JPH0560051A - Motor-driven runner blade operation device for movable blade hydraulic turbine - Google Patents
Motor-driven runner blade operation device for movable blade hydraulic turbineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は可動ランナ羽根を電動機
によって開閉操作する可動羽根水車の電動ランナ羽根操
作装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric runner blade operating device for a movable blade water turbine, which opens and closes the movable runner blade by an electric motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】可動羽根水車のランナ羽根操作装置は、
圧油装置を使用する圧油式と電動機を使用する電動式と
に大別することができる。図３は従来の圧油式ランナ羽
根操作装置を示したもので、可動ランナ羽根１はランナ
ボス２に内蔵された羽根開閉リンク３を介して開閉操作
ロッド４に連結されている。この開閉操作ロッド４は水
車主軸５内を挿通し、油圧式ランナサーボモータ６のピ
ストン７に固着されている。この油圧式ランナサーボモ
ータ６の圧油がランナボス２内に漏洩しないように開閉
操作ロッド４と水車主軸５との間にロッドパッキン８が
介在されている。圧油装置９からの圧油は配圧弁１０に
よって圧油導入管１１または１２に択一的に供給され、
オイルヘッド１３を経てピストン７を上下動する。これ
によって開閉操作ロッド４が軸方向に移動し羽根開閉リ
ンク３を介して可動ランナ羽根１を開閉駆動する。2. Description of the Related Art A runner blade operating device for a movable blade turbine is
It can be roughly classified into a pressure oil type using a pressure oil device and an electric type using an electric motor. FIG. 3 shows a conventional pressure oil type runner blade operating device, in which a movable runner blade 1 is connected to an opening / closing operation rod 4 via a blade opening / closing link 3 incorporated in a runner boss 2. The opening / closing operation rod 4 is inserted through a water turbine main shaft 5 and is fixed to a piston 7 of a hydraulic runner servomotor 6. A rod packing 8 is interposed between the opening / closing operation rod 4 and the water turbine main shaft 5 so that the pressure oil of the hydraulic runner servomotor 6 does not leak into the runner boss 2. The pressure oil from the pressure oil device 9 is alternatively supplied to the pressure oil introduction pipe 11 or 12 by the pressure distribution valve 10,
The piston 7 is moved up and down via the oil head 13. As a result, the opening / closing operation rod 4 moves in the axial direction, and the movable runner blade 1 is driven to open / close via the blade opening / closing link 3.
【０００３】図４は従来の電動式ランナ羽根操作装置を
示したもので、開閉操作ロッド４の上端にネジ棒１４が
刻設され、このネジ棒１４にはナット１５が螺合されて
いる。このナット１５は第１のかさ歯車１６に固着さ
れ、この第１かさ歯車１６は第２のかさ歯車１７を介し
て電動機１８に連結されている。この電動機１８は静止
部１９に固定され、かさ歯車１７、１８を介してナット
１５を回転駆動し、これに応じてネジ棒１４、開閉操作
ロッド４が上下動され、羽根開閉リンク３を介して可動
ランナ羽根１を開閉駆動する。FIG. 4 shows a conventional electric runner blade operating device. A screw rod 14 is engraved on the upper end of the opening / closing rod 4, and a nut 15 is screwed into the screw rod 14. The nut 15 is fixed to a first bevel gear 16, and the first bevel gear 16 is connected to a motor 18 via a second bevel gear 17. The electric motor 18 is fixed to the stationary portion 19, and the nut 15 is rotationally driven via the bevel gears 17 and 18, and accordingly, the screw rod 14 and the opening / closing operation rod 4 are moved up and down, and via the blade opening / closing link 3. The movable runner blade 1 is opened and closed.
【０００４】図５は従来の別の電動式ランナ羽根操作装
置を示したもので、開閉操作ロッド４にはボールネジロ
ッド２０が直結され、このボールネジロッド２０にはボ
ールネジナット２１が螺合されている。電動機固定子２
２は水車主軸５に固着され、電動機回転子２３はボール
ネジナット２１に固着されている。この電動機２２、２
３にはスリップリング２４から給電される。水車には電
動サーボ制御用レゾルバ２５が設置され、この電動サー
ボ制御用レゾルバ２５の検出出力はスリップリング２６
を介して図示を省略された制御装置に送出される。電動
機２２、２３は、水車と一体に回転され、羽根開閉指令
信号に応じてボールネジナット２１を回転駆動し、これ
によりボールネジロッド２０、従って開閉操作ロッド４
が上下動され、羽根開閉リンク３を介して可動ランナ羽
根１を開閉駆動する。FIG. 5 shows another conventional electric runner blade operating device. A ball screw rod 20 is directly connected to the opening / closing operation rod 4, and a ball screw nut 21 is screwed to the ball screw rod 20. .. Motor stator 2
2 is fixed to the water turbine main shaft 5, and the electric motor rotor 23 is fixed to the ball screw nut 21. This electric motor 22, 2
Electric power is supplied to 3 from a slip ring 24. An electric servo control resolver 25 is installed in the water turbine, and the detection output of the electric servo control resolver 25 is a slip ring 26.
Is sent to a control device (not shown) via the. The electric motors 22 and 23 are rotated integrally with the water turbine and rotationally drive the ball screw nut 21 in response to the blade opening / closing command signal.
Is moved up and down to open and close the movable runner blade 1 via the blade opening and closing link 3.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、図３の従来
の圧油式ランナ羽根操作装置は、圧油装置９が圧油ポン
プや圧油タンクや集油槽や高圧配管などをの大規模な設
備と広い設置スペースとを必要とするといった問題があ
り、更に高圧タンクを有するためこれらの検定が使用前
に要求される。また、圧油式ランナ羽根操作装置は、ロ
ッドパッキン８が経年変化等により損傷するとサーボモ
ータ６の圧油がランナボス２内に漏洩しランナ羽根１の
ステムから外部に流出する事故が起こるため、比較的頻
繁な定期点検を要するといった問題もあった。However, in the conventional pressure oil type runner blade operating device of FIG. 3, the pressure oil device 9 is a large-scale equipment such as a pressure oil pump, a pressure oil tank, an oil collecting tank, a high pressure pipe and the like. And the need for a large installation space, and because of the high pressure tank, these certifications are required before use. Further, in the pressure oil type runner blade operating device, when the rod packing 8 is damaged due to secular change or the like, the pressure oil of the servomotor 6 leaks into the runner boss 2 and flows out from the stem of the runner blade 1 to the outside. There was also the problem of requiring frequent and periodic inspections.
【０００６】図４の電動式ランナ羽根操作装置は、かさ
歯車１６、１７及びネジ部１４、１５での摩擦力が大き
いため、電動機として大容量のものが必要となり、更に
歯車のバックラッシュのためにランナ羽根開度の制御精
度が低下するといった問題がある。In the electric runner blade operating device of FIG. 4, since the frictional force at the bevel gears 16 and 17 and the screw portions 14 and 15 is large, a large-capacity electric motor is required, and because of gear backlash. In addition, there is a problem that the control accuracy of the runner blade opening is lowered.
【０００７】また、図５の電動式ランナ羽根操作装置
は、電動機２２、２３への給電及びレゾルバ２５の検出
出力の取出しに夫々スリップリング２４、２６を使用し
なければならず、これらのスリップリング２４、２６は
一般に摩耗耐久性の点で問題があり、更にスリップリン
グ２６に発生したノイズがレゾルバ２５の検出出力に混
入し誤動作の原因になるといった問題もある。Further, in the electric runner blade operating device shown in FIG. 5, slip rings 24 and 26 must be used for supplying electric power to the electric motors 22 and 23 and taking out the detection output of the resolver 25, respectively. 24 and 26 generally have a problem in terms of wear durability, and also have a problem that noise generated in the slip ring 26 mixes with the detection output of the resolver 25 and causes malfunction.
【０００８】そこで、本発明の目的は、圧油を使用せず
かつまたスリップリングをも使用することなく、比較的
小容量の電動機を使用して、可動ランナ羽根を電動的に
高精度に開閉操作することができる可動羽根水車の電動
ランナ羽根操作装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to electrically open and close the movable runner blades with high precision by using a relatively small capacity electric motor without using pressure oil and without using a slip ring. An object of the present invention is to provide an electric runner blade operating device for a movable blade turbine that can be operated.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による可動羽根水車の電動ランナ羽根操作装
置は、水車主軸内にこの水車主軸と一体的に回転するよ
うに収容され、軸方向の移動によって可動ランナ羽根を
開閉操作する開閉操作ロッドと、上記開閉操作ロッドに
連結されたボールネジロッドと、上記ボールネジロッド
に螺合されたボールネジナットと、上記ボールネジナッ
トを回転駆動して上記開閉操作ロッドを上記軸方向に移
動させる電動機とを具備する可動羽根水車の電動ランナ
羽根操作装置において、静止部に設置され上記水車主軸
の回転速度または回転位相角を検出する主軸回転検出器
と、静止部に設置され上記電動機の回転速度または回転
位相角を検出する電動機回転検出器と、静止部に設置さ
れ上記開閉操作ロッドの上記軸方向の移動を検出する開
閉操作ロッド移動検出器と、上記主軸回転検出器の検出
出力と上記電動機回転検出器の検出出力と上記開閉操作
ロッド移動検出器の検出出力とから上記電動機の回転を
制御する制御装置とを具備し、上記電動機はその電動機
回転子が上記ボールネジナットに連結され、その電動機
固定子が静止部に固定されているものである。In order to achieve this object, an electric runner vane operating device for a movable vane turbine according to the present invention is housed in a turbine main shaft so as to rotate integrally with the turbine main shaft. Opening and closing operation rod that opens and closes the movable runner blade by moving in the direction, a ball screw rod connected to the opening and closing operation rod, a ball screw nut screwed to the ball screw rod, and the ball screw nut that is rotationally driven to open and close. In an electric runner blade operating device for a movable blade turbine, which comprises an electric motor for moving an operating rod in the axial direction, a main shaft rotation detector installed in a stationary part for detecting a rotational speed or a rotational phase angle of the main turbine shaft; Motor rotation detector installed in the stationary part to detect the rotation speed or rotation phase angle of the motor, and the opening / closing operation lock installed in the stationary part. Of the opening / closing operation rod movement detector for detecting movement of the shaft in the axial direction, the detection output of the main spindle rotation detector, the detection output of the electric motor rotation detector, and the detection output of the opening / closing operation rod movement detector. And a control device for controlling the rotation of the electric motor. The electric motor rotor is connected to the ball screw nut, and the electric motor stator is fixed to a stationary portion.
【００１０】なお、上記構成のうち、望ましい態様は次
の通りである。上記制御装置は上記可動ランナ羽根の開
度の変更時には上記電動機回転子の回転速度または回転
位相角が上記水車主軸の回転速度または回転位相角に対
して増加または減少するように上記電動機を制御し、上
記開閉操作ロッド移動検出器の検出出力から上記可動ラ
ンナ羽根の開度が所望値に達したことを判別した時に上
記電動機回転子の回転速度または回転位相角が上記水車
主軸の回転速度または回転位相角に一致するように上記
電動機を制御する。Among the above-mentioned constitutions, desirable modes are as follows. The control device controls the electric motor so that the rotational speed or the rotational phase angle of the electric motor rotor increases or decreases with respect to the rotational speed or the rotational phase angle of the water turbine main shaft when the opening degree of the movable runner blade is changed. , The rotation speed or rotation phase angle of the electric motor rotor is determined from the detection output of the opening / closing operation rod movement detector when the opening degree of the movable runner blade reaches a desired value. The electric motor is controlled so as to match the phase angle.
【００１１】[0011]
【作 用】可動ランナ羽根の開度を所定値に保持する時
の作用は次の通りである。開閉操作ロッドとボールネジ
ロッドとは常時、水車主軸の回転と一体的に回転してい
るので、制御装置はボールネジナットの回転速度がボー
ルネジロッドの回転速度に実質的に等しくなるように電
動機の回転を制御する。この制御は主軸回転検出器の検
出出力と電動機回転検出器の検出出力とに基づいて行わ
れる。ボールネジナットの回転速度とボールネジロッド
の回転速度とが等しい時には、ボールネジロッドと開閉
操作ロッドとは軸方向に静止しているので、可動ランナ
羽根の開度は所定値に保持される。[Operation] The operation of maintaining the opening of the movable runner blade at a predetermined value is as follows. Since the opening / closing operation rod and the ball screw rod always rotate integrally with the rotation of the water turbine main shaft, the control device controls the rotation of the electric motor so that the rotation speed of the ball screw nut becomes substantially equal to the rotation speed of the ball screw rod. Control. This control is performed based on the detection output of the spindle rotation detector and the detection output of the electric motor rotation detector. When the rotation speed of the ball screw nut is equal to the rotation speed of the ball screw rod, the ball screw rod and the opening / closing operation rod are stationary in the axial direction, so that the opening degree of the movable runner blade is maintained at a predetermined value.
【００１２】可動ランナ羽根の開閉操作時の作用は次の
通りである。制御装置は、主軸回転検出器の検出出力と
電動機回転検出器の検出出力とに基づき電動機の回転を
制御して、ボールネジナットとボールネジロッドとの間
に回転速度差を生じさせる。この回転速度差によって、
ボールネジロッド、即ち開閉操作ロッドが軸方向に移動
し可動ランナ羽根を開閉操作する。制御装置は、可動ラ
ンナ羽根の開度が所望値に達したことを開閉操作ロッド
移動検出器の検出出力から判別すると、上記回転速度差
が実質的に零になるように電動機の回転を制御する。こ
れによって、開閉操作ロッドの軸方向移動が停止し可動
ランナ羽根の開閉動作が終了する。The operation of opening and closing the movable runner blades is as follows. The control device controls the rotation of the electric motor based on the detection output of the main shaft rotation detector and the detection output of the electric motor rotation detector to cause a difference in rotational speed between the ball screw nut and the ball screw rod. By this difference in rotation speed,
The ball screw rod, that is, the opening / closing operation rod moves in the axial direction to open / close the movable runner blade. When the control device determines from the detection output of the opening / closing operation rod movement detector that the opening of the movable runner blade has reached the desired value, it controls the rotation of the electric motor so that the rotational speed difference becomes substantially zero. .. As a result, the axial movement of the opening / closing operation rod is stopped, and the opening / closing operation of the movable runner blade is completed.
【００１３】[0013]
【実施例】次に本発明による可動羽根水車の電動ランナ
羽根操作装置の一実施例を図３乃至図５と同一部分には
同一符号を付して示した図１及び図２を参照して説明す
る。図１において、可動ランナ羽根１はランナボス２に
内蔵された羽根開閉リンク３を介して開閉操作ロッド４
に連結され、この開閉操作ロッド４は水車主軸５内を挿
通し、ボールネジロッド２０に直結されている。このボ
ールネジロッド２０にはボールネジナット２１が螺合
し、このボールネジナット２１には電動機回転子２７が
連結され、電動機固定子２８は静止部１９に固定されて
いる。電動機回転子２７にはリング状の検出用突起２９
が突設され、この検出用突起２９には電動機回転検出器
３０が非接触状態で対向し、この電動機回転検出器３０
は静止部１９に固着されている。電動機回転検出器３０
は検出用突起２９の回転速度または回転位相角を検出
し、検出出力を制御装置３１に送る。なお、この検出出
力は電動機回転子２７、即ちボールネジナット２１の回
転に関連した情報を表している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of an electric runner blade operating device for a movable blade turbine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 in which the same parts as those in FIGS. explain. In FIG. 1, a movable runner blade 1 is provided with an opening / closing operation rod 4 via a blade opening / closing link 3 incorporated in a runner boss 2.
The opening / closing operation rod 4 is inserted through the water turbine main shaft 5 and is directly connected to the ball screw rod 20. A ball screw nut 21 is screwed onto the ball screw rod 20, an electric motor rotor 27 is connected to the ball screw nut 21, and an electric motor stator 28 is fixed to the stationary portion 19. The motor rotor 27 has a ring-shaped detection protrusion 29.
The motor rotation detector 30 faces the detection protrusion 29 in a non-contact state.
Is fixed to the stationary portion 19. Electric motor rotation detector 30
Detects the rotation speed or the rotation phase angle of the detection protrusion 29 and sends the detection output to the control device 31. This detection output represents information related to the rotation of the motor rotor 27, that is, the ball screw nut 21.
【００１４】ボールネジロッド２０の上端には開閉操作
ロッド移動検出器３２が対向し、この開閉操作ロッド移
動検出器３２は静止部１９に固定され、開閉操作ロッド
４の移動位置を検出し検出出力を制御装置３１に送出す
る。開閉操作ロッド４の移動位置は可動ランナ羽根１の
開度に対応しているので、開閉操作ロッド移動検出器３
２の検出出力は可動ランナ羽根１の開度を表している。
水車主軸５と開閉操作ロッド４との間には開閉操作ロッ
ド４の振れを防止する振れ止め３３が介在されている。
発電機は、発電機回転子３４が水車主軸５に固着され、
発電機固定子３５が静止部１９に固定されている。ま
た、水車主軸５の上端にはリング状の検出用突起３６が
突設され、この検出用突起３６には主軸回転検出器３７
が非接触状態で対向し、この主軸回転検出器３７は静止
部１９に固着されている。主軸回転検出器３７は水車主
軸５の回転速度または回転位相角を検出し、検出出力を
制御装置３１に送る。なお、これらの主軸回転検出器３
７や電動機回転検出器３０や開閉操作ロッド移動検出器
３２は光電センサや磁気センサなど任意のセンサを使用
することができる。また、軸受３８がこの可動羽根水車
の必要箇所に設置されている。An opening / closing operation rod movement detector 32 faces the upper end of the ball screw rod 20, and the opening / closing operation rod movement detector 32 is fixed to the stationary portion 19 to detect the movement position of the opening / closing operation rod 4 and output a detection output. It is sent to the control device 31. Since the moving position of the opening / closing operation rod 4 corresponds to the opening degree of the movable runner blade 1, the opening / closing operation rod movement detector 3
The detection output of 2 represents the opening degree of the movable runner blade 1.
A steady rest 33 for preventing the swing of the opening / closing operation rod 4 is interposed between the water turbine main shaft 5 and the opening / closing operation rod 4.
In the generator, the generator rotor 34 is fixed to the turbine main shaft 5,
The generator stator 35 is fixed to the stationary portion 19. A ring-shaped detection protrusion 36 is provided on the upper end of the water turbine main shaft 5, and the main shaft rotation detector 37 is attached to the detection protrusion 36.
Face each other in a non-contact state, and the main shaft rotation detector 37 is fixed to the stationary portion 19. The main shaft rotation detector 37 detects the rotation speed or the rotation phase angle of the water turbine main shaft 5 and sends a detection output to the control device 31. In addition, these spindle rotation detectors 3
As the electric motor rotation detector 7, the electric motor rotation detector 30, and the opening / closing operation rod movement detector 32, any sensor such as a photoelectric sensor or a magnetic sensor can be used. In addition, bearings 38 are installed at the required points of this movable impeller.
【００１５】次にこの実施例の作用を説明する。可動ラ
ンナ羽根１の開度を一定に保持した通常運転時の作用は
以下の通りである。制御装置３１は、電動機回転検出器
３０が検出した電動機回転子２７の回転速度Ｎ、または
回転位相角δと主軸回転検出器３７が検出した水車主軸
５の回転速度Ｎ0 、または回転位相角δ0 とに基づき、
ボールネジナット２１の回転速度Ｎがボールネジロッド
２０の回転速度Ｎ０ に一致するように電動機回転子２
７の回転速度Ｎを制御する。これにより、ボールネジロ
ッド２０の回転数とボールネジナット２１の回転数とが
等しくなるので、開閉操作ロッド４は軸方向に移動せず
停止しており、従って可動ランナ羽根１の開度は所定値
に保持される。Next, the operation of this embodiment will be described. The operation during the normal operation in which the opening degree of the movable runner blade 1 is kept constant is as follows. The control device 31 controls the rotation speed N of the motor rotor 27 detected by the motor rotation detector 30, or the rotation phase angle δ and the rotation speed N 0 of the water turbine main shaft 5 detected by the main shaft rotation detector 37, or the rotation phase angle δ. Based on 0 and
The motor rotor 2 is adjusted so that the rotation speed N of the ball screw nut 21 matches the rotation speed N0 of the ball screw rod 20.
The rotation speed N of 7 is controlled. As a result, the rotational speed of the ball screw rod 20 becomes equal to the rotational speed of the ball screw nut 21, so that the opening / closing operation rod 4 does not move in the axial direction and is stopped. Therefore, the opening degree of the movable runner blade 1 reaches a predetermined value. Retained.
【００１６】可動ランナ羽根１の開度を所定値θに変更
する時の作用は以下の通りである。制御装置３１は、図
２のフローチャートに示したようにランナ羽根１の開度
θをθ0 に変える動作指令がでると、電動機回転検出器
３０が検出した電動機回転子２７の回転速度Ｎまたは位
相角δと主軸回転検出器３７が検出した水車主軸５の回
転速度Ｎ0 または位相角δ0 とに基づき、ボールネジナ
ット２１の回転速度Ｎまたは位相角δがボールネジロッ
ド２０の回転速度Ｎ0 または位相角δ0 よりΔＮまたは
Δδだけ大きいまたは小さい値、即ちＮ＝Ｎ0 ±ΔＮ、
またはδ＝δ0 ±Δδとなるように、電動機回転子２７
の回転を制御する。これにより、開閉操作ロッド４が上
昇移動または下降移動して、羽根開閉リング３を介して
ランナ羽根１を開閉駆動する。制御装置３１は、ランナ
羽根１の開度θがθ0 になったことを、開閉操作ロッド
移動検出器３２の検出出力から判別した時に、ボールネ
ジナット２１の回転速度Ｎまたは位相角δがボールネジ
ロッド２０の回転速度Ｎ0 または位相角δ0 に実質的に
一致するように、電動機回転子２７の回転速度を制御す
る。これによって、可動ランナ羽根１の開閉操作が終了
する。The operation of changing the opening of the movable runner blade 1 to the predetermined value θ is as follows. When an operation command to change the opening degree θ of the runner blade 1 to θ 0 is issued as shown in the flowchart of FIG. 2, the control device 31 outputs the rotation speed N or the phase of the electric motor rotor 27 detected by the electric motor rotation detector 30. Based on the angle δ and the rotation speed N 0 or the phase angle δ 0 of the water turbine spindle 5 detected by the spindle rotation detector 37, the rotation speed N or the phase angle δ of the ball screw nut 21 is the rotation speed N 0 or the phase of the ball screw rod 20. A value that is larger or smaller than the angle δ 0 by ΔN or Δδ, that is, N = N 0 ± ΔN,
Alternatively, the electric motor rotor 27 is set so that δ = δ 0 ± Δδ.
Control the rotation of. As a result, the opening / closing operation rod 4 moves upward or downward to drive the runner blade 1 to open / close via the blade opening / closing ring 3. When the control device 31 determines that the opening degree θ of the runner blade 1 has become θ 0 from the detection output of the opening / closing operation rod movement detector 32, the rotation speed N or the phase angle δ of the ball screw nut 21 is equal to the ball screw rod. The rotation speed of the motor rotor 27 is controlled so as to substantially match the rotation speed N 0 of 20 or the phase angle δ 0 . As a result, the opening / closing operation of the movable runner blade 1 is completed.
【００１７】なお、開閉操作ロッド４の移動速度、即ち
ランナ羽根１の開閉動作速度はΔＮまたはΔδの大きさ
に応じて決定される。従って、例えばランナ羽根１の開
度θと所望値θ0 との差が大きい時にはΔＮまたはΔδ
を大きくし、その差が小さくなったらΔＮまたはΔδを
小さく定めれば、高速かつ高精度の開度制御を行うこと
ができる。上記実施例では、電動機回転検出器３０は検
出用突起２９の回転を検出することによって電動機回転
子２７の回転速度または位相角を検出するものであっ
た。しかしながら、電動機回転検出器３０は電動機回転
子２７の回転速度または位相角を検出できるものであれ
ばいかなるタイプのものも使用することができる。同様
に主軸回転検出器３７も水車主軸５の回転速度または位
相角を検出できるものであればいかなるタイプのものも
使用することができ、例えば発電機回転子３４の回転検
出を行うものであってもよい。The moving speed of the opening / closing operation rod 4, that is, the opening / closing operation speed of the runner blade 1 is determined according to the magnitude of ΔN or Δδ. Therefore, for example, when the difference between the opening θ of the runner blade 1 and the desired value θ 0 is large, ΔN or Δδ
Is increased, and when the difference becomes small, ΔN or Δδ is set to be small, whereby high-speed and highly accurate opening control can be performed. In the above embodiment, the electric motor rotation detector 30 detects the rotation speed or the phase angle of the electric motor rotor 27 by detecting the rotation of the detection protrusion 29. However, the motor rotation detector 30 may be of any type as long as it can detect the rotation speed or the phase angle of the motor rotor 27. Similarly, as the main shaft rotation detector 37, any type can be used as long as it can detect the rotation speed or the phase angle of the water turbine main shaft 5. For example, the rotation detection of the generator rotor 34 is performed. Good.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、可動ランナ羽根の開閉操作を電動的に行い、圧
油を使用しないので、可動ランナ羽根の開閉操作を圧油
によって行う場合の問題を全て解消することができる。
また主軸回転検出器と電動機回転検出器と開閉操作ロッ
ド移動検出器と電動機固定子がいずれも静止部に設置さ
れているため、スリップリングを不要にすることがで
き、従ってスリップリングに起因する問題も解消するこ
とができる。更に、電動機回転子はボールネジナットに
直結してそれを回転駆動するので、電動機の小容量化を
図ることができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, since the opening / closing operation of the movable runner blade is performed electrically and pressure oil is not used, the opening / closing operation of the movable runner blade is performed by the pressure oil. All the problems of can be solved.
Moreover, since the main shaft rotation detector, the motor rotation detector, the opening / closing operation rod movement detector, and the motor stator are all installed in the stationary part, the slip ring can be dispensed with, and the problems caused by the slip ring can therefore be eliminated. Can also be resolved. Further, since the electric motor rotor is directly connected to the ball screw nut and drives it to rotate, the capacity of the electric motor can be reduced.
【図１】本発明による可動羽根水車の電動ランナ羽根操
作装置の一実施例を概略的に示した部分断面図である。FIG. 1 is a partial sectional view schematically showing an embodiment of an electric runner blade operating device for a movable blade turbine according to the present invention.
【図２】第１図の可動羽根水車の電動ランナ羽根操作装
置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the electric runner blade operating device for the movable blade turbine of FIG.
【図３】従来の圧油式ランナ羽根操作装置を示した部分
断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a conventional pressure oil type runner blade operating device.
【図４】従来の電動式ランナ羽根操作装置を示した部分
断面図せある。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a conventional electric runner blade operating device.
【図５】従来の別の電動式ランナ羽根操作装置を示した
部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing another conventional electric runner blade operating device.
１ 可動ランナ羽根 ４ 開閉操作ロッド ５ 水車主軸 １９ 静止部 ２０ ボールネジロッド ２１ ボールネジナット ２７ 電動機回転子 ２８ 電動機固定子 ３０ 電動機回転検出器 ３１ 制御装置 ３２ 開閉操作ロッド移動検出器 ３７ 主軸回転検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Movable runner blade 4 Opening / closing operation rod 5 Turbine main shaft 19 Stationary part 20 Ball screw rod 21 Ball screw nut 27 Electric motor rotor 28 Electric motor stator 30 Electric motor rotation detector 31 Control device 32 Opening / closing operation rod movement detector 37 Spindle rotation detector
Claims (2)
するように収容され、軸方向の移動によって可動ランナ
羽根を開閉操作する開閉操作ロッドと、上記開閉操作ロ
ッドに連結されたボールネジロッドと、上記ボールネジ
ロッドに螺合されたボールネジナットと、上記ボールネ
ジナットを回転駆動して上記開閉操作ロッドを上記軸方
向に移動させる電動機とを具備する可動羽根水車の電動
ランナ羽根操作装置において、静止部に設置され上記水
車主軸の回転速度または回転位相角を検出する主軸回転
検出器と、静止部に設置され上記電動機の回転速度また
は回転位相角を検出する電動機回転検出器と、静止部に
設置され上記開閉操作ロッドの上記軸方向の移動を検出
する開閉操作ロッド移動検出器と、上記主軸回転検出器
の検出出力と上記電動機回転検出器の検出出力と上記開
閉操作ロッド移動検出器の検出出力とから上記電動機の
回転を制御する制御装置とを具備し、上記電動機はその
電動機回転子が上記ボールネジナットに連結され、その
電動機固定子が静止部に固定されていることを特徴とす
る可動羽根水車の電動ランナ羽根操作装置。1. An opening / closing operation rod which is accommodated in the water turbine main shaft so as to rotate integrally with the water turbine main shaft and which opens and closes a movable runner blade by axial movement, and a ball screw rod connected to the opening / closing operation rod. A ball screw nut screwed to the ball screw rod; and an electric motor that rotationally drives the ball screw nut to move the opening / closing operation rod in the axial direction. Installed in a stationary section to detect the rotational speed or rotational phase angle of the water turbine main shaft, a motor rotation detector installed in the stationary section to detect the rotational speed or rotational phase angle of the electric motor, and a stationary section. The opening / closing operation rod movement detector for detecting the movement of the opening / closing operation rod in the axial direction, and the detection output of the main spindle rotation detector and the above A control device for controlling the rotation of the electric motor from the detection output of the motive motor rotation detector and the detection output of the opening / closing operation rod movement detector is provided, and the electric motor rotor of the electric motor is connected to the ball screw nut. An electric runner blade operating device for a movable blade turbine, wherein an electric motor stator is fixed to a stationary portion.
の変更時には上記電動機回転子の回転速度または回転位
相角が上記水車主軸の回転速度または回転位相角に対し
て増加または減少するように上記電動機を制御し、上記
開閉操作ロッド移動検出器の検出出力から上記可動ラン
ナ羽根の開度が所望値に達したことを判別した時に上記
電動機回転子の回転速度または回転位相角が上記水車主
軸の回転速度または回転位相角に一致するように上記電
動機を制御することを特徴とする請求項１に記載の可動
羽根水車の電動ランナ羽根操作装置。2. The controller controls the rotation speed or rotation phase angle of the electric motor rotor to increase or decrease with respect to the rotation speed or rotation phase angle of the water turbine spindle when the opening of the movable runner blade is changed. When the electric motor is controlled and it is determined from the detection output of the opening / closing operation rod movement detector that the opening degree of the movable runner blade has reached a desired value, the rotational speed or the rotational phase angle of the electric motor rotor is the turbine spindle. The electric runner vane operating device for a movable vane turbine according to claim 1, wherein the electric motor is controlled so as to coincide with a rotational speed or a rotational phase angle thereof.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3220296A JPH0560051A (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Motor-driven runner blade operation device for movable blade hydraulic turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3220296A JPH0560051A (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Motor-driven runner blade operation device for movable blade hydraulic turbine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560051A true JPH0560051A (en) | 1993-03-09 |
Family
ID=16748942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3220296A Pending JPH0560051A (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Motor-driven runner blade operation device for movable blade hydraulic turbine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0560051A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1991
- 1991-08-30 JP JP3220296A patent/JPH0560051A/en active Pending
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