率超出数据库中存储的个别损耗率的数据的平均值的程度。在本实施例中，计算个别损耗分析模块13计算的个别损耗率超出满足基准效率的电机个别损耗率平均值是否在标准偏差的范围内。如果知道个别损耗率的值，则不仅是计算该电机的效率，还可以掌握电机的设计状态。于是，当个别损耗分析模块13计算的个别损耗率超出平均值在标准偏差范围内时，该电机满足基准效率。另外，当个别损耗分析模块13计算的个别损耗率不良，损耗率比平均值超过标准偏差的程度时，该电机不满足基准效率。而且，当特定的个别损耗率不良时，可以进行该电机的诊断分析。
30.例如，个别损耗率中的铁损较高时，可知铁芯材料和板材厚度不好，需要对此进行探讨，可以预计改善铁芯材料和板材厚度时效率将提高。而且，当诸如摩擦及风损的机械损耗较高时，可知该电机的轴承、风扇设计及制造不良、冷却不良。因此，如果知道各个个别损耗率的程度，则可以知道电机的设计状态。由此可以提高电机的效率。
31.输出模块21输出效率计算模块15计算的效率和损耗率评估模块19计算的个别损耗率超出平均值的程度。于是，电机的设计者可以由此知道电机的问题和效率改善方案。
32.使用本实施例的电机损耗诊断系统的电机损耗诊断方法包括数据输入步骤s11、个别损耗分析步骤s13、效率计算步骤s15、损耗率评估步骤s17、数据存储步骤s19、输出步骤s21。
33.数据输入步骤s11是为了测量电机1的效率，数据输入模块11从附着于电机1的传感器接受运转中的电机1的电压、电流、有效功率、温度、扭矩、速度等运转数据的输入。
34.个别损耗分析步骤s13是个别损耗分析模块13使用从数据输入模块11输入的运转数据，计算运转中的电机1的铁损率、机械损耗率、附加负载损耗率、定子损耗率及转子损耗率的个别损耗率。
35.效率计算步骤s15是效率计算模块15使用在个别损耗分析步骤中计算的个别损耗率来计算电机1的效率。
36.损耗率评估步骤s17是比较存储模块17中存储的数据库与在个别损耗分析步骤s13中计算的个别损耗率，计算在个别损耗分析步骤s13中计算的个别损耗率超出数据库中存储的数据的平均值的程度。即，判断在个别损耗分析步骤s13中计算的个别损耗率超出满足基准效率的个别损耗率的平均值是否在标准偏差以内。在个别损耗分析步骤s13中计算
的所有个别损耗率在标准偏差以内时，可知该电机满足基准效率。如果一部分个别损耗率超过该标准偏差时，可知该电机的设计存在问题。
37.数据存储步骤s19是当在效率计算步骤s15中计算的电机1的效率为基准效率以上时，将在个别损耗分析步骤s13中计算的个别损耗率存储于存储模块17的数据库。即，数据存储步骤s19用于对满足基准效率的电机的个别损耗率的数据进行更新。通过数据存储步骤s19，电机损耗诊断系统10可以积累更多个别损耗率的数据。
38.输出步骤s21是输出模块21输出在效率计算步骤s15中计算的效率和在损耗率评估步骤s17中计算的超出程度。图3和图4是输出步骤s21输出的一例。如图3和图4所示，可以掌握各个个别损耗率的程度。如果掌握了各个个别损耗率的程度，则可知该电机的问题。如图3所示，当铁损较高时，即，当比平均值的标准偏差高时，可知铁芯的材料、板材的厚度存在问题，需要探讨。而且，如图4所示，当诸如摩擦及风损的机械损耗较高时，可知轴承的设计不良、冷却不良。
39.因此，根据本实施例，不仅可以判断电机的效率是否满足基准效率，而且可以通过电机的个别损耗分析来进行电机的诊断。