JP2601454B2 - 同一のプロセスに於ける複数の電動機の運転切換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えばオープンラックベーパライザ（ORV）
に複数のポンプを用いて所定流量の海水を供給するプロ
セス等のように、複数の負荷機器を用いるプロセスに於
いて、該負荷機器を駆動する複数の電動機の運転切換方
法に関するものである。

（従来の技術） 例えば前述したORVへの海水供給プロセスを始めとし
て、火力発電所に於ける燃料供給プロセス、スチームタ
ービンの復水器用冷却水供給プロセス等のように、ポン
プやファン等の複数の負荷機器を用いて液体等を供給す
るプロセスであって、この液体等の流量や圧力の大きな
変動がシステムの停止につながる可能性のあるプロセス
では、１台の負荷機器が緊急停止した場合にも、システ
ムを停止させないために必要な流量や圧力を確保するた
めに、所定量を供給し得る台数の負荷機器に加えて予備
機を同時に運転するのが通常の運転方法である。しかし
ながらこの運転方法は、確実ではあるもののエネルギ損
失が大きく、省エネルギでない。

とはいっても省エネルギのために、予備機を異常時に
のみ必要に応じて運転する方法では、始動後所定の運転
状態となるまでに時間がかかるのでシステムの信頼性は
低下してしまう。

そこで、複数の電動機のうちの１台をインバータによ
り可変速制御可能に構成して、通常時は低速運転すると
共に、異常時に於いては加速することにより、出力の低
下を補う方法があるが、従来のこのような方法では、次
のような課題があった。

（発明が解決しようとする課題） 即ち、インバータにより制御される電動機を異常時に
於いて加速するために、インバータが商用電源切換装
置を備えていない場合には、該インバータ自体により加
速する、インバータが商用電源切換装置を備えている
が、同期切換装置は備えていない場合には、まずインバ
ータを停止し、電動機の残留電圧が十分に低下した後
に、商用電源に接続して加速する、インバータが同期
切換装置を備えている場合には、インバータの出力周波
数を商用電源周波数まで上昇させて電動機を加速し、こ
の後、商用電源へ同期併入を行なうというような方法が
行なわれているが、これらの方法は、いずれも電動機を
所定の速度まで加速するのに時間がかかり、低速度で運
転している程長い時間を要する（例えば10秒〜数十秒程
度）ので、異常時に予備機を始動するものと同様にやは
りシステムの信頼性が低下してしまうという課題があ
る。

本発明は以上の従来の課題を解決し、省エネルギで、
しかもシステムの信頼性を向上する、複数の電動機の運
転切換方法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は前述した目的を達成するために、同一のプロ
セスの夫々の負荷機器に連なる複数の電動機のうちの、
少なくとも１台を、インバータにより可変速制御可能に
構成すると共に、該インバータに並列に、作動後一時的
にリアクトルを挿入自在なバイパス回路を作動可能に設
け、通常時は可変速制御可能な電動機を低速運転すると
同時に他の電動機を、少なくとも１台の予備機を除いて
運転して、プロセスの所定の負荷に対応させると共に、
前記他の電動機のいずれかに対して緊急停止信号が発せ
られる異常時に於いては、該緊急停止信号に連動してイ
ンバータを停止すると共に前記バイパス回路を作動し
て、一時的にリアクトルを挿入した後、直接に商用電源
に接続することにより前記可変速制御可能な電動機を急
加速して、予備機が運転状態となるまでの必要負荷に対
応させることを要旨とするものである。

（作用） インバータにより低速運転されている電動機におい
て、インバータを停止すると共に、一時的にリアクトル
を挿入すると、インバータ運転時に於ける残留電圧の影
響を除去して商用電源に同期させることができ、こうし
て突入電流を効果的に防止することができる。

従ってインバータから商用電源への切り換えを極めて
短時間で行うことができ、 電動機を低速運転状態から短時間で急速に定格速度まで
加速することができる。

（実施例） 次に本発明を、ORVへの海水供給プロセスに適用した
実施例に対応する第１図，第２図に基づいて説明する。

第１図，第２図は夫々海水供給プロセスの電気系統、
海水供給系統を示す説明図で、これらの図に於いて、符
号１（1a,1b,1c,1d,…）は負荷機器であるポンプ２（2
a,2b,2c,2d,…）に夫々連なる電動機である。かかる複
数の電動機のうちの、少なくとも１台、即ち電動機1aを
インバータ３により可変速制御可能に構成する。そし
て、このインバータ３を並列に、作動後一時的にリアク
トル４を挿入自在なバイパス回路５を作動可能に設け
る。６（6a,6b,6c,6d,6e,6f,6g,6h）は開閉器、７（7a,
7b,7c,7d,…）は逆止弁、８（8a,8b,8c,8d,…）は吐出
弁である。

以上の構成に於いて、通常時は可変速制御可能な電動
機1aをインバータ３により制御して低速運転すると同時
に、他の電動機1b,1cを、少なくとも１台の予備機、即
ち電動機1dを除いて運転して、プロセスの所定の負荷に
対応させ、ORV（図示せず）に所定流量の海水を供給す
るのである。

しかして、何らかの異常が発生して、電動機1cに対し
て緊急停止信号が発せられた場合には、これに連動して
前記バイパス回路５を作動する。バイパス回路５の作動
は、まずインバータ３を停止し、開閉器6a,6bを開路す
ると同時に、開閉器6cを閉路し、そして予め設定された
所定時間経過後に開閉器6dを閉路し、次いで開閉器6cを
開路するというシーケンスで行なう。このようにして電
動機1aは前記所定時間経過後にバイパス回路５を介して
直接に商用電源９に接続されて急速に加速される。

このように直接に商用電源９に接続される直前には、
リアクトル４が挿入されるので、インバータ３による運
転時に於ける残留電圧の影響を除去して商用電源に同期
させることができ、突入電流を効果的に防止することが
できる。従って、インバータ３から商用電源９への切り
換えを極めて短時間に行なうことができ、また低速とは
いっても、回転状態から急速に加速されるのであるから
定格速度に達するまでの時間が非常に短かい。

こうして、電動機1aの出力が増大し、ポンプ2aの吐出
量が増えるので、ポンプ2cの停止による供給流量の減少
を補うことができ、ORVを停止させないために必要な流
量の海水を供給することができるのである。

このように電動機1aを直接に商用電源９で運転してい
る状態に於いて、または前記緊急停止信号に連動して、
予備機としての電動機1dを始動し、この電動機1dが所定
の運転状態となったならば、再び電動機1aをインバータ
３によって可変速制御することにより、省エネルギ運転
を行なうことができる。

次に以上の運転状態を具体的な数値例を挙げて説明す
る。いま電動機１及びポンプ２の定格が全て等しいもの
とし、電動機1aを定格の30％で運転すると同時に、電動
機1b,1cを定格運転して、ORVに所定流量の海水を供給し
ているものとし、また仮にORVは所定流量の約７割未満
で停止するものとする。しかして、全ORVの全所定流量
は定格の230％であるが、電動機1cが停止すると130％に
減少し、これは所定流量の約５割強であり、７割未満と
なるので、このままで約１〜２秒程度経過するとORVが
停止してしまう。しかしながら電動機1aを前述したよう
に急加速して、前記時間経過前に定格運転状態とする
と、流量は200％となり、これは所定流量の約８割強で
あるため、ORVの停止を防ぐことができる。かかる状態
に於いて予備機である電動機1dを定格運転し、そして電
動機1aを再び定格の30％で運転することにより、所定流
量の海水を供給できるのである。

尚、停止状態の電動機1dを始動してから定格運転状態
となるまでには、全電圧始動法でも２〜３秒かかること
と、吐出弁8dを開とする時間（通常30秒〜１分）が必要
であることから、予備機によって所定流量を供給し得る
ようになるためには、約30秒〜２分程度の時間を必要と
し、従って前述した電動機1aの急加速を行なわないと、
ORVが停止してしまう。

以上、本発明をORVへの海水供給プロセスに適用した
実施例につき説明したが、その他前述したような各種の
プロセスに適用し得ることは勿論である。また通常時に
於けるインバータによる電動機の運転状態も、例えば定
格の30〜50％で行なう他、適用するプロセス等の各種条
件を勘案して適宜に設定することができる。

（発明の効果） 本発明は以上の通り、通常時に於いてインバータによ
り低速運転させている電動機を、他の電動機の緊急停止
信号の発生時には、一時的なリアクトルの挿入後、直接
に商用電源に接続することにより非常に急速に加速する
ことができるので、この電動機により、予備機が運転状
態となるまでの必要負荷に対応することができ、従って
予備機を異常時にのみ運転させるようにしても、システ
ムの停止を確実に防止して信頼性を向上させ、しかも省
エネルギでの運転を行なえるという格別なる

【図面の簡単な説明】

全図は本発明を適用したプロセスの実施例に対応するも
ので、第１図，第２図は夫々電気系統、海水供給系統を
示す説明図である。 符号１（1a,1b,1c,1d,…）……電動機、２（2a,2b,2c,2
d,…）……ポンプ、３……インバータ、４……リアクト
ル、５……バイパス回路、６（6a,6b,6c,6d,6e,6f,6g,6
h）……開閉器、７（7a,7b,7c,7d,…）……逆止弁、８
（8a,8b,8c,8d,…）……吐出弁、９……商用電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−202897（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一のプロセスの夫々の負荷機器に連なる
   複数の電動機のうちの、少なくとも１台を、インバータ
   により可変速制御可能に構成すると共に、該インバータ
   に並列に、作動後一時的にリアクトルを挿入自在なバイ
   パス回路を作動可能に設け、通常時は可変速制御可能な
   電動機を低速運転すると同時に他の電動機を、少なくと
   も１台の予備機を除いて運転して、プロセスの所定の負
   荷に対応させると共に、前記他の電動機のいずれかに対
   して緊急停止信号が発せられる異常時に於いては、該緊
   急停止信号に連動してインバータを停止すると共に前記
   バイパス回路を作動して、一時的にリアクトルを挿入し
   た後、直接に商用電源に接続することにより前記可変速
   制御可能な電動機を急加速して、予備機が運転状態とな
   るまでの必要負荷に対応させることを特徴とする同一の
   プロセスに於ける複数の電動機の運転切換方法。