JPH064903Y2

JPH064903Y2 - 遠心分離機の駆動装置

Info

Publication number: JPH064903Y2
Application number: JP9828987U
Authority: JP
Inventors: 通博太田
Original assignee: 株式会社トミ−精工
Priority date: 1987-06-26
Filing date: 1987-06-26
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2002-06-26
Also published as: JPS645654U

Description

【考案の詳細な説明】ａ．産業上の利用分野本考案は、慣性能率の異なる複数種のロータを交換して
使用する型式のものであって、かつ、前記ロータを回転
駆動する駆動源としてインダクションモータを用いてこ
のインダクションモータの速度制御を周波数制御装置に
て行うようにした遠心分離機の駆動装置に関し、更に詳
しくは、ロータの加減速制御を良好に行ない得るように
した遠心分離機の駆動装置に関するものである。

ｂ．従来の技術とその問題点遠心分離機の駆動源として用いられるインダクションモ
ータの回転速度制御方式として周波数制御方式（第８図
(A)参照）やすべり制御方式があるが、従来より周波数
制御方式が一般に普及している。周波数制御方式が一般
に採用されている理由は、変速範囲の全域に亘って比較
的に効率良く運転できる上に、すべり制御方式の場合に
比べて安価で済むといった利点を有するからである。

しかし、複数の種類のロータ（負荷）を頻繁に交換して
使用する型式の遠心分離機の場合、その駆動源として周
波数制御方式のインダクションモータを利用するに際
し、ロータの慣性能率に応じて加速度の大きさをいちい
ち調整する必要があるため、非常に不便である。このよ
うな遠心分離機にあっては、加速度の大きさを誤って設
定した時に過大電流によって装置が壊れてしまわないよ
うに特別な保護装置を設けるようにすればよいが、保護
装置が働くと一度停止してから再起動しなければなら
ず、従ってこの場合もまた非常に不便である。

そこで従来から、このような不便さを無くすために種々
の努力がなされてきたが、何れも満足のいくものではな
かった。例えば、インダクションモータの運転電流を検
出して予め設定した基準電流と比較し、その結果に基い
て加速或いは減速を一時的に中止する方法が提案されて
いるが、この方法が有効なのは加減速の大きさについて
の設計の誤りが極く僅かである場合に限定され、その誤
りが大きくなると有効に対処し得ないという問題点があ
る。その上、この方法を採用した場合、加減速の一時的
な中止により加速又は減速が第８図(B)に示す如く段階
状（ステップ状）になり、スムーズな加減速が行なわれ
ないといった問題点もある。

本考案は上述の如き実状に鑑みて考案されたものであっ
て、その目的は、複数の種類のロータを交換して使用す
る場合に、各々のロータに応じた適正な運転電流により
良好な加速度（過大な運転電流とならない範囲において
最も速い加減速度）にてロータの加減速を自動的に行な
い得るような遠心分離機の駆動装置を提供することにあ
る。

ｃ．問題点を解決するための手段上述の問題点を解決するために、本考案では、慣性能率
の異なる複数種のロータを交換して使用する型式のもの
であって、かつ、前記ロータを回転駆動する駆動源とし
てインダクションモータを用いてこのインダクションモ
ータの速度制御を周波数制御装置にて行うようにした遠
心分離機の駆動装置において、（ａ）前記インダクションモータの起動開始時から所定
時間経過後にトリガー信号を発生するタイミング発生部
と、（ｂ）前記トリガー信号の発生時に前記インダクション
モータの運転電流を検出する運転電流検出部と、（ｃ）前記複数種のロータの各々が使用された場合、運
転電流が過大にならない範囲において予め計測により求
めた最も大きな加速度を各々のロータについてそれぞれ
記憶する加速度記憶部と、（ｄ）前記加速度記憶部に記憶された前記複数種のロー
タの中で最大の慣性能率を持つロータの加速度をもっ
て、前記インダクションモータを起動開始する手段と、（ｅ）前記複数種のロータの各々が起動開始された場
合、前記トリガー信号の発生時に流れる予め計測により
求めた前記インダクションモータの運転電流を各々のロ
ータについてそれぞれ記憶する運転電流記憶部と、（ｆ）前記複数種のロータの中から任意のロータを起動
開始した際に、前記トリガー信号の発生時に前記運転電
流検出部から得られた前記インダクションモータの運転
電流と前記運転電流記憶部に記憶された運転電流とを照
合し、その照合結果に基づいて、それ以後の前記インダ
クションモータの加速時及び減速度の加速度を前記加速
度記憶部を検索することにより求める加速度決定部と、から成る加減速制御部を設け、前記加減速制御部からの
制御信号に基づいて前記周波数制御装置を作動させるこ
とにより、起動時及び減速時に前記複数種のロータ毎の
慣性能率に応じ、過電流を生じることがない範囲におい
て最も大きな加減速度を選択するように構成している。

以下、本考案の一実施例に付き第１図〜第５図を参照し
て説明する。

第１図において、１は遠心分離機のロータＲを回転駆動
するインダクションモータ、２はこのインダクションモ
ータ１の駆動装置であって、本例の遠心分離機は複数の
種類のロータＲを必要に応じて交換して使用する型式の
ものである。

上述の駆動装置２は、第１図に示すように、電源変換部
３と、定格回転数を定める運転周波数設定部４と、イン
ダクションモータの起動開始時から所定時間経過後にト
リガー信号を発生するタイマーを有するシーケンス制御
部５と、上述の運転周波数設定部４およびシーケンス制
御部５からの出力信号に基いて作動する加減速制御部６
と、インダクションモータ１の巻線（図示せず）へ供給
される運転電流を検出する運転電流検出部７とをそれぞ
れ具備している。

前記電源変換部３は、電源端子８から供給される交流電
流を直流電流に変換する交流−直流変換器９と、この変
換器９から出力される直流電流を交流電流に変換する直
流−交流変換器10とから構成されている。一方、上述の
加減速制御部６は、シーケンス制御部５及び運転電流検
出部７からの情報信号に基いて加減速の大きさを決定す
る加減速度決定部11と、この決定部11及び運転周波数設
定部４からの出力信号に基いて直流−交流変換器10に制
御信号を供給する制御信号発生部12とから構成されてい
る。しかして、電源変換部３と制御信号発生部12とによ
り周波数制御装置が構成されており、後述の如く、直流
−交流変換器10からインダクションモータ１の巻線に供
給される運転電流の周波数は、前記加減速度決定部11に
おいて決定された比率で徐々に増大され、これによって
インダクションモータ１が加速或いは減速されるように
なっている。

第２図は、上述の如き加減速制御部６をマイクロコンピ
ュータ（CPU）にて構成した場合を示すものであり、同
図において、13は運転周波数設定部４からの出力信号及
び運転停止信号が入力される信号入力部、14は運転電流
検出部７から供給される交流電流に対応するアナログ量
をディジタル値に変換するAD変換器、15はマイクロプロ
セッサの処理タイミングを出力するタイミング発生部、
１６はインダクションモータ１の良好な加速度について
のデータ及びプログラムが記憶されている記憶装置、17
は前記信号入力部13，AD変換器14，タイミング発生部15
及び記憶装置16を中央処理するマイクロプロセッサ、18
はこのマイクロプロセッサ17によって制御されて所定の
制御信号を前記電源交換部３に出力する制御信号出力部
である。しかして、マイクロプロセッサ17、タイミング
発生部15及び記憶装置16によってタイマーが構成され、
このタイマーからは、インダクションモータ１の起動開
始時から所定時間経過後にトリガー信号が出力されるよ
うになっている。なお、本例の記憶装置16は、複数種の
ロータの各々が使用された場合、運転電流が過大になら
ない範囲において予め計測により求めた最も大きな加速
度を各々のロータについてそれぞれ記憶する加速度記憶
部と、複数種のロータの各々が起動開始された場合、前
記トリガー信号の発生時に流れる予め計測により求めた
前記インダクションモータの運転電流を各々のロータに
ついてそれぞれ記憶する運転電流記憶部とをそれぞれ有
しており、インダクションモータ１の起動初期における
加速度と運転電流とを種々の組合せで変化させて各場合
にそれぞれ良好な加速度（過電流を生じることがない範
囲において最も大きな加速度）を予め実験により求め、
それを表の形式で記憶させたものである。

次に、上述の如き駆動装置２によるインダクションモー
タ１の加減速制御に付き説明する。

まず、図外の指令装置から起動開始信号が発せられる
と、商用交流電源が電源端子８を介して電源変換部３の
交流−直流変換器９に供給されて直流電源に変換された
後に、次段の直流−交流変換器10に供給されて交流電源
に変換される。

起動初期においては、この変換器10から出力される交流
電源の周波数は、ロータＲの慣性能率の大小とは無関係
に、加減速制御部６の制御信号発生部12からの制御信号
に基いて、予め設定された所定の比率で増大するように
制御される。すなわち、起動開始に伴い、加減速度決定
部11からは予め設定された基準信号（初期値信号）が加
減速制御部６の制御信号発生部12に供給され、これに基
いて、この制御信号発生部12からは所定の制御信号が前
記直流−交流変換器10に供給される。これにより、変換
器10の出力電流の周波数は時間の経過とともに一定の比
率で徐々に増大されるため、インダクションモータ１は
予め設定された一定の加速度K₀（第３図及び第４図参
照）で回転を開始する。なお、周波数の増大比率ひいて
は加速度K₀は、加減速度決定部11を調整することにより
任意に変更可能であるが、予想される最大の慣性能率を
持ったロータを運転するのに良好な加速度に設定する。
しかして、インダクションモータの出力トルクと運転電
流とは直接対応しないが、上述の如く加速度を定めた場
合にはインダクションモータの出力トルクと運転電流と
が近似的に対応する範囲内となる。

このようにしてインダクションモータ１の起動が開始さ
れてシーケンス制御部５が作動すると、起動開始時から
所定時間経過後（第３図及び第４図においてt₀で示す時
点）に加減速制御部６のタイマーからトリガー信号が出
力される。これに同期して、電流検出部７からAD変換器
14を介してマイクロプロセッサ17に供給される信号と、
起動初期の加速度K₀に対応する信号としてマイクロプロ
セッサ17にホールドされている情報信号とに基いて、ト
リガー信号発生後における良好な加速度が選択されて制
御信号発生部18に供給される。これにより、この制御信
号発生部18からは、直流−交流変換器10の出力の周波数
（ひいてはインダクションモータ１の加減速）が良好と
なるような制御信号が出力される。

起動初期の加速度K₀は、予想される最大の慣性能率を持
ったロータ（負荷）を運転した場合の許容範囲のうちの
最大値となるように設定されているため、最大の慣性能
率を持ったロータを運転した時の運転パターンは第３図
に示す如くになる。すなわち、起動開始時から時間t₀経
過時までの加速度K₀と同一の加速度で、時間t₀経過後も
加速されて定格回転速度に達する。そして、減速時に
は、減速指令信号が信号入力部13に入力されるのに伴
い、上述の加速度K₀と同一の大きさで値が負の加速度を
もって減速される。

また、上述の場合よりも小さな慣性能率を持った負荷を
運転する場合には、第４図に示す如く、時刻t₀以後には
起動開始時の加速度K_oよりも大きな加速度K₁にて加速さ
れ、これと同じ大きさの程度で減速される。なお、この
場合のインダクションモータ１の回転数，運転電流の絶
対値及び良好な運転電流を第５図に示す。

従って、本例によれば、時刻t₀以後の加減速の大きさ
は、モータ運転電流が予め設定した基準電流を越えてし
まうことがなくしかもできるだけ大きなものとなるよう
に自動的に選択されることとなるため、ロータＲの種類
を交換して使用する場合にも、常に各場合に応じた良好
な運転電流にて加減速が行なわれる。すなわち、起動時
及び減速時に前記複数種のロータ毎の慣性能率に応じ、
過電流を生じることがない範囲において最も大きな加減
速度が選択され、ロータＲが最良の状態で回転駆動され
る。

以上、本考案の一実施例に付き述べたが、本考案は既述
の実施例に限定されるものではなく、本考案の技術的思
想に基いて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、起動時における加速度の選択は１回に限ること
なく、２回以上（例えば、第５図に示す如く、時刻t₁及
びt₂の時点）に分割して加速度の選択を行なうように構
成することも可能である。このような手段によれば、１
回の電流検出では最適な加速度の選択ができないと思わ
れる場合に特に有効である。また、加減速の大きさを同
一に設定する必要は必ずしもなく、第７図に示す如く加
速と減速の大きさを場合に応じて異ならしめる（K_i≠
K_j）ことも可能である。

また、記憶装置16としては、良好な加速度が得られるよ
うな近似関数を実験的に求めておき、必要な時にこの近
似関数にパラメータとして起動初期の加速度情報及び運
転電流を入れて演算することにより記憶装置16から所要
の記憶信号を得るようにしたものであってもよい。

ｄ．考案の効果以上の如く、本考案は、予想される最大の慣性能率を持
ったロータを運転する場合に良好な加速度（予め設定さ
れた加速度）で遠心分離機の駆動源であるインダクショ
ンモータを起動開始し、出力トルクと運転電流とが近似
的に対応している範囲内で、インダクションモータの起
動開始時における加速度とその際の運転電流とに基い
て、それ以後の加速度を、運転電流が過大な電流となる
ことがない範囲において最も大きな加減速度となるよう
設定するように構成したものであるから、どのような大
きさの慣性能率のロータを回転駆動する場合にも過電流
による装置の破壊や保護装置の作動を生ずることなく、
最短時間のうちにスムーズに起動を完了して定格回転状
態にすることができる。従って、複数の種類のロータを
交換して使用する型式の遠心分離機に本考案を適用すれ
ば、特別な保護装置を設けることなく各ロータの慣性能
率に応じた最適な加減速にて自動的に運転することがで
き、非常に便利で実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本考案の一実施例を示すものであっ
て、第１図は本考案に係る遠心分離機の駆動装置の構成
を示すブロック図、第２図は加減速制御部をマイクロコ
ンピュータにて構成した例を示すブロック図、第３図，
第４図及び第５図は本装置を用いた場合のモータ特性を
それぞれ示す特性図、第６図は起動時において加速度の
選択を２回行なった場合を示す特性図、第７図は加速時
の加速度と減速時の加速度とを互いに異ならしめた場合
を示す特性図、第８図(A)及び(B)はインダクションモー
タ制御装置の従来例を説明するための特性図である。Ｒ…遠心分離機のロータ、１…インダクションモータ、２…駆動装置、３…電源変換部、４…運転周波数設定部、５…シーケンス制御部、６…加減速制御部、７…運転電流検出部、 11…加減速度決定部、12…制御信号発生部、 15…タイミング発生部、16…記憶装置、 17…マイクロプロセッサ、 18…制御信号出力部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】慣性能率の異なる複数種のロータを交換し
て使用する型式のものであって、かつ、前記ロータを回
転駆動する駆動源としてインダクションモータを用いて
このインダクションモータの速度制御を周波数制御装置
にて行うようにした遠心分離機の駆動装置において、（ａ）前記インダクションモータの起動開始時から所定
時間経過後にトリガー信号を発生するタイミング発生部
と、（ｂ）前記トリガー信号の発生時に前記インダクション
モータの運転電流を検出する運転電流検出部と、（ｃ）前記複数種のロータの各々が使用された場合、運
転電流が過大にならない範囲において予め計測により求
めた最も大きな加速度を各々のロータについてそれぞれ
記憶する加速度記憶部と、（ｄ）前記加速度記憶部に記憶された前記複数種のロー
タの中で最大の慣性能率を持つロータの加速度をもっ
て、前記インダクションモータを起動開始する手段と、（ｅ）前記複数種のロータの各々が起動開始された場
合、前記トリガー信号の発生時に流れる予め計測により
求めた前記インダクションモータの運転電流を各々のロ
ータについてそれぞれ記憶する運転電流記憶部と、（ｆ）前記複数種のロータの中から任意のロータを起動
開始した際に、前記トリガー信号の発生時に前記運転電
流検出部から得られた前記インダクションモータの運転
電流と前記運転電流記憶部に記憶された運転電流とを照
合し、その照合結果に基づいて、それ以後の前記インダ
クションモータの加速時及び減速度の加速度を前記加速
度記憶部を検索することにより求める加速度決定部と、から成る加減速制御部を設け、前記加減速制御部からの
制御信号に基づいて前記周波数制御装置を作動させるこ
とにより、起動時及び減速時に前記複数種のロータ毎の
慣性能率に応じ、過電流を生じることがない範囲におい
て最も大きな加減速度を選択するように構成したことを
特徴とする遠心分離機の駆動装置。