JPH05276711A

JPH05276711A - 回転機の冷却制御方法

Info

Publication number: JPH05276711A
Application number: JP6358992A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Yoshinaga; 裕彦吉永; Mitsuaki Yamamoto; 光昭山本
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】電動機などのような回転機を最適な風量で冷
却する。【構成】送風機によって回転機の入側から押込まれた
外気を出側から排気して、前記回転機を冷却する他力通
風形回転機の冷却制御方法において、前記回転機の入側
に設けられる第１温度検出器によって、送風機から押込
まれる外気温度を検出し、前記回転機の出側に設けられ
る第２温度検出器によって、回転機の出側から排出され
る排気温度を検出し、前記外気温度と排気温度とに基づ
いて、送風機の風量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、押込式送風機によって
外気を通風して電動機および発電機などの回転機を最適
な風量で冷却するための回転機の冷却制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来における冷間圧延機のロー
ラ駆動用の他力通風形直流電動機１（以下、単に電動機
１ということがある）を冷却するための構成を示す簡略
化した断面図であり、図１２は図１１に示される送風機
用電動機３を外気温度に基づいて制御するための電気的
構成を示す系統図である。たとえば薄鋼板を圧延するた
めの冷間圧延機に備えられるローラ４を駆動するための
電動機１を冷却するために、送風機２が設けられ、この
送風機２は送風機用電動機３（以下、単に電動機３とい
うことがある）によって駆動される。前記電動機１は、
高負荷で連続的にあるいは断続的に使用され、発熱によ
って高温度に昇温することを防止するため、前記送風機
２によって吸引した低温度の外気をケーシング５の入側
である冷却用空気の取入口６へ押込み、回転軸７に設け
られる整流子８および電機子９などを含む回転子１０
と、界磁コイル１１などを含む固定子１３との間を通っ
てケーシング５内で発生した熱を吸収して温度が上昇し
た空気を、前記ケーシング５に形成される排出口１４か
ら外部に排出して、電動機１を冷却している。

【０００３】このような電動機１は、日本電気規格調査
会（略称ＪＥＣ）の規定によって外気温度の上限を４０
℃として設計されているけれども、日本では外気温度が
４０℃に達するのは夏期でも限られた期間だけであり、
通常は４０℃以下であるため、外気温度が下がれば、前
記送風機２による風量を減少させることが可能である。
そのため、前記電動機１の前記取入口６近傍の入側に温
度検出器Ｓを設け、この温度検出器Ｓによって検出され
た外気温度に基づいて送風機用電動機３を制御し、送風
機２の風量を最適値となるように調整している。この調
整方法について、以下に説明する。

【０００４】図１２を参照して、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）などによって実現される演算手段１５には、前記温
度検出器Ｓによって検出された外気温度ｔ１と、図示し
ない他の演算手段によって演算された電動機１の発熱量
Ｃとが入力され、これらの外気温度ｔ１および発熱量Ｃ
に基づいて演算して得られた風量ｑ１は、もう１つの演
算手段１６に入力される。この演算手段１６には、電動
機３の回転軸３ａに設けられる回転数検出器１７によっ
て検出された回転数ｎが入力され、この回転数ｎに基づ
いて前記風量ｑ１が補正される。こうして補正された風
量ｑ２は、回転数制御手段１８に入力され、この回転数
制御手段１８からの制御信号ｓによって前記送風機用電
動機３の回転数が制御され、電動機１への風量を制御す
ることができるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような先行技術で
は、外気温度ｔ１と発熱量Ｃとによって求められた風量
ｑ１を電動機３の回転数ｎだけに基づいて補正している
ので、外気温度ｔ１が低いにもかかわらず、電動機１の
高負荷運転または異常過熱によって排出口１４から排出
される排気温度が高くなっても、回転数ｎの変化がほぼ
一定であれば、最後段の演算手段１６によって求められ
た風量ｑ２は変化しないため、電動機１に押込まれる風
量は増加されず、したがって電動機１は冷却不足によっ
て焼損してしまう。また外気温度ｔ１が高いときに、排
出口１４の排気温度が低くなっても、前記演算手段１６
によって決定される風量ｑ２は変化しないため、電動機
１に押込まれる風量は削減されず、したがって電動機１
が過冷却によって整流子８の整流子片間で短絡してしま
うという問題が生じる。

【０００６】さらに冬場などの外気温度ｔ１が低いとき
に、決定される風量ｑ２が変化しないため、風量が多く
なり過ぎて電動機１を冷却し過ぎると、ブラシのカーボ
ンが硬化してしまって、この硬化したブラシが整流子８
の各整流子片の表面に適量付着しているカーボンを削り
とってしまい、この整流子８の各整流子片表面を荒ら
し、いわゆるのめりが発生してしまうという問題があ
る。このようになると、単にブラシと整流子８との接触
面が荒れて両者の消耗が激しくなるだけではなくて、一
般にこのような直流電動機１の電機子９のコイルの電流
は、そのコイルが中性帯を通過するたびに向きが反転す
るように整流される必要があるけれども、前述のような
問題な状態になると、この整流を正常にかつ円滑に行う
ことができなくなり、しかも高速回転に伴い、この両者
間に生ずる放電（火花）によって整流子８の整流子片間
で短絡状態（フラッシュオーバ）に至ってしまうという
問題がある。

【０００７】したがって本発明の目的は、電動機などの
ような回転機の冷却不足を生じることなく、逆に過冷却
をも可及的に少なくして、送風機の無駄な運転を防止
し、適正な風量を送風し得るようにして、この回転機を
好適に冷却する制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、送風機によっ
て回転機の入側から押込まれた外気を出側から排気し
て、前記回転機を冷却する他力通風形回転機の冷却制御
方法において、前記回転機の入側に設けられる第１温度
検出器によって、送風機から回転機に押込まれる外気温
度を検出し、前記回転機の出側に設けられる第２温度検
出器によって、回転機の出側から排出される排気温度を
検出し、前記外気温度と排気温度とに基づいて、送風機
の風量を調整することを特徴とする回転機の冷却制御方
法である。

【０００９】また本発明は、送風機によって回転機の入
側から押込まれた外気を出側から排気して、前記回転機
を冷却する他力通風形回転機の冷却制御方法において、
前記回転機の入側に設けられる第１温度検出器によっ
て、送風機から回転機に押込まれる外気温度を検出し、
前記回転機内に設けられる第３温度検出器によって、回
転機の内部温度を検出し、前記外気温度と内部温度とに
基づいて、送風機の風量を調整することを特徴とする回
転機の冷却制御方法である。

【００１０】また本発明は、送風機によって回転機の入
側から押込まれた外気を出側から排気して、前記回転機
を冷却する他力通風形回転機の冷却制御方法において、
前記回転機の入側に設けられる第１温度検出器によっ
て、送風機から回転機に押込まれる外気温度を検出し、
前記回転機の出側に設けられる第２温度検出器によっ
て、回転機の出側から排出される排気温度を検出し、前
記回転機内に設けられる第３温度検出器によって、回転
機の内部温度を検出し、前記外気温度と排気温度と内部
温度とに基づいて、送風機の風量を調整することを特徴
とする回転機の冷却制御方法である。

【００１１】さらに本発明は、送風機によって回転機の
入側から押込まれた外気を出側から排気して、前記回転
機を冷却する他力通風形回転機の冷却制御方法におい
て、前記回転機の入側に設けられる第１温度検出器によ
って、送風機から回転機に押込まれる外気温度を検出
し、前記回転機の出側に設けられる第２温度検出器によ
って、回転機の出側から排出される排気温度を検出し、
前記回転機に関連して設けられる負荷電流検出手段によ
って、回転機の負荷電流を検出し、前記外気温度、排気
温度および負荷電流に基づいて、送風機の風量を調整す
ることを特徴とする回転機の冷却制御方法である。

【００１２】

【作用】請求項１記載の本発明に従えば、回転機の入側
には第１温度検出器が設けられ、この第１温度検出器に
よって送風機から押込まれる外気温度が検出される。ま
た回転機の出側には第２温度検出器が設けられ、回転機
内を冷却した後の排気温度が検出される。これらの外気
温度と排気温度とに基づいて、前記送風機の風量が調整
されるので、外気温度にかかわらず回転機の異常な発熱
または温度低下を検出し、冷却不足および過冷却となる
ことを未然に防止して、常に適正風量で冷却することが
できる。

【００１３】請求項２記載の本発明に従えば、回転機の
入側には第１温度検出器が設けられ、この第１温度検出
器によって外気温度が検出される。また回転機内には第
３温度検出器が設けられ、この第３温度検出器によって
回転機の内部温度が検出される。これらの外気温度と内
部温度とに基づいて、前記送風機の風量が調整されるの
で、高負荷運転時などにおける回転機内部の異常な発熱
による温度上昇を迅速に検出して、風量調整の応答速度
を向上することができる。

【００１４】請求項３記載の本発明に従えば、回転機の
入側には、第１温度検出器が設けられ、この第１温度検
出器によって外気温度が検出される。また回転機の出側
には第２温度検出器が設けられ、回転機内を冷却した後
の排気温度が検出される。さらに回転機内には第３温度
検出器が設けられ、この第３温度検出器によって、回転
機の内部温度が検出される。これらの外気温度と排気温
度と内部温度とに基づいて、前記送風機の風量が調整さ
れるので、外気温度にかかわらず回転機の異常な発熱ま
たは温度低下を検出し、冷却不足および過冷却となるこ
とを未然に防止するだけでなく、高負荷運転時などにお
ける回転機内部の異常な発熱による温度上昇を迅速に検
出して、風量調整の応答速度を向上しつつ、常に適正風
量で冷却することができる。

【００１５】請求項４記載の本発明に従えば、回転機の
入側には第１温度検出器が設けられ、この第１温度検出
器によって外気温度が検出され、回転機の出側には第２
温度検出器が設けられ、この第２温度検出器によって回
転機の排気温度が検出され、さらに回転機に関連して負
荷電流検出手段が設けられ、その回転機の負荷電流が検
出される。これらの外気温度、排気温度および負荷電流
に基づいて、送風機の風量が調整されるので、たとえば
周期的あるいは断続的に排気温度が上昇／低下を繰返す
ような負荷が回転機に作用する場合であっても、送風機
からの風量を負荷電流に基づいて制御することができる
ので、回転機の温度の上昇および低下に対応して風量を
迅速に増加または軽減することができ、回転機の温度変
化に伴う風量調整の応答性を向上して、より正確に回転
機の温度変化に対応した適正な風量に制御することがで
きる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の冷却制御方法を
実施するための他力通風形直流電動機２１に送風する送
風機２３およびそれらに関連する構成を示す簡略化した
断面図である。たとえば薄鋼板を圧延するための冷間圧
延機に備えられるローラ２４を駆動するための回転機と
して直流電動機２１が設けられる。この直流電動機２１
のケーシング２５には、送風機２３からの外気が供給さ
れる外気の取入口２６と、取入れた空気を排出するため
の排出口２７とが形成される。入側である前記取入口２
６近傍には第１温度検出器Ｓ１が設けられ、また出側で
ある排出口２７近傍には第２温度検出器Ｓ２が設けられ
る。各温度検出器Ｓ１，Ｓ２は、一般に測温抵抗体、例
えば白金測温抵抗体が用いられ、熱電対温度センサを用
いることもできる。前者の白金測温抵抗体は、金属の電
気抵抗が温度と一定の関係にあることを利用したもの
で、極めて純度の高い白金線を抵抗体としている。具体
的には、白金抵抗素子と保護管（シース）の間に酸化マ
グネシウムの絶縁物を強固に充填したシース形白金測温
抵抗体と、保護管に抵抗素子を封入した一般形白金測温
抵抗体があり、温度に対する測温許容差の範囲はＪＩＳ
Ｃ１６０４−１９８１に規定され、許容差＝±（０．３
＋０．００５│ｔ│）℃，│ｔ│は測定温度の絶対値で
ある。

【００１７】前記送風機２３は、送風機用電動機２８に
よって駆動され、この電動機２８の回転軸２９の回転数
は、その回転軸２９の反負荷側の端部に設けられる回転
数検出手段３０によって検出される。

【００１８】前記電動機２１は、回転軸線まわりに回転
自在に軸支された回転軸３３と、回転軸３３に設けられ
ている整流子３４と電機子３５とを含む回転子３６と、
回転子３６と間隔をあけて前記ケーシング２５に固定さ
れる界磁コイル３７を含む固定子３８とを有する。前記
取入口２６から送風機２３によって押込まれた外気は、
回転子３６と固定子３８との隙間を通って排出口２７か
ら排出される。

【００１９】図２は、図１に示される送風機用電動機２
８を外気温度と排気温度とに基づいて制御するための電
気的構成を示す系統図である。本実施例では、第１およ
び第２温度検出器Ｓ１，Ｓ２からの各出力に基づいて、
押込送風機２３の送風量、したがって送風機用電動機２
８の回転数を制御するために、第１〜第４演算手段４
１，４３，４４，４５および回転数制御手段４６が設け
られる。第１温度検出器Ｓ１からの検出温度ｔ１は、第
１演算手段４１に入力されるとともに第２演算手段４３
に入力される。第１演算手段４１にはまた、図示しない
演算手段からの電動機２１の機種毎に求められる計算上
の熱量に基づく１００％負荷時における風量ｑ０が入力
される。この第１演算手段４１では、必要冷却風量ｑ_R
が数１に基づく演算によって求められる。

【００２０】

【数１】ｑ_R＝ｑ０−ｑｘ＝ｃ・ｍ₀・ｔ₄₀−ｃ・ｍ・（ｔ₄₀−ｔ１）ここに、ｑｘは軽減可能な風量であり、ｃは外気の比熱
であり、一般にｃ＝０．２４ｃａｌ／ｇ・Ｋである。ま
たｍ₀，ｍは外気の質量であり、ｔ₄₀は、絶対温度であ
り、日本電気企画調査会（略称ＪＥＣ）の規定によって
４０℃に定められている。またｔ１は、前記第１温度検
出器Ｓ１による検出温度である。このようにして１００
％負荷時における風量ｑ０から軽減可能風量ｑｘを差引
いた必要冷却風量ｑ_Rが求められる。

【００２１】また前記第１温度検出器Ｓ１からの外気温
度ｔ１と、第２温度検出器Ｓ２からの排気温度ｔ２と
は、第２演算手段４３に入力される。この第２演算手段
４３では、外気温度ｔ１と排気温度ｔ２との差に基づい
て、電動機２１の発熱量Ｑ_Eが数２によって求められ
る。

【００２２】

【数２】Ｑ_E＝ｑ_R（ｔ２−ｔ１）以上のようにして第１演算手段４１によって求められた
必要冷却風量ｑ_Rと、第２演算手段４３によって求めら
れた電動機２１の発熱量Ｑ_Eとは、第３演算手段４４に
入力される。

【００２３】この第３演算手段４４では、前述のように
して求められた必要冷却風量ｑ_Rと発熱量Ｑ_Eに対応する
風量のいずれか小さい方を最適風量ｑ_R1として出力し、
この最適風量ｑ_R1は第４演算手段４５に入力される。こ
のように外気温度ｔ１に基づく風量と排気温度ｔ２に基
づく風量とのうちいずれか小さい方の風量を採用して、
第４演算手段４５によって前記少ない方の風量に対応す
る回転数Ｎを演算して求め、制御手段４６からの制御信
号ｓによって風送機用電動機２８の回転数を制御するこ
とができる。すなわち、前記第４演算手段４５には、回
転数検出手段３０からの現在の回転数ｎ_Bが入力されて
おり、数３で示される送風機の基本法則に基づいて、最
適風量に対応する回転数Ｎが求められる。

【００２４】

【数３】

【００２５】ここに、ｎ１は、第３演算手段４４によっ
て求められた風量ｑ_R1で送風時の送風機用電動機２８の
回転数（ｒｐｍ）であり、ｎ２は回転数検出手段３０に
よって検出された現在の回転数（ｒｐｍ）である。そし
て、ｑ１は第３演算手段４４で求められた風量であり、
ｑ２は現在の風量である。この第４演算手段４５では、

【００２６】

【数４】ｎ１ − ｎ２＝Ｎとして、前記回転数Ｎを求めている。

【００２７】このようにして求められた回転数Ｎは、回
転数制御手段４６に入力される。ここでは、数５によっ
て示される送風機の基本法則、すなわち

【００２８】

【数５】

【００２９】から、軸動力Ｗ（ｋＷ）を求めることがで
きる。すなわちＷ２＝１としたとき、Ｗ１＝Ｗとなる。

【００３０】このような軸動力Ｗと成るように、前記回
転数制御手段４６は制御信号ｓを出力して、送風機用電
動機２８の回転数を制御し、電動機２１に最適な風量で
冷却用空気が供給される。

【００３１】一方、このように送風機電動機２８の回転
数を制御して電動機２１に最適な風量で冷却用空気を供
給するだけではなくて、以下に説明するように制御して
供給することもできる。

【００３２】図２に示す系統図において、前記第１温度
検出器Ｓ１からの外気温度ｔ１と、第２温度検出器Ｓ２
からの排気温度ｔ２と、さらに回転数検出手段３０から
の回転数ｎＢとが、第２演算手段４３に入力される。送
風機用電動機２８を定格通り回転したときの回転数をｎ
₀とすると、瞬間的な現在の送風機２３の風量ｑ'_Rは、
数６によって求められる。

【００３３】

【数６】

【００３４】このようにして第２演算手段４３によって
求められた現在の風量ｑ'_Rと、前記外気温度ｔ１と排気
温度ｔ２とに基づいて、図示して説明しないが必要に応
じて設けた第２演算手段によって、電動機２１の発熱量
Ｑ'_Eが数７によって求められる。

【００３５】

【数７】Ｑ'_E＝ｑ'_R（ｔ２−ｔ１）前述したように第１演算手段４１によって求められた必
要冷却風量ｑ_Rと、第２演算手段４３あるいは第２'演算
手段４３によって求められた電動機２１の発熱量Ｑ'_Eと
は、第３演算手段４４に入力される。この第３演算手段
４４では、前述のようにして求められた必要冷却風量ｑ
_Rと発熱量Ｑ'_Eに対応する風量のいずれか小さい方を最
適風量ｑ_R1として出力し、この最適風量ｑ_R1は第４演算
手段４５に入力される。このようにして以後は、前述し
たのと同様に、第４演算手段４５および回転数制御手段
４６によって、数３〜数５に従って最適風量に対応する
回転数Ｎを求め、かつこの回転数Ｎに対応する軸動力Ｗ
（ｋＷ）を求め、このような軸動力Ｗとあるように、前
記回転数制御手段４６は制御信号ｓを出力して、送風機
用電動機２８の回転数を制御し、電動機２１に最適風量
を送風することができるのである。

【００３６】さて、このような構成によって、例えば、
送風機２３からの最低風量を整流子３４に付着するカー
ボンを吹飛ばすために６０％として、第１温度検出器Ｓ
１によって検出される外気温度ｔ１を５〜４０℃の範囲
とし、電機子３５の温度が６０℃を保つように風量を調
整したとき、外気温度ｔ１が上昇するにつれて風量が増
加する関係を、図３に示す。同図において、ラインＬ１
は本実施例に従って風量を制御した場合を示し、ライン
Ｌ２は従来の方法によって外気温度と計算上の電動機の
熱量に基づいて風量を調整した場合を示している。従来
では、外気温度ｔ１が４０℃付近で風量は既に１００％
に達しているのに対して、本実施例では、約８０％程度
の風量でよく、このように送風機２３の送風量の軽減、
したがって前記送風機２３を駆動するための電動機２８
の消費電力を低減して、省エネルギー化を図ることがで
きる。

【００３７】図４は本発明の他の実施例の冷却制御方法
を実施するための電動機２１ａに送風する送風機２３お
よびそれに関連する構成を示す簡略化した断面図であ
り、図５は図４に示される第１および第３温度検出器Ｓ
１，Ｓ３からの出力に基づいて風量を制御するための電
気的構成を示す系統図である。なお、前述の実施例と対
応する部分には同一の参照符を付し、同様にして求める
説明は省略する。本実施例では、出側である排出口２７
近傍に設けられる前記第２温度検出器Ｓ２に代えて、界
磁コイル３７内に第３温度検出器Ｓ３が設けられる。

【００３８】この第３温度検出器Ｓ３によって検出され
る内部温度ｔ３は、第５演算手段４８に入力される。こ
の第５演算手段４８では、前記第３温度検出器Ｓ３から
の内部温度ｔ３に対応する風量ｑ_Hを演算して求め、第
６演算手段４９に入力する。この第６演算手段４９で
は、前記第１演算手段４１からの必要冷却風量ｑ_Rと比
較し、これらの内部温度ｔ３に対応する風量ｑ_Hと必要
冷却風量ｑ_Rのうちいずれか少ない方の風量をｑ_R2とし
て出力し、この風量ｑ_R2は第８演算手段５６に入力され
る。第８演算手段５６では、前記回転数検出手段３０か
らの回転数ｎ_Bに対応する風量を演算して求め、この回
転数ｎ_Bに対応する風量と、第６演算手段４９から入力
した最適風量ｑ_R2とを比較して、いずれか少ない方の風
量に対応する回転数Ｎを出力する。この回転数Ｎの入力
された回転数制御手段４６は、制御信号ｓを出力して送
風機用電動機２８の回転数を制御する。

【００３９】このようにして第３温度検出器Ｓ３によっ
て検出された内部温度ｔ３と外気温度ｔ１とに基づいて
風量を制御するようにしたので、外気温度ｔ１が低いに
もかかわらず電動機２１ａの高負荷運転などによって内
部温度ｔ３が高くなりかつ温度差が大きくなったとき
に、風量を増加させ、冷却不足が生じることを防止する
ことができる。逆に、電動機２１ａの低負荷運転によっ
て内部温度ｔ３が低くなり温度差が小さくなったとき
に、風量を軽減させ、過冷却が生じることを防止するこ
とができる。

【００４０】図６は本発明の他の実施例の冷却制御方法
が実施される電動機２１ｂに送風する送風機２３および
それに関連する構成を示す簡略化した断面図であり、図
７は図６に示される送風機２３を外気温度ｔ１と排気温
度ｔ２および内部温度ｔ３に基づいて制御するための電
気的構成を示す系統図である。なお、前述の実施例と対
応する部分には同一の参照符を付し、前述した各実施例
と同様にして求める詳細な説明は省略する。本実施例で
は、電動機２１ｂに３つの温度検出器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
が設けられる。第１温度検出器Ｓ１によって検出された
外気温度ｔ１は、前述したように、第１演算手段４１に
入力され、必要冷却風量ｑ_Rが求められる。また第２温
度検出器Ｓ２によって検出された排気温度ｔ２は、第２
演算手段４３に入力され、発熱量Ｑ_Eが演算され求めら
れる。この発熱量Ｑ_Eとは別に前述した発熱量Ｑ'_Eを演
算して求め、この発熱量Ｑ_Eに代えて発熱量Ｑ'_Eを用い
ることもできるが、ここでは図７中に図示するにとど
め、重複説明を避けることにする。これらの必要冷却風
量ｑ_Rおよび発熱量Ｑ_E（あるいはＱ'_E）は、第７演算手
段５０に入力される。

【００４１】さらに、第３温度検出器Ｓ３によって検出
された内部温度ｔ３は、第５演算手段４８に入力され
る。そして、この第５演算手段４８では、入力された内
部温度ｔ３に基づいて、この内部温度ｔ３に対応する風
量ｑ_Hを演算して求め、第７演算手段５０に入力する。

【００４２】そこでこの第７演算手段５０においては、
前述の如くそれぞれ入力された必要冷却風量ｑ_R、発熱
量Ｑ_E（Ｑ'_E）および内部温度ｔ３に対応する風量ｑ_Hに
基づいて補正された最適風量ｑ_R3を出力し、第８演算手
段５６に入力するのであるが、この最適風量ｑ_R3を求め
る手順について以下に説明する。

【００４３】図７および図８を参照して、前記第３温度
検出器Ｓ３によって検出された内部温度ｔ３が、電動機
２１の機種によってそれぞれ設定される最適温度上限値
ｔ_K未満である場合と、および前述した数２によって求
められる発熱量Ｑ_Eが電動機２１の機種によって決まる
１００％負荷時における発熱量Ｑ_L未満である場合とに
分けて風量ｑ_R3a，ｑ_R3bをそれぞれ求め、これらの風量
ｑ_R3a，ｑ_R3bのうち少ない方を採用している。すなわ
ち、ｔ３＜ｔ_K（ｔ_K＝６０〜７０℃）である場合には、
ステップｎ１において、ｔ３／ｔ_K＜１となるけれど
も、実負荷運転で決まる余裕値ｔｘ（℃）を考慮した値
（ｔ３＋ｔｘ）がｔ_Kよりも小さくなる値で判断し、ス
テップｎ２で内部温度ｔ３に対応する風量ｑ_Hを、第１
演算手段４１によって求められた必要冷却風量ｑ_Rから
差引いたものが補正風量ｑ_R3aとなり、この風量ｑ_R3aは
実稼働中に得られるデータから求めると、最適温度上限
値ｔ_Kから温度ｔ３を差引いた値に実負荷運転で決まる
係数Ｋ_Rを乗じた値となる。

【００４４】また発熱量Ｑ_E＜Ｑ_Lの場合には、ステップ
ｎ３で示されるように、実負荷運転で決まる余裕値の発
熱量Ｑ_Xを見込んだ熱量（Ｑ_E＋Ｑ_X）が１００％負荷時
の発熱量Ｑ_L未満であり、ステップｎ４において、ｑ_RE
を仮に排気温度ｔ２に対応する風量としたときに、風量
ｑ_R3b＝ｑ_R−ｑ_REであるから、１００％負荷時の発熱量
（Ｑ_L−Ｑ_E）に実負荷運転で決まる係数Ｋ_REを乗じるこ
とによって求めることができる。ステップｎ５におい
て、上述のようにして求められた各風量ｑ_R3a，ｑ_R3bの
うち省エネルギー化のために少ない方の値が採用され
て、第７演算手段５０から出力される。

【００４５】このようにして第７演算手段５０によって
求められた最適風量ｑ_R3は、第８演算手段５６に入力さ
れる。

【００４６】この第８演算手段５６は、回転数検出手段
３０によって検出された回転数ｎ_Bに基づいて、前述し
た数４から回転数Ｎが演算して求められる。このときの
回転数ｎ１は、最適風量ｑ_R3であるときの送風機用電動
機２８の回転数であり、また回転数ｎ２は回転数検出手
段３０による現在の検出時の回転数である。こうして求
められた回転数Ｎは回転数制御手段４６に入力され、こ
の回転数制御手段４６からの制御信号ｓによって送風機
用電動機２８の回転数が制御される。

【００４７】図９は本発明の他の実施例の冷却制御方法
を実施するための電動機２１ｃに送風する送風機２３お
よびそれに関連する構成を示す簡略化した断面図であ
り、図１０は図９に示される送風機用電動機２８を制御
するための電気的構成を示す系統図である。なお、本実
施例では図２に示される実施例に類似し、対応する部分
には同一の参照符を付し重複する説明を避けることにす
る。本実施例では、第３演算手段４４に入力されるデー
タとして、電動機２１ｃを電力付勢するための直流電源
５３からの電力供給ライン５４に関連して、負荷電流Ｉ
を検出するための検流器５５が設けられ、この検流器５
５からの負荷電流Ｉは第９演算手段５７に与えられる。
この第９演算手段５７では、数８によって電動機２１ｃ
の発熱量を求める。すなわち、

【００４８】

【数８】

【００４９】ここに、Ｔ１，Ｔ２，…は予め定める時間
であり、Ｉ１，Ｉ２，…は各時間Ｔ１，Ｔ２，…あたり
の検出電流の実効値であり、Ｔ０は各時間Ｔ１，Ｔ２，
…を加算した時間または等価周期であり、Ｒａは検流器
５５に関連して設けられる主回路の抵抗値である。

【００５０】このようにして求められた電動機２１ｃの
発熱量Ｑ_ECは、前記第３演算手段４４に入力され、
ｑ_R，Ｑ_E（Ｑ'_E），Ｑ_ECのうちいずれか小さい値が選択
され、前述のようにして第４演算手段４５によって回転
数Ｎが求められ、回転数制御手段４６によって送風機用
電動機２８が制御される。

【００５１】本発明は、前述した直流電動機２１，２１
ａ，２１ｂ，２１ｃだけでなく、交流電動機および発電
機などのあらゆる回転機に対して好適に実施することが
できる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、外気温度と排気温度と
に基づいて、電動機などのような回転機の風量を調整す
ることができるので、回転機の過冷却および冷却不足を
解消して、送風機の無駄な運転を防止し最適な風量でそ
の回転機を好適に冷却することができる。

【００５３】また本発明によれば、前記外気温度に加え
て回転機の内部温度を検出するようにしたので、外気温
度にかかわらず連続的あるいは断続的な高負荷運転など
によって回転機が異常に発熱しその温度が急上昇したと
きに、または逆に温度が低下したときに、その温度上昇
および低下を迅速に検出して、風量調整の応答速度を向
上させ最適な風量に調節することができる。

【００５４】また、本発明によれば、外気温度、排気温
度に加えてさらに回転機の内部温度を検出するようにし
たので、いずれにしてもそれらの温度変化や温度異常を
迅速に検出して、風量調整の応答速度や制御精度を向上
させ最適な風量に調節することができる。

【００５５】さらに、本発明によれば、外気温度や排気
温度といった各温度を検出するだけではなくて、回転機
を電力付勢するための負荷電流をも検出するようにした
ので、回転機の温度変化や温度異常のみでなく、この回
転子などを含む設備異常や駆動制御異常をもより迅速に
検出し得て、風量調整の応答速度を一層向上することが
できる。

【００５６】つまり、本発明によれば、送風機の無駄な
運転を防止し、高い応答速度で精度良く最適な風量で回
転機を好適に冷却制御できるので、省エネルギー化を図
ることができ、回転機自体の冷却に付随して発生する設
備異常や駆動制御異常も大幅に防止できる。このような
回転機は、圧延機に備えられるローラを駆動するための
電動機であれ、他の電動機であれ、一般の製造設備内や
諸々の現場における最も主要な動力源あるいは動力発生
源でもあるので、この省エネルギー効果も大きく、その
点検や保全を極力軽減することができる。そして、一旦
故障が発生した場合の復旧や製造に関係する莫大な損失
を未然にかつ殆ど防止できる効果は非常に大きいのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の冷却制御方法を実施するた
めの他力通風形直流電動機２１に送風する送風機２３お
よびそれらに関連する構成を示す簡略化した断面図であ
る。

【図２】図１に示される送風機用電動機２８を外気温度
と排気温度とに基づいて制御するための電気的構成を示
す系統図である。

【図３】外気温度ｔ１と風量との関係を示すグラフであ
る。

【図４】本発明の他の実施例の冷却制御方法を実施する
ための電動機２１ａに送風する送風機２３およびそれら
に関連する構成を示す簡略化した断面図である。

【図５】図４に示される送風機用電動機２８を制御する
ための電気的構成を示す系統図である。

【図６】本発明の他の実施例の冷却制御方法を実施する
ための電動機２１ｂに送風する送風機２３およびそれら
に関連する構成を示す簡略化した断面図である。

【図７】図６に示される送風機用電動機２８を制御する
ための電気的構成を示す系統図である。

【図８】第７演算手段５０において最適風量を求める手
順を示すフローチャートである。

【図９】本発明の他の実施例の冷却制御方法を実施する
ための電動機２１に送風する送風機２３ｃおよびそれら
に関連する構成を示す簡略化した断面図である。

【図１０】図９に示される送風機用電動機２８を制御す
るための電気的構成を示す系統図である。

【図１１】従来における冷間圧延機のローラ駆動用の他
力通風形直流電動機１を冷却するための送風機２および
それらに関連する構成を示す簡略化した断面図である。

【図１２】図１１に示される送風機用電動機３を制御す
るための電気的構成を示す系統図である。

【符号の説明】

２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ他力通風形直流電動機２３送風機２６取入口２７排出口２８送風機用電動機３０回転数検出手段３３回転軸３４整流子３５電機子３６回転子３７界磁コイル３８固定子４１第１演算手段４３第２演算手段４４第３演算手段４５第４演算手段４６回転数制御手段４８第５演算手段４９第６演算手段５０第７演算手段５５検流器５６第８演算手段５７第９演算手段Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３温度検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送風機によって回転機の入側から押込ま
れた外気を出側から排気して、前記回転機を冷却する他
力通風形回転機の冷却制御方法において、前記回転機の入側に設けられる第１温度検出器によっ
て、送風機から回転機に押込まれる外気温度を検出し、前記回転機の出側に設けられる第２温度検出器によっ
て、回転機の出側から排出される排気温度を検出し、前記外気温度と排気温度とに基づいて、送風機の風量を
調整することを特徴とする回転機の冷却制御方法。
【請求項２】送風機によって回転機の入側から押込ま
れた外気を出側から排気して、前記回転機を冷却する他
力通風形回転機の冷却制御方法において、前記回転機の入側に設けられる第１温度検出器によっ
て、送風機から回転機に押込まれる外気温度を検出し、前記回転機内に設けられる第３温度検出器によって、回
転機の内部温度を検出し、前記外気温度と内部温度とに基づいて、送風機の風量を
調整することを特徴とする回転機の冷却制御方法。
【請求項３】送風機によって回転機の入側から押込ま
れた外気を出側から排気して、前記回転機を冷却する他
力通風形回転機の冷却制御方法において、前記回転機の入側に設けられる第１温度検出器によっ
て、送風機から回転機に押込まれる外気温度を検出し、前記回転機の出側に設けられる第２温度検出器によっ
て、回転機の出側から排出される排気温度を検出し、前記回転機内に設けられる第３温度検出器によって、回
転機の内部温度を検出し、前記外気温度と排気温度と内部温度とに基づいて、送風
機の風量を調整することを特徴とする回転機の冷却制御
方法。
【請求項４】送風機によって回転機の入側から押込ま
れた外気を出側から排気して、前記回転機を冷却する他
力通風形回転機の冷却制御方法において、前記回転機の入側に設けられる第１温度検出器によっ
て、送風機から回転機に押込まれる外気温度を検出し、前記回転機の出側に設けられる第２温度検出器によっ
て、回転機の出側から排出される排気温度を検出し、前記回転機に関連して設けられる負荷電流検出手段によ
って、回転機の負荷電流を検出し、前記外気温度、排気温度および負荷電流に基づいて、送
風機の風量を調整することを特徴とする回転機の冷却制
御方法。