JP3237722U

JP3237722U - 蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システム

Info

Publication number: JP3237722U
Application number: JP2022000710U
Authority: JP
Inventors: 樊啓祥; 胡波; 王賓; 王哲▲ベイ▼; 劉茜; 王▲シン▼; 柳曦; 張勇; 李亜都
Original assignee: NR Electric Co Ltd; China Huaneng Group Co Ltd; Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Current assignee: NR Electric Co Ltd; China Huaneng Group Co Ltd; Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority date: 2021-11-03
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: DE202022102794U1; CN114077232A

Abstract

【課題】電流増幅を容易に実現でき、柔軟に配置でき、分散型制御システムに容易にインストールでき、新旧蒸気タービン装置の互換性を実現する蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システムを提供する。【解決手段】蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システムであって、大電流駆動システムは蒸気タービンのサーボモジュールと蒸気タービンのサーボバルブとの間に順次接続されるＩ／Ｖ変換回路、信号フィルタ回路及びＶ／Ｉ変換回路を備え、Ｉ／Ｖ変換回路は蒸気タービンのサーボモジュールから出力された０～４０ｍＡの電流信号を受信し、且つ０～２．５Ｖの電圧信号に変換して信号フィルタ回路に出力し、信号フィルタ回路は電圧信号のローパスカットオフ周波数を調整してからＶ／Ｉ変換回路に出力し、Ｖ／Ｉ変換回路は電圧信号を０～２５０ｍＡの電流信号に変換して蒸気タービンのサーボバルブに出力する。【選択図】図１

Description

本考案はサーボ制御分野に属し、具体的に蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システムに関する。

デジタル電気油圧式制御システム（ＤｉｇｉｔａｌＥｌｅｃｔｒｉｃＨｙｄｒａｕｌｉｃＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ、ＤＥＨ）において現在よく使用されているのはＤＣＳを基礎とするシステムである。ＤＣＳは分散型制御システムの英語の略称（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ）であり、分散制御システムとも称され、集中型制御システムよりも新型のコンピュータ制御システムである。

蒸気タービンのデジタル電気油圧式制御システム（ＤｉｇｉｔａｌＥｌｅｃｔｒｉｃＨｙｄｒａｕｌｉｃＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ、ＤＥＨ）において、サーボ装置は主に油圧サーボモータのバルブ開度の閉ループ制御を実現する。ＤＥＨコントローラにより生成された油圧サーボモータのバルブ位置命令信号は、サーボ増幅モジュール、電気油圧式サーボバルブによって油圧調整信号を油圧サーボモータに形成する。油圧サーボモータのストロークは変位センサにより検出されてからサーボ増幅モジュールにフィードバックされ、該油圧サーボモータのバルブ位置実行と一致するように維持させ、それにより油圧サーボモータのストロークが完全にＤＥＨのサーボ装置によりバルブ位置命令制御を行うようにする。実際の応用では、蒸気タービンのサーボモジュールにより駆動される各タイプのサーボバルブに必要な電流は－４０ｍＡ～４０ｍＡであるが、早期の発電所が輸入された蒸気タービン装置を用いるために必要なサーボ駆動電流は０～２５０ｍＡであり、これらの駆動電流の間に差異があり、より良い互換性を実現できず、このため、この問題を早急に解決しなければならない。

本考案の目的は上記従来技術の問題に対して、蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システムを提供することにあり、電流増幅を容易に実現でき、柔軟に配置でき、ＤＣＳシステムに容易にインストールすることができる。

上記目的を実現するために、本考案は以下の技術的解決手段を有する。

蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システムであって、蒸気タービンのサーボモジュールと蒸気タービンのサーボバルブとの間に順次接続されるＩ／Ｖ変換回路、信号フィルタ回路及びＶ／Ｉ変換回路を備え、
前記Ｉ／Ｖ変換回路は蒸気タービンのサーボモジュールから出力された０～４０ｍＡの電流信号を受信し、且つ０～２．５Ｖの電圧信号に変換して信号フィルタ回路に出力し、
前記信号フィルタ回路は０～２．５Ｖの電圧信号のローパスカットオフ周波数を調整してからＶ／Ｉ変換回路に出力し、
前記Ｖ／Ｉ変換回路はローパスカットオフ周波数を調整した後の０～２．５Ｖの電圧信号を受信し、且つ０～２５０ｍＡの電流信号に変換して蒸気タービンのサーボバルブに出力する。

本考案の大電流駆動システムの好適な解決手段として、前記Ｉ／Ｖ変換回路は第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）と第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）を備え、蒸気タービンのサーボモジュールから出力された０～４０ｍＡの電流信号は第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）に接続され、電流信号入力正端子（ＡＩＮ１＋）は第１ヒューズ（Ｆ１）、第１抵抗（Ｒ１）及び第５抵抗（Ｒ５）を介して第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の反転入力ピンに接続され、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の非反転入力ピンは第６抵抗（Ｒ６）及び第２抵抗（Ｒ２）を介して電流信号入力負端子（ＡＩＮ１－）に接続され、前記第１ヒューズ（Ｆ１）と第１抵抗（Ｒ１）の間の配線と、電流信号入力負端子（ＡＩＮ１－）との間には第１ＴＶＳダイオード（Ｄ１）と第１コンデンサ（Ｃ１）が並列接続され、前記第１抵抗（Ｒ１）と第５抵抗（Ｒ５）の間の配線と、第６抵抗（Ｒ６）と第２抵抗（Ｒ２）の間の配線との間には第３抵抗（Ｒ３）、第４抵抗（Ｒ４）及び第２コンデンサ（Ｃ２）が並列接続され、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）のマイナス側電源ピン及びプラス側電源ピンは１５Ｖの電源に接続され、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の出力ピンは第１２抵抗（Ｒ１２）を介して第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の反転入力ピンに接続され、第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の非反転入力ピンは第１３抵抗（Ｒ１３）を介して、それぞれ、２．５Ｖの第１基準電圧及び信号グラウンドに接続され、第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の出力ピンがＩ／Ｖ変換回路の電圧出力信号出力端子（ＡＩＮ１）である。

本考案の大電流駆動システムの好適な解決手段として、前記信号フィルタ回路は、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の出力ピンと反転入力ピンとの間に設置されている第１ＲＣフィルタ回路と、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の非反転入力ピンと信号グラウンドとの間に設置されている第２ＲＣフィルタ回路と、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の出力ピンと信号グラウンドとの間に設置されている第３ＲＣフィルタ回路と、第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の反転入力ピンと出力ピンとの間に設置されている第４ＲＣフィルタ回路と、第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の非反転入力ピンと信号グラウンドとの間に設置されている第５ＲＣフィルタ回路と、第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の出力ピンと信号グラウンドとの間に設置されている第６ＲＣフィルタ回路と、を備える。

本考案の大電流駆動システムの好適な解決手段として、前記第１ＲＣフィルタ回路は第７抵抗（Ｒ７）と第３コンデンサ（Ｃ３）とが並列接続されてなり、前記第２ＲＣフィルタ回路は第８抵抗（Ｒ８）と第６コンデンサ（Ｃ６）とが並列接続されてなり、前記第３ＲＣフィルタ回路は第９抵抗（Ｒ９）と第７コンデンサ（Ｃ７）とが直列接続されてなり、前記第４ＲＣフィルタ回路は第１４抵抗（Ｒ１４）と第８コンデンサ（Ｃ８）とが並列接続されてなり、前記第５ＲＣフィルタ回路は第１５抵抗（Ｒ１５）と第９コンデンサ（Ｃ９）とが並列接続されてなり、前記第６ＲＣフィルタ回路は第１６抵抗（Ｒ１６）と第１０コンデンサ（Ｃ１０）とが直列接続されてなる。

本考案の大電流駆動システムの好適な解決手段として、前記Ｖ／Ｉ変換回路は第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）と第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）を備え、Ｉ／Ｖ変換回路の電圧出力信号出力端子（ＡＩＮ１）は第１７抵抗（Ｒ１７）を介して第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）の非反転入力ピンに接続され、第１７抵抗（Ｒ１７）の前段側は第１ショットキーダイオード（Ｄ２）の直列接続端ピンに接続され、第１ショットキーダイオード（Ｄ２）は、カソードピンが２４Ｖの給電電源に接続され、アノードピンが信号グラウンドに接続され、第１７抵抗（Ｒ１７）の後段側は第１１コンデンサ（Ｃ１１）を介して信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）の反転入力ピンと出力ピンとの間に第１２コンデンサ（Ｃ１２）が接続され、且つ第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）の反転入力ピンは更に第３０抵抗（Ｒ３０）を介して信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）のマイナス側電源ピンは信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）のプラス側電源ピンは電磁ビーズ（Ｌ１）を介して２４Ｖの給電電源に接続され、且つ第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）のプラス側電源ピンは更に第１３コンデンサ（Ｃ１３）を介して信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）の出力ピンは第１８抵抗（Ｒ１８）を介してそれぞれダイオード（Ｄ３）の一端及び第１ＭＯＳトランジスタ（Ｑ１）のゲートピンに接続され、ダイオード（Ｄ３）の他端は信号グラウンドに接続され、ＭＯＳトランジスタ（Ｑ１）のソースピンは第３０抵抗（Ｒ３０）を介して信号グラウンドに接続され、第１ＭＯＳトランジスタ（Ｑ１）のドレインピンは第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の非反転入力ピンに接続され、第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の非反転入力ピンは更に第１９抵抗（Ｒ１９）を介して＋１５Ｖの給電電源に接続され、第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の反転入力ピンは並列接続されている第２２抵抗（Ｒ２２）と第２３抵抗（Ｒ２３）を介して＋１５Ｖの給電電源に接続され、第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の出力ピンは第２０抵抗（Ｒ２０）を介して第２ショットキーダイオード（Ｄ４）の直列接続端ピンに接続され、第２ショットキーダイオード（Ｄ４）は、カソードピンが２４Ｖの給電電源に接続され、アノードピンが信号グラウンドに接続され、第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の反転入力ピンと出力ピンとの間にＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）が接続され、ＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）のエミッターピンは第２２抵抗（Ｒ２２）及び第２３抵抗（Ｒ２３）と、第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の反転入力ピンとの間に接続され、ＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）のベースピンとエミッターピンとの間には第２４抵抗（Ｒ２４）と第２５抵抗（Ｒ２５）が並列接続され、ＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）のコレクターピンは第２０抵抗（Ｒ２０）及び第２ショットキーダイオード（Ｄ４）の直列接続端ピンに接続され、ＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）のエミッターピンは更に第２１抵抗（Ｒ２１）を介して信号グラウンドに接続され、ＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）のコレクターピン及びベースピンは、それぞれ、第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）のゲートピン及びドレインピンに接続され、第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）のソースピンは第２ヒューズ（Ｆ２）を介して電流出力信号（Ｉｏｕｔ１）に接続され、電流出力信号（Ｉｏｕｔ１）が配線端子を介して蒸気タービンのサーボバルブに接続される。

本考案の大電流駆動システムの好適な解決手段として、第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）のソースピンは更に並列接続されている第２ＴＶＳダイオード（Ｄ５）と第１４コンデンサ（Ｃ１４）を介して信号グラウンドに接続されている。

本考案の大電流駆動システムの好適な解決手段として、前記Ｖ／Ｉ変換回路は断線検出回路に接続され、断線検出回路はＶ／Ｉ変換回路から出力された電流が設定閾値を超えるか否かによって０～２５０ｍＡの電流信号の出力が断線しているか否かをリアルタイムに判断し、電流信号出力が断線している場合、断線警報信号をデジタル量入力モジュールに送信して再収集する。

本考案の大電流駆動システムの好適な解決手段として、前記断線検出回路は第５演算増幅器（Ｕ３＿Ａ）を備え、Ｖ／Ｉ変換回路の第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）のソースピンは断線検出信号端子（ＤＸ＿ｃｈｋ１）に接続され、断線検出信号（ＤＸ＿ｃｈｋ１）は第２３抵抗（Ｒ２３）を介して第２４抵抗（Ｒ２４）の一端及び第５演算増幅器（Ｕ３＿Ａ）の非反転入力ピンに接続され、第２４抵抗（Ｒ２４）の他端は信号グラウンドに接続され、第５演算増幅器（Ｕ３＿Ａ）は、反転入力ピンと出力ピンが接続され、プラス側電源ピンが２４Ｖの給電電源に接続され、マイナス側電源ピンが信号グラウンドに接続され、第５演算増幅器（Ｕ３＿Ａ）のプラス側電源ピンピンは更に第１５コンデンサ（Ｃ１５）を介して信号グラウンドに接続され、第５演算増幅器（Ｕ３＿Ａ）の出力ピンはツェナーダイオード（Ｄ６）を介して光結合型リレー（Ｕ４）の第１入力側アノードピンに接続され、光結合型リレーＵ４は、第１入力側カソードピンと第２入力側アノードピンが接続され、第２入力側カソードピンが第２５抵抗（Ｒ２５）を介して信号グラウンドに接続され、光結合型リレー（Ｕ４）の第２出力側第１ピンはＬＥＤ断線信号表示ランプ（ＬＥＤ＿Ｙ）に接続され、更に第２６抵抗（Ｒ２６）を介して＋５Ｖの給電電源に接続され、光結合型リレー（Ｕ４）の第２出力側第２ピンは信号グラウンドに接続され、光結合型リレー（Ｕ４）の第１出力側第１ピンは断線スイッチ指示信号負端子（ＤＯ１－）に接続され、更に第３ＴＶＳダイオード（Ｄ７）を介して光結合型リレー（Ｕ４）の第１出力側第２ピンに接続され、第３ＴＶＳダイオード（Ｄ７）は更に第３ヒューズ（Ｆ３）を介して断線スイッチ指示信号正端子（ＤＯ１＋）に接続されている。

従来技術に比べて、本考案は以下の有益な効果を有する。本考案は０～４０ｍＡの電流信号を０～２５０ｍＡに増幅することを実現することができ、通常の蒸気タービンのサーボバルブのための駆動電流は－４０ｍＡ～４０ｍＡであり、蒸気タービンのサーボバルブを提供するために必要な駆動電流は０～２５０ｍＡであり、従来の製品には大電流サーボ制御モジュールのようなものがない。本考案は従来のサーボコントローラの使用に基づいて０～４０ｍＡのサーボ電流を提供し、Ｉ／Ｖ変換回路、信号フィルタ回路及びＶ／Ｉ変換回路により０～４０ｍＡのサーボ電流を０～２５０ｍＡに増幅することを実現する。本考案はＤＣＳシステムに容易にインストールすることができ、簡単な外部端子配線だけで電流増幅を実現することができ、新旧蒸気タービン装置の互換性を実現する。

更に、本考案は断線検出回路が設置され、断線検出回路はＶ／Ｉ変換回路出力電流が設定閾値を超えるかどうかによって０～２５０ｍＡの電流信号出力が切断されるかどうかをリアルタイムに判断し、１ｍＡ出力の断線警報をサポートすることができ、出力が切断されると、同時に表示ランプ及び空きノード信号の出力により警報指示を生成することができる。

本考案に係る大電流駆動システムの実現原理のブロック図である。本考案に係る大電流駆動システムの回路構造のブロック図である。本考案に係るＩ／Ｖ変換回路の回路配線図である。本考案に係るＶ／Ｉ変換回路の回路配線図である。本考案に係る断線検出回路の回路配線図である。

以下、図面及び実施例を参照しながら本考案を更に詳しく説明する。

図１及び図２に示すように、本考案に係る蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システムは、順次接続されるＩ／Ｖ変換回路、信号フィルタ回路及びＶ／Ｉ変換回路を備える。Ｉ／Ｖ変換回路は蒸気タービンのサーボモジュールに接続され、蒸気タービンのサーボモジュールから出力された０～４０ｍＡの電流信号を受信して０～２．５Ｖの電圧信号に変換することに用いられ、信号フィルタ回路は受信された電圧信号のローパスカットオフ周波数を調整し、次にＶ／Ｉ変換回路により０～２５０ｍＡの電流信号を出力することに用いられ、Ｖ／Ｉ変換回路は蒸気タービンのサーボバルブに接続される。本考案は更にＶ／Ｉ変換回路に断線検出回路が接続設置され、該断線検出回路はＶ／Ｉ変換回路から出力された電流が設定閾値を超えるかどうかによって０～２５０ｍＡの電流信号出力が切断されるかどうかをリアルタイムに判断し、断線警報信号をデジタル量入力モジュールに送信して再収集する。

図３に示すように、一実施例では、Ｉ／Ｖ変換回路は第１演算増幅器Ｕ１＿Ａと第２演算増幅器Ｕ１＿Ｂを備え、蒸気タービンのサーボモジュールから出力された０～４０ｍＡの電流信号は第１演算増幅器Ｕ１＿Ａに接続され、電流信号入力正端子ＡＩＮ１＋はヒューズＦ１、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ５を介して第１演算増幅器Ｕ１＿Ａの第２ピンに接続され、第１演算増幅器Ｕ１＿Ａの第３ピンは抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ２を介して電流信号入力負端子ＡＩＮ１－に接続され、前記ヒューズＦ１、抵抗Ｒ１間の配線及び電流信号入力負端子ＡＩＮ１－の間には第１ＴＶＳダイオードＤ１及びコンデンサＣ１が並列接続され、前記抵抗Ｒ１とＲ５との間の配線及び抵抗Ｒ６とＲ２との間の配線には抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４及びコンデンサＣ２が並列接続され、第１演算増幅器Ｕ１＿Ａの第４ピン及び第８ピンは１５Ｖの電源に接続され、第１演算増幅器Ｕ１＿Ａの第１ピンは抵抗Ｒ１２を介して第２演算増幅器Ｕ１＿Ｂの第６ピンに接続され、第２演算増幅器Ｕ１＿Ｂの第５ピンは抵抗Ｒ１３を介してそれぞれ第１基準電圧２．５Ｖ＿ＲＥＦ及び信号グラウンドに接続され、第１基準電圧２．５Ｖ＿ＲＥＦと抵抗Ｒ１３との間に抵抗Ｒ１０が接続され、信号グラウンドと抵抗Ｒ１３との間に抵抗Ｒ１１が接続され、第１基準電圧２．５Ｖ＿ＲＥＦ及び抵抗Ｒ１０はデバッグスパンとして使用され、実際の応用では、抵抗Ｒ１０を溶接しない。第２演算増幅器Ｕ１＿Ｂの第７ピンはＩ／Ｖ変換回路の電圧出力信号出力端子ＡＩＮ１であり、この端子はＶ／Ｉ変換回路に接続される。

図３に示すように、本考案の大電流駆動システムにおいて、信号フィルタ回路は、第１演算増幅器Ｕ１＿Ａの第１ピンと第２ピンとの間に設置され、且つ抵抗Ｒ７とコンデンサＣ３とが並列接続されてなる第１ＲＣフィルタ回路と、第１演算増幅器Ｕ１＿Ａの第３ピンと信号グラウンドとの間に設置され、且つ抵抗Ｒ８とコンデンサＣ６とが並列接続されてなる第２ＲＣフィルタ回路と、第１演算増幅器Ｕ１＿Ａの第１ピンと信号グラウンドとの間に設置され、且つ抵抗Ｒ９とコンデンサＣ７とが直列接続されてなる第３ＲＣフィルタ回路と、第２演算増幅器Ｕ１＿Ｂの第６ピンと第７ピンとの間に設置され、且つ抵抗Ｒ１４とコンデンサＣ８とが並列接続されてなる第４ＲＣフィルタ回路と、第２演算増幅器Ｕ１＿Ｂの第５ピンと信号グラウンドとの間に設置され、且つ抵抗Ｒ１５とコンデンサＣ９とが並列接続されてなる第５ＲＣフィルタ回路と、第２演算増幅器Ｕ１＿Ｂの第７ピンと信号グラウンドとの間に設置され、且つ抵抗Ｒ１６とコンデンサＣ１０とが直列接続されてなる第６ＲＣフィルタ回路と、を備える。

図４に示すように、一実施例では、本考案の大電流駆動システムのＶ／Ｉ変換回路は第３演算増幅器Ｕ２＿Ａと第４演算増幅器Ｕ２＿Ｂを備え、上記Ｉ／Ｖ変換回路の電圧出力信号出力端子ＡＩＮ１は抵抗Ｒ１７を介して第３演算増幅器Ｕ２＿Ａの第３ピンに接続され、抵抗Ｒ１７の前端はショットキーダイオードＤ２の第３ピンに接続され、ショットキーダイオードＤ２の第２ピンは給電電源ＩＳＯ＿２４Ｖに接続され、第１ピンは信号グラウンドに接続され、抵抗Ｒ１７の後端はコンデンサＣ１１を介して信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器Ｕ２＿Ａの第２ピンと第１ピンとの間にコンデンサＣ１２が接続され、且つ第３演算増幅器Ｕ２＿Ａの第２ピンは更に抵抗Ｒ３０を介して信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器Ｕ２＿Ａの第４ピンは信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器Ｕ２＿Ａの第８ピンは電磁ビーズＬ１を介して給電電源ＩＳＯ＿２４Ｖに接続され、且つ第３演算増幅器Ｕ２＿Ａの第８ピンは更にコンデンサＣ１３を介して信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器Ｕ２＿Ａの第１ピンは抵抗Ｒ１８を介してそれぞれダイオードＤ３の一端及びＭＯＳトランジスタＱ１の第１ピンに接続され、ダイオードＤ３の他端は信号グラウンドに接続され、ＭＯＳトランジスタＱ１の第２ピンは抵抗Ｒ３０を介して信号グラウンドに接続され、ＭＯＳトランジスタＱ１の第３ピンは第４演算増幅器Ｕ２＿Ｂの第５ピンに接続され、第４演算増幅器Ｕ２＿Ｂの第５ピンは更に抵抗Ｒ１９を介して給電電源＋１５Ｖに接続され、第４演算増幅器Ｕ２＿Ｂの第６ピンは並列接続される抵抗Ｒ２２、抵抗Ｒ２３を介して給電電源＋１５Ｖに接続され、第４演算増幅器Ｕ２＿Ｂの第７ピンは抵抗Ｒ２０を介してショットキーダイオードＤ４の第３ピンに接続され、ショットキーダイオードＤ４の第２ピンは給電電源ＩＳＯ＿２４Ｖに接続され、第１ピンは信号グラウンドに接続され、第４演算増幅器Ｕ２＿Ｂの第６ピンと第７ピンとの間にＰＮＰトランジスタＱ３が接続され、ＰＮＰトランジスタＱ３の第３ピンは抵抗Ｒ２２、抵抗Ｒ２３及び第４演算増幅器Ｕ２＿Ｂの第６ピンの間に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ３の第１ピンと第３ピンとの間には抵抗Ｒ２４、抵抗Ｒ２５が並列接続され、ＰＮＰトランジスタＱ３の第２ピンは抵抗Ｒ２０及びショットキーダイオードＤ４の第３ピンに接続され、ＰＮＰトランジスタＱ３の第２ピンは更に抵抗Ｒ２１を介して信号グラウンドに接続され、ＰＮＰトランジスタＱ３の第２ピン及び第１ピンはそれぞれＭＯＳトランジスタＱ２の第１ピン及び第３ピンに接続され、ＭＯＳトランジスタＱ２の第２ピンは断線検出信号端子ＤＸ＿ｃｈｋ１に接続され、ＭＯＳトランジスタＱ２の第２ピンは更にヒューズＦ２を介して電流出力信号Ｉｏｕｔ１に接続されるとともに、並列接続されるＴＶＳダイオードＤ５及びコンデンサＣ１４を介して信号グラウンドに接続され、電流出力信号Ｉｏｕｔ１は配線端子を介して装置に接続される。

図５に示すように、一実施例では、本考案の大電流駆動システムの断線検出回路は第５演算増幅器Ｕ３を備え、断線検出信号ＤＸ＿ｃｈｋ１は抵抗Ｒ２３を介して抵抗Ｒ２４の一端及び第５演算増幅器Ｕ３の第３ピンに接続され、抵抗Ｒ２４の他端は信号グラウンドに接続され、第５演算増幅器Ｕ３の第２ピンと第１ピンは接続され、第８ピンは給電電源ＩＳＯ＿２４Ｖに接続され、第４ピンは信号グラウンドに接続され、第５演算増幅器Ｕ３の第８ピンは更にコンデンサＣ１５を介して信号グラウンドに接続され、第５演算増幅器Ｕ３の第１ピンはツェナーダイオードＤ６を介して光結合型リレーＵ４の第１ピンに接続され、光結合型リレーＵ４の第２ピンと第３ピンは接続され、第４ピンは抵抗Ｒ２５を介して信号グラウンドに接続され、光結合型リレーＵ４の第５ピンはＬＥＤ断線信号表示ランプＬＥＤ＿Ｙに接続され、且つ抵抗Ｒ２６を介して給電電源＋５Ｖ＿１に接続され、光結合型リレーＵ４の第６ピンは信号グラウンドに接続され、光結合型リレーＵ４の第７ピンは断線スイッチ指示信号負端子ＤＯ１－に接続され、且つＴＶＳダイオードＤ７を介して光結合型リレーＵ４の第８ピンに接続され、ＴＶＳダイオードＤ７は更にヒューズＦ３を介して断線スイッチ指示信号正端子ＤＯ１＋に接続される。

蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動方法であって、
蒸気タービンのサーボモジュールから出力された０～４０ｍＡの電流信号を０～２．５Ｖの電圧信号に変換するステップと、
０～２．５Ｖの電圧信号のローパスカットオフ周波数を調整するステップと、
ローパスカットオフ周波数を調整した後の０～２．５Ｖの電圧信号を０～２５０ｍＡの電流信号に変換するステップと、
０～２５０ｍＡの電流信号により蒸気タービンのサーボバルブに給電するステップと、を含む。

本考案の蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動方法は更に０～２５０ｍＡに変換した電流信号を検出オブジェクトとして断線検出を行い、リアルタイム電流が閾値を超えると、電流出力が切断されると判定される。

また、以上の説明では、各演算増幅器Ｕ１＿Ａ～Ｕ３については、第１や第７ピンが出力ピンを示し、第２や第６ピンが反転入力ピンを示し、第３や第５ピンが非反転入力ピンを示し、第４ピンがマイナス側電源ピンを示し、第８ピンがプラス側電源ピンを示す。各ＭＯＳトランジスタＱ１とＱ２については、第１ピンがゲートピンを示し、第２ピンがソースピンを示し、第３ピンがドレインピンを示す。ＰＮＰトランジスタＱ３については、第１ピンがベースピンを示し、第２ピンがエミッターピンを示し、第３ピンがコレクターピンを示す。

以上の説明は本発考案明の好適な実施例に過ぎず、本考案の技術的解決手段を制限するためのものではなく、当業者が理解できるように、本考案の趣旨及び原則から逸脱することなく、該技術的解決手段は更に種々の簡単な修正や置換を行うことができ、これらの修正や置換もいずれも実用新案登録請求の範囲に含まれる保護範囲内に属する。

Claims

蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システムであって、
蒸気タービンのサーボモジュールと蒸気タービンのサーボバルブとの間に順次接続されるＩ／Ｖ変換回路、信号フィルタ回路及びＶ／Ｉ変換回路を備え、
前記Ｉ／Ｖ変換回路は蒸気タービンのサーボモジュールから出力された０～４０ｍＡの電流信号を受信し、且つ０～２．５Ｖの電圧信号に変換して信号フィルタ回路に出力し、
前記信号フィルタ回路は０～２．５Ｖの電圧信号のローパスカットオフ周波数を調整してからＶ／Ｉ変換回路に出力し、
前記Ｖ／Ｉ変換回路はローパスカットオフ周波数を調整した後の０～２．５Ｖの電圧信号を受信し、且つ０～２５０ｍＡの電流信号に変換して蒸気タービンのサーボバルブに出力することを特徴とする蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システム。
前記Ｉ／Ｖ変換回路は第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）と第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）を備え、蒸気タービンのサーボモジュールから出力された０～４０ｍＡの電流信号は第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）に接続され、電流信号入力正端子（ＡＩＮ１＋）は第１ヒューズ（Ｆ１）、第１抵抗（Ｒ１）及び第５抵抗（Ｒ５）を介して第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の反転入力ピンに接続され、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の非反転入力ピンは第６抵抗（Ｒ６）及び第２抵抗（Ｒ２）を介して電流信号入力負端子（ＡＩＮ１－）に接続され、前記第１ヒューズ（Ｆ１）と第１抵抗（Ｒ１）の間の配線と、電流信号入力負端子（ＡＩＮ１－）との間には第１ＴＶＳダイオード（Ｄ１）と第１コンデンサ（Ｃ１）が並列接続され、前記第１抵抗（Ｒ１）と第５抵抗（Ｒ５）の間の配線と、第６抵抗（Ｒ６）と第２抵抗（Ｒ２）の間の配線との間には第３抵抗（Ｒ３）、第４抵抗（Ｒ４）及び第２コンデンサ（Ｃ２）が並列接続され、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）のマイナス側電源ピン及びプラス側電源ピンは１５Ｖの電源に接続され、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の出力ピンは第１２抵抗（Ｒ１２）を介して第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の反転入力ピンに接続され、第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の非反転入力ピンは第１３抵抗（Ｒ１３）を介して、それぞれ、２．５Ｖの第１基準電圧及び信号グラウンドに接続され、第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の出力ピンがＩ／Ｖ変換回路の電圧出力信号出力端子（ＡＩＮ１）であることを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システム。
前記信号フィルタ回路は、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の出力ピンと反転入力ピンとの間に設置されている第１ＲＣフィルタ回路と、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の非反転入力ピンと信号グラウンドとの間に設置されている第２ＲＣフィルタ回路と、第１演算増幅器（Ｕ１＿Ａ）の出力ピンと信号グラウンドとの間に設置されている第３ＲＣフィルタ回路と、第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の反転入力ピンと出力ピンとの間に設置されている第４ＲＣフィルタ回路と、第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の非反転入力ピンと信号グラウンドとの間に設置されている第５ＲＣフィルタ回路と、第２演算増幅器（Ｕ１＿Ｂ）の出力ピンと信号グラウンドとの間に設置されている第６ＲＣフィルタ回路と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システム。
前記第１ＲＣフィルタ回路は第７抵抗（Ｒ７）と第３コンデンサ（Ｃ３）とが並列接続されてなり、前記第２ＲＣフィルタ回路は第８抵抗（Ｒ８）と第６コンデンサ（Ｃ６）とが並列接続されてなり、前記第３ＲＣフィルタ回路は第９抵抗（Ｒ９）と第７コンデンサ（Ｃ７）とが直列接続されてなり、前記第４ＲＣフィルタ回路は第１４抵抗（Ｒ１４）と第８コンデンサ（Ｃ８）とが並列接続されてなり、前記第５ＲＣフィルタ回路は第１５抵抗（Ｒ１５）と第９コンデンサ（Ｃ９）とが並列接続されてなり、前記第６ＲＣフィルタ回路は第１６抵抗（Ｒ１６）と第１０コンデンサ（Ｃ１０）とが直列接続されてなることを特徴とする請求項３に記載の蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システム。
前記Ｖ／Ｉ変換回路は第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）と第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）を備え、Ｉ／Ｖ変換回路の電圧出力信号出力端子（ＡＩＮ１）は第１７抵抗（Ｒ１７）を介して第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）の非反転入力ピンに接続され、第１７抵抗（Ｒ１７）の前段側は第１ショットキーダイオード（Ｄ２）の直列接続端ピンに接続され、第１ショットキーダイオード（Ｄ２）は、カソードピンが２４Ｖの給電電源に接続され、アノードピンが信号グラウンドに接続され、第１７抵抗（Ｒ１７）の後段側は第１１コンデンサ（Ｃ１１）を介して信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）の反転入力ピンと出力ピンとの間に第１２コンデンサ（Ｃ１２）が接続され、且つ第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）の反転入力ピンは更に第３０抵抗（Ｒ３０）を介して信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）のマイナス側電源ピンは信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）のプラス側電源ピンは電磁ビーズ（Ｌ１）を介して２４Ｖの給電電源に接続され、且つ第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）のプラス側電源ピンは更に第１３コンデンサ（Ｃ１３）を介して信号グラウンドに接続され、第３演算増幅器（Ｕ２＿Ａ）の出力ピンは第１８抵抗（Ｒ１８）を介してそれぞれダイオード（Ｄ３）の一端及び第１ＭＯＳトランジスタ（Ｑ１）のゲートピンに接続され、ダイオード（Ｄ３）の他端は信号グラウンドに接続され、ＭＯＳトランジスタ（Ｑ１）のソースピンは第３０抵抗（Ｒ３０）を介して信号グラウンドに接続され、第１ＭＯＳトランジスタ（Ｑ１）のドレインピンは第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の非反転入力ピンに接続され、第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の非反転入力ピンは更に第１９抵抗（Ｒ１９）を介して＋１５Ｖの給電電源に接続され、第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の反転入力ピンは並列接続されている第２２抵抗（Ｒ２２）と第２３抵抗（Ｒ２３）を介して＋１５Ｖの給電電源に接続され、第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の出力ピンは第２０抵抗（Ｒ２０）を介して第２ショットキーダイオード（Ｄ４）の直列接続端ピンに接続され、第２ショットキーダイオード（Ｄ４）は、カソードピンが２４Ｖの給電電源に接続され、アノードピンが信号グラウンドに接続され、第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の反転入力ピンと出力ピンとの間にＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）が接続され、ＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）のエミッターピンは第２２抵抗（Ｒ２２）及び第２３抵抗（Ｒ２３）と、第４演算増幅器（Ｕ２＿Ｂ）の反転入力ピンとの間に接続され、ＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）のベースピンとエミッターピンとの間には第２４抵抗（Ｒ２４）と第２５抵抗（Ｒ２５）が並列接続され、ＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）のコレクターピンは第２０抵抗（Ｒ２０）及び第２ショットキーダイオード（Ｄ４）の直列接続端ピンに接続され、ＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）のエミッターピンは更に第２１抵抗（Ｒ２１）を介して信号グラウンドに接続され、ＰＮＰトランジスタ（Ｑ３）のコレクターピン及びベースピンは、それぞれ、第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）のゲートピン及びドレインピンに接続され、第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）のソースピンは第２ヒューズ（Ｆ２）を介して電流出力信号（Ｉｏｕｔ１）に接続され、電流出力信号（Ｉｏｕｔ１）が配線端子を介して蒸気タービンのサーボバルブに接続されることを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システム。
第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）のソースピンは更に並列接続されている第２ＴＶＳダイオード（Ｄ５）と第１４コンデンサ（Ｃ１４）を介して信号グラウンドに接続されていることを特徴とする請求項５に記載の蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システム。
前記Ｖ／Ｉ変換回路は断線検出回路に接続され、断線検出回路はＶ／Ｉ変換回路から出力された電流が設定閾値を超えるか否かによって０～２５０ｍＡの電流信号の出力が断線しているか否かをリアルタイムに判断し、電流信号出力が断線している場合、断線警報信号をデジタル量入力モジュールに送信して再収集することを特徴とする請求項５に記載の蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システム。
前記断線検出回路は第５演算増幅器（Ｕ３＿Ａ）を備え、Ｖ／Ｉ変換回路の第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）のソースピンは断線検出信号端子（ＤＸ＿ｃｈｋ１）に接続され、断線検出信号（ＤＸ＿ｃｈｋ１）は第２３抵抗（Ｒ２３）を介して第２４抵抗（Ｒ２４）の一端及び第５演算増幅器（Ｕ３＿Ａ）の非反転入力ピンに接続され、第２４抵抗（Ｒ２４）の他端は信号グラウンドに接続され、第５演算増幅器（Ｕ３＿Ａ）は、反転入力ピンと出力ピンが接続され、プラス側電源ピンが２４Ｖの給電電源に接続され、マイナス側電源ピンが信号グラウンドに接続され、第５演算増幅器（Ｕ３＿Ａ）のプラス側電源ピンピンは更に第１５コンデンサ（Ｃ１５）を介して信号グラウンドに接続され、第５演算増幅器（Ｕ３＿Ａ）の出力ピンはツェナーダイオード（Ｄ６）を介して光結合型リレー（Ｕ４）の第１入力側アノードピンに接続され、光結合型リレーＵ４は、第１入力側カソードピンと第２入力側アノードピンが接続され、第２入力側カソードピンが第２５抵抗（Ｒ２５）を介して信号グラウンドに接続され、光結合型リレー（Ｕ４）の第２出力側第１ピンはＬＥＤ断線信号表示ランプ（ＬＥＤ＿Ｙ）に接続され、更に第２６抵抗（Ｒ２６）を介して＋５Ｖの給電電源に接続され、光結合型リレー（Ｕ４）の第２出力側第２ピンは信号グラウンドに接続され、光結合型リレー（Ｕ４）の第１出力側第１ピンは断線スイッチ指示信号負端子（ＤＯ１－）に接続され、更に第３ＴＶＳダイオード（Ｄ７）を介して光結合型リレー（Ｕ４）の第１出力側第２ピンに接続され、第３ＴＶＳダイオード（Ｄ７）は更に第３ヒューズ（Ｆ３）を介して断線スイッチ指示信号正端子（ＤＯ１＋）に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の蒸気タービンのサーボバルブのための大電流駆動システム。