JPH0320995B2 - - Google Patents
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- JPH0320995B2 JPH0320995B2 JP59065421A JP6542184A JPH0320995B2 JP H0320995 B2 JPH0320995 B2 JP H0320995B2 JP 59065421 A JP59065421 A JP 59065421A JP 6542184 A JP6542184 A JP 6542184A JP H0320995 B2 JPH0320995 B2 JP H0320995B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
Description
この発明は可変周波数電源(以下VF電源と略
称する)で、電動機に電力を供給し、電動機でフ
アンポンプ等の回転体を駆動する可変周波数電源
の運転装置に関する。
称する)で、電動機に電力を供給し、電動機でフ
アンポンプ等の回転体を駆動する可変周波数電源
の運転装置に関する。
従来この種の装置として第1図に示すものがあ
つた。図に於て、1は商用電源、2Bは可変周波
数VF電源、3は電動機、4は回転体、5Aは制
御装置、6は制御信号、7Aは制御装置5Aの制
御出力信号、8は電動機3と回転体4を機械的に
結合するための連結器、9は開閉器である。 また、第2図は第1図の説明用タイムチヤート
図で、t1は制御出力信号7Aに断線(接続端子の
はずれ、ゆるみ等を含む)が発生した時のタイミ
ングスタート点、t2は断線発生t1後にシステム出
力が安定する時のタイミングストツプ点、Fは
VF電源2Bの出力周波数、nは電動機3の回転
数、Qは回転体4の出力風量を示す。 次に第1図の動作について以下に説明する。 商用電源1より開閉器9を介してVF電源2B
に電源電圧が印加されている場合、VF電源2B
の出力周波数Fと電動機3の回転数nとの間には
(1)式の関係がある。 n=120×F/P ……(1) 但し、P:電動機3の極数 従つて、回転体4もフアンとして説明すれば、
フアン4の出力風量Qは回転数nにほぼ比例して
変化する。VF電源2Bを発電プラントのボイラ
に適用しているとすれば、電力系統からの要請や
燃料の供給状況の変化に対して出力風量Qの発生
要求に変化があり、この変化信号が制御信号6と
して与えられる。この制御信号6は制御装置5A
で制御に適する制御出力信号7A(例えば、4〜
20mAの電流信号)に変換されてVF電源2Bに
伝達され、出力周波数Fを要求の値に追従させ(1)
式に示した電動機3の回転数nの変化に伴うフア
ン4の出力風量Qを変化させる。 従来のVF電源2Bの運定装置は以上のように
構成されているので、第2図のようにt1時点で制
御装置5AとVF電源2Bとの間に信号線の断線
等が発生すると制御信号6は正常であるにもかか
わらず、制御出力信号7Aが零に変化してVF電
源2Bの出力周波数Fを第2図のように変化させ
ることになる。従つて、出力周波数Fが変化する
と(1)式の如く電動機3の回転数n及びフアン4の
出力風量Qが変化する。すなわち、回転体4の出
力が変化してはならない時に、出力が大幅に変化
してプラント停止時の事故に波及するという欠点
があつた。
つた。図に於て、1は商用電源、2Bは可変周波
数VF電源、3は電動機、4は回転体、5Aは制
御装置、6は制御信号、7Aは制御装置5Aの制
御出力信号、8は電動機3と回転体4を機械的に
結合するための連結器、9は開閉器である。 また、第2図は第1図の説明用タイムチヤート
図で、t1は制御出力信号7Aに断線(接続端子の
はずれ、ゆるみ等を含む)が発生した時のタイミ
ングスタート点、t2は断線発生t1後にシステム出
力が安定する時のタイミングストツプ点、Fは
VF電源2Bの出力周波数、nは電動機3の回転
数、Qは回転体4の出力風量を示す。 次に第1図の動作について以下に説明する。 商用電源1より開閉器9を介してVF電源2B
に電源電圧が印加されている場合、VF電源2B
の出力周波数Fと電動機3の回転数nとの間には
(1)式の関係がある。 n=120×F/P ……(1) 但し、P:電動機3の極数 従つて、回転体4もフアンとして説明すれば、
フアン4の出力風量Qは回転数nにほぼ比例して
変化する。VF電源2Bを発電プラントのボイラ
に適用しているとすれば、電力系統からの要請や
燃料の供給状況の変化に対して出力風量Qの発生
要求に変化があり、この変化信号が制御信号6と
して与えられる。この制御信号6は制御装置5A
で制御に適する制御出力信号7A(例えば、4〜
20mAの電流信号)に変換されてVF電源2Bに
伝達され、出力周波数Fを要求の値に追従させ(1)
式に示した電動機3の回転数nの変化に伴うフア
ン4の出力風量Qを変化させる。 従来のVF電源2Bの運定装置は以上のように
構成されているので、第2図のようにt1時点で制
御装置5AとVF電源2Bとの間に信号線の断線
等が発生すると制御信号6は正常であるにもかか
わらず、制御出力信号7Aが零に変化してVF電
源2Bの出力周波数Fを第2図のように変化させ
ることになる。従つて、出力周波数Fが変化する
と(1)式の如く電動機3の回転数n及びフアン4の
出力風量Qが変化する。すなわち、回転体4の出
力が変化してはならない時に、出力が大幅に変化
してプラント停止時の事故に波及するという欠点
があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、制御信号6を制御
装置内で積分しその出力信号をVF電源に伝達し
前記積分された入力信号の変化率を検出する変化
率検出器を前記VF電源内にもうけ、該変化率検
出器が所定の変化率を外れたことを検知したと
き、VF電源の出力周波数Fを所定の上昇率で周
波数制限範囲の上限付近まで増大させ、その後、
電動機の供給電源をVF電源から商用電源1に切
替えることにより、回転体の出力エネルギーの変
化を最小におさえて運転を安全に継続できる可変
周波数電源の運転装置を提供することを目的とし
ている。
去するためになされたもので、制御信号6を制御
装置内で積分しその出力信号をVF電源に伝達し
前記積分された入力信号の変化率を検出する変化
率検出器を前記VF電源内にもうけ、該変化率検
出器が所定の変化率を外れたことを検知したと
き、VF電源の出力周波数Fを所定の上昇率で周
波数制限範囲の上限付近まで増大させ、その後、
電動機の供給電源をVF電源から商用電源1に切
替えることにより、回転体の出力エネルギーの変
化を最小におさえて運転を安全に継続できる可変
周波数電源の運転装置を提供することを目的とし
ている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。図中、第1図と同一の部分は同一の符号をも
つて図示した。 第3図に於い、2きVF電源2Bと周波数上昇
信号器2Cと変化率検出器2Aにより構成される
VF電源システム、5Bは制御装置、7Bは前記
制御装置5Bの制御出力信号、9,10及び11
は開閉器である。 また、第4図は第3図の説明用タイムチヤート
図である。図に於て、t3はVF電源2Bの出力周
波数Fが周波数制御範囲の上限付近に達する時
点、t4は開閉器9及び10の開放完了時点、t5は
開閉器11の閉成完了時点、t6は電動機3が商用
電源1の周波数に相当する回転数に達した時点、
t7は回転体4(フアン)の出力風量が定常値に安
定する時点を示す。 第5図は変化率検出器2Aの構成図を示し、第
6図はその動作を説明する説明図である。 図に於てIINは入力信号、G1,G2はセレク
タスイツチ、PGRはパルスジエネレータ、HLD
1,HLD2はホールド回路、DTRは差電圧検出
器、COMは大きさ判定器である。 次に第3図の動作を以下に説明する。 まず、開閉器9及び10がON、開閉器11が
OFFとすると、第1図と同様に商用電源1でVF
電源2Bに電源電圧が印加され、その出力で電動
機3が駆動され、フアン4が回転される。フアン
4の出力風量Qに体する変化指令は制御信号6と
して制御装置5Bに与えられ、その制御装置5B
の積分回路5Cで積分され、制御出力信号7Bを
VF電源システム2に与える。次にVF電源システ
ム2を構成している変化率検出器2Aで前記制御
出力信号7Bの変化率を検出し、所定の変化率範
囲であればその制御出力信号7Bに相当する周波
数にVF電源2Bの出力周波数Fを追従させ、所
定の変化率を外れたことを検知すればVF電源2
Bの出力周波数Fを周波数上昇信号器2Cで周波
数制御範囲の上限付近まで増大させ、引続いて開
閉器9及び10をOFFし、開閉器11のONにす
る。 上記変化率検出器の動作は第6図からも理解で
きるように、パルスジエネレータPGRは一定間
隔でパルスを発生しており、セレクタ・スイツチ
G1,G2はこのパルスに交互に応答して入力信
号IINの瞬時値をそれぞれホールド回路HLD1,
HLD2へ送る。 流力信号IINが第6図のように変化するとすれ
ば、ホールド回路HLD1、HLD2は交互のパル
ス時点における入力信号IINの瞬時値を図示のよ
うに出力する。ホールド回路HLD1,HLD2の
出力差は差電圧検出器DTRで検出され、その差
電圧が一定値以上となつたとき、t2+α時点に入
力信号ISINに異常な変化があつたとして出力信号
を送出する。なおαはパルスジエネレータPGR
のパルス間隔に相当している。 従つて、第4図に示す如くt1時点で制御装置5
BとVF電源システム2との間に信号線の断線等
が生じても、変化率検出器2Aが前記制御出力信
号7Bの変化率を検出し、所定の変化率を外れた
ことを直ちに検出し、VF電源2Bの出力周波数
Fを上限までゆつくり増加させ、その後開閉器
9,10をOFF(t4時点)、開閉器11をONする
(t5時点)。電動機3の回転数nは、出力周波数F
の上限t3までゆつくり増加し、開閉器9,10の
開放で一時電動機3は無電圧状態となつて回転数
nは多少減少するが、開閉器11の引続いての
ON動作によつて回転数nは再び急上昇し、t6時
点で商用電源1の周波数に相当する回転数に達す
る。また、回転体4がフアン等の場合で説明する
と、出力風量Qの制御には回転数n以外に機械式
の入口ベーン(又はダンパ)制御(図示せず)が
ある。回転数nによる出力風量Q制御の時は出力
損失を少くするために入口ベーンは、ほぼ全開に
近い点でほぼ固定されて運転されているが、変化
率検出器2Aが所定の変化率を外れたことを検知
動作すると、風量制御信号によつて自動的に開閉
する如く自動ポジシヨンとする。即ち、一定風量
とするために、回転数nが増加すれば入口ベーン
をしぼり込み、回転数nの増加による風量Qの増
加をおさえるように作動させる。時点t1〜t3間の
出力周波数Fの変化は、ゆつくりと増加している
ので、入口ベーンによる風量Qのしぼり込みは十
分間に合い、この間の風量Qの変化はない。 また、第4図の出力風量Qは、開閉器9,10
の開放時点t4より1度減少し、開閉器11のON
時点t5で上昇に転する。入口ベーンの応答は回転
数nの急増加による出力風量Qの増加より通常の
場合遅れており、従つて出力風量Qは回転数nの
急上昇中は入口ベーンの減少作用により若干ゆる
やかとなつて上昇し、回転数nが商用電源1によ
る回転数に達した後(時点t6以後)では出力風量
Qは入口ベーンの作用によつて減少してゆき時点
t7で元の値にもどる。 上記の如く出力風量Qは変化するが、変化巾は
システムの許容範囲内におさめられ、制御出力信
号7Bに異常が発生しても安全に運転を継続でき
る。すなわち、変化率検出器2Aが制御出力信号
7Bの変化率を検出し所定の変化率を外れたこと
を検知するとVL電源2Bの出力周波数Fを周波
数上昇信号器2Cで上限まで上昇させた後、電源
をVF電源2Bから商用電源1に切りかえるよう
にしたので、切替え時の周波数変化巾はVF電源
運転時からの直接の切替巾より小となり、出力風
量Qの変動巾も小となつてシステムをより安全に
運転可能となる。 以上は発電プラント、フアンを例に説明した
が、他のプラント等の用途、例えばポンプ等の他
の回転体に適用してよいことは明らかである。 また、断線を例に説明したが、短絡等の他の異
常でもよく、信号伝送線の異常ではなく制御装置
5Bの遺贈で制御出力信号7Bが異常となつた場
合でもよい。 なお、異常の説明では変化率検出器2Aが作動
したとき、直ちにVF電源2Bの出力周波数Fを
上昇させるように説明したが、所定の時間だけ
VF電源2Bの出力周波数Fを現状に保持した後
に上昇させるように制御してもよい。
る。図中、第1図と同一の部分は同一の符号をも
つて図示した。 第3図に於い、2きVF電源2Bと周波数上昇
信号器2Cと変化率検出器2Aにより構成される
VF電源システム、5Bは制御装置、7Bは前記
制御装置5Bの制御出力信号、9,10及び11
は開閉器である。 また、第4図は第3図の説明用タイムチヤート
図である。図に於て、t3はVF電源2Bの出力周
波数Fが周波数制御範囲の上限付近に達する時
点、t4は開閉器9及び10の開放完了時点、t5は
開閉器11の閉成完了時点、t6は電動機3が商用
電源1の周波数に相当する回転数に達した時点、
t7は回転体4(フアン)の出力風量が定常値に安
定する時点を示す。 第5図は変化率検出器2Aの構成図を示し、第
6図はその動作を説明する説明図である。 図に於てIINは入力信号、G1,G2はセレク
タスイツチ、PGRはパルスジエネレータ、HLD
1,HLD2はホールド回路、DTRは差電圧検出
器、COMは大きさ判定器である。 次に第3図の動作を以下に説明する。 まず、開閉器9及び10がON、開閉器11が
OFFとすると、第1図と同様に商用電源1でVF
電源2Bに電源電圧が印加され、その出力で電動
機3が駆動され、フアン4が回転される。フアン
4の出力風量Qに体する変化指令は制御信号6と
して制御装置5Bに与えられ、その制御装置5B
の積分回路5Cで積分され、制御出力信号7Bを
VF電源システム2に与える。次にVF電源システ
ム2を構成している変化率検出器2Aで前記制御
出力信号7Bの変化率を検出し、所定の変化率範
囲であればその制御出力信号7Bに相当する周波
数にVF電源2Bの出力周波数Fを追従させ、所
定の変化率を外れたことを検知すればVF電源2
Bの出力周波数Fを周波数上昇信号器2Cで周波
数制御範囲の上限付近まで増大させ、引続いて開
閉器9及び10をOFFし、開閉器11のONにす
る。 上記変化率検出器の動作は第6図からも理解で
きるように、パルスジエネレータPGRは一定間
隔でパルスを発生しており、セレクタ・スイツチ
G1,G2はこのパルスに交互に応答して入力信
号IINの瞬時値をそれぞれホールド回路HLD1,
HLD2へ送る。 流力信号IINが第6図のように変化するとすれ
ば、ホールド回路HLD1、HLD2は交互のパル
ス時点における入力信号IINの瞬時値を図示のよ
うに出力する。ホールド回路HLD1,HLD2の
出力差は差電圧検出器DTRで検出され、その差
電圧が一定値以上となつたとき、t2+α時点に入
力信号ISINに異常な変化があつたとして出力信号
を送出する。なおαはパルスジエネレータPGR
のパルス間隔に相当している。 従つて、第4図に示す如くt1時点で制御装置5
BとVF電源システム2との間に信号線の断線等
が生じても、変化率検出器2Aが前記制御出力信
号7Bの変化率を検出し、所定の変化率を外れた
ことを直ちに検出し、VF電源2Bの出力周波数
Fを上限までゆつくり増加させ、その後開閉器
9,10をOFF(t4時点)、開閉器11をONする
(t5時点)。電動機3の回転数nは、出力周波数F
の上限t3までゆつくり増加し、開閉器9,10の
開放で一時電動機3は無電圧状態となつて回転数
nは多少減少するが、開閉器11の引続いての
ON動作によつて回転数nは再び急上昇し、t6時
点で商用電源1の周波数に相当する回転数に達す
る。また、回転体4がフアン等の場合で説明する
と、出力風量Qの制御には回転数n以外に機械式
の入口ベーン(又はダンパ)制御(図示せず)が
ある。回転数nによる出力風量Q制御の時は出力
損失を少くするために入口ベーンは、ほぼ全開に
近い点でほぼ固定されて運転されているが、変化
率検出器2Aが所定の変化率を外れたことを検知
動作すると、風量制御信号によつて自動的に開閉
する如く自動ポジシヨンとする。即ち、一定風量
とするために、回転数nが増加すれば入口ベーン
をしぼり込み、回転数nの増加による風量Qの増
加をおさえるように作動させる。時点t1〜t3間の
出力周波数Fの変化は、ゆつくりと増加している
ので、入口ベーンによる風量Qのしぼり込みは十
分間に合い、この間の風量Qの変化はない。 また、第4図の出力風量Qは、開閉器9,10
の開放時点t4より1度減少し、開閉器11のON
時点t5で上昇に転する。入口ベーンの応答は回転
数nの急増加による出力風量Qの増加より通常の
場合遅れており、従つて出力風量Qは回転数nの
急上昇中は入口ベーンの減少作用により若干ゆる
やかとなつて上昇し、回転数nが商用電源1によ
る回転数に達した後(時点t6以後)では出力風量
Qは入口ベーンの作用によつて減少してゆき時点
t7で元の値にもどる。 上記の如く出力風量Qは変化するが、変化巾は
システムの許容範囲内におさめられ、制御出力信
号7Bに異常が発生しても安全に運転を継続でき
る。すなわち、変化率検出器2Aが制御出力信号
7Bの変化率を検出し所定の変化率を外れたこと
を検知するとVL電源2Bの出力周波数Fを周波
数上昇信号器2Cで上限まで上昇させた後、電源
をVF電源2Bから商用電源1に切りかえるよう
にしたので、切替え時の周波数変化巾はVF電源
運転時からの直接の切替巾より小となり、出力風
量Qの変動巾も小となつてシステムをより安全に
運転可能となる。 以上は発電プラント、フアンを例に説明した
が、他のプラント等の用途、例えばポンプ等の他
の回転体に適用してよいことは明らかである。 また、断線を例に説明したが、短絡等の他の異
常でもよく、信号伝送線の異常ではなく制御装置
5Bの遺贈で制御出力信号7Bが異常となつた場
合でもよい。 なお、異常の説明では変化率検出器2Aが作動
したとき、直ちにVF電源2Bの出力周波数Fを
上昇させるように説明したが、所定の時間だけ
VF電源2Bの出力周波数Fを現状に保持した後
に上昇させるように制御してもよい。
以上のように、この発明によれば制御装置の中
で制御信号を積分してから制御出力信号として
VF電源システムに送出し前記積分された制御出
力信号が所定の変化率巾であるか否かを変化率検
出器で監視し、前記変化率検出器が所定の変化率
を外れたことを検知したとき、VF電源の出力周
波数を制御範囲の上限付近まで十分高めた後で、
電動機への印加電源をVF電源から商用電源に切
替えるように回路構成したので、風量Qの過渡的
な変動を小さくおさえることができ、設備を連続
して、安全に運転できる効果がある。
で制御信号を積分してから制御出力信号として
VF電源システムに送出し前記積分された制御出
力信号が所定の変化率巾であるか否かを変化率検
出器で監視し、前記変化率検出器が所定の変化率
を外れたことを検知したとき、VF電源の出力周
波数を制御範囲の上限付近まで十分高めた後で、
電動機への印加電源をVF電源から商用電源に切
替えるように回路構成したので、風量Qの過渡的
な変動を小さくおさえることができ、設備を連続
して、安全に運転できる効果がある。
第1図は従来の可変周波数電源を用いて電動機
速度制御系の系統図、第2図は第1図の説明用タ
イムチヤート図、第3図はこの発明の可変周波数
電源を用いた電動機速度制御系の系統図、第4図
は第3図の説明用タイムチヤート図、第5図は変
化率検出器の構成図、第6図は第5図の説明図で
ある。 1……商用電源、2……VF電源システム、2
A……変化率検出器、2B……可変周波数電源
(VF電源)、2C……周波数上昇信号器、3……
電動機、4……回転体、5A,5B……制御装
置、6……制御信号、7B……制御出力信号、8
……連結器、9,10,11……開閉器。
速度制御系の系統図、第2図は第1図の説明用タ
イムチヤート図、第3図はこの発明の可変周波数
電源を用いた電動機速度制御系の系統図、第4図
は第3図の説明用タイムチヤート図、第5図は変
化率検出器の構成図、第6図は第5図の説明図で
ある。 1……商用電源、2……VF電源システム、2
A……変化率検出器、2B……可変周波数電源
(VF電源)、2C……周波数上昇信号器、3……
電動機、4……回転体、5A,5B……制御装
置、6……制御信号、7B……制御出力信号、8
……連結器、9,10,11……開閉器。
Claims (1)
- 1 可変周波数電源に接続された電動機と、前記
電動機に結合された回転体の回転数を制御するた
め前記可変周波数電源に与える制御信号を発生す
る制御装置とを有する可変周波数電源の運転装置
において、前記回転体の出力増減を指示する制御
信号を前記制御装置内に設けた積分回路で積分
し、前記積分された信号を制御出力信号として可
変周波数電源システム内の変化率検出器に伝達
し、前記制御出力信号の積分した信号が所定の変
化率を外れたか否かを前記変化率検出器で監視
し、前記変化率検出器が上記変化率を外れたこと
を検知したとき前記可変周波数電源内に設けられ
た周波数上昇信号器で可変周波数電源の出力周波
数を所定の上昇率で周波数制御範囲の上限近傍ま
で増加させ、引続き前記電動機への供給電源を可
変周波数電源から商用電源に切替装置によつて切
替えるようにしたことを特徴とする可変周波数電
源の運転装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59065421A JPS60210194A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 可変周波数電源の運転装置 |
KR1019850000354A KR890005315B1 (ko) | 1984-04-02 | 1985-01-22 | 가변 주파수 전원의 운전방법 |
US06/698,850 US4691156A (en) | 1984-04-02 | 1985-02-06 | Variable frequency power unit controlling system |
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Family Applications (1)
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-
1984
- 1984-04-02 JP JP59065421A patent/JPS60210194A/ja active Granted
Also Published As
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