電動機の故障解析と診断

現代の産業界では、取り扱いやすさ・低コスト・高信頼性・堅牢性などのさまざまな利点から誘導電動機が動力源として用いられています。 誘導電動機の使用が増加することもあり、誘導電動機は適切な保守管理の下で動作する必要があります。 誘導電動機の故障診断には大きな関心が寄せられています。 過去数十年、故障を検出するために多くの研究が行われており、私たちの研究室でも、誘導電動機の故障解析・診断を行っています。 基本的に機械的故障は、ベアリングの損傷・ステータの損傷・ロータの損傷、その他の軽微な損傷に分類できます。 その中でも誘導電動機のベアリング故障、回転子バー故障、短絡故障を対象にして研究を進めてきました。

多くの実験的検証と評価により誘導電動機の信頼性を改善していく必要があります。 複数のベアリングの故障解析から、固定子や回転子の一方のみの故障を特定する診断方法がありました。 私たちの研究室では、固定子と回転子の両方の欠陥を特定するような診断方法の調査を試みています。 この診断法を確立した場合、同時に固定子故障と回転子故障の両方を特定するという発見となるでしょう。 また破損した回転子バーの数の特定や、固定子電流の劣化にも注力しています。 多くの研究作業と努力により、私たちの研究室は研究の成功に向けて旅を続けていきます。

MEMBERS

屋外絶縁の確率論的評価

屋外絶縁物の故障の確率論的評価は、依然として検討対象の要素です。 私たちの研究室では、特定の送電線絶縁のフラッシオーバーリスクに対する確率論的アプローチについて研究を進めています。 フラッシオーバー電圧・表面の汚損・表面の濡れなどを変数として扱います。 絶縁体のフラッシオーバーリスクは、これらの変数に注意を払いながら、いくつかの条件下で評価されます。 屋外での絶縁不良に対してより良い解決策でもって、絶縁信頼性を制御できるようにすることを目標としています。

絶縁物汚損に対する従来の設計は、決定論的手法によって行われてきました。 最悪条件（最大汚損度）が想定され、実験室での試験から得られた耐電圧と目標動作電圧の経験に基づいて一定の尤度が考慮されます。 しかし最悪条件の発生確率は低いため、確率論的手法により耐汚損設計の合理化を目的として多くの研究作業と努力により、研究を続けていきたいと思います。

MEMBERS

HIGH VOLTAGE DIAGNOSIS

電気絶縁を備えた電源コードにおいて、電気的/機械的に損傷により引き起こされる意図しない放電が火災事故につながる可能性があります。 この放電は持続時間がかなり短く、短絡電流の大きさがブレーカ動作に必要なしきい値よりも小さいため、配電盤に設置された従来の回路ブレーカでこの短絡を検出することは困難です。 放電を検出する危険防止システムは住宅地や工場で必要です。 私たちの研究室では、測定パラメータに基づいてこの放電の検出設計を目指しています。 これにより放電時の電圧波形の歪みを特徴付けることができます。

放電の主な原因の１つが短絡であることがわかっています。 家庭用電化製品の電源コードや電気的/機械的に損傷した延長コードで見られます。 素線内の切断されている導体が何らかの理由で接触している場合短絡が発生し、その放電が火災事故につながる場合があります。 放電とそれに続く内部配線の短絡により動作するように設計された配電盤内の回路ブレーカーで電源コードの導体の短絡を検出することは困難です。 この状況を踏まえ、火災の防止のために信頼性の高い放電検出法に基づく安全装置の開発が社会的に強く求められています。 水野研究室は放電の検出回路と回路遮断器を組み込んだコンセントの開発を開始しています。 現在、電源コードの導体の短絡故障を検出するための回路ブレーカの開発のための研究作業が行われています。

MEMBERS

部分放電劣化の評価

過去数十年で、多くの高分子がいしが電力システムに適用されました。 シリコーンゴムは、一般的に高分子がいしの外被材料として使用されます。 これは磁器/ガラスがいしと比較して、軽量・取り扱いが容易・表面撥水性などの多くの利点があります。 ただし、シリコーンゴムの経時劣化は避けられません。 アーク放電と比較して、部分放電がシリコーンゴムを徐々にしか劣化させないことはよく知られていますが、劣化への影響は無視できません。 部分放電によるシリコーンゴムの劣化をよく理解するには、さらに研究が必要と思われます。

水野研究室では、人工清霧および大気中のシリコーンゴムの部分放電劣化に関する加速試験を行っています。 添加物（ＡＴＨとシリカ）の量と処理が異なる試料を用いて、漏れ電流・接触角・表面粗さ・表面組成に関して分析を行っています。

MEMBERS

MAGNETIC FIELD APPLICATION

Outing the difficulties of understanding two or three-dimensional displays of magnetic field distributions to figure out the magnetic field environment, it is necessary to consider a magnetic field mitigation method, if necessary. Measurement of magnetic field, as well as positioning of measuring points in space, has to be performed rapidly because the source current varies vigorously. This change in source current results changes in field distribution. As lot of research is needed in the field of magnetic field, our laboratory concerns with the high research level to target the magnetic field distribution. This encourage our members to start designing the novel visualization system of the low-frequency magnetic field generated by power facilities or electrical equipment. The system utilizes a skeleton tracking function of Kinect as a position determining method.

As researches on visualization of magnetic field by measurement have not been published markedly. It will be good if we have a magnetic field camera system for visualizing the magnetic field generated by various household appliances. In our laboratory we are focusing our research in the visualization of magnetic field distribution and its application. This may be useful in various industries regarding the reliability issues and will make a good solution for proper diagnosis. With the lot of research work and hard work, our laboratory would like to continue the journey towards the success of the research. Towards the bridge, making a way for magnetic field.

MEMBERS

水野 幸男

"Teaching is a very noble profession that shapes the character,caliber,and future of an individual"

Website

SHIMADA MITSUKI

"Work together for success"