NEW2020年5月 電流総合診断タイプにラインアップ追加

モータ状態監視機器 K6CM本当は、見つけられる。
モータ異常の兆候。

  • インバータ使用環境にも適した機種を追加
  • メンテナンス時期がわかるしきい値設定
  • PCでモニタリングできるツールソフト
  • 既存設備でも後付けしやすいクランプ式CT

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モータ状態監視機器 K6CM

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K6CMが、モータの
メンテナンス時期をお知らせ

K6CM電流総合診断タイプならモータだけでなくモータの先にあるファンなども含めて監視できます。
状態を劣化度として数値化し、しきい値を設定することで異常を判定しお知らせします。メンテナンス時期の判断などに役立ちます。

三相インダクションモータ
/ポンプの状態を数値化

  • メンテナンス時期がわかるしきい値設定
  • PCでモニタリングできるツールソフト
  • 既存設備でも後付けしやすいクランプ式CT

K6CMによるモータメンテナンスへの対応

K6CMの状態監視により、モータの破壊前にメンテナンスを実行することが可能です。

タイプ 監視パラメータ 特徴
電流総合診断 劣化度1、劣化度2、電流 回転軸に影響する異常は劣化度により監視可能
振動&温度 加速度、速度、温度 ベアリングの異常は加速度の状態監視により監視可能
絶縁抵抗 絶縁抵抗 従来のメガ測定と違い、動作状態での絶縁抵抗測定可能

機種と劣化進行/故障モード対応表

モータ関連で発生する故障モード(モータ絶縁劣化、ベアリング異常、回転軸異常、負荷異常)と、K6CMで状態を数値化できる計測値の関係

*負担や回転軸の異常はベアリングへのストレスとなり、
ベアリングキズや破損に至る原因となります。

2018 TPM優秀商品賞(開発賞)受賞

TPM(Total Productive Maintenance 「全員参加の生産保全」)とは、社団法人日本プラントメンテナス協会によって1971年に提唱されました。
TPMは、「生産システム効率化の極限追求(総合的効率化)をする企業体質づくりを目標にして生産システムのライフサイクル全体を対象とした“災害ゼロ・不良ゼロ・故障ゼロ”などあらゆるロスを未然防止する仕組みを現場現物で構築し、生産部門をはじめ、開発・営業・管理などのあらゆる部門にわたってトップから第一線従業員にいたるまで全員が参加し、重複小集団活動により、ロス・ゼロを達成すること」、と定義されています。

TPM優秀商品賞には開発賞と実効賞の2賞が設けられていますが、モータ状態監視機器 K6CMはアイディアと先行性・独創性に優れた商品に贈られる開発賞を受賞しました。

*TPMの商標、ロゴマークは、日本およびその他の国における日本プラントメンテナンス協会の登録商標または商標です。

電流総合診断タイプ

モータと負荷両方の状態監視をしたい

*測定できるモータはモータ電流1~600Aまでで、1.5~300kw(400V系)、0.75~150kw(200V系)です。
*サーボモータの測定はできません。

こちらのページでは実際のアプリケーションをイメージいただける動画をご用意しております。
詳細はこちら

2種類のアルゴリズムで劣化度1と劣化度2を
演算し、複合的に異常を監視

劣化度1

サンプリング周期の間に取得した電流波形データ全体に対して、理想の状態である滑らかなサイン波からの乖離度を数値化するため、モータの軸に不規則な影響を与える異常の監視に向いています。

【検出異常】
キャビテーション、異物嚙込み、など

劣化度2 NEW

モータの回転軸に影響する周波数成分の内、特定の周波数成分を顕著に捉えて数値化するため、定期的に発生する異常監視に向いています。特にインバータノイズなどがある環境でも、感度良く異常を検出できます。

【検出異常】
ミスアライメント、アンバランス、異物付着など

さまざまなモータ異常に対して適切な
電流総合診断パラメータを用意

インバータ使用時の正常な状態

不規則変化劣化度1

“劣化度1”の方が感度が高くなる異常の例

キャビテーション発生
電流波形全体に影響を与える異常を捉えることが可能。

不規則変化劣化度2 NEW

“劣化度2”の方が感度が高くなる異常の例

ミスアライメント発生
特定の周波数成分の異常を、インバータによる
ノイズ成分と区別して捉えることが可能。

*劣化度の計測にはモータ定速運転状態で約5秒を要します。

CT選定表

お使いのモータの容量を確認し表のモータ容量のに当てはめて、該当のCT形式をご確認ください。 あてはまるCTが適切にご使用いただけるCTです。

200V系モータ

400V系モータ

接続例(電流総合診断タイプ)

テクニカルデータ(電流総合診断タイプ)

モータ容量から電流値を算出する場合は以下の式をお使いください。

●(例)5.5kWモニタを200Vで使用する場合

上記計算式に5.5kw, 200Vをあてはめるとモータの電流値は22Aとなり、22Aが計測範囲内にあるCT 形K6CM-CICB025を選定します。
形K6CM-CICB100でも計測範囲が20~100Aで、22Aは範囲内なのでこれでも使用可能ですが、より精度のよい計測のためには、定格電流の小さいCTを優先して選定してください。

注. 上の式では力率、効率は一般的な値、また、負荷率が100%を前提としていますが、実使用環境によっては、実際の電流値と計算値が異なる場合があります。CTの計測範囲の下限値を下回る電流で使用すると、劣化度の計測誤差が大きくなりますので、可能であれば、クランプメータなどで定常運転時の電流を測定し、その電流に応じたCTを選定してください。

振動・温度タイプ

ベアリング異常を早期に見つけたい

接続例(振動・温度タイプ)

*センサヘッドとプリアンプ間は、専用ケーブルで2.9mです。延長することはできません。
*センサヘッドとプリアンプはセットで、出荷時に校正と検査をしています。必ず、出荷時の組み合わせでお使いください。

計測数値は 「加速度」、「速度」、
「モータ温度」、「差温」

加速度、速度、モータ温度、差温によりモータの異常を検知します。

*差温はセンサヘッドの温度と、プリアンプ周辺の温度差を計測しており、モータ表面温度と周囲温度の差を表します。

● 加速度

モータのベアリングに異常があると加速度の数値が上昇します。

絶対値判定
絶対値による監視は、モータの状態が不明な場合に行います。
監視対象のモータ軸経D(mm)と回転速度N(rpm)からしきい値が決まります。

  • A領域:正常
  • B領域:注意
  • C領域:異常

 
相対値判定(傾向監視)
初期測定値がA領域の場合は、その数値を元値とし、その3倍を超えたら注意、5倍を超えたら異常として判定します。

● 速度

速度はモータ軸の振動で上昇します。

絶対値判定
初期測定値を左のグラフに照らし良否のしきい値を設定します。

  • A領域:正常
  • B領域:正常
  • C領域:注意
  • D領域:異常

 
対象モータのクラスは、下表にしたがいます。

機器クラス 定義
クラスⅠ 小型機械
(代表例:出力15kW以下のモータ)
クラスⅡ 中型機械
(代表例:出力15kW ~ 75kW以下の
モータおよび300kW以下の機械)
クラスⅢ 大型機械:
高い剛性をもつ重い基礎上に
据え付けられたもの
クラスⅣ 大型機械:
柔らかい剛性をもつ基礎上に
据え付けられたもの

相対値判定(傾向監視)
初期測定値がAもしくはB領域の場合は、その数値を元値とし、その3倍を超えたら注意、5倍を超えたら異常として判定します。

監視対象のモータ情報を専用ツールに入力することで、加速度と速度の警報しきい値(絶対値判定)を自動で設定することができます。

● モータ温度

モータ温度はモータ表面の温度を測定します。モータの仕様にあわせてしきい値を決めます。

● 差温

差温はモータ表面と周囲温度との差。モータ異常による温度上昇を検知します。

絶縁抵抗タイプ

動いてるモータの絶縁抵抗値を計測したい

*測定できるモータは7.5kw までです。

接続例(絶縁抵抗タイプ)

テクニカルデータ(絶縁抵抗タイプ)

● 絶縁抵抗計値の計測方法

漏電電流には、対地静電容量を通して流れる静電容量分漏電電流(Ioc)と、配線や機器の劣化により流れる感電や火災の原因となる抵抗分漏電電流(Ior)の2種類の漏電電流が流れています。このIocとIorの合成成分である零相電流Io値をZCTにより検知し、Ior成分のみを分離し、電圧と合わせて演算することで絶縁抵抗を検出しています。(下図ご参照)

● 計測精度の変化について

モータがほとんど絶縁劣化していない場合はIoの構成成分のほとんどがIocとなり、Iorの計測精度が低下します。また、モータ固有の静電容量によるIocがIorに対して大きいと同様に計測精度が低下します。特に、モータ固有の静電容量は定格容量に比例して大きくなるため、計測精度はモータの定格容量によって変化します。
計測精度に影響するパラメータは以下の項目が考えられます。

Iocの増加 モータの種類(メーカ、構造)、
定格、容量、極数、ZCTとモータ間の配線長
その他ノイズ成分 貫通電流、貫通位置
外的要因 電圧不平衡

【残留電流の影響】

残留電流とは?
残留電流とはZCTの貫通線の配置により、コア内部における各相の磁束のバランスが崩れ、発生する誤差のことです。
またZCTの磁気回路のアンバランスによっても誤差が生じます。これをIrと呼びます。

IrがIoと合成されZCTの2次側に出力されます。IrはIorと同一周波数成分であり、そのため、本来検出すべきIorとの分離が困難となります。 ZCTに貫通させる動力線の貫通位置によって電流量やIorとの位相差が変化します。
一旦、 ZCTと貫通線の位置を固定してしまえば、Irの位相が変化することはありません。また、 ZCTの中央に貫通線を固定することで、Irを小さくすることが可能です。なるべく貫通線を中央に固定して設置してください。
貫通線の固定は以下をご使用ください。

部品名 メーカ 形式
ゴムホルダー ミドリ安全株式会社 HZ-25

● 電圧不平衡の影響

ZCTは計測したIoと電圧の位相差からIorを算出しています。電圧不平衡があると各相電圧の位相が変化するため、Iorの算出に誤差が生じます。電圧不平衡率が3%以内の時の計測結果をご活用ください。

● 絶縁劣化時に計測値が示す範囲

多くのパラメータが影響し、絶縁抵抗値の精度が決まります。絶縁抵抗の劣化に伴う、計測値の示す範囲を一例として下図に示します。
モータのメーカや構造によってはIocがさらに増加し、精度の低下が生じる可能性があります。

条件

  • A社トップランナー

    (200Vタイプ、7.5kW、4極)
  • ZCTとモータの配線長:40m
  • 貫通線をZCTの中央に固定
  • 電圧不平衡率 3%

● インバータ特殊計測

系統電圧とインバータを同じ周波数にしてモータを駆動するケースがあります。(ex. 系統周波数:60Hz、インバータ周波数:60Hz)従来はこのような構成ではインバータの周波数成分を除去することができないため、絶縁抵抗の計測が困難でした。インバータ特殊計測では微小な周波数のずれを検出することで、計測を可能としています。計測時間に60sを要するのは、この計測に必要なデータを蓄積する時間となります。

モータ状態監視機器K6CMシリーズは
多くのお客様の生産設備やファシリティ施設に採用いただいております。
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