JP6430227B2 - ガイドベーン開閉制御システム及びガイドベーン閉鎖方法 - Google Patents

Description

本発明は、水力機械のガイドベーンの開閉制御に関する。

従来から、水車等の水力機械のガイドベーンの開閉制御に関して様々な技術が開示されている。例えば特許文献１には、異常時に重錘を利用してガイドベーンを閉鎖する技術が開示されている。また特許文献２には、異常時に保護用電動機を使用してガイドベーンを閉鎖する技術が開示されている。

特開平１１−３５１１１７号公報 特開平８−１８９４５１号公報

特許文献１に記載の技術では、ガイドリングに重錘が接続されることによって、水車に対してガイドベーンが閉鎖する方向に力が作用している。このように、水車等の水力機械に対して、ガイドベーンが閉鎖する方向に力が作用している場合には、電源喪失などの非常時でもガイドベーンを閉鎖させることが可能となるが、ガイドベーンの閉鎖速度が加速し、ガイドベーンが急速に閉鎖することがある。その結果、上方から水車まで水を流す鉄管が水圧の増加により破裂してしまうことがある。そのため、重錘の落下速度を減速するダッシュポットが設けられることがある。

一方で、特許文献２に記載の技術のように、異常時に保護用電動機を用いてガイドベーンを閉鎖する場合には、ガイドベーンの閉鎖速度が加速することを抑制することができることから、ダッシュポットが不要となる。しかしながら、ガイドベーンについては、水が水車内に漏れることを抑制するために閉鎖した後も力を加えて閉め続ける必要があることから、ガイドベーンが閉鎖した後も保護用電動機を駆動し続ける必要がある。したがって、保護用電動機の容量を大きくする必要がある。あるいは、ガイドベーンが閉鎖した後に保護電動機を停止する場合には、当該ガイドベーンが閉鎖した後にその状態を保持する、ブレーキ等のロック機構が必要となる。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、簡単な構成で、ガイドベーンの閉鎖速度が加速することを抑制しつつ、閉鎖後にガイドベーンを閉め続けることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るガイドベーン開閉制御システムの一態様は、水力機械のガイドリングの回転を制御することによって、当該ガイドリングに接続されたガイドベーンの開閉制御を行うガイドベーン開閉制御システムであって、水が供給されている前記水力機械には、常に、前記ガイドベーンが閉鎖する方向に力が作用しており、軸体と、当該軸体内に固定されたナット体と、当該ナット体に進退自在に螺合されたネジ軸体とを有し、当該軸体が回転することによって当該ネジ軸体が進退移動し、当該ネジ軸体が進退移動することによって前記ガイドリングを回転させるガイドリング回転駆動機構と、前記軸体を直接回転駆動する第１電動機と、前記ガイドベーン開閉制御システムの異常時に、前記力による前記ガイドベーンの閉鎖速度の加速を抑制するように前記力による前記ガイドベーンの閉鎖を補助する第２電動機とを備える。

また、本発明に係るガイドベーン開閉制御システムの一態様では、前記第１電動機は、ステータ及びロータを有し、前記主軸は、前記ロータの内側に配置され、前記第２電動機は、前記軸体を回転させる。

また、本発明に係るガイドベーン開閉制御システムの一態様では、前記第２電動機は、減速機を介して前記軸体を回転させる。

また、本発明に係るガイドベーン開閉制御システムの一態様では、前記第２電動機は誘導電動機であって、前記誘導電動機には、前記ガイドベーン開閉制御システムの外部から供給される交流電源が与えられる。

また、本発明に係るガイドベーン閉鎖方法は、上記のガイドベーン開閉制御システムの一態様でのガイドベーン閉鎖方法であって、（ａ）前記ガイドベーン開閉制御システムの異常を検出する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後に、前記第１電動機が停止し、前記第２電動機が動作を開始する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）の後に、前記ガイドベーンの全閉を検出する工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）の後に、前記第２電動機が停止する工程とを備える。

本発明によれば、簡単な構成で、ガイドベーンの閉鎖速度が加速することを抑制しつつ、閉鎖後にガイドベーンを閉め続けることができる。

ガイドベーン開閉制御システムの構成を示す図である。 電動サーボアクチュエータの外観を示す図である。 ガイドベーン開閉制御システムの構成を示す図である。 ガイドベーン開閉制御システムの構成の他の例を示す図である。 電動サーボアクチュエータの一部の断面構造を示す図である。 電動サーボアクチュエータの一部の断面構造を示す図である。 電動サーボアクチュエータの一部の断面構造を示す図である。 制御装置の構成を示す図である。 ガイドベーン開閉制御システムの動作を示すフローチャートである。 ガイドベーン開閉制御システムの変形例の動作を示すフローチャートである。

＜ガイドベーン開閉制御システムの構成＞
図１は実施の形態に係るガイドベーン開閉制御システム１の全体構成を示す図である。本実施の形態に係るガイドベーン開閉制御システム１は、例えば、複動式のシステムであって、複数の電動サーボアクチュエータを使用して、発電水車、ポンプ等の水力機械の流量を制御するガイドベーン（案内羽根）の開閉制御を行う。ガイドベーン開閉制御システム１は、例えば、発電水車の流量を制御するガイドベーンの開閉制御を行う。

図１に示されるように、ガイドベーン開閉制御システム１は、２つの電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂと、当該２つの電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂを同期制御する制御装置５とを備えている。電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂは、発電水車のガイドリング１２の接続部分１３ａ，１３ｂにそれぞれ接続されている。接続部分１３ａ，１３ｂは、ガイドリング１２の外側の周縁において互いに対向するように設けられている。以後、電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂを特に区別する必要がない場合には、それぞれを「電動サーボアクチュエータ２」と呼ぶ。また、接続部分１３ａ，１３ｂを特に区別する必要がない場合には、それぞれを「接続部分１３」と呼ぶ。

ガイドリング１２には、複数のガイドベーン１０がそれぞれリンク機構１１を介して接続されている。複数のガイドベーン１０の開度が制御されることによって発電水車の流量が制御される。図１には、各ガイドベーン１０が閉じている様子が示されている。なお、図１及び後述の図３，４では、ガイドリング１２に取り付けられた複数のガイドベーン１０のうちの一部だけが示されている。

図２は電動サーボアクチュエータ２の外観の概略を示す側面図である。各電動サーボアクチュエータ２は、筒状のアクチュエータハウジング２０を備えている。アクチュエータハウジング２０内には電動機２１が設けられている。また各電動サーボアクチュエータ２は、ガイドリング１２を回転させるガイドリング回転駆動機構２８を備えている。ガイドリング回転駆動機構２８の先端部２８ａには、ガイドリング回転駆動機構２８とガイドリング１２とを接続するための接続部材２９が設けられている。接続部材２９は、ガイドリング１２の接続部分１３に接続される。

各電動サーボアクチュエータ２では、電動機２１が制御装置５によって制御されることによって、ガイドリング回転駆動機構２８の先端部２８ａが矢印ＡＲに示されるように進退移動動作（直線往復運動）を行う。これにより、電動サーボアクチュエータ２ａはガイドリング１２の接続部分１３ａを押したり引いたりすることができる。同様に、電動サーボアクチュエータ２ｂはガイドリング１２の接続部分１３ｂを押したり引いたりすることができる。

ガイドベーン開閉制御システム１では、制御装置５によって２つの電動サーボアクチュエータ２が同期制御されることにより、一方の電動サーボアクチュエータ２がそれに接続された接続部分１３を押す動作を行えば、他方の電動サーボアクチュエータ２もそれに接続された接続部分１３を押す動作を行う。また、一方の電動サーボアクチュエータ２がそれに接続された接続部分１３を引く動作を行えば、他方の電動サーボアクチュエータ２もそれに接続された接続部分１３を引く動作を行う。これにより、ガイドリング１２が回転し、各ガイドベーン１０の開度が変化する。

図１に示されるように各ガイドベーン１０が閉じた状態において、例えば、電動サーボアクチュエータ２ｂが接続部分１３ｂを引く動作を行い、電動サーボアクチュエータ２ａが接続部分１３ａを引く動作を行うと、図３に示されるように、ガイドリング１２が少し回転して各ガイドベーン１０が開く。そして、各ガイドベーン１０が開いた状態において、電動サーボアクチュエータ２ａが接続部分１３ａを押す動作を行い、電動サーボアクチュエータ２ｂが接続部分１３ｂを押す動作を行うと、各ガイドベーン１０の開度が小さくなる。

制御装置５には、電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂから、それらの動作状態に関する情報が通知される。また制御装置５には、発電水車の流量に関する情報が入力される。制御装置５は、これらの情報に基づいて電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂを同期制御することによって、各ガイドベーン１０の開度を制御し、これによって、発電水車の流量を適切に制御する。

またガイドリング１２には、各ガイドベーン１０が閉鎖する方向に当該ガイドリング１２に自重を作用させる重錘１５が接続されている。重錘１５は、ガイドリング１２の接続部分１３ａの近傍からリンク機構１６によって鉛直方向に垂れ下げられている。したがって、ガイドリング１２は、電動サーボアクチュエータ２によって操作（駆動）されないときには、重錘１５によって、各ガイドベーン１０が閉鎖する方向に回転する。重錘１５は、例えば数トンの重さを有している。重錘１５は、例えば、複数の円柱状部材が積層されて構成されている。

さらに、ガイドベーン１０の構造あるいはリンク機構１１の構造によっては、重錘１５が用いられなくても、水圧によって各ガイドベーン１０が閉鎖する方向に回転することもある。

このように、ガイドリング１２等を有する発電水車（水力機械）に対しては、上記のような不平衡力によって、各ガイドベーン１０が閉鎖する方向に力が作用している。以後、当該力を「ガイドベーン閉鎖方向力」と呼ぶ。

後述するように、ガイドベーン開閉制御システム１に異常が発生した場合には、ガイドリング１２は、重錘１５によるガイドベーン閉鎖方向力と、電動サーボアクチュエータ２に設けられたアシスト電動機の働きとによって、各ガイドベーン１０が閉鎖する方向に回転する。その結果、各ガイドベーン１０が閉鎖する。本実施の形態では、例えば、２つの電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂのうちの一方だけにアシスト電動機が設けられている。アシスト電動機は、２つの電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂのどちらに設けても良い。

ガイドベーン開閉制御システム１は、自身に異常が発生したときに、発電水車を停止するために、各ガイドベーン１０を自己閉鎖して、発電水車内に水が入り込まないようにする。ガイドベーン１０の自己閉鎖については後で詳細に説明する。

なお、図４に示されるように、一方の電動サーボアクチュエータ２がそれに接続された接続部分１３を押す動作を行えば、他方の電動サーボアクチュエータ２がそれに接続された接続部分１３を引く動作を行うことによってガイドリング１２が一方向に回転し、他方の電動サーボアクチュエータ２がそれに接続された接続部分１３を押す動作を行えば、一方の電動サーボアクチュエータ２がそれに接続された接続部分１３を引く動作を行うことによってガイドリング１２が反対方向に回転するように、ガイドベーン開閉制御システム１を構成しても良い。

＜電動サーボアクチュエータの構成＞
次に電動サーボアクチュエータ２の構成について詳細に説明する。

＜図２の部分Ｐ１の構造＞
図５は、電動サーボアクチュエータ２における、図２に示される部分Ｐ１の構造を模式的に示す図である。本実施の形態では、アシスト電動機を有する電動サーボアクチュエータ２の部分Ｐ１の構造と、アシスト電動機を有さない電動サーボアクチュエータ２の部分Ｐ１の構造とは同じである。図５では部品の断面に斜線を示している。

各電動サーボアクチュエータ２は、可動部分が潤滑油で浸された油浸式となっている。このように電動サーボアクチュエータ２を油浸式にする場合には、可動部分にグリスを塗布する場合と比較して、メンテナンスを行う間隔を非常に長くすることができる。

アクチュエータハウジング２０内の電動機２１は、例えば、ＤＣ（直流）電源（直流電圧）で動作するブラシレスモータである。図５に示されるように、電動機２１は、アクチュエータハウジング２０に固定されたリング状のステータ２２と、ステータ２２に取り囲まれたリング状のロータ２３とを備えている。ロータ２３はステータ２２内で回転自在となっている。

ガイドリング回転駆動機構２８は、電動機２１のロータ２３によって回転させられる主軸体３０を備えている。主軸体３０はリング状のロータ２３に挿入されている。つまり、ロータ２３の内側には主軸体３０が配置されている。ロータ２３は主軸体３０に固定されている。したがって、ロータ２３が回転すると、ロータ２３の回転とともに主軸体３０が回転する。

主軸体３０の内部には円柱状の中空部分３００が設けられており、この中空部分３００は主軸体３０の一方の端面３０１まで達している。これにより端面３０１は開放している。

またガイドリング回転駆動機構２８は、主軸体３０の中空部分３００に設けられたナット体３２と、当該ナット体３２に対して進退自在に螺合されたネジ軸体３１とを備えている。ナット体３２は主軸体３０に固定されている。これにより、ロータ２３の回転とともに主軸体３０とそれに固定されたナット体３２とが回転する。

ネジ軸体３１は、主軸体３０の開放している端面３０１から主軸体３０の外側に延びている。ネジ軸体３１の先端は接続部材２９（図２参照）によってガイドリング１２の接続部分１３に接続される。ネジ軸体３１は例えばローラネジ用のネジ軸体であって、ナット体３２は例えばローラネジ用のナット体である。なお、ネジ軸体３１はボールネジ用のネジ軸体であっても良いし、ナット体３２はボールネジ用のナット体であっても良い。

本実施の形態に係る電動サーボアクチュエータ２では、電動機２１が制御装置５によって駆動されてロータ２３が正逆回転すると、それに応じてガイドリング回転駆動機構２８のナット体３２が正逆回転する。ナット体３２が正逆回転すると、ナット体３２に螺合されたネジ軸体３１がその軸心方向に沿って進退移動（直線往復運動）する。これにより、ガイドリング回転駆動機構２８の先端部２８ａが進退移動（往復直線運動）を行い、電動サーボアクチュエータ２はガイドリング１２の接続部分１３を押したり引いたりすることができる。

このように、本実施の形態に係る電動サーボアクチュエータ２は、電動機２１がガイドリング回転駆動機構２８の主軸体３０を直接駆動する直動型アクチュエータである。

また、本実施の形態に係る電動サーボアクチュエータ２には、電気信号が与えられるステータ２２と、それよりも内側に存在する、電気信号が与えられない部品とを隔離するための筒状隔壁部材４０が設けられている。

筒状隔壁部材４０は、アクチュエータハウジング２０に固定されている。筒状隔壁部材４０は、ステータ２２と、その内側のロータ２３との間に設けられている。筒状隔壁部材４０は、ロータ２３と主軸体３０の一部を、ロータ２３の回転方向（主軸体３０の回転方向）に沿って取り囲んでいる。

以上のような構造を有する電動サーボアクチュエータ２では、可動部分が潤滑油で浸されている。具体的には、筒状隔壁部材４０の内部に潤滑油が充填されており、回転動作を行うロータ２３及び主軸体３０が潤滑油に浸されている。筒状隔壁部材４０内の潤滑油は、当該筒状隔壁部材４０を超えてステータ２２まで達しないようになっている。これにより、電流が流されるステータ２２が潤滑油に浸かることを抑制することができる。

また、主軸体３０の中空部分３００にも潤滑油が充填されている。さらに、アクチュエータハウジング２０において、ネジ軸体３１における、主軸体３０の外側に出ている部分３１ａを取り囲む部分２０ａにも潤滑油が充填されている。したがって、進退移動動作を行うネジ軸体３１及び回転動作を行うナット体３２が潤滑油に浸されている。

＜図２の部分Ｐ２の構造＞
次に、アシスト電動機を有する電動サーボアクチュエータ２における、図２に示される部分Ｐ２の構造について説明する。以後、アシスト電動機を有する電動サーボアクチュエータ２を「電動サーボアクチュエータ２ＡＴ」と呼ぶことがある。

電動サーボアクチュエータ２ＡＴにおける、図２に示される部分Ｐ２には、ガイドベーン開閉制御システム１に異常が発生した場合、ガイドベーン開閉制御システム１の調整を行う場合、ガイドベーン開閉制御システム１の点検を行う場合などに使用される様々な部品が設けられている。図６は当該部分Ｐ２の概略構造を示す図である。図７は、図６に示される矢視Ａから電動サーボアクチュエータ２ＡＴを見た際の構造を示す図である。図７では、図６に示される構成が主に示されている。図６，７に示されるアクチュエータハウジング２０については、その断面が斜線で示されている。

図６，７に示されるように、電動サーボアクチュエータ２ＡＴの後方側には、アシスト電動機４００と、電磁ブレーキ４１０と、調整用電動機４２０と、レゾルバ４３０とが設けられている。アシスト電動機４００、電磁ブレーキ４１０及びレゾルバ４３０はアクチュエータハウジング２０内に設けられ、調整用電動機４２０はアクチュエータハウジング２０外に設けられている。

アシスト電動機４００は、ガイドベーン開閉制御システム１の異常時に駆動され、重錘１５によるガイドベーン１０の閉鎖を補助する。アシスト電動機４００は、例えば、減速機付誘導電動機である。アシスト電動機４００が内蔵する減速機の減速比は、例えば数分の一〜十数分の一となっている。電磁ブレーキ４１０は、ガイドベーン開閉制御システム１に異常がない場合に使用され、主軸体３０の回転に対してブレーキをかけることが可能である。調整用電動機４２０は、ガイドベーン開閉制御システム１の調整時に駆動される。調整用電動機４２０は例えば誘導電動機である。レゾルバ４３０は主軸体３０の回転角を検出する。つまりレゾルバ４３０は、主軸体３０を回転させる電動機２１の回転角を検出する。なお、アシスト電動機４００及び調整用電動機４２０は誘導電動機以外であっても良い。例えば、アシスト電動機４００及び調整用電動機４２０はＤＣモータであっても良い。

アシスト電動機４００及び電磁ブレーキ４１０への電源供給は制御装置５によって自動制御される。一方で、調整用電動機４２０への電源供給は、制御装置５によって自動制御されず、制御装置５内の後述する駆動スイッチが人によって操作されることによって制御される。

電動サーボアクチュエータ２ＡＴの後方側には、さらに、複数の歯車４４０〜４４３，４４５〜４４７が設けられている。歯車４４０〜４４３，４４５〜４４７のそれぞれは例えば平歯車である。歯車４００〜４４３，４４５はアクチュエータハウジング２０内に設けられ、歯車４４６，４４７はアクチュエータハウジング２０外に設けられている。

歯車４４０は、主軸体３０の後方側の端面３０７に固定されており、主軸体３０の回転軸周りに回転する。歯車４４１，４４２，４４５は、電磁ブレーキ４１０に取り付けられた回転軸４１１に取り付けられており、当該回転軸４１１の周りに回転する。電磁ブレーキ４１０は、回転軸４１１の回転を止めることが可能である。つまり、電磁ブレーキ４１０は、歯車４４１，４４２，４４５の回転を止めることが可能である。歯車４４１の歯は歯車４４０の歯と噛み合っている。歯車４４３は、アシスト電動機４００の出力軸に取り付けられており、その出力軸の周りに回転する。歯車４４３の歯は歯車４４２の歯と噛み合っている。本実施の形態では、歯車４４０、歯車４４２、歯車４４３、歯車４４１の順で歯数が多くなっている。

アシスト電動機４００が回転すると、歯車４４３、歯車４４２、歯車４４１及び歯車４４０が回転する。その結果、主軸体３０が回転する。つまり、アシスト電動機４００は主軸体３０を回転することができる。そして、歯車４４０，４４１，４４２，４４３によって、アシスト電動機４００の回転を減速する減速機４４４が構成されている。具体的には、互いに噛み合う歯車４４３，４４２で１段目の減速機が構成され、互いに噛み合う歯車４４１，４４０で２段目の減速機が構成される。本実施の形態では、アシスト電動機４００の出力軸の回転速度が、減速機４４４によって、例えば数分の一となる。アシスト電動機４００は、ガイドベーン１０が閉まる方向にだけ主軸体３０を回転させることができる。

歯車４４６は、調整用電動機４２０の出力軸に取り付けられており、当該出力軸の周りに回転する。歯車４４６の歯は歯車４４７の歯と噛み合っている。歯車４４７には回転軸４５０が取り付けられている。歯車４４７は回転軸４５０の周りに回転する。回転軸４５０は、歯車４４７からアクチュエータハウジング２０内に延びている。

回転軸４５０における、歯車４４７側の端とは反対側の端には、手動ハンドル４７０が取り付けられている。手動ハンドル４７０はアクチュエータハウジング２０の外側に配置されている。人が手動ハンドル４７０を回すと、それに応じて回転軸４５０が回転する。

回転軸４５０には、当該回転軸４５０とともに回転するウォーム４６０が取り付けられている。ウォーム４６０はアクチュエータハウジング２０内に設けられている。歯車４４５は、ウォーム４６０と噛み合うウォームホイールとして機能する。以後、歯車４４５を「ウォームホイール４４５」と呼ぶことがある。ウォーム４６０とウォームホイール４４５とでウォームギアが構成される。

ウォーム４６０は、アクチュエータハウジング２０内において、ウォームホイール４４５と噛み合う位置（以後、「噛み合い位置」と呼ぶ）と、ウォームホイール４４５と噛み合わない位置（以後、「非噛み合い位置」と呼ぶ）とに配置することが可能となっている。

図７に示されるように、アクチュエータハウジング２０には蓋部材４８０が取り付けられる。この蓋部材４８０はアクチュエータハウジング２０に対して作業員（人）によって着脱可能となっている。蓋部材４８０がアクチュエータハウジング２０に取り付けられている状態では、ウォーム４６０の位置は非噛合い位置となっている。

作業員は、蓋部材４８０を取り外すことによって、ウォーム４６０の位置を非噛み合い位置から噛み合い位置に変更することができる。本実施の形態では、ウォーム４６０の位置が噛み合い位置のときには、蓋部材４８０をアクチュエータハウジング２０に取り付けることができないようになっている。つまり、ウォーム４６０の位置が非噛み合い位置のときにだけ、作業員は、蓋部材４８０をアクチュエータハウジング２０に取り付けることができる。

アクチュエータハウジング２０内には、蓋部材４８０の近傍にインターロックスイッチ４９０が設けられている。インターロックスイッチ４９０は、蓋部材４８０がアクチュエータハウジング２０に取り付けられているときにはオフ状態となり、蓋部材４８０がアクチュエータハウジング２０に取り付けられていないときにはオン状態となる。インターロックスイッチ４９０がオフ状態のときには、制御装置５は、電動機２１、アシスト電動機４００及び電磁ブレーキ４１０を制御することが可能である。一方で、インターロックスイッチ４９０がオン状態のときには、制御装置５は、電動機２１を制御することが不可能となり、電動機２１は駆動されない。

なお、アシスト電動機４００を有さない電動サーボアクチュエータ２における部分Ｐ２の構造は、アシスト電動機４００を有する電動サーボアクチュエータ２における部分Ｐ２の構造（図６，７に示される構造）において、アシスト電動機４００及び歯車４４３を削除したものと同じである。

＜制御装置の構成＞
次に制御装置５の構成について説明する。図８は制御装置５の構成を示す図である。図８に示されるように、制御装置５は、駆動部５００ａ，５００ｂ，５１０ａ，５１０ｂ，５２０と、制御部５３０ａ，５３０ｂ，５４０と、操作部５５０と、制御電源部５６０と、ＯＲ回路５７０とを備えている。ここで、ガイドベーン開閉制御システム１に対しては、その外部で生成された三相ＡＣ（交流）電源が外部ＡＣ電源として供給される。外部ＡＣ電源は例えば２００Ｖである。本実施の形態では、外部ＡＣ電源は二重化されている。つまり、２つの系統の三相ＡＣ電源のどちらか一方が外部ＡＣ電源としてガイドベーン開閉制御システム１に供給される。ガイドベーン開閉制御システム１に対して、外部ＡＣ電源として現在供給されている、ある系統の三相ＡＣ電源に異常があれば、別の系統の三相ＡＣ電源が外部ＡＣ電源としてガイドベーン開閉制御システム１に供給される。

また、ガイドベーン開閉制御システム１に対しては、その外部で生成されたＤＣ（直流）電源が外部ＤＣ電源として供給される。本実施の形態では、外部ＤＣ電源も二重化されている。具体的には、ガイドベーン開閉制御システム１の外部では、外部ＡＣ電源から第１ＤＣ電源が生成され、バッテリが第２ＤＣ電源を生成している。ガイドベーン開閉制御システム１には、まず第１ＤＣ電源が外部ＤＣ電源として供給される。そして、第１ＤＣ電源に異常が発生すれば、バッテリからの第２ＤＣ電源が外部ＤＣ電源としてガイドベーン開閉制御システム１に供給される。

図８に示されるように、制御装置５には、外部ＡＣ電源及び外部ＤＣ電源が入力される。制御電源部５６０は、外部ＤＣ電源に基づいて、制御装置５の内部で使用される複数種類のＤＣ電源（以後、「内部ＤＣ電源」と呼ぶ）を生成する。駆動部５００ａ，５００ｂ及び制御部５３０ａ，５３０ｂのそれぞれには、制御電源部５６０で生成された内部ＤＣ電源が供給される。駆動部５００ａ，５００ｂ及び制御部５３０ａ，５３０ｂのそれぞれは、供給される内部ＤＣ電源を自身の電源として動作する。なおＯＲ回路５７０にも内部ＤＣ電源が供給されており、当該内部ＤＣ電源を自身の電源としてＯＲ回路５７０は動作する。

駆動部５１０ａ，５１０ｂ，５２０、制御部５４０及び操作部５５０には、外部ＡＣ電源が供給されている。駆動部５１０ａ，５１０ｂ，５２０、制御部５４０及び操作部５５０のそれぞれは、供給される外部ＡＣ電源を自身の電源として動作する。

駆動部５００ａ，５００ｂは、電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂの電動機２１をそれぞれ駆動する。駆動部５１０ａ，５１０ｂは、電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂの調整用電動機４２０をそれぞれ駆動する。駆動部５２０は、電動サーボアクチュエータ２ＡＴのアシスト電動機４００を駆動する。駆動部５２０は、アシスト電動機４００を駆動する際には、当該駆動部５２０に供給される外部ＡＣ電源（三相ＡＣ電源）をそのままアシスト電動機４００に供給する。

制御部５３０ａは、デジタル・アナログ回路等で構成されており、駆動部５００ａを制御することによって、電動サーボアクチュエータ２ａの電動機２１を制御する。制御部５３０ａは、同期制御部５３１ａ、電動機制御部５３２ａ及び異常検出部５３３ａを備えている。制御部５３０ｂは、デジタル・アナログ回路等で構成されており、駆動部５００ｂを制御することによって、電動サーボアクチュエータ２ｂの電動機２１を制御する。制御部５３０ｂは、電動機制御部５３２ｂ及び異常検出部５３３ｂを備えている。

電動機制御部５３２ａは、電動サーボアクチュエータ２ａのレゾルバ４３０からの検出信号等に基づいて駆動部５００ａを制御することによって、電動サーボアクチュエータ２ａの電動機２１の電流及び速度を制御する。同様に、電動機制御部５３２ｂは、電動サーボアクチュエータ２ｂのレゾルバ４３０からの検出信号等に基づいて駆動部５００ｂを制御することによって、電動サーボアクチュエータ２ｂの電動機２１の電流及び速度を制御する。

異常検出部５３３ａは、電動サーボアクチュエータ２ａの異常を検出する。当該異常としては、電動サーボアクチュエータ２ａの電動機２１での過電圧、過電流、電圧不足及び過熱などがある。異常検出部５３３ａは、電動サーボアクチュエータ２ａ等の異常を検出すると、異常信号ＥＲＲａを出力する。

同様に、異常検出部５３３ｂは、電動サーボアクチュエータ２ｂの異常を検出する。当該異常としては、電動サーボアクチュエータ２ｂの電動機２１での過電圧、過電流、電圧不足及び過熱などがある。異常検出部５３３ｂは、電動サーボアクチュエータ２ｂ等の異常を検出すると、異常信号ＥＲＲｂを出力する。

ＯＲ回路５７０は、制御部５３０ａからの異常信号ＥＲＲａ及び制御部５３０ｂからの異常信号ＥＲＲｂが入力される。ＯＲ回路５７０は、異常信号ＥＲＲａまたは異常信号ＥＲＲｂが入力されると異常信号ＥＲＲを出力する。

ここで、電動サーボアクチュエータ２の異常及び制御装置５の異常は、ガイドベーン開閉制御システム１での異常の一種であると考えることができる。本実施の形態では、異常検出部５３３ａ、異常検出部５３３ｂ及びＯＲ回路５７０が、ガイドベーン開閉制御システム１の異常を検出する異常検出部５９０を構成している。異常検出部５９０は、ガイドベーン開閉制御システム１の異常を検出すると、異常信号ＥＲＲを制御部５４０に出力する。

同期制御部５３１ａは、電動機制御部５３２ａ，５３２ｂの内部で生成される内部信号に基づいて、駆動部５００ａ，５００ｂに対する電動機制御部５３２ａ，５３２ｂの制御を調整することによって、電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂの電動機２１を同期させる。

制御部５４０は、駆動部５２０を制御することによって、アシスト電動機４００を制御する。制御部５４０は、異常信号ＥＲＲが入力されると、駆動部５２０を制御してアシスト電動機４００を動作させる。

ここで、ガイドベーン開閉制御システム１には、ガイドベーン１０の全閉を検出する全閉検出部６００が設けられている。全閉検出部６００は、例えば、一方の電動サーボアクチュエータ２のガイドリング回転駆動機構２８の先端部２８ａの位置が、ガイドベーン１０が全閉する位置に存在するときにオン状態となるリミットスイッチを備えている。全閉検出部６００は、ガイドベーン１０の全閉を検出すると、つまりリミットスイッチがオン状態になると、全閉検出信号６１０を制御部５４０に出力する。制御部５４０は、アシスト電動機４００が動作しているときに、全閉検出信号６１０を受けると、駆動部５２０を制御して、アシスト電動機４００を停止する。全閉検出部６００は、例えば、外部ＡＣ電源を自身の電源として動作する。

操作部５５０は、調整用電動機４２０を一方向に回転させるための第１駆動スイッチ（図示せず）と、当該調整用電動機４２０を反対方向に回転させるための第２駆動スイッチ（図示せず）とを有している。操作部５５０は、第１駆動スイッチが作業員によって操作されてオン状態になると、駆動部５１０ａを制御して、電動サーボアクチュエータ２ａの調整用電動機４２０を一方向に回転させるとともに、駆動部５１０ｂを制御して、電動サーボアクチュエータ２ｂの調整用電動機４２０を一方向に回転させる。そして、操作部５５０は、第１駆動スイッチが作業員に操作されてオフ状態になると、駆動部５１０ａを制御して、電動サーボアクチュエータ２ａの調整用電動機４２０の回転を停止させる。

また、操作部５５０は、第２駆動スイッチが作業員によって操作されてオン状態になると、駆動部５１０ａを制御して、電動サーボアクチュエータ２ａの調整用電動機４２０を反対方向に回転させるとともに、駆動部５１０ｂを制御して、電動サーボアクチュエータ２ｂの調整用電動機４２０を反対方向に回転させる。そして、操作部５５０は、第２駆動スイッチが作業員に操作されてオフ状態になると、駆動部５１０ａを制御して、電動サーボアクチュエータ２ａの調整用電動機４２０の回転を停止させるとともに、駆動部５１０ｂを制御して、電動サーボアクチュエータ２ｂの調整用電動機４２０の回転を停止させる。なお、制御装置５は、各電動サーボアクチュエータ２の電磁ブレーキ４１０も制御する。

＜手動によるガイドベーンの開閉＞
次に、作業員によってガイドベーン１０の開閉が制御される際のガイドベーン開閉制御システム１の動作について説明する。導入時やメンテナンス時にガイドベーン開閉制御システム１が調整される際に、作業員によってガイドベーン１０の開閉が制御される。

作業員がガイドベーン１０の開閉を制御する場合には、各電動サーボアクチュエータ２において、アクチュエータハウジング２０から蓋部材４８０が作業員によって外される。蓋部材４８０が外されると、インターロックスイッチ４９０がオフ状態からオン状態に変化する。これにより、制御装置５は、各電動サーボアクチュエータ２の電動機２１を駆動できなくなる。

各電動サーボアクチュエータ２において、アクチュエータハウジング２０から蓋部材４８０が外された後、ウォーム４６０が作業員によって非噛合い位置から噛み合い位置に移動させられると、作業員は、各電動サーボアクチュエータ２の手動ハンドル４７０を回すことによって、ガイドベーン１０の開度を調整することができる。

各電動サーボアクチュエータ２では、作業員によって手動ハンドル４７０が回されると、回転軸４５０に取り付けられたウォーム４６０と、それと噛み合うウォームホイール４４５が回転することによって、歯車４４１，４４０が回転する。その結果、各電動サーボアクチュエータ２において主軸体３０が回転する。手動ハンドル４７０が回される方向が変化することによって、主軸体３０の回転方向が変化する。これにより、ガイドベーン１０が開閉する。なお、作業員は、２つの電動サーボアクチュエータ２の一方だけの手動ハンドル４７０を回すことによっても、ガイドベーン１０を開閉させることができる。

また、各電動サーボアクチュエータ２において、ウォーム４６０が作業員によって非噛合い位置から噛み合い位置に移動させられると、調整用電動機４２０が回転することによって、ガイドベーン１０の開度が変化する。具体的には、作業員が制御装置５の操作部５５０の第１駆動スイッチをオン状態にすると、各電動サーボアクチュエータ２では、調整用電動機４２０が回転する。これにより、各電動サーボアクチュエータ２では、歯車４４６，４４７、回転軸４５０、ウォーム４６０及びウォームホイール４４５が回転し、歯車４４１，４４０が回転する。その結果、各電動サーボアクチュエータ２において主軸体３０が回転し、ガイドベーン１０の開度が例えば大きくなる。一方で、作業員が制御装置５の操作部５５０の第２駆動スイッチをオン状態にすると、各電動サーボアクチュエータ２では、調整用電動機４２０が反対方向に回転する。その結果、各電動サーボアクチュエータ２において主軸体３０が反対方向に回転し、ガイドベーン１０の開度が例えば小さくなる。

ガイドベーン開閉制御システム１の調整が完了した後は、作業員は、各電動サーボアクチュエータ２において、ウォーム４６０の位置を噛合い位置から非噛み合い位置に移動する。その後、作業員は、各電動サーボアクチュエータ２について、アクチュエータハウジング２０に対して蓋部材４８０を取り付ける。アクチュエータハウジング２０に蓋部材４８０が取り付けられると、インターロックスイッチ４９０がオン状態からオフ状態となる。その結果、制御装置５は、各電動サーボアクチュエータ２の電動機２１が駆動可能となる。

なお、作業員が手動ハンドル４７０を回してガイドベーン１０の開度を調整する作業の負荷は非常に大きいことから、作業員がガイドベーン開閉制御システム１の調整を行う場合には、通常は、調整用電動機４２０を使用してガイドベーン１０の開度を調整する。一方で、外部ＡＣ電源に異常が発生し、制御装置５が調整用電動機４２０を駆動できない場合には、作業員は手動ハンドル４７０を回してガイドベーン１０の開度を調整する。

＜非異常時のガイドベーン開閉制御システムの動作＞
次に、ガイドベーン開閉制御システム１に異常が発生していない場合のガイドベーン開閉制御システム１の動作について説明する。

ガイドベーン開閉制御システム１に異常が発生していない場合には、つまり、制御装置５の異常検出部５３３ａ，５３３ｂにおいてガイドベーン開閉制御システム１に異常が検出されていない場合には、制御部５３０ａは駆動部５００ａを通じて電動サーボアクチュエータ２ａの電動機２１の回転を制御し、制御部５３０ｂは駆動部５００ｂを通じて電動サーボアクチュエータ２ｂの電動機２１の回転を制御する。これにより、各電動サーボアクチュエータ２の主軸体３０の回転が制御され、ガイドベーン１０の開度が制御される。よって、発電水車の流量が制御される。制御装置５は、電動機２１を駆動する際には、アシスト電動機４００に対して外部ＡＣ電源を供給しない。つまり、制御装置５では、駆動部５２０は、制御部５４０によって制御されることによってアシスト電動機４００を駆動しない。したがって、各電動サーボアクチュエータ２において、主軸体３０が回転する際に、アシスト電動機４００が邪魔になることを抑制することができる。

ガイドベーン開閉制御システム１に異常が発生していない場合において、定期点検や渇水期のときに発電水車を停止するときには、制御装置５は各電動サーボアクチュエータ２の電動機２１を制御して、ガイドベーン１０を閉鎖する。そして、制御装置５は、各電動サーボアクチュエータ２において、電磁ブレーキ４１０を駆動して、歯車４４１，４４２，４４５が回転しないようにその状態を保持する。その後、制御装置５は各電動サーボアクチュエータ２の電動機２１の駆動を停止する。これにより、各電動サーボアクチュエータ２では、電動機２１が回転しない状態で当該電動機２１が通電されることを抑制することができる。よって、電動機２１において異常発熱が生じることを抑制することができる。さらに、電動機２１が駆動されない場合であっても、電磁ブレーキ４１０の駆動によって、ガイドベーン１０の閉鎖状態を維持することができる。よって、定期点検や渇水期のときに、発電水車をより確実に停止することができる。

＜異常時のガイドベーン開閉制御システムの動作＞
次に、ガイドベーン開閉制御システム１に異常が発生した場合のガイドベーン開閉制御システム１の動作について説明する。図９は当該動作を示すフローチャートである。図９に示されるように、ステップｓ１において、異常検出部５９０がガイドベーン開閉制御システム１の異常を検出して異常信号ＥＲＲを出力すると、ステップｓ２において、制御部５４０は、駆動部５２０を制御して、電動サーボアクチュエータ２ＡＴのアシスト電動機４００を駆動する。また制御装置５では、制御部５３０ａが駆動部５００ａに対して電動サーボアクチュエータ２ａの電動機２１の駆動を停止させるとともに、制御部５３０ｂが駆動部５００ｂに対して電動サーボアクチュエータ２ｂの電動機２１の駆動を停止させる。これにより、各電動サーボアクチュエータ２では、電動機２１は停止し、アシスト電動機４００の動作が開始する。上述のように、アシスト電動機４００は、ガイドベーン１０が閉まる方向にだけ主軸体３０を回転させることができることから、アシスト電動機４００は、ガイドベーン１０が閉鎖するようにガイドリング回転駆動機構２８を駆動する。

ここで、ガイドリング１２等を有する水力機械には、重錘１５によってガイドベーン閉鎖方向力が作用している。そして、ステップｓ２では、各電動サーボアクチュエータ２の電動機２１が停止し、アシスト電動機４００がガイドベーン１０が閉鎖するようにガイドリング回転駆動機構２８を駆動する。したがって、ガイドリング１２は、ガイドベーン閉鎖方向力とアシスト電動機４００の働きとによって、各ガイドベーン１０が閉鎖する方向に回転する。

その後、ステップｓ３において、全閉検出部６００がガイドベーン１０の全閉を検出して閉検出信号６１０を出力すると、ステップｓ４において、制御部５４０は、駆動部５２０に信号を送り、アシスト電動機４００に対する駆動を停止させる。これにより、ガイドリング１２は、電動機２１及びアシスト電動機４００によって駆動されず、重錘１５の働きによって各ガイドベーン１０の閉鎖状態が保持される。つまり、ガイドベーン閉鎖方向力によって各ガイドベーン１０が閉め続けられる。よって、発電水車内に水が入り込むことを抑制でき、ガイドベーン開閉制御システム１に異常が発生したときに発電水車をより確実に停止することができる。

このように、本実施の形態では、ガイドベーン開閉制御システム１の異常時に、ガイドベーン１０が閉鎖するようにガイドリング回転駆動機構２８を駆動して、重錘１５によるガイドベーン１０の閉鎖を補助するアシスト電動機４００が設けられている。つまり、本実施の形態では、ガイドベーン開閉制御システム１の異常時に、ガイドベーン１０が閉鎖するようにガイドリング回転駆動機構２８を駆動して、水力機械に作用するガイドベーン閉鎖方向力によるガイドベーン１０の閉鎖を補助するアシスト電動機４００が設けられている。

これに対して、アシスト電動機４００が設けられていない場合には、ガイドベーン開閉制御システム１の異常時に電動機２１が停止すると、ガイドベーン閉鎖方向力によりガイドベーン１０の閉鎖速度が加速し、ガイドベーン１０が急速に閉鎖することがある。その結果、上方から発電水車まで水を流す鉄管が水圧の増加により破裂してしまうことがある。

本実施の形態では、ガイドベーン閉鎖方向力によるガイドベーン１０の閉鎖を補助するアシスト電動機４００の働きにより、ガイドベーン１０の閉鎖速度をほぼ一定にすることができる。つまり、アシスト電動機４００は、制御装置５によって駆動されることによって、ほぼ一定速度で回転することから、ガイドベーン１０の閉鎖速度をほぼ一定にすることができる。見方を変えれば、アシスト電動機４００が一種の制動ブレーキとして機能し、ガイドベーン閉鎖方向力によるガイドベーン１０の閉鎖速度の加速をアシスト電動機４００によって抑制することができる。よって、上述特許文献１に記載の技術とは異なり、ダッシュポット等の比較的大きな装置を設けなくてもガイドベーン１０が急速に閉鎖することを抑制でき、ガイドベーン１０の閉鎖速度を、上方から発電水車まで水を流す鉄管が破裂しないような値に設定することができる。その結果、簡単な構成で、上方から発電水車まで水を流す鉄管の破裂を抑制することができる。

また本実施の形態では、ガイドベーン１０が閉鎖した後は、アシスト電動機４００を停止したとしても、ガイドベーン閉鎖方向力によってガイドベーン１０を閉め続けることができる。一方で、上述の特許文献２の技術では、ガイドベーンを閉め続けるためには、ガイドベーンが閉鎖した後も保護用電動機を駆動し続ける必要がある。したがって、保護用電動機が回転しない状態で当該保護用電動機が通電されることになり、保護電動機において異常発熱が発生する可能がある。本実施の形態では、アシスト電動機４００を停止したとしても、ガイドベーン閉鎖方向力によってガイドベーン１０を閉め続けることができることから、アシスト電動機４００が回転しない状態で当該アシスト電動機４００が通電されることを抑制することができるとともに、ガイドベーン１０を閉め続けることができる。よって、特許文献２の技術とは異なり、アシスト電動機４００において異常発熱が発生することを抑制しつつ、発電水車内に水が入り込むことを抑制できる。

また本実施の形態では、重錘１５によるガイドベーン１０の閉鎖を補助するアシスト電動機４００が設けられていることから、重錘１５の重さを小さくすることができる。よって、重錘１５の重さの調整作業の負荷を軽減することができる。また、重錘１５の大きさによっては、特許文献１の図７に示されるように、地面に穴を設ける必要があるが、本実施の形態では、重錘１５の大きさを小さくすることができることから、地面に設ける穴の深さを小さくすることができる。あるいは、地面に穴を設ける必要がなくなる。よって、ガイドベーン開閉制御システム１の設置に付随する土木作業の負荷を軽減することができる。

また本実施の形態では、アシスト電動機４００が誘導電動機であるため、電磁開閉器等のスイッチを用いてアシスト電動機４００への三相ＡＣ電源の供給を制御することによって、アシスト電動機４００を簡単に駆動することができる。よって、アシスト電動機４００を駆動する駆動部５２０を電磁開閉器等スイッチで構成することができ、駆動部５３０の構成が簡素化される。

＜各種変形例＞
発電水車によっては、それに供給される水の力によって、ガイドベーン１０が閉鎖する方向に力が作用することがある。つまり、上記のような重錘１５を設けなくても、水が供給されている発電水車には常にガイドベーン閉鎖方向力が作用することがある。発電水車がこのように構成されている場合には、ガイドリング１２に重錘１５を接続しなくても良い。

また上記の例では、全閉検出部６００の電源が外部ＡＣ電源であるため、外部ＤＣ電源に異常が発生したとしても、全閉検出部６００はガイドベーン１０の全閉を検出することができる。したがって、制御装置５は、外部ＤＣ電源に異常が発生したとしても、ガイドベーン１０が全閉したことを知ることができ、アシスト電動機４００を停止することができる。

一方で、全閉検出部６００の電源が外部ＤＣ電源であることがある。この場合には、外部ＤＣ電源に異常が発生したときには、全閉検出部６００はガイドベーン１０の全閉を検出することができない。したがって、制御装置５は、ガイドベーン１０が全閉したことを知ることができず、いつまでもアシスト電動機４００が動作してしまうことがある。

そこで、全閉検出部６００の電源が外部ＤＣ電源である場合には、ガイドベーン開閉制御システム１は図１０に示されるように動作する。具体的には、図１０に示されるように、ステップｓ１において、異常検出部５９０がガイドベーン開閉制御システム１の異常を検出すると、ステップｓ２において、制御部５４０は、駆動部５２０を制御して、電動サーボアクチュエータ２ＡＴのアシスト電動機４００を駆動する。また制御装置５では、制御部５３０ａが駆動部５００ａに対して電動サーボアクチュエータ２ａの電動機２１の駆動を停止させるとともに、制御部５３０ｂが駆動部５００ｂに対して電動サーボアクチュエータ２ｂの電動機２１の駆動を停止させる。さらにステップｓ２では、制御部５４０が、タイムアウト時間の計測を開始する。このタイムアウト時間は、外部ＤＣ電源に異常が無い場合において、アシスト電動機４００の動作が開始してから、ガイドベーン１０が全閉するまでに必要な時間よりも大きな値に設定される。

その後、ステップｓ３において、全閉検出部６００がガイドベーン１０の全閉を検出すると、ステップｓ４において、制御部５４０は、駆動部５２０に、アシスト電動機４００に対する駆動を停止させる。一方で、ステップｓ２の実行後、制御部５４０が、全閉検出部６００から全閉検出信号６１０を受け取らずにタイムアウト時間の計測が完了すると（ステップｓ１１）、ステップｓ４が実行され、アシスト電動機４００が停止する。

このように、全閉検出部６００からいつまでも全閉検出信号６１０が出力されない場合には、アシスト電動機４００を停止させることによって、アシスト電動機４００がいつまでも動作することを抑制することができる。

また上記の例では、複数の電動サーボアクチュエータ２によってガイドリング１２を駆動しているが、一つの電動サーボアクチュエータ２だけでガイドリング１２を駆動しても良い。

また上記の例では、一方の電動サーボアクチュエータ２にアシスト電動機４００及び歯車４４３が設けられているが、２つの電動サーボアクチュエータ２のそれぞれにアシスト電動機４００及び歯車４４３が設けられても良い。この場合には、ガイドベーン開閉制御システム１の異常時に、各電動サーボアクチュエータ２のアシスト電動機４００が駆動されても良いし、２つの電動サーボアクチュエータ２のいずれか一方だけのアシスト電動機４００が駆動されても良い。

また上記の例では、調整用電動機４２０及び歯車４４６，４４７が設けられているが、これらが設けられずに、一方の電動サーボアクチュエータ２にアシスト電動機４００及び歯車４４３が設けられ、他方の電動サーボアクチュエータ２にアシスト電動機４００と同等の駆動機構が設けられ、その駆動機構が調整用電動機４２０として使用されても良い。

また上記の例では、各電動サーボアクチュエータ２において、人によってガイドベーン１０を開閉制御するための機構（手動ハンドル４７０、調整用電動機４２０、歯車４４６，４４７、回転軸４５０及びウォームギア等）が設けられているが、２つの電動サーボアクチュエータ２のいずれか一方にだけ当該機構が設けられても良い。

また上記の例では、人によってガイドベーン１０を開閉制御するための機構（手動ハンドル４７０、調整用電動機４２０、歯車４４６，４４７、回転軸４５０及びウォームギア等）が設けられているが、この機構の代わりにアシスト電動機４００によってガイドベーン１０が開閉制御されても良い。

また上記の例では、駆動部５２０は、アシスト電動機４００に対して外部ＡＣ電源を直接供給しているが、例えば外部ＡＣ電源が二重化されていない場合には、駆動部５２０は、外部ＤＣ電源から三相ＡＣ電源を生成し、それをアシスト電動機４００に供給しても良い。この場合には、駆動部５２０は、アシスト電動機４００に供給する三相ＡＣ電源を、ＤＣ−ＡＣインバータを使用して外部ＤＣ電源から直接生成しても良い。また駆動部５２０は、ＤＣ−ＡＣインバータを使用して外部ＤＣ電源から一旦三相ＡＣ電源を生成し、当該三相ＡＣ電源からＡＣ−ＡＣインバータを使用してアシスト電動機４００に供給する三相ＡＣ電源を生成しても良い。

以上のように、ガイドベーン開閉制御システム１は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１ ガイドベーン開閉制御システム
１０ ガイドベーン
１２ ガイドリング
１５ 重錘
２１ 電動機
２２ ステータ
２３ ロータ
２８ ガイドリング回転駆動機構
３０ 主軸体
４００ アシスト電動機
４４４ 減速機

Claims (5)

1. 水力機械のガイドリングの回転を制御することによって、当該ガイドリングに接続されたガイドベーンの開閉制御を行うガイドベーン開閉制御システムであって、
   水が供給されている前記水力機械には、常に、前記ガイドベーンが閉鎖する方向に力が作用しており、
   軸体と、当該軸体内に固定されたナット体と、当該ナット体に進退自在に螺合されたネジ軸体とを有し、当該軸体が回転することによって当該ネジ軸体が進退移動し、当該ネジ軸体が進退移動することによって前記ガイドリングを回転させるガイドリング回転駆動機構と、
   前記軸体を直接回転駆動する第１電動機と、
   前記ガイドベーン開閉制御システムの異常時に、前記力による前記ガイドベーンの閉鎖速度の加速を抑制するように前記力による前記ガイドベーンの閉鎖を補助する第２電動機と
   を備える、ガイドベーン開閉制御システム。
2. 請求項１に記載のガイドベーン開閉制御システムであって、
   前記第１電動機は、ステータ及びロータを有し、
   前記軸体は、前記ロータの内側に配置され、
   前記第２電動機は、前記軸体を回転させる、ガイドベーン開閉制御システム。
3. 請求項２に記載のガイドベーン開閉制御システムであって、
   前記第２電動機は、減速機を介して前記軸体を回転させる、ガイドベーン開閉制御システム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載のガイドベーン開閉制御システムであって、
   前記第２電動機は誘導電動機であって、
   前記誘導電動機には、前記ガイドベーン開閉制御システムの外部から供給される交流電源が与えられる、ガイドベーン開閉制御システム。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載のガイドベーン開閉制御システムでのガイドベーン閉鎖方法であって、
   （ａ）前記ガイドベーン開閉制御システムの異常を検出する工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）の後に、前記第１電動機が停止し、前記第２電動機が動作を開始する工程と、
   （ｃ）前記工程（ｂ）の後に、前記ガイドベーンの全閉を検出する工程と、
   （ｄ）前記工程（ｃ）の後に、前記第２電動機が停止する工程と
   を備える、ガイドベーン閉鎖方法。

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