JP2876862B2 - 制御棒駆動装置 - Google Patents
制御棒駆動装置Info
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- JP2876862B2 JP2876862B2 JP3345781A JP34578191A JP2876862B2 JP 2876862 B2 JP2876862 B2 JP 2876862B2 JP 3345781 A JP3345781 A JP 3345781A JP 34578191 A JP34578191 A JP 34578191A JP 2876862 B2 JP2876862 B2 JP 2876862B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、制御棒の駆動を制御す
る電力変換器に係り、電力変換器が動作するときに発生
する電磁ノイズが微弱電流を測定する中性子計装系へ影
響を及ぼさないようにするための制御棒駆動装置に関す
る。
る電力変換器に係り、電力変換器が動作するときに発生
する電磁ノイズが微弱電流を測定する中性子計装系へ影
響を及ぼさないようにするための制御棒駆動装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】原子力プラントにおいて、制御棒の駆動
源としてモータを用いて、原子炉の出力をきめ細かく調
整することが考えられている。例えば、特開昭54−1196
14号公報は制御棒の駆動源に同期モータを使用すること
が記載されている。この公知例では、システムの信頼性
を高かめるため、同期モータが脱調したときに、その脱
調を検出してブレーキを作動させ、制御棒の自重による
落下を防止するための手段が述べられている。
源としてモータを用いて、原子炉の出力をきめ細かく調
整することが考えられている。例えば、特開昭54−1196
14号公報は制御棒の駆動源に同期モータを使用すること
が記載されている。この公知例では、システムの信頼性
を高かめるため、同期モータが脱調したときに、その脱
調を検出してブレーキを作動させ、制御棒の自重による
落下を防止するための手段が述べられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、制
御棒駆動系に異常が発生したときに、制御棒をその位置
に保持することによって、異常の影響が他の制御システ
ムに及ばないようにしている。しかし、同期モータであ
るステップモータを駆動するためには電力変換器が必要
になる。電力変換器は基本的にはコンバータとインバー
タから構成されるが、ステップモータ駆動時には、イン
バータ，コンバータを構成するスイッチング素子のオン
・オフ動作によって電磁ノイズが発生する。この電磁ノ
イズはモータケーブルを介して、近接する中性子検出ケ
ーブルに誘起される。このため、中性子計装系は制御棒
の制御に伴って指示値が変動することが危惧される。こ
のような問題に対して、従来技術では考慮されていな
い。なお、コンバータをダイオードで構成する場合は、
コンバータによって電磁ノイズが発生することはない。
本発明の目的は、中性子検出器用ケーブルにおける電磁
ノイズの誘起を抑制できる制御棒駆動装置を提供するこ
とにある。
御棒駆動系に異常が発生したときに、制御棒をその位置
に保持することによって、異常の影響が他の制御システ
ムに及ばないようにしている。しかし、同期モータであ
るステップモータを駆動するためには電力変換器が必要
になる。電力変換器は基本的にはコンバータとインバー
タから構成されるが、ステップモータ駆動時には、イン
バータ，コンバータを構成するスイッチング素子のオン
・オフ動作によって電磁ノイズが発生する。この電磁ノ
イズはモータケーブルを介して、近接する中性子検出ケ
ーブルに誘起される。このため、中性子計装系は制御棒
の制御に伴って指示値が変動することが危惧される。こ
のような問題に対して、従来技術では考慮されていな
い。なお、コンバータをダイオードで構成する場合は、
コンバータによって電磁ノイズが発生することはない。
本発明の目的は、中性子検出器用ケーブルにおける電磁
ノイズの誘起を抑制できる制御棒駆動装置を提供するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴は、原子力プラントの制御棒を駆動するモータ
と、前記モータを駆動するための電圧を出力する電力変
換器と、原子炉圧力容器の下方に敷設され、前記電力変
換器から出力された電圧を前記モータに伝送するモータ
ケーブルとを備えた制御棒駆動装置において、前記原子
力プラントは、原子炉圧力容器の下方に敷設され、原子
炉内の中性子を検出する中性子検出器から出力される中
性子検出信号を伝送する中性子検出器用ケーブルを有
し、前記電力変換器の出力端に設けられたノイズ抑制手
段を備えることにある。
明の特徴は、原子力プラントの制御棒を駆動するモータ
と、前記モータを駆動するための電圧を出力する電力変
換器と、原子炉圧力容器の下方に敷設され、前記電力変
換器から出力された電圧を前記モータに伝送するモータ
ケーブルとを備えた制御棒駆動装置において、前記原子
力プラントは、原子炉圧力容器の下方に敷設され、原子
炉内の中性子を検出する中性子検出器から出力される中
性子検出信号を伝送する中性子検出器用ケーブルを有
し、前記電力変換器の出力端に設けられたノイズ抑制手
段を備えることにある。
【０００５】
【作用】電力変換器の出力端にノイズ抑制手段を備える
ため、電力変換器で発生した電磁ノイズはノイズ抑制手
段によって遮断され、モータケーブルには伝播しない。
従って、中性子検出器用ケーブルにおける電磁ノイズの
誘起を抑制することができる。
ため、電力変換器で発生した電磁ノイズはノイズ抑制手
段によって遮断され、モータケーブルには伝播しない。
従って、中性子検出器用ケーブルにおける電磁ノイズの
誘起を抑制することができる。
【０００６】
【０００７】
【実施例】以下、本発明による実施例を図面を用いて説
明する。なお、実施例の説明において、電力変換器の電
圧制御方式のうちパルス振幅変調方式はＰＡＭ方式，パ
ルス幅変調方式はＰＷＭ方式と略称する。
明する。なお、実施例の説明において、電力変換器の電
圧制御方式のうちパルス振幅変調方式はＰＡＭ方式，パ
ルス幅変調方式はＰＷＭ方式と略称する。
【０００８】図１は本発明の一実施例を示すブロック図
である。原子炉圧力容器１１内に原子炉の出力を調整す
る制御棒１２1 〜１２N が配置されており、制御棒駆動
源であるモータ９1 〜９N によって制御棒の位置が調整
される。制御棒制御装置２は挿入／引抜指令１を受信す
ると、あらかじめ記憶してある制御棒操作シーケンス
（図示していない）に従って該当する制御を目標位置ま
で挿入あるいは引抜くための制御信号を駆動制御装置３
1〜３N は制御棒位置検出器１０1〜１０N の信号を入力
して、該当する制御棒を目標位置まで駆動するための駆
動制御信号を電力変換器制御装置４1〜４N に出力す
る。電力変換器制御装置４1〜４N は、駆動制御信号に
従ってモータ９1〜９N を駆動するための駆動信号を電
力変換器５1〜５N に出力する。電力変換器５1〜５
N は、交流電源（一般に三相交流電源）６1〜６N から
交流電圧を入力して直流電圧を出力するコンバータ７
と、この直流電圧を入力して可変周波数の交流電圧を出
力するインバータ８によって構成する。図１に示すコン
バータはスイッチング素子を６ヶ設け、スイッチング素
子であるサイリスタのゲートにサイリスタゲート信号１
４1 （図では１本の矢印で示しているが実際に６本の配
線がある）を印加し、サイリスタの点弧タイミングを制
御して可変レベルの直流電圧を出力する。なお、図１の
コンバータ７はこの直流電圧のリップルを抑制するため
に、コイルとコンデンサからなる平滑回路を設けている
が、必ずしもコイルを設ける必要はない。コンバータ７
はモータの駆動周波数（モータの回転速度に対応する）
が低い場合には直流電圧を低くし、この駆動周波数が高
い場合には、直流電圧を高くするように動作する。これ
は、モータに流れる電流を一定にしてモータ回転トルク
が一定になる様にするためである。コンバータ７が入力
交流電圧を全波整流して直流電圧を出力するときの動作
を図２に示すが、入力の交流電圧が零になる毎に所定の
時間遅れΔＴ（一般に、この遅れ時間ΔＴを電気角に換
算して表現する）でサイリスタを点弧する。この遅れ時
間ΔＴの間隔をモータの駆動周波数に対応させて変更す
る。さて、図１に示ように、サイリスタは６個あるた
め、全サイリスタの点弧は、交流電圧の１サイクル当り
６回発生することになる。ここで、
である。原子炉圧力容器１１内に原子炉の出力を調整す
る制御棒１２1 〜１２N が配置されており、制御棒駆動
源であるモータ９1 〜９N によって制御棒の位置が調整
される。制御棒制御装置２は挿入／引抜指令１を受信す
ると、あらかじめ記憶してある制御棒操作シーケンス
（図示していない）に従って該当する制御を目標位置ま
で挿入あるいは引抜くための制御信号を駆動制御装置３
1〜３N は制御棒位置検出器１０1〜１０N の信号を入力
して、該当する制御棒を目標位置まで駆動するための駆
動制御信号を電力変換器制御装置４1〜４N に出力す
る。電力変換器制御装置４1〜４N は、駆動制御信号に
従ってモータ９1〜９N を駆動するための駆動信号を電
力変換器５1〜５N に出力する。電力変換器５1〜５
N は、交流電源（一般に三相交流電源）６1〜６N から
交流電圧を入力して直流電圧を出力するコンバータ７
と、この直流電圧を入力して可変周波数の交流電圧を出
力するインバータ８によって構成する。図１に示すコン
バータはスイッチング素子を６ヶ設け、スイッチング素
子であるサイリスタのゲートにサイリスタゲート信号１
４1 （図では１本の矢印で示しているが実際に６本の配
線がある）を印加し、サイリスタの点弧タイミングを制
御して可変レベルの直流電圧を出力する。なお、図１の
コンバータ７はこの直流電圧のリップルを抑制するため
に、コイルとコンデンサからなる平滑回路を設けている
が、必ずしもコイルを設ける必要はない。コンバータ７
はモータの駆動周波数（モータの回転速度に対応する）
が低い場合には直流電圧を低くし、この駆動周波数が高
い場合には、直流電圧を高くするように動作する。これ
は、モータに流れる電流を一定にしてモータ回転トルク
が一定になる様にするためである。コンバータ７が入力
交流電圧を全波整流して直流電圧を出力するときの動作
を図２に示すが、入力の交流電圧が零になる毎に所定の
時間遅れΔＴ（一般に、この遅れ時間ΔＴを電気角に換
算して表現する）でサイリスタを点弧する。この遅れ時
間ΔＴの間隔をモータの駆動周波数に対応させて変更す
る。さて、図１に示ように、サイリスタは６個あるた
め、全サイリスタの点弧は、交流電圧の１サイクル当り
６回発生することになる。ここで、
【０００９】
【外１】
【００１０】はＵ相，Ｖ相，Ｗ相の電圧の正極側電圧整
流するときの、サイリスタの点弧タイミングを示してお
り、Ｕ- ，Ｖ- ，Ｗ- は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の電圧の負
極側電圧を整流するときの、サイリスタの点弧タイミン
グを示している。サイリスタが動作した瞬間は、電圧
(あるいは電流)がパルス的に変化するため、図２に示す
ようにスパイク的な電磁ノイズが発生することが実験に
より分かった。この電磁ノイズは１／６ｆ0（ｆ0：交流
電圧の周波数、一般に５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）の周
期で発生する。ｆ0が５０Ｈｚであれば３.３ｍｓ毎に電
磁ノイズが発生することになる。この電磁ノイズは、回
路内の配線によるインダクタンスや浮遊容量及びサイリ
スタのスイッチング速度によって決まる高周波によって
変調される。この一例として図２の電磁ノイズレベルの
一部を拡大した波形を示す。この例では約１μｓの周
期、つまり約１ＭＨｚの高周波が発生していることが分
かる。つまり、電磁ノイズとしては約１ＭＨｚの高周波
が３.３ｍｓ 毎に発生するものであることが分かった。
この電磁ノイズは直流電圧に重畳し、インバータを通過
し、モータケーブル１３1 〜１３N を伝播し、モータケ
ーブルから静電的，誘密的，電波的に放射することが実
験により分かった。
流するときの、サイリスタの点弧タイミングを示してお
り、Ｕ- ，Ｖ- ，Ｗ- は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の電圧の負
極側電圧を整流するときの、サイリスタの点弧タイミン
グを示している。サイリスタが動作した瞬間は、電圧
(あるいは電流)がパルス的に変化するため、図２に示す
ようにスパイク的な電磁ノイズが発生することが実験に
より分かった。この電磁ノイズは１／６ｆ0（ｆ0：交流
電圧の周波数、一般に５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）の周
期で発生する。ｆ0が５０Ｈｚであれば３.３ｍｓ毎に電
磁ノイズが発生することになる。この電磁ノイズは、回
路内の配線によるインダクタンスや浮遊容量及びサイリ
スタのスイッチング速度によって決まる高周波によって
変調される。この一例として図２の電磁ノイズレベルの
一部を拡大した波形を示す。この例では約１μｓの周
期、つまり約１ＭＨｚの高周波が発生していることが分
かる。つまり、電磁ノイズとしては約１ＭＨｚの高周波
が３.３ｍｓ 毎に発生するものであることが分かった。
この電磁ノイズは直流電圧に重畳し、インバータを通過
し、モータケーブル１３1 〜１３N を伝播し、モータケ
ーブルから静電的，誘密的，電波的に放射することが実
験により分かった。
【００１１】モータケーブルと中性子検出器用ケーブル
は、例えば図３に示すように、原子炉圧力容器１１の下
部においては極めて接近する区間がある。このため、モ
ータケーブル１３ｉを伝播する電磁ノイズは中性子検出
器用ケーブル１８に誘起されることが考えられる。これ
についても実験により確認できた。中性子計装装置１６
は、例えば、数ｋＨｚから数十ｋＨｚの中性子検出信号
を計測するため、図示しないがこの周波数帯の信号のみ
を入力するフィルタを設けている。中性子検出器用ケー
ブル１８に誘導される電磁ノイズは約１ＭＨｚと３３０
Ｈｚ（１／３.３ｍｓ)の周波数成分であるため、周波数
のフィルタによって抑制される。従って、中性子計装系
としてはこの電磁ノイズの影響を受けることはない。つ
まり、中性子計装装置１６はコンバータ７からの電磁ノ
イズの影響を受けることはないことが分かる。
は、例えば図３に示すように、原子炉圧力容器１１の下
部においては極めて接近する区間がある。このため、モ
ータケーブル１３ｉを伝播する電磁ノイズは中性子検出
器用ケーブル１８に誘起されることが考えられる。これ
についても実験により確認できた。中性子計装装置１６
は、例えば、数ｋＨｚから数十ｋＨｚの中性子検出信号
を計測するため、図示しないがこの周波数帯の信号のみ
を入力するフィルタを設けている。中性子検出器用ケー
ブル１８に誘導される電磁ノイズは約１ＭＨｚと３３０
Ｈｚ（１／３.３ｍｓ)の周波数成分であるため、周波数
のフィルタによって抑制される。従って、中性子計装系
としてはこの電磁ノイズの影響を受けることはない。つ
まり、中性子計装装置１６はコンバータ７からの電磁ノ
イズの影響を受けることはないことが分かる。
【００１２】一方、インバータ８の動作による電磁ノイ
ズについて以下のようになる。
ズについて以下のようになる。
【００１３】インバータ８は、モータ９1に可変周波数
の交流電圧を印加するが、インバータ８1の構成を示す
と図４のようになる。この図において、
の交流電圧を印加するが、インバータ８1の構成を示す
と図４のようになる。この図において、
【００１４】
【外２】
【００１５】Ｕ- ，Ｖ- ，Ｗ- は各々のトランジスタの
ベース信号である。なお、各々のトランジスタには保護
用のダイオードを設けている。各トランジスタのベース
信号は図５に示す関係になっている。この結果、モータ
９i の相電圧を単純に示すと（ｇ）〜（ｉ）の波形とな
る。この相電圧の周波数は各々のトランジスタのベース
信号の周波数によって決まるが、これをｆ1とする。イ
ンバータの場合もコンバータと同様にスイッチング素子
であるトランジスタが動作する時にスパイク的なノイズ
が発生する。従って、図５（ｊ）に示す電磁ノイズが発
生することになる。この電磁ノイズの発生周期はトラン
ジスタが６個あるため、１／６ｆ1(ｓ）になる。周波数
ｆ1 は前述した様に、１００〜２００Ｈｚ程度が最高で
あるため、このノイズの周期は、１.６７ｍｓ〜０.８３
ｍｓ程度になる。周波数では600Ｈｚ〜１２００Ｈｚ程
度となる。インバータ８もコンバータ７の場合と同様
に、スイッチング速度，回路の配線によるインダクタン
ス、浮遊容量によって高周波のノイズが発生し、この周
波数のノイズが上記の１.６７ｍｓ〜０.８３ｍｓ程度以
上毎に発生する。つまり、インバータ８の動作による電
磁ノイズの周波数成分は、６００Ｈｚ〜１２００Ｈｚ程
度以下の周波数と、コンバータ７の時と同様に１ＭＨｚ
程度の周波数になる。これについても実験により確認し
た。この周波数成分をもつ電磁ノイズはコンバータ７の
場合と同様にモータケーブル１３1 を伝播し、中性子検
出器用ケーブル１８に誘起される。
ベース信号である。なお、各々のトランジスタには保護
用のダイオードを設けている。各トランジスタのベース
信号は図５に示す関係になっている。この結果、モータ
９i の相電圧を単純に示すと（ｇ）〜（ｉ）の波形とな
る。この相電圧の周波数は各々のトランジスタのベース
信号の周波数によって決まるが、これをｆ1とする。イ
ンバータの場合もコンバータと同様にスイッチング素子
であるトランジスタが動作する時にスパイク的なノイズ
が発生する。従って、図５（ｊ）に示す電磁ノイズが発
生することになる。この電磁ノイズの発生周期はトラン
ジスタが６個あるため、１／６ｆ1(ｓ）になる。周波数
ｆ1 は前述した様に、１００〜２００Ｈｚ程度が最高で
あるため、このノイズの周期は、１.６７ｍｓ〜０.８３
ｍｓ程度になる。周波数では600Ｈｚ〜１２００Ｈｚ程
度となる。インバータ８もコンバータ７の場合と同様
に、スイッチング速度，回路の配線によるインダクタン
ス、浮遊容量によって高周波のノイズが発生し、この周
波数のノイズが上記の１.６７ｍｓ〜０.８３ｍｓ程度以
上毎に発生する。つまり、インバータ８の動作による電
磁ノイズの周波数成分は、６００Ｈｚ〜１２００Ｈｚ程
度以下の周波数と、コンバータ７の時と同様に１ＭＨｚ
程度の周波数になる。これについても実験により確認し
た。この周波数成分をもつ電磁ノイズはコンバータ７の
場合と同様にモータケーブル１３1 を伝播し、中性子検
出器用ケーブル１８に誘起される。
【００１６】中性子計装装置１６は、前述したように数
ｋＨｚ〜数ｋＨｚの中性子検出信号を計測するためのフ
ィルタがあるため、電磁ノイズもこのフィルタによって
抑制される。つまり、中性子計装装置１６はインバータ
８からの電磁ノイズの影響を受けることはないことが分
かる。
ｋＨｚ〜数ｋＨｚの中性子検出信号を計測するためのフ
ィルタがあるため、電磁ノイズもこのフィルタによって
抑制される。つまり、中性子計装装置１６はインバータ
８からの電磁ノイズの影響を受けることはないことが分
かる。
【００１７】ここで、最高駆動周波数が低いモータを用
いれば、インバータの動作による電磁ノイズも６００Ｈ
ｚ〜１２００Ｈｚ程度であったものが、さらに低い周波
数になる中性子計装装置１６の計測周波数範囲から離れ
た周波数となり、電磁ノイズの抑制がより一層高かま
る。
いれば、インバータの動作による電磁ノイズも６００Ｈ
ｚ〜１２００Ｈｚ程度であったものが、さらに低い周波
数になる中性子計装装置１６の計測周波数範囲から離れ
た周波数となり、電磁ノイズの抑制がより一層高かま
る。
【００１８】このように、電力変換器４1 〜４N の電圧
制御方式をＰＡＭ方式とすることにより、電力変換器４
1 〜４N から発生する電磁ノイズが中性子計装装置１６
に影響を与えることはない。このことは実験によって確
認した。
制御方式をＰＡＭ方式とすることにより、電力変換器４
1 〜４N から発生する電磁ノイズが中性子計装装置１６
に影響を与えることはない。このことは実験によって確
認した。
【００１９】次に電力変換器４1 〜４N の電圧制御方式
をＰＷＭ方式にする場合について述べる。
をＰＷＭ方式にする場合について述べる。
【００２０】ＰＷＭ方式では、コンバータ７を構成する
サイリスタをダイオードで構成し、ダイオードによる全
波整流によって一定レベルの直流電圧を作る。平滑回路
としてコイルとコンデンサを一般に用いるが、コンデン
サのみを用いてもよい。インバータ８はＰＡＭ方式の場
合と異なり、スイッチング素子でトランジスタが導通し
ている時に、モータの駆動周波数に対応したデューティ
比のパルス（周波数も変える場合がある）をこのトラン
ジスタに印加して、モータの実効電流が常に一定となる
様に制御する。具体的には、例えば、図５（ａ）のトラ
ンジスタが導通している期間Ｔ1 で、図６に示すゲート
パルスで導通しているトランジスタをスイッチングする
ようにする。
サイリスタをダイオードで構成し、ダイオードによる全
波整流によって一定レベルの直流電圧を作る。平滑回路
としてコイルとコンデンサを一般に用いるが、コンデン
サのみを用いてもよい。インバータ８はＰＡＭ方式の場
合と異なり、スイッチング素子でトランジスタが導通し
ている時に、モータの駆動周波数に対応したデューティ
比のパルス（周波数も変える場合がある）をこのトラン
ジスタに印加して、モータの実効電流が常に一定となる
様に制御する。具体的には、例えば、図５（ａ）のトラ
ンジスタが導通している期間Ｔ1 で、図６に示すゲート
パルスで導通しているトランジスタをスイッチングする
ようにする。
【００２１】図６に示すゲートパルスは以下のようにし
て作成する。すなわち、モータの駆動周波数に対応した
正弦波信号と、この正弦波よりも周波数の高い三角波
（これを搬送波と言う）を作成し、正弦波が三角波のレ
ベルを越える毎に論理“１”の信号を出力することによ
り、ゲートパルスが作成できる。
て作成する。すなわち、モータの駆動周波数に対応した
正弦波信号と、この正弦波よりも周波数の高い三角波
（これを搬送波と言う）を作成し、正弦波が三角波のレ
ベルを越える毎に論理“１”の信号を出力することによ
り、ゲートパルスが作成できる。
【００２２】この結果、各々のトランジスタは、例え
ば、期間Ｔ1 の中でゲートパルスの周波数に対応して何
度もスイッチングを繰り返すことになる。このスイッチ
ング動作によって、モータの駆動周波数よりも高い周波
数成分をもつ電磁ノイズが発生する。しかも、この電磁
ノイズは、スイッチング速度，回路の配線によるインダ
クタンス、浮遊容量によって決まる高周波によって変調
されることになる。
ば、期間Ｔ1 の中でゲートパルスの周波数に対応して何
度もスイッチングを繰り返すことになる。このスイッチ
ング動作によって、モータの駆動周波数よりも高い周波
数成分をもつ電磁ノイズが発生する。しかも、この電磁
ノイズは、スイッチング速度，回路の配線によるインダ
クタンス、浮遊容量によって決まる高周波によって変調
されることになる。
【００２３】そこで、この点に着目し、三角波の周波数
を積極的に高周波側になるように設定し、電磁ノイズの
周波数成分がすべて中性子計装装置の計測周波数範囲よ
りも高くなるようにする。このようにすれば、中性子計
装装置１６は電圧制御方式をＰＷＭ方式とした電力変換
器５1 〜５N によって発生する電磁ノイズの影響を受け
なくなり、安定した中性子計測が可能となる。
を積極的に高周波側になるように設定し、電磁ノイズの
周波数成分がすべて中性子計装装置の計測周波数範囲よ
りも高くなるようにする。このようにすれば、中性子計
装装置１６は電圧制御方式をＰＷＭ方式とした電力変換
器５1 〜５N によって発生する電磁ノイズの影響を受け
なくなり、安定した中性子計測が可能となる。
【００２４】図７は本発明の他の実施例である制御棒駆
動装置の系統図である。図１と異なる部分は、電力変換
器５1 〜５N の出力段に高周波を抑制するフィルタ
Ａ1，Ｂ1，Ｃ1 〜ＡN ，ＢN ，ＣN をモータケーブルの
線間に設けた点である。このフィルタは、電力変換器５
1 〜５N から発生する電磁ノイズの周波数成分と中性子
計装装置１６の計測周波数範囲が一致あるいは近い場合
に、中性子計装装置１６が電磁ノイズの影響を受けない
様にするものである。このため、このフィルタには低域
通過特性をもたしている。この低域通過の周波数はモー
タの最高周波数までである。従って、モータの駆動周波
数以上の電磁ノイズはこのフィルタによって抑制される
ことになる。つまり、モータの駆動周波数は、ＰＡＭ方
式とＰＷＭ方式のいずれでもモータの特性で決まる最高
駆動周波数ｆ以下であり、電磁ノイズは６ｆ，ＰＷＭの
ゲートパルスの周波数、スイッチング素子のスイッチン
グ速度と回路の配線によるインダクタンス及び浮遊容量
によって決まる高周波成分であるから、十分にモータの
駆動周波数と電磁ノイズを区別することが可能となる。
従って、このフィルタを電力変換器５1 〜５N の出力段
に設けることにより、電力変換器５1 〜５N で発生する
電磁ノイズがモータケーブル１３1 〜１３N を伝播する
ことはない。
動装置の系統図である。図１と異なる部分は、電力変換
器５1 〜５N の出力段に高周波を抑制するフィルタ
Ａ1，Ｂ1，Ｃ1 〜ＡN ，ＢN ，ＣN をモータケーブルの
線間に設けた点である。このフィルタは、電力変換器５
1 〜５N から発生する電磁ノイズの周波数成分と中性子
計装装置１６の計測周波数範囲が一致あるいは近い場合
に、中性子計装装置１６が電磁ノイズの影響を受けない
様にするものである。このため、このフィルタには低域
通過特性をもたしている。この低域通過の周波数はモー
タの最高周波数までである。従って、モータの駆動周波
数以上の電磁ノイズはこのフィルタによって抑制される
ことになる。つまり、モータの駆動周波数は、ＰＡＭ方
式とＰＷＭ方式のいずれでもモータの特性で決まる最高
駆動周波数ｆ以下であり、電磁ノイズは６ｆ，ＰＷＭの
ゲートパルスの周波数、スイッチング素子のスイッチン
グ速度と回路の配線によるインダクタンス及び浮遊容量
によって決まる高周波成分であるから、十分にモータの
駆動周波数と電磁ノイズを区別することが可能となる。
従って、このフィルタを電力変換器５1 〜５N の出力段
に設けることにより、電力変換器５1 〜５N で発生する
電磁ノイズがモータケーブル１３1 〜１３N を伝播する
ことはない。
【００２５】なお、このフィルタＡ1，Ｂ1，Ｃ1 〜
ＡN ，ＢN ，ＣN をモータ側に設置したのでは電力変換
器５1 〜５N で発生した電磁ノイズがフィルタが設置さ
れている所までモータケーブルを伝播することになるの
で、よくない。従って、これらのフィルタは電力変換器
５1 〜５N の出力段に設置する必要がある。また当然の
ことであるが、中性子計装装置の計測周波数範囲と電磁
ノイズ周波数成分が離れた関係であってもこのフィルタ
を設けることにより、電磁ノイズの影響をより一層低減
できる。
ＡN ，ＢN ，ＣN をモータ側に設置したのでは電力変換
器５1 〜５N で発生した電磁ノイズがフィルタが設置さ
れている所までモータケーブルを伝播することになるの
で、よくない。従って、これらのフィルタは電力変換器
５1 〜５N の出力段に設置する必要がある。また当然の
ことであるが、中性子計装装置の計測周波数範囲と電磁
ノイズ周波数成分が離れた関係であってもこのフィルタ
を設けることにより、電磁ノイズの影響をより一層低減
できる。
【００２６】また、図８は、耐ノイズ性をより一層高め
た手段であり、モータケーブルの電磁しゃへいを施した
説明図である。電磁ノイズはモータケーブルから中性子
検出用ケーブルへ誘起されることが実験により分かった
ため、中性子計装装置１６にとって電磁ノイズの発生源
であるモータケーブルを電磁気的にしゃへいするように
した。つまり、モータケーブルは静電シールド付きのケ
ーブル（銅の編組でおおわれたもの）１３j とし、この
モータケーブルを磁気シールド材（例えば、鉄のパイ
プ）３０j でつつむことにより電磁気的シールドを施し
た。なお、静電シールド付きケーブルについては、シー
ルド材を接地する必要があり、電力変換器の盤と共に接
地することで、シールド効果が高い。
た手段であり、モータケーブルの電磁しゃへいを施した
説明図である。電磁ノイズはモータケーブルから中性子
検出用ケーブルへ誘起されることが実験により分かった
ため、中性子計装装置１６にとって電磁ノイズの発生源
であるモータケーブルを電磁気的にしゃへいするように
した。つまり、モータケーブルは静電シールド付きのケ
ーブル（銅の編組でおおわれたもの）１３j とし、この
モータケーブルを磁気シールド材（例えば、鉄のパイ
プ）３０j でつつむことにより電磁気的シールドを施し
た。なお、静電シールド付きケーブルについては、シー
ルド材を接地する必要があり、電力変換器の盤と共に接
地することで、シールド効果が高い。
【００２７】なお、中性子検出器用ケーブルは一般に静
電シールド付きケーブルであり、三重同軸ケーブルを使
用するとより一層よい。以上説明したように、電力変換
器が動作したときに、どのような周波数の電磁ノイズが
モータケーブルから発生し、この電磁ノイズがどのよう
に中性子計装系に影響を及ぼすかを評価して、その評価
結果に基づき、電力変換器の電圧制御方式をＰＡＭ方式
とすることにより問題を解決できることが分かった。つ
まり、電力変換器の電圧制御方式をＰＡＭ方式にする
と、電磁ノイズの発生頻度は、コンバータ内のスイッチ
ング素子の動作頻度と、モータの駆動周波数を制御する
インバータ内のスイッチング素子の動作頻度で決まる。
コンバータ内の各々のスイッチング素子は、入力交流電
圧の周波数（一般に５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に対流し、
インバータ内の各々のスイッチング素子はモータの駆動
周波数に対応する制御棒駆動の場合にはモータの最高駆
動周波数は高くなく、１００〜２００Ｈｚ程度までであ
る。なお、モータの駆動周波数はモータの特性によって
決まる。従って、電圧制御方式をＰＡＭ方式とすること
により、発生する電磁ノイズの発生頻度が２００〜３０
０回／Ｓ程度以下にすることができる。この結果、高周
波側に計測周波数帯域をもつ中性子計装系への影響がな
いようにすることが可能となる。すなわち、電力変換器
の電圧制御方式をＰＡＭ方式とすることにより、電力変
換器で発生した電磁ノイズがモータケーブルを介して近
接する中性子検出器用ケーブルに誘起されても、中性子
計装装置の周波数特性と電磁ノイズの周波数成分を異な
らしめることができ、中性子計装装置にこの電磁ノイズ
の影響を与えない様にすることができる。 また、電力変
換器の電圧制御方式としてＰＷＭ方式を用いる場合に
は、モータの駆動周波数よりも高い周波数でモータに印
加する電圧の実効的なパルス幅を制御するようにし、電
力変換器の出力段にはモータの駆動周波数よりも高い周
波数をしゃ断するフィルタをモータケーブルの線間に設
けることにより問題を基本的に解決できることが分かっ
た。つまり、電力変換器の電圧制御方式をＰＷＭ方式と
し、モータの駆動周波数よりも高い周波数でモータに印
加する電圧の実効的なパルス幅を制御することにより、
電力変換器からの電磁ノイズは、ほぼこのパル ス幅制御
のための高周波成分に対応した頻度で発生する。そこ
で、モータの駆動周波数は通過して、この高周波成分の
みを抑制するフィルタを、電力変換器の出力段に近いモ
ータケーブルの線間に接続することにより、この電磁ノ
イズがモータケーブルを伝播しないようにして、電磁ノ
イズによる中性子計装系への影響がないようにすること
が可能となる。すなわち、電力変換器の電圧制御方式を
PWM方式とする場合には、モータの駆動周波数よりも高
い周波数のパルスでパルス幅制御をするように構成する
ことにより、中性子計装装置の周波数特性と電力変換器
からの電磁ノイズの周波数成分を異ならしめることが可
能となり、中性子計装装置にこの電磁ノイズの影響を与
えることのない様にできる。
電シールド付きケーブルであり、三重同軸ケーブルを使
用するとより一層よい。以上説明したように、電力変換
器が動作したときに、どのような周波数の電磁ノイズが
モータケーブルから発生し、この電磁ノイズがどのよう
に中性子計装系に影響を及ぼすかを評価して、その評価
結果に基づき、電力変換器の電圧制御方式をＰＡＭ方式
とすることにより問題を解決できることが分かった。つ
まり、電力変換器の電圧制御方式をＰＡＭ方式にする
と、電磁ノイズの発生頻度は、コンバータ内のスイッチ
ング素子の動作頻度と、モータの駆動周波数を制御する
インバータ内のスイッチング素子の動作頻度で決まる。
コンバータ内の各々のスイッチング素子は、入力交流電
圧の周波数（一般に５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に対流し、
インバータ内の各々のスイッチング素子はモータの駆動
周波数に対応する制御棒駆動の場合にはモータの最高駆
動周波数は高くなく、１００〜２００Ｈｚ程度までであ
る。なお、モータの駆動周波数はモータの特性によって
決まる。従って、電圧制御方式をＰＡＭ方式とすること
により、発生する電磁ノイズの発生頻度が２００〜３０
０回／Ｓ程度以下にすることができる。この結果、高周
波側に計測周波数帯域をもつ中性子計装系への影響がな
いようにすることが可能となる。すなわち、電力変換器
の電圧制御方式をＰＡＭ方式とすることにより、電力変
換器で発生した電磁ノイズがモータケーブルを介して近
接する中性子検出器用ケーブルに誘起されても、中性子
計装装置の周波数特性と電磁ノイズの周波数成分を異な
らしめることができ、中性子計装装置にこの電磁ノイズ
の影響を与えない様にすることができる。 また、電力変
換器の電圧制御方式としてＰＷＭ方式を用いる場合に
は、モータの駆動周波数よりも高い周波数でモータに印
加する電圧の実効的なパルス幅を制御するようにし、電
力変換器の出力段にはモータの駆動周波数よりも高い周
波数をしゃ断するフィルタをモータケーブルの線間に設
けることにより問題を基本的に解決できることが分かっ
た。つまり、電力変換器の電圧制御方式をＰＷＭ方式と
し、モータの駆動周波数よりも高い周波数でモータに印
加する電圧の実効的なパルス幅を制御することにより、
電力変換器からの電磁ノイズは、ほぼこのパル ス幅制御
のための高周波成分に対応した頻度で発生する。そこ
で、モータの駆動周波数は通過して、この高周波成分の
みを抑制するフィルタを、電力変換器の出力段に近いモ
ータケーブルの線間に接続することにより、この電磁ノ
イズがモータケーブルを伝播しないようにして、電磁ノ
イズによる中性子計装系への影響がないようにすること
が可能となる。すなわち、電力変換器の電圧制御方式を
PWM方式とする場合には、モータの駆動周波数よりも高
い周波数のパルスでパルス幅制御をするように構成する
ことにより、中性子計装装置の周波数特性と電力変換器
からの電磁ノイズの周波数成分を異ならしめることが可
能となり、中性子計装装置にこの電磁ノイズの影響を与
えることのない様にできる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中性子検出器用ケーブルにおける電磁ノイズの誘起を抑
制することができる。
中性子検出器用ケーブルにおける電磁ノイズの誘起を抑
制することができる。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【図１】本発明の実施例を示す制御棒駆動装置のブロッ
ク図。
ク図。
【図２】コンバータの動作と電磁ノイズ発生の関係の説
明図。
明図。
【図３】モータケーブルと中性子検出器用ケーブルの布
設ルートの説明図。
設ルートの説明図。
【図４】インバータの構成例の回路図。
【図５】インバータの動作と電磁ノイズ発生の関係のタ
イミングチャート。
イミングチャート。
【図６】ＰＷＭ用ゲートパルスの作成方法の説明図。
【図７】本発明の他の実施例を示す制御棒駆動装置の系
統図。
統図。
【図８】本発明の他の実施例であるモータケーブルの電
磁しゃへい手段の説明図。
磁しゃへい手段の説明図。
５1 〜５N …電力変換器、７…コンバータ、８…インバ
ータ、９1 〜９N …モータ、１３1 〜１３N …モータケ
ーブル、Ａ1，Ｂ1，Ｃ1 〜ＡN ，ＢN ，ＣN …フィル
タ、１３j …静電シールド、付きモータケーブル、３０
j …磁気シールド材。
ータ、９1 〜９N …モータ、１３1 〜１３N …モータケ
ーブル、Ａ1，Ｂ1，Ｃ1 〜ＡN ，ＢN ，ＣN …フィル
タ、１３j …静電シールド、付きモータケーブル、３０
j …磁気シールド材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21C 7/12 G21C 17/00 G21C 17/12
Claims (6)
- 【請求項１】原子力プラントの制御棒を駆動するモータ
と、前記モータを駆動するための電圧を出力する電力変
換器と、原子炉圧力容器の下方に敷設され、前記電力変
換器から出力された電圧を前記モータに伝送するモータ
ケーブルとを備えた制御棒駆動装置において、 前記原子力プラントは、原子炉圧力容器の下方に敷設さ
れ、原子炉内の中性子を検出する中性子検出器から出力
される中性子検出信号を伝送する中性子検出器用ケーブ
ルを有し、 前記電力変換器の出力端に設けられたノイズ抑制手段を
備えることを特徴とする 制御棒駆動装置。 - 【請求項２】前記出力端は、前記モータケーブルと前記
中性子検出器用ケーブルとが近接する部分と前記電力変
換器との間にあることを特徴とする請求項１記載の制御
棒駆動装置。 - 【請求項３】前記ノイズ抑制手段は、前記電力変換器が
出力する電圧のうち周波数が前記モータの駆動周波数よ
りも高い成分を遮断するフィルタであることを特徴とす
る請求項１及び２のいずれかに記載の制御棒駆動装置。 - 【請求項４】前記電力変換器は、前記モータの駆動周波
数に応じて前記モータに印加する電圧のレベルを高くす
るパルス振幅変調型の電力変換器であることを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれかに記載の制御棒駆動装置。 - 【請求項５】原子力プラントの制御棒を駆動するモータ
と、前記モータを駆動するための電圧を出力する電力変
換器と、原子炉圧力容器の下方に敷設され、前記電力変
換器から出力された電圧を前記モータに伝送するモータ
ケーブルとを備えた制御棒駆動装置において、 前記原子力プラントは、原子炉圧力容器の下方に敷設さ
れ、原子炉内の中性子 を検出する中性子検出器から出力
される中性子検出信号を伝送する中性子検出器用ケーブ
ルを有し、 前記電力変換器は、前記モータの駆動周波数に応じて、
前記モータの駆動周波数よりも高い周波数でモータに印
加する電圧の実効的なパルス幅を制御するパルス幅変調
型の電力変換器であって、 前記電力変換器の出力端に設けられ、前記電力変換器が
出力する電圧のうち周波数が前記モータの駆動周波数よ
りも高い成分を遮断するフィルタを備えることを特徴と
する 制御棒駆動装置。 - 【請求項６】前記モータケーブルは、静電シールド材及
び磁気シールド材で覆われていることを特徴とする請求
項１乃至５のいずれかに記載の制御棒駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345781A JP2876862B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 制御棒駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345781A JP2876862B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 制御棒駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05180973A JPH05180973A (ja) | 1993-07-23 |
| JP2876862B2 true JP2876862B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=18378934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3345781A Expired - Lifetime JP2876862B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 制御棒駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2876862B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2287363B (en) * | 1994-03-08 | 1997-12-17 | Control Tech Plc | Suppression of radio frequency emissions |
| KR100489989B1 (ko) * | 2002-08-09 | 2005-05-17 | 한국전기연구원 | 원자로의 제어봉 구동 시스템 |
| JP4616214B2 (ja) * | 2006-06-27 | 2011-01-19 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 原子力発電プラントに用いられる電磁機器の制御装置 |
| JP2012013546A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Toshiba Corp | 移動式炉内計装系駆動装置およびそれを用いた案内管内部の摩擦抵抗監視方法 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP3345781A patent/JP2876862B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05180973A (ja) | 1993-07-23 |
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