JP6070595B2 - Electric valve drive - Google Patents
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Description
本発明はモータにより各種のバルブを駆動する電動弁駆動装置に関し、特に保守点検時においてモータ巻線の絶縁抵抗測定を容易にする技術に関する。 The present invention relates to a motor-driven valve driving device that drives various valves by a motor, and more particularly to a technique for facilitating measurement of insulation resistance of a motor winding during maintenance inspection.
火力発電プラント等においては数多くの電動弁駆動装置が使用されており、それらの電動弁駆動装置は駆動する弁の重要度に応じて所定の期間ごとに定期点検を行ってプラント運転時の信頼性確保を図っている。それらの電動弁駆動装置を点検する際には、経年劣化によるモータ巻線の絶縁低下を把握して管理すべく、モータ巻線の絶縁抵抗を測定する必要がある。 Many electric valve drive units are used in thermal power plants, etc., and these motorized valve drive units perform periodic inspections at predetermined intervals according to the importance of the valves to be driven, and reliability during plant operation We are trying to secure it. When inspecting these motor-driven valve drive devices, it is necessary to measure the insulation resistance of the motor winding in order to grasp and manage the reduction in insulation of the motor winding due to aging.
従来の電動弁駆動装置においては、図4に概略を示すようにモータへの電源供給ケーブルは電磁開閉器を介して外部端子台に接続されている。このような電動弁駆動装置において、モータ巻線抵抗を測定する場合、電磁開閉器からモータ巻線端子を取り外すか、電磁開閉器を開状態にしてモータ巻線の端子と接地端子間の抵抗を測定する必要がある。 In the conventional electric valve driving device, as schematically shown in FIG. 4, the power supply cable to the motor is connected to an external terminal block via an electromagnetic switch. In such an electric valve drive device, when measuring the motor winding resistance, either remove the motor winding terminal from the electromagnetic switch or open the electromagnetic switch to reduce the resistance between the motor winding terminal and the ground terminal. It is necessary to measure.
しかし、電磁開閉器は測定者が接近容易な端子台収納部に設けられることはなく、制御回路基板と共に密封構造の電気電子部品収納部に設けられている。したがって、モータ巻線の絶縁抵抗を測定する場合には、測定者が電磁開閉器に接近可能とすべく電動弁駆動装置の一部を分解する必要があった。 However, the electromagnetic switch is not provided in the terminal block storage part that is easily accessible by the measurer, but is provided in the electrical / electronic component storage part having a sealed structure together with the control circuit board. Therefore, when measuring the insulation resistance of the motor winding, it is necessary to disassemble a part of the motor-operated valve driving device so that the measurer can access the electromagnetic switch.
このような電動弁駆動装置の分解は、その分解や再組立に余計な時間を費やすことになり、点検時間や点検費用の点で問題があった。また、一部とはいえ電動弁駆動装置を分解すると、設置環境がよくない場所では電気電子部品が収納されている電気電子部品収納部の内部に細かい塵埃や湿気が入り込む恐れがあり、電動弁駆動装置の長期間にわたる運転信頼性を損ねる原因ともなっていた。 Such disassembly of the motor-driven valve drive device requires extra time for disassembly and reassembly, and has a problem in terms of inspection time and inspection cost. In addition, disassembling the motor-driven valve drive device, although partly, may cause fine dust or moisture to enter the interior of the electrical / electronic component storage unit where electrical / electronic components are stored in places where the installation environment is not good. It has also become a cause of impairing the operation reliability of the drive unit over a long period of time.
なお、電動弁駆動装置に関するものではないが、モータ巻線の対地絶縁抵抗を測定する場合において、電磁開閉器のモータ接続側に測定用線路を接続して絶縁抵抗を自動測定する技術が知られている(特許文献1)。また、電磁開閉器のモータ接続側から絶縁抵抗を測定するための引き出し線を設けた電磁開閉器が知られている(特許文献2)。 Although not related to the motor-operated valve driving device, when measuring the ground insulation resistance of the motor winding, there is known a technique for automatically measuring the insulation resistance by connecting a measurement line to the motor connection side of the electromagnetic switch. (Patent Document 1). Further, an electromagnetic switch provided with a lead wire for measuring insulation resistance from the motor connection side of the electromagnetic switch is known (Patent Document 2).
電動弁駆動装置の設置場所は、高所や地下空間あるいは配管が複雑に交差する狭隘な場所など、必ずしも作業環境が良好とは言えない場所が多い。それにも拘わらず、点検作業は安全かつ確実に行うことが求められる。また、作業環境が良好な場所に設置された電動弁駆動装置であっても、電動弁駆動装置は1プラント当たりの設置台数が多く、できるだけ短時間で点検作業を行うことが求められる。 There are many places where the motor-operated valve driving device is not necessarily in a good working environment, such as a high place, an underground space, or a narrow place where piping intersects in a complicated manner. Nevertheless, inspection work is required to be performed safely and reliably. Moreover, even if it is a motor-driven valve drive device installed in a place where the working environment is good, the number of motor-driven valve drive devices installed per plant is large, and it is required to perform inspection work in the shortest possible time.
しかし、前述した従来の電動弁駆動装置では、測定者が電磁開閉器に接近すべく電動弁駆動装置の一部を分解した後、モータ巻線の絶縁抵抗を測定していたことから、作業に余計な時間を費やしていた。さらに、電動弁駆動装置の内部に細かい塵埃や湿気が入り込む恐れがあった。 However, in the conventional electric valve driving device described above, the operator measured the insulation resistance of the motor winding after disassembling a part of the electric valve driving device so as to approach the electromagnetic switch. I was spending extra time. Furthermore, there is a risk that fine dust or moisture may enter the motor-driven valve driving device.
そこで、本発明は電動弁駆動装置のモータ巻線の絶縁抵抗の測定において、測定者が電磁開閉器に接近するために電動弁駆動装置の一部を分解する作業を不要とし、短時間で安全かつ確実に絶縁抵抗の測定を行うことができる電動弁駆動装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention eliminates the work of disassembling a part of the motor-operated valve driving device in order to approach the electromagnetic switch in measuring the insulation resistance of the motor winding of the motor-operated valve driving device, and can be safely performed in a short time. It is another object of the present invention to provide a motor-driven valve driving device that can reliably measure insulation resistance.
請求項1記載の発明は、歯車列を介してモータによりバルブを駆動する電動弁駆動装置であって、前記歯車列とセンサを収納する機構部品収納部と、前記センサが接続される制御回路基板を収納する電気電子部品収納部と、電気電子部品が接続される外部端子台を収納する端子台収納部とを有する装置本体を備え、前記電気電子部品収納部に前記モータへの電力を制御する電磁開閉器を設けると共に前記電磁開閉器のモータ接続側に絶縁抵抗測定用配線の一端を接続し、前記絶縁抵抗測定用配線の他端を前記端子台収納部に設けた専用の絶縁抵抗測定用端子台に接続し、前記絶縁抵抗測定用端子台は絶縁材料からなる端子台板に導電材料からなる導電金具を一体成型により形成し、前記導電金具の外周に小径または大径の段差を設け、前記導電金具は両端がビス締め形式であって、前記端子台板の表裏両側に突出させて配設し、前記端子台収納部側から前記モータの絶縁抵抗を測定可能としたことを特徴とする電動弁駆動装置である。 The invention according to claim 1 is an electric valve driving device that drives a valve by a motor via a gear train, a mechanism component housing portion that houses the gear train and a sensor, and a control circuit board to which the sensor is connected. An apparatus main body having an electric / electronic component storage unit for storing the electric terminal and a terminal block storage unit for storing an external terminal block to which the electric / electronic component is connected, and controlling electric power to the motor in the electric / electronic component storage unit Provided with an electromagnetic switch, one end of the insulation resistance measurement wiring is connected to the motor connection side of the electromagnetic switch, and the other end of the insulation resistance measurement wiring is provided in the terminal block housing for dedicated insulation resistance measurement Connected to a terminal block, the insulation resistance measuring terminal block is formed by integrally molding a conductive metal fitting made of a conductive material on a terminal block plate made of an insulating material, and provided with a small diameter or large diameter step on the outer periphery of the conductive metal fitting, The guide Fitting a both ends screwing format, to project on both sides of the terminal block plate disposed, electrically operated valve, characterized in that the measurable insulation resistance of the motor from the terminal block housing unit side It is a drive device.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記機構部品収納部と前記端子台収納部との間が密封構造であることを特徴とする電動弁駆動装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the electric valve driving device according to the first aspect of the present invention, wherein a sealing structure is provided between the mechanical component storage portion and the terminal block storage portion.
請求項1記載の発明によれば、電動弁駆動装置のモータ巻線の絶縁抵抗測定において、測定者が電磁開閉器に接近するために電動弁駆動装置の一部を分解する作業が不要となり、短時間で安全かつ確実に絶縁抵抗の測定を行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, in the measurement of the insulation resistance of the motor winding of the electric valve driving device, it is not necessary to disassemble a part of the electric valve driving device in order for the measurer to approach the electromagnetic switch. Insulation resistance can be measured safely and reliably in a short time.
請求項2記載の発明によれば、機構部品収納部と端子台収納部との間が密封構造とされていることから、エンコーダやスラストセンサが収納されている機構部品収納部の内部に細かい塵埃や湿気が入り込む恐れがない。したがって、長期間にわたって電動弁駆動装置の運転信頼性を確保できる。 According to the second aspect of the present invention, since the space between the mechanical component storage portion and the terminal block storage portion is a sealed structure, fine dust is contained inside the mechanical component storage portion in which the encoder and the thrust sensor are stored. There is no danger of moisture entering. Therefore, the operation reliability of the electric valve drive device can be ensured for a long period of time.
本発明によれば、絶縁抵抗測定用端子台は絶縁材料からなる端子台板に導電材料からなる導電金具を一体成型により形成されるので、端子台板と導電金具とを密着させることができ、信頼性の高い防爆構造を実現できる。 According to the present invention , since the insulation resistance measuring terminal block is formed by integrally molding the conductive metal fitting made of the conductive material on the terminal block board made of the insulating material, the terminal block plate and the conductive metal fitting can be brought into close contact with each other, A highly reliable explosion-proof structure can be realized.
本発明によれば、導電金具の長手方向に外力を加えても端子台板から導電金具が脱落するのを防止できる。 According to the present invention , even when an external force is applied in the longitudinal direction of the conductive metal fitting, it is possible to prevent the conductive metal fitting from dropping from the terminal block plate.
本発明によれば、導電金具を両端ビス締め形式とし、端子台板の表裏両側に突出させて配設したので、端子台板廻りの厚さ方向のスペースを縮小できる。その結果、電動弁駆動装置をコンパクトな外形寸法にまとめることができる。 According to the present invention , the conductive metal fittings are screwed at both ends, and are disposed so as to protrude on both the front and back sides of the terminal base plate, so that the space in the thickness direction around the terminal base plate can be reduced. As a result, the electric valve drive device can be collected in a compact outer dimension.
本発明に係る電動弁駆動装置1について図面を参照しながら説明する。図1に示すように 電動弁駆動装置には、モータ2がその軸をバルブステム(図示省略)と直交する姿勢で装置本体3の側面に取り付けられている。多くの場合、モータ2には耐久性など信頼性に優れる三相誘導モータが用いられる。
An electric valve driving device 1 according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
装置本体3の機構部品収納部4にはモータ軸に連結されたウォーム軸5と、該ウォーム軸5に噛み合うウォームホイール6と、該ウォームホイール6の回転をバルブステムの往復動作に変換するスラストユニット7が収納されている。したがって、モータ軸の回転によりバルブステムを往復動作させることができる。
The mechanical
また、機構部品収納部4にはウォームホイール6の回転量からバルブステムの移動量を検出するエンコーダ8が設けられると共に、ウォーム軸5に作用するスラストを検出するスラストセンサ9が設けられている。このスラストセンサ9は、直接的にはウォーム軸5に作用するスラストを検出するものであるが、ウォーム軸5のスラストはウォーム軸5と噛み合うウォームホイール6の回転トルクに対応することから、バルブステムに作用する負荷情報として用いられる。
The
さらに、装置本体3にはバルブを手動操作するための手動ハンドル11と、電動操作から手動操作に切り替えるためのクラッチ機構12が設けられている。
Further, the
モータ2が取り付けられた装置本体3の反対側の側面には、制御回路基板13などを収納する電気電子部品収納部14が設けられている。図1に示す実施例では機構部品収納部4と電気電子部品収納部14とが一部品として構成されているが、これらを別々の部品として構成することもできる。
On the opposite side surface of the apparatus
電気電子部品収納部14にはCPUが搭載された制御回路基板13のほか、制御電源としての直流電源装置やモータ2への供給電源を開閉する電磁開閉器15が収納される。また、仕様によってはモータ2の回転数を可変制御するインバータ装置が収納されることもある。制御回路基板13には前述したエンコーダ8とスラストセンサ9が接続され、バルブステムの位置情報およびバルブステムに作用する負荷情報として入力される。
In addition to the
電気電子部品収納部14の開口部には操作箱16が取り付けられ、この操作箱16の外面には電動弁駆動装置1をローカルモードで操作するためのスイッチ17が設けられている。また、バルブの開度を表示するための開度表示器18またはバルブの全開・全閉状態等を示すランプなどが備えられている。これらのスイッチ17、開度表示器18やランプなどは制御回路基板13に接続され、入出力信号として用いられる。
An
電気電子部品収納部14の開口部への操作箱16の取り付けは密封構造とされる。さらに、操作箱16とスイッチ17や開度表示器18の取り付けも密封構造とされる。例えばロータリースイッチには、スイッチ軸を操作箱16に貫通させる必要のない磁気感知式のものを用いて密封構造を実現している。
The
制御回路基板13には、前述した入出力信号のほか、電動弁駆動装置1をリモートモードで操作するための遠隔入力信号が接続可能とされている。また、CPUが搭載された制御回路基板13はバルブの開度情報である全開や全閉状態をリレー出力信号として生成し、中央制御室など外部へも送信可能とされている。これらの遠隔入力信号やリレー出力信号は、制御回路基板13から端子台収納部19に設けられた外部端子台21を経由して外部と接続されるようになっている。
In addition to the aforementioned input / output signals, the
電磁開閉器15はモータ2への電力供給を開閉するための汎用部品であり、制御回路基板13からの制御信号によってモータ2への電力供給を制御する。電磁開閉器15の出力側はモータ巻線22に接続され、入力側は外部端子台21に接続される。かかる構成は従来の電動弁駆動装置と同じである。ただし、本発明においては、図2に示すように従来技術の構成に加えて電磁開閉器15のモータ接続側に絶縁抵抗測定用配線23の一端23aを接続し、この絶縁抵抗測定用配線23の他端23bを端子台収納部19に設けた絶縁抵抗測定用端子台24に接続している。
The
絶縁抵抗測定用端子台24はモータ巻線22の対地絶縁抵抗を測定するために設けられた専用端子台である。絶縁抵抗測定用端子台24は、図3に示すように外部端子台21と同様、端子台板25と一体的に形成される。具体的には合成樹脂など絶縁材料からなる端子台板25に、銅合金など導電材料からなる導電金具26,27,28を一体成型により形成される。
The insulation resistance
端子台板25はオーリング29などの密封部材を用いて装置本体3の一部を成す端子台収納部19の奥部に取り付けられる。端子台板25は、外部端子台21を構成する導電金具26,27および絶縁抵抗測定用端子台24を構成する導電金具28とも気密液密構造とされている。具体的には端子台板25を合成樹脂材料で成型する際に、前述の各導電金具26,27,28をインサートして成型される。
The
外部端子台21および絶縁抵抗測定用端子台24に接続される信号線や動力線は、端子台収納部19の下部に設けられた電線管接続孔31を経由して外部と接続される。
Signal lines and power lines connected to the
端子台収納部19の開口部は、オーリング32などの密封部材と収納部蓋33により気密液密構造とされており、端子台収納部19は防爆仕様にも対応可能とされている。ここで、端子台収納部19の開口部から収納部蓋33を取り外して端子台収納部19が開放された状態であっても、端子台板25が装置本体3と密封構造を有して取り付けられていることから、機構部品収納部4や電気電子部品収納部14に細かい塵埃や湿気が入り込むのを防止できる。
The opening of the terminal
絶縁抵抗測定用端子台24を構成する導電金具28の外周には小径または大径の段差34,35が設けられている。具体的には丸軸状の導電金具28の両端部に小径の段差34が設けられると共に、丸軸の中間部にも複数の小径の段差35が設けられている。このことにより端子台板25を合成樹脂材料で一体成型する際に、導電金具28の小径部分にも合成樹脂材料が流れ込み、導電金具28が端子台板25に強固に密着して確実な気密液密構造を実現できる。また、導電金具28の外周に小径または大径の段差34,35を設けることにより、導電金具28に軸方向の外力が加わっても端子台板25から導電金具28が抜け落ちるのを防止できる。
絶縁抵抗測定用端子台24を構成する導電金具28は、丸軸の両端がビス締め形式であって、端子台板25の表裏両側に等量突出させて形成されている。導電金具28を端子台板25の表裏両側に等量突出させて配設することにより端子台板廻りの厚さ方向のスペースを縮小できる。導電金具28の軸径が大きくなっても、導電金具28を端子台板25の表裏両側に突出させることで端子台板25を機構部品収納部4側の空間を活用して取り付け可能となり、端子台板25の端子台収納部19側への導電金具28の突出量を少なくできる。その結果、電動弁駆動装置1をコンパクトな外形寸法に纏めることができる。
The conductive metal fitting 28 constituting the insulation resistance
次に、本発明に係る電動弁駆動装置1において、モータ巻線22の対地絶縁抵抗を測定する手順について説明する。 Next, a procedure for measuring the ground insulation resistance of the motor winding 22 in the electric valve driving device 1 according to the present invention will be described.
先ず、中央制御室等で主電源であるモータ2への電源がオフであることを確認し、現場表示器等でも主電源がオフであることを確認する。その後、端子台収納部19の開口部から収納部蓋33を取り外す。これで準備は完了し、絶縁抵抗測定作業に移行できる。
First, it is confirmed in the central control room or the like that the power to the
外部端子台21において電磁開閉器15が開路状態であることを確認した後、絶縁抵抗測定器のプローブを外部端子台21のアース端子36と、絶縁抵抗測定用端子台24の各端子との間に接触させて抵抗値を読み取る。この作業だけで十分であり、他の作業は要しない。すなわち、モータ巻線22の絶縁抵抗測定作業において、機構部品収納部4や電気電子部品収納部14は密封状態が保持されたままであり、装置本体3の内部に細かい塵埃や湿気が入り込む恐れはない。安全かつ短時間に絶縁抵抗を測定できる。測定終了後は、端子台収納部19の開口部に収納部蓋33を取り付けてすべての作業は完了する。
After confirming that the
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施をすることができる。例えば、前述した実施例では、絶縁抵抗測定用端子台24と外部端子台21を別々に構成したが、これらの端子台を一体として形成することもできる。また、実施例では三相誘導モータを用いたが、駆動モータは三相誘導モータに限定されるものではなく、単相モータや直流モータにも適用できる。さらに、実施例ではバルブステムの移動量を検出するのにエンコーダ8を用いたが、エンコーダの代わりに機械式リミットスイッチや電磁式検出器を用いることもできる。また、実施例ではウォーム軸5に作用するスラストを検出するのにスラストセンサ9を用いたが、スラストセンサの代わりに皿バネなどによる機械式検出器を用いることもできる。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the Example mentioned above, A various deformation | transformation implementation can be performed. For example, in the above-described embodiment, the insulation resistance measuring
本発明に係る電動弁駆動装置は、モータ巻線の対地絶縁抵抗を安全かつ短時間に測定できることから、プラントの運転信頼性確保に寄与することができる。 The motor-operated valve driving apparatus according to the present invention can contribute to ensuring the operation reliability of the plant because the ground insulation resistance of the motor winding can be measured safely and in a short time.
1 電動弁駆動装置
2 モータ
3 装置本体
4 機構部品収納部
9 スラストセンサ
13 制御回路基板
14 電気電子部品収納部
15 電磁開閉器
19 端子台収納部
21 外部端子台
23 絶縁抵抗測定用配線
24 絶縁抵抗測定用端子台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric
13 Control circuit board
14 Electrical and electronic parts storage
15 Electromagnetic switch
19 Terminal block storage
21 External terminal block
23 Insulation resistance measurement wiring
24 Terminal block for measuring insulation resistance
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