CN111064323A - 旋转电机系统、空间加热器系统及空间加热器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转电机系统、空间加热器系统及空间加热器的控制方法。在不只依赖于外部交流电源的情况下确保旋转电机用的空间加热器的功能。旋转电机系统(200)具有旋转电机(50)和将框架(30)内加热的空间加热器系统(100)。旋转电机(50)具备转子、定子、两个轴承及框架，所述转子具有转轴和转子铁芯，所述框架收纳定子及转子铁芯。空间加热器系统(100)具备：空间加热器(110)，设于框架(30)内；蓄电器(140)，向空间加热器(110)供电；以及控制器(160)，控制向空间加热器(110)的供电状态的切换。

Description

旋转电机系统、空间加热器系统及空间加热器的控制方法

技术领域

本发明涉及旋转电机系统、空间加热器系统及空间加热器的控制方法。

背景技术

在旋转电机处于休止状态的情况下，没有旋转电机自身的发热，有在旋转电机的内部产生结露的可能性。因此，已知有在旋转电机的内部设置空间加热器来防止结露的产生的技术(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61－176961号公报

以往，向空间加热器的供电是通过经由空间加热器用的端子箱的、来自外部的交流电源供给来进行的。外部的交流电源通常是工业交流电源，在停电时、即外部交流电源丧失时，空间加热器的功能丧失，成为绝缘功能的降低的重要因素。

发明内容

本发明的目的在于在不只依赖于外部交流电源的情况下确保旋转电机用的空间加热器的功能。

为了实现上述的目的，本发明的旋转电机系统的特征在于，具备：旋转电机，具备转子、定子、两个轴承及框架，所述转子具有转轴和转子铁芯，所述两个轴承将所述转轴支承为能够旋转，所述框架配置于所述定子的径向外侧且收纳所述定子及所述转子铁芯；以及空间加热器系统，对所述框架内进行加热，所述空间加热器系统具备：空间加热器，设于所述框架内；蓄电器，向所述空间加热器供电；以及控制器，控制向所述空间加热器的供电状态的切换。

另外，本发明的空间加热器系统对旋转电机的框架内进行加热，所述旋转电机具备转子、定子、两个轴承及框架，所述转子具有转轴和转子铁芯，所述两个轴承将所述转轴支承为能够旋转，所述框架配置于所述定子的径向外侧且收纳所述定子及所述转子铁芯，其特征在于，所述空间加热器系统具备：空间加热器，设于所述框架内；蓄电器，向所述空间加热器供电；以及控制器，控制向所述空间加热器的供电状态的切换。

另外，本发明的空间加热器的控制方法的特征在于，具有：第2状态转移步骤，第1运算器接受向旋转电机的停止指令信息，输出从第1状态向第2状态的转移指令，空间加热器系统转移至所述第2状态，所述第1状态为向所述旋转电机供给电力、并且对蓄电器进行充电的状态，所述第2状态为不向所述旋转电机及所述蓄电器进行电力供给、并且从所述蓄电器向空间加热器进行电力供给的状态；第3状态转移步骤，第2运算器接受框架内温度低下信号，输出从所述第2状态向第3状态的转移指令，空间加热器系统转移至所述第3状态，所述第3状态为向所述蓄电器进行电力供给、并且从所述蓄电器向所述空间加热器进行电力供给的状态；以及第2状态复原步骤，第3运算器接受充电完成信号，输出从所述第3状态向所述第2状态的转移指令，所述空间加热器系统转移至所述第2状态。

发明效果

根据本发明，能够在不只依赖于外部交流电源的情况下确保旋转电机用的空间加热器的功能。

附图说明

图1是表示实施方式的旋转电机系统的构成的立体图。

图2是表示实施方式的旋转电机系统的电源电路的构成及空间加热器系统的第1状态的概念性的电路图。

图3是表示实施方式的旋转电机系统的电源电路的构成及空间加热器系统的第2状态的概念性的电路图。

图4是表示实施方式的空间加热器系统的空间加热器的详细构成的电路图。

图5是表示实施方式的旋转电机系统的电源电路的构成及空间加热器系统的第3状态的概念性的电路图。

图6是表示实施方式的旋转电机系统的空间加热器系统的控制器所进行的控制内容的框图。

图7是表示实施方式的旋转电机系统的空间加热器系统的控制方法的顺序的流程图。

附图标记说明

10…转子，11…转轴，12…转子铁芯，15…轴承，20…定子，30…框架，50…旋转电机，50a…旋转电机绕组，51…旋转电机控制装置，51a…旋转电机停止指令信息，51b…打开指令，70…交流电源，100…空间加热器系统，110…空间加热器，111…加热器主体，112…调节器，120…端子箱，121…端子，130…壳体，131…温度检测器，140…蓄电器，141…电压计，151…第1开闭器，152…第2开闭器，153…第3开闭器，160…控制器，161…温度设定器，162…温度比较器，163…电压设定器，164…电压比较器，165…第1运算器，166…第2运算器，167…第3运算器，200…旋转电机系统

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式的空间加热器进行说明。这里，对相互相同或者类似的部分标注共同的附图标记，并省略重复说明。

图1是表示实施方式的旋转电机系统的构成的立体图。旋转电机系统200具有旋转电机50及空间加热器系统100。

旋转电机50具有转子10、定子20、轴承15及框架30，该转子10具有转轴11及安装于转轴的转子铁芯12，该定子20配置在转子铁芯12的径向外侧，该轴承15将转轴11的转子铁芯12的两侧支承为能够旋转，该框架30收纳转子铁芯12及定子20。另外，旋转电机50具有例如贯通转子铁芯12的电枢绕组等旋转电机绕组50a(图2)。在框架30安装有端子箱120。

空间加热器系统100具有空间加热器110及壳体130。空间加热器110具有加热器主体111(图4)及调节器112(图4)，加热器主体111收纳于框架30的内部。加热器主体111是电加热器，通过来自交流电源或者直流电源的供电而发热，对框架30内的例如空气等冷却用气体进行加热，防止框架30内产生结露。

壳体130设置于旋转电机50的框架30的外侧。另外，壳体130可以如图1所示那样与框架30邻接地配置，也可以设置于远离框架30的位置、例如电源室或者控制室等。

图2是表示实施方式的旋转电机系统的电源电路的构成及空间加热器系统的第1状态的概念性的电路图。

空间加热器系统100如前述那样具有空间加热器110及壳体130，壳体130具有蓄电器140、第1开闭器151、第2开闭器152、以及控制器160。另外，旋转电机系统200具有不包含在空间加热器系统100中的第3开闭器153作为电源电路。

旋转电机50的旋转电机绕组50a经由收纳于端子箱120的端子121连接于交流电源70。第3开闭器153设于旋转电机50与交流电源70之间。第3开闭器153由旋转电机控制装置51控制。若从旋转电机控制装置51向旋转电机50发出停止指令，则第3开闭器153被发出打开指令51b，第3开闭器153从关闭状态转移至打开状态。其结果，从交流电源70向旋转电机50的电力供给被切断，旋转电机50停止。

在旋转电机50的框架30的内部设有空间加热器110及温度检测器131。温度检测器131检测框架30内的环境的温度。

另外，在图2中，将第1开闭器151、第2开闭器152及第3开闭器153分别表示为a触点、即通过励磁而关闭且通过非励磁而打开的触点，但并不限定于此。例如也包括进行在打开状态下如果被发出关闭信号则关闭、在关闭状态下如果被发出打开信号则打开的断路器等的动作的方式。即，这里所说的开闭器包括电磁接触器、电磁开闭器、断路器，包括具有电力的开闭功能的所有方式。

空间加热器系统100的蓄电器140及空间加热器110与旋转电机50及交流电源70并列地设置。在对蓄电器140及空间加热器110与将旋转电机50与交流电源70连结的电路的供电线进行连接的部分，设有第1开闭器151。在第1开闭器151关闭的状况下，蓄电器140被施加基于交流电源70的电压，蓄电器140成为被充电的状态。

第2开闭器152设于将蓄电器140与空间加热器110以串联的方式连结的电路。在第2开闭器152关闭的状况下，空间加热器110被从蓄电器140供给电力。另外，为了检测蓄电器140的充电状态而设有电压计141。

控制器160对第1开闭器151及第2开闭器152进行开闭指示。此外，控制器160接受来自温度检测器131的温度信号及来自电压计141的电压信号作为输入。而且，控制器160从旋转电机控制装置51接受旋转电机50的停止指令，与其并行地作为其信息而从旋转电机控制装置51接受旋转电机停止指令信息51a。

基于以上那样的构成，图2示出了第3开闭器153及第1开闭器151关闭、第2开闭器152打开的状态。在该开闭状态下，旋转电机50为运转状态，另外，蓄电器140为通过来自交流电源70的电力被充电的状态。另外，是空间加热器110未被供给电力的状态。以后，将该状态称作第1状态。

图3是表示实施方式的旋转电机系统的电源电路的构成及空间加热器系统的第2状态的概念性的电路图。与图2相比，仅开闭状态不同。在图3中，示出了第3开闭器153及第1开闭器151打开、第2开闭器152关闭的状态。如之后通过图7说明那样，该状态是为了使旋转电机50停止而通过从旋转电机控制装置51向第3开闭器153输出打开指令51b而产生的。

在该第2状态的开闭状态下，旋转电机50为停止状态，没有来自蓄电器140的电力供给。另外，空间加热器110与蓄电器140被从交流电源70断开。空间加热器110被从蓄电器140供给电力，处于停止状态的旋转电机50的框架30内的空间为被空间加热器110加热的状态。

图4是表示实施方式的空间加热器系统的空间加热器的详细构成的电路图。空间加热器110具有加热器主体111及调节器112。调节器112在第2开闭器152为关闭状态、能够向加热器主体111通电的状态下，对向加热器主体111的通电进行通断(接通或断开)。即，调节器112被输入温度检测器131的信号，调节器112对向加热器主体111的通电进行通断，以使温度检测器131的信号成为适当的温度范围。

由此，调节成框架30内的温度被维持在下述的最低温度与最高温度之间，所述最低温度是相对于被判定为后述的框架内温度低下(图6)的温度而言具有余量的温度，所述最高温度是不会因框架30内的温度过度上升而给各绝缘部分带来负面影响那样的范围的温度。该调节不仅在该第2状态下进行，也在接下来说明的第3状态下进行。

图5是表示实施方式的旋转电机系统的电源电路的构成及空间加热器系统的第3状态的概念性的电路图。与图2、3相比，仅开闭状态不同，成为第3开闭器153打开、第1开闭器151及第2开闭器152关闭的状态。

在该第3状态的开闭状态下，旋转电机50为停止状态，另外，蓄电器140为一边向空间加热器110供给电力一边从交流电源70接受电力的供给而被充电的状态。

图6是表示实施方式的旋转电机系统的空间加热器系统的控制器所进行的控制内容的框图。

控制器160具有温度设定器161、温度比较器162、电压设定器163、电压比较器164、第1运算器165、第2运算器166、以及第3运算器167。

第1运算器165在第1状态的情况下，即旋转电机50为运转状态的条件、与从旋转电机控制装置51接受了表示向第3开闭器153发出了旋转电机停止指令的旋转电机停止指令信息51a的条件这两个条件成立的情况下，即AND条件(与条件)成立的情况下，输出向第2状态的转移指令。具体而言，向第1开闭器151输出打开指令以使其从关闭状态成为打开状态，向第2开闭器152输出关闭指令以使其从打开状态成为关闭状态。

另外，处于第1状态的条件是基于第1开闭器151、第2开闭器152及第3开闭器153的开闭状态而决定的。另外，若以处于第1状态为条件来指令向第2状态转移，则动作变得不稳定或动作失败，因此，例如在处于第1状态的条件信号之后设置延迟要素等这样，采用用于使动作稳定的构成。对于第2运算器166及第3运算器167也相同。

第2运算器166在处于第2状态的条件和框架内温度低下的条件成立的情况下，输出向第3状态的转移指令。具体而言，向第1开闭器151输出关闭指令以使其从打开状态成为关闭状态。

这里，框架内温度低下信号被从温度比较器162输出。温度比较器162比较来自检测框架30内的温度的温度检测器131的反馈信号即反馈温度与从温度设定器161例如作为必要的温度等级而输出的设定温度，在反馈温度比设定温度低的情况下输出框架内温度低下信号。

第3运算器167在处于第3状态的条件和充电完成的条件成立的情况下，输出向第2状态的转移指令。具体而言，对第1开闭器151输出打开指令以使其从关闭状态成为打开状态。这里，充电完成信号被从电压比较器164输出。电压比较器164比较来自检测蓄电器140的电压的电压计141的反馈信号即反馈电压与从电压设定器163作为例如必要的电压等级而输出的设定电压，在反馈电压比设定电压更高的情况下，输出充电完成信号。

图7是表示实施方式的旋转电机系统的空间加热器系统的控制方法的顺序的流程图。

首先，在旋转电机50的运转中，将蓄电器140充电(步骤S01)。即，在第1状态下，将蓄电器140充电。

接下来，若旋转电机50转移至停止状态，则从蓄电器140向空间加热器110供电(步骤S02)。即，在第2状态下，利用空间加热器110将框架30内加热。

接下来，判定框架30内的温度是否处于正常范围(步骤S03)。具体而言，温度比较器162比较来自检测框架30内的温度的温度检测器131的温度反馈信号与从温度设定器161输出的设定温度信号。

在温度处于正常范围的(步骤S03为是)情况下，即温度反馈信号比设定温度信号高的情况下，重复步骤S02、步骤S03。

在温度不处于正常范围的(步骤S03为否)情况下，即温度反馈信号比设定温度信号低的情况下，温度比较器162输出框架内温度低下信号，第2运算器166输出向第3状态的转移指令，转移至第3状态(步骤S04)。具体而言，在旋转电机50的停止状态下，一边从蓄电器140向空间加热器110供电，一边利用来自交流电源70的电力将蓄电器140充电。

接下来，判定充电是否完成(步骤S05)。具体而言，电压比较器164比较电压反馈信号与从电压设定器163输出的设定电压信号。在判定为充电完成的情况下(步骤S05为否)，重复步骤S04及步骤S05。

电压比较器164在电压反馈信号比设定电压信号高的情况下，判定为充电完成的情况(步骤S05为是)，输出充电完成信号。其结果，第3运算器167输出向第2状态的转移指令，空间加热器系统100转移至第2状态(步骤S02)。

另外，在第3状态下，以蓄电器140由与旋转电机50的电源相同的交流电源70供电的情况为例进行了表示，但并不限定于此。即，也可以是由来自其他电源供电的情况。

如以上那样，根据本实施方式，能够在不只依赖于外部交流电源的情况下确保旋转电机用的空间加热器的功能。

[其他实施方式]

以上，说明了本发明的实施方式，但实施方式作为例子而提示，并不意图限定发明的范围。例，在如实施方式中，以转轴11水平延伸的水平型的旋转电机的情况为例进行了表示，但并不限定于此。例如也可以是转轴沿铅垂方向延伸的立式旋转电机的情况。

而且，这些实施方式可以以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。

这些实施方式及其变形包含在发明的范围、主旨中，同样也包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围中。

Claims (7)

1.一种旋转电机系统，具备：

旋转电机，具备转子、定子、两个轴承及框架，所述转子具有转轴和转子铁芯，所述两个轴承将所述转轴支承为能够旋转，所述框架配置于所述定子的径向外侧且收纳所述定子及所述转子铁芯；以及

空间加热器系统，对所述框架内进行加热，其特征在于，

所述空间加热器系统具备：

空间加热器，设于所述框架内；

蓄电器，向所述空间加热器供电；以及

控制器，控制向所述空间加热器的供电状态的切换。

2.根据权利要求1所述的旋转电机系统，其特征在于，

所述空间加热器系统还具备：

第1开闭器，设于所述空间加热器及所述蓄电器与向所述旋转电机的供电线之间；以及

第2开闭器，设于所述空间加热器与所述蓄电器之间。

3.根据权利要求2所述的旋转电机系统，其特征在于，

所述控制器当接收到向所述旋转电机的停止指令信息时能够向所述第1开闭器及所述第2开闭器输出从第1状态向第2状态切换的转移指令，所述第1状态为向所述旋转电机供给电力、并且对所述蓄电器进行充电的状态，所述第2状态为不向所述旋转电机及所述蓄电器进行电力供给、并且从所述蓄电器向所述空间加热器进行电力供给的状态。

4.根据权利要求3所述的旋转电机系统，其特征在于，

所述空间加热器系统还具备：

温度检测器，检测所述框架内的温度；

温度设定器，输出作为所述框架内的温度而需要的温度等级；以及

温度比较器，比较来自所述温度检测器的反馈温度与来自所述温度设定器的设定温度，在所述反馈温度比所述设定温度低的情况下，输出框架内温度低下信号，

所述控制器当接收到来自所述温度比较器的框架内温度低下信号时，能够输出从所述第2状态向第3状态切换的转移指令，所述第3状态为向所述蓄电器进行电力供给、并且从所述蓄电器向所述空间加热器进行电力供给的状态。

5.根据权利要求4所述的旋转电机系统，其特征在于，

所述空间加热器系统还具备：

电压计，检测所述蓄电器的电压；

电压设定器，输出作为所述蓄电器而需要的电压等级；以及

电压比较器，比较来自所述电压计的反馈电压与来自所述电压设定器的设定电压，在所述反馈电压比所述设定电压高的情况下，输出充电完成信号，

所述控制器当接收到来自所述电压比较器的充电完成信号时，能够输出从所述第3状态向所述第2状态切换的转移指令。

6.一种空间加热器系统，对旋转电机的框架内进行加热，所述旋转电机具备转子、定子、两个轴承及框架，所述转子具有转轴和转子铁芯，所述两个轴承将所述转轴支承为能够旋转，所述框架配置于所述定子的径向外侧且收纳所述定子及所述转子铁芯，其特征在于，

所述空间加热器系统具备：

空间加热器，设于所述框架内；

蓄电器，向所述空间加热器供电；以及

控制器，控制向所述空间加热器的供电状态的切换。

7.一种空间加热器的控制方法，其特征在于，具有：

第2状态转移步骤，第1运算器接受向旋转电机的停止指令信息，输出从第1状态向第2状态的转移指令，空间加热器系统转移至所述第2状态，所述第1状态为向所述旋转电机供给电力、并且对蓄电器进行充电的状态，所述第2状态为不向所述旋转电机及所述蓄电器进行电力供给、并且从所述蓄电器向空间加热器进行电力供给的状态；

第3状态转移步骤，第2运算器接受框架内温度低下信号，输出从所述第2状态向第3状态的转移指令，空间加热器系统转移至所述第3状态，所述第3状态为向所述蓄电器进行电力供给、并且从所述蓄电器向所述空间加热器进行电力供给的状态；以及

第2状态复原步骤，第3运算器接受充电完成信号，输出从所述第3状态向所述第2状态的转移指令，所述空间加热器系统转移至所述第2状态。

Images