独自開発のFFT波形解析システムで業界テストのボトルネックを打破

巻上機の性能試験の分野では、従来は振動試験や騒音試験などが主でしたが、電圧波形を正確に捉えて運転データを解析することがモータの状態を判断する核心となります。 NIDEC エレベータモータチームは、大幅な改良を経て、巻上機の逆起電力原理に基づく FFT 波形解析システムを独自に開発しました。複雑な外部センサーを必要とせず、信号変換のみで正弦波を生成できるため、巻上機のテストにより効率的かつ正確なソリューションを提供します。

障害検出の防御線を強化する複数のアルゴリズム

NVH 解析ツールの中核である高速フーリエ変換 (FFT) アルゴリズムは、障害検出のための古典的なツールです。モーターの動作中に収集された誘導起電力の時間領域の信号を周波数領域の信号に正確に変換できます。永久磁石同期モータの実動作においては、永久磁石の位置ずれ、逆貼り、オフセット貼りなどの不具合が誘導起電力の微妙な変化に反映され、特定の周波数で異常信号が発生します。 FFT アルゴリズムは、強力な信号分析機能により、これらの微妙な変化を鋭く捉えて、故障診断のための重要な手がかりを提供します。

NIDEC エレベーターモーター試験ソリューションのデュアルコア

ハードウェアコア: 高サンプリングレートデータ収集カード

信号の「歪み」を避けるために、ハードウェア基盤として高サンプリングレートおよび高解像度のデータ収集カードを選択します。モーター動作中の逆起電力の微小な電圧変化をリアルタイムで捕捉し、アナログ信号を正確なデジタル信号に変換し、その後の分析に使用する「高品質の生データ」を提供します。

選択したデータ収集カードが要件を満たしていることを確認するために、ME チームはそれをテストしました。分析の結果、選択したデータ収集カードは優れた安定性を備えており、3 人の測定者 A、B、C の間で GRR が約 0.072% であることがわかりました。

ソフトウェアコア：独自開発のFFT波形解析システム

このシステムの主な利点は、「専門的なデータ」を「目に見え、分析可能で、使用可能な」テスト結果に変換することにあります。その 3 つのコア機能は、時間領域から周波数領域までの全次元解析をカバーします。

• 誘導電圧タイムドメインチャート: 時間の経過に伴う電圧信号の変化曲線をリアルタイムに表示し、電圧変動とピーク発生ノードを直感的に示し、瞬時の信号変化が一目瞭然です。

• リサージュ図形解析: さまざまな信号の位相関係を通じてリサージュ図形を生成し、巻上機の動作安定性を迅速に判断し、異常な位相偏差を一目で特定します。

• 詳細なスペクトル分析: 時間領域信号を周波数領域データに変換し、各周波数成分の割合を明確に表示し、高調波干渉などの潜在的な問題を簡単に特定します。

このシステムは「データの表示」を超えて、「結果の提供」に重点を置いています。 3 つの主要なテスト指標が牽引機械の性能を保護します。

1. ピーク分布率: 電圧ピークの分布をカウントし、ピークが妥当な範囲内にあるかどうかを判断し、異常なピークによるモーター損失を回避します。

2. 波形の不一致度: 実際の波形と標準の正弦波の差を比較し、波形の歪みを定量化し、モーターのコミッショニングの正確な基準を提供します。

3. 波形THD解析：全高調波歪みを計算し、電圧波形に対する高調波の影響を直感的に反映し、巻上機の製品品質の最適化に役立ちます。

実績表示

独自に開発したFFT波形解析システムにより、モーターのNVH性能を多次元的にテストすることで、製品の品質問題を大幅に削減し、出荷前にモーターの品質を確保します。 2024 年 12 月から現在までに、約数万台のモーターがテストされ、テストされたモーターの初回合格率は 99.5% 以上を維持しました。これらのデータの収集と分析は、NIDEC エレベータモータの品質の信頼性と、このモータ FFT 性能試験ソフトウェアを開発する意義を十分に実証しています。

最後に、NVH 原理の解釈、イノベーションの導入、高速データ収集、多次元パラメータ分析から本格的な量産製品テストまで、この FFT 波形解析システムは従来のテストの限界を打ち破ります。モーター工場の品質検査、日常の運転およびメンテナンスの監視、または故障診断のいずれであっても、詳細かつ包括的なテストのサポートを提供し、エレベーター牽引機業界におけるモーター性能の効率的、安全、信頼性の高いテストに新たな勢いを注入します。