JPH0687639B2 - 深海用電動機の制御装置 - Google Patents
深海用電動機の制御装置Info
- Publication number
- JPH0687639B2 JPH0687639B2 JP62069401A JP6940187A JPH0687639B2 JP H0687639 B2 JPH0687639 B2 JP H0687639B2 JP 62069401 A JP62069401 A JP 62069401A JP 6940187 A JP6940187 A JP 6940187A JP H0687639 B2 JPH0687639 B2 JP H0687639B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric motor
- signal
- pressure
- circuit
- mode signal
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- Expired - Lifetime
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
- B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
- B63C11/52—Tools specially adapted for working underwater, not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
- H02K15/125—Heating or drying of machines in operational state, e.g. standstill heating
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
- H02K5/132—Submersible electric motors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は深海に潜水する船等に搭載される油封形の電
動機の制御装置に関し、特に電動機非運転時の封入油の
加温に係るものである。
動機の制御装置に関し、特に電動機非運転時の封入油の
加温に係るものである。
深海用電動機の一例として、数千メートルの深海に潜水
する深海作業艇、深海調査船等におけるポンプ類を駆動
する第３図に示すような電動機がある。第３図におい
て、（４）は３相誘導電動機等の交流電動機、（41）は
フレーム、（42）は固定子鉄心で、一次巻線（11）が巻
装されている。（43）は油潤滑されるころがり軸受、
（44）は軸、（45）は軸（44）に嵌着された回転子鉄
心、（46）はメカニカルシール等の軸封装置、（47）は
深海に潜ったさいの電動機（４）内部の圧力を海水の圧
力と同一にする均圧装置、（48）は伸縮自在なベロー
ズ、（49）は引張ばね、（50）は支持板、（51）はフレ
ーム（41）内に均圧のために充満して封入された油で、
電気絶縁性と潤滑性を兼ねた油が適用される。
する深海作業艇、深海調査船等におけるポンプ類を駆動
する第３図に示すような電動機がある。第３図におい
て、（４）は３相誘導電動機等の交流電動機、（41）は
フレーム、（42）は固定子鉄心で、一次巻線（11）が巻
装されている。（43）は油潤滑されるころがり軸受、
（44）は軸、（45）は軸（44）に嵌着された回転子鉄
心、（46）はメカニカルシール等の軸封装置、（47）は
深海に潜ったさいの電動機（４）内部の圧力を海水の圧
力と同一にする均圧装置、（48）は伸縮自在なベロー
ズ、（49）は引張ばね、（50）は支持板、（51）はフレ
ーム（41）内に均圧のために充満して封入された油で、
電気絶縁性と潤滑性を兼ねた油が適用される。
このような潤滑油は、一般に温度の低下又は圧力の上昇
に伴って粘度が増加し流動性が悪くなるという性質があ
る。
に伴って粘度が増加し流動性が悪くなるという性質があ
る。
船が深海に潜った場合、均圧装置（47）のベローズ（4
8）の内周側Ａには深海の圧力がそのまま加わり、電動
機（４）内部の油（51）は圧力が数百気圧、温度が電動
機非運転時（COLD STATE）では１度〜２度Ｃ程度にな
る。
8）の内周側Ａには深海の圧力がそのまま加わり、電動
機（４）内部の油（51）は圧力が数百気圧、温度が電動
機非運転時（COLD STATE）では１度〜２度Ｃ程度にな
る。
以上のように船が深海に潜った場合、電動機内の油は低
温・高圧力となって、電動機は始動時に油の高粘性抵抗
によって大きな反抗トルクを受け始動が困難となる。こ
のため、電動機は駆動される機械の静摩擦力、潜水深さ
にもとづく高圧力及び低温での油の粘性抵抗を加味した
大きな始動トルクを持つものを選定する必要があり、潜
水深度によっては必要以上の電動機出力（体格）を従来
は選定していたなどの問題点があった。
温・高圧力となって、電動機は始動時に油の高粘性抵抗
によって大きな反抗トルクを受け始動が困難となる。こ
のため、電動機は駆動される機械の静摩擦力、潜水深さ
にもとづく高圧力及び低温での油の粘性抵抗を加味した
大きな始動トルクを持つものを選定する必要があり、潜
水深度によっては必要以上の電動機出力（体格）を従来
は選定していたなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、船が深海潜水中に電動機が停止している場合
は、その停止時間が長くなったら内部に封入された油の
温度が下って粘性抵抗が増すので、その場合、電動機の
一次巻線に低電流を供給して油を加温し、始動時の反抗
トルクを低減させるようにした深海用電動機の制御装置
を提供することを目的としている。
たもので、船が深海潜水中に電動機が停止している場合
は、その停止時間が長くなったら内部に封入された油の
温度が下って粘性抵抗が増すので、その場合、電動機の
一次巻線に低電流を供給して油を加温し、始動時の反抗
トルクを低減させるようにした深海用電動機の制御装置
を提供することを目的としている。
この発明に係る装置は、電動機の一次巻線に可変電力を
供給する電源回路、海水圧力を検出する圧力検出器、電
動機の停止時間を計時する計時装置、電動機内に封入さ
れた油の温度が低下して所定温度に達するまでの時間を
演算する演算装置、計時装置で計測した時間が演算装置
で演算した時間に一致したとき出力する比較回路、この
比較回路の出力を受けて海水圧力に応じた加温モード信
号を出力し、電動機の運転信号を受けて運転モード信号
を出力する信号判別回路、この信号判別回路の各モード
信号を受けて電源回路を制御し、電動機の一次巻線に所
定の電力を供給させる電源制御回路を備えたものであ
る。
供給する電源回路、海水圧力を検出する圧力検出器、電
動機の停止時間を計時する計時装置、電動機内に封入さ
れた油の温度が低下して所定温度に達するまでの時間を
演算する演算装置、計時装置で計測した時間が演算装置
で演算した時間に一致したとき出力する比較回路、この
比較回路の出力を受けて海水圧力に応じた加温モード信
号を出力し、電動機の運転信号を受けて運転モード信号
を出力する信号判別回路、この信号判別回路の各モード
信号を受けて電源回路を制御し、電動機の一次巻線に所
定の電力を供給させる電源制御回路を備えたものであ
る。
この発明における装置は、船の深海潜水中に電動機が停
止している時、電動機の停止時間が所定値に達したと
き、電源制御回路が電源回路を制御し、電動機の一次巻
線に運転時より低値の所定の電力を供給して、封入され
た油の温度を所望の値にしうるようにしたものである。
止している時、電動機の停止時間が所定値に達したと
き、電源制御回路が電源回路を制御し、電動機の一次巻
線に運転時より低値の所定の電力を供給して、封入され
た油の温度を所望の値にしうるようにしたものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）は交流電源に接続された保護用遮断
器、（５）は負荷となるポンプ等の機器で、電動機
（４）に直結されて駆動される。
図において、（１）は交流電源に接続された保護用遮断
器、（５）は負荷となるポンプ等の機器で、電動機
（４）に直結されて駆動される。
（20）は交流電源からの電力を変換して電動機（４）の
一次巻線（11）に可変電力を供給する電源回路であり、
ここでは電圧形インバータである。（21）は整流回路を
構成する整流素子、（22）は平滑回路を構成するコンデ
ンサからなる平滑回路要素、（23）は平滑化された直流
を任意の周波数の交流に変換する逆変換回路を構成する
制御極付き整流素子で、ここではパワートランジスタで
ある。（12）は運転信号を出力する始動押釦、（13）は
停止信号を出力する停止押釦、（14）は海水の圧力を検
出する圧力検出器、（15）は電動機の停止信号を受けて
電動機（４）が停止してからの経過時間を計時する計時
装置であり、運転信号を受けた場合、上記経過時間を零
値にリセットする。（16）は演算装置であり、電動機
（４）内の油（51）の温度が深海の海水圧力に応じた所
定値に低下すると推定される時間を演算する。なお、演
算装置（16）は一般にマイクロコンピュータで構成さ
れ、メモリを有している。（17）は比較回路であり、計
時装置（15）で計時された時間と、演算装置（16）で演
算された時間とを比較し、両者が等しくなったときに、
信号を出力する。
一次巻線（11）に可変電力を供給する電源回路であり、
ここでは電圧形インバータである。（21）は整流回路を
構成する整流素子、（22）は平滑回路を構成するコンデ
ンサからなる平滑回路要素、（23）は平滑化された直流
を任意の周波数の交流に変換する逆変換回路を構成する
制御極付き整流素子で、ここではパワートランジスタで
ある。（12）は運転信号を出力する始動押釦、（13）は
停止信号を出力する停止押釦、（14）は海水の圧力を検
出する圧力検出器、（15）は電動機の停止信号を受けて
電動機（４）が停止してからの経過時間を計時する計時
装置であり、運転信号を受けた場合、上記経過時間を零
値にリセットする。（16）は演算装置であり、電動機
（４）内の油（51）の温度が深海の海水圧力に応じた所
定値に低下すると推定される時間を演算する。なお、演
算装置（16）は一般にマイクロコンピュータで構成さ
れ、メモリを有している。（17）は比較回路であり、計
時装置（15）で計時された時間と、演算装置（16）で演
算された時間とを比較し、両者が等しくなったときに、
信号を出力する。
（18）は信号判別回路であり、電動機の運転信号を受け
て運転モード信号を出力し、比較回路（17）の出力信号
と圧力検出器（14）の圧力信号とを受けて、圧力検出器
（14）で検出された海水の圧力に応じた所定の大きさの
加温モード信号を出力するものである。なお、加温モー
ド信号を出力する動作を確実にするため、信号判別回路
（18）には電動機の停止信号をも入力することにしてあ
る。（19）は信号判別回路（６）からの各モード信号を
受けパワートランジスタ（23）の制御極（ベース端子）
を上記モード信号に応じて所定期間点弧する電源制御回
路である。この電源制御回路（19）の出力は全部のトラ
ンジスタ（23）に供給されるが、図示では一部のみ示し
他は省略してある。
て運転モード信号を出力し、比較回路（17）の出力信号
と圧力検出器（14）の圧力信号とを受けて、圧力検出器
（14）で検出された海水の圧力に応じた所定の大きさの
加温モード信号を出力するものである。なお、加温モー
ド信号を出力する動作を確実にするため、信号判別回路
（18）には電動機の停止信号をも入力することにしてあ
る。（19）は信号判別回路（６）からの各モード信号を
受けパワートランジスタ（23）の制御極（ベース端子）
を上記モード信号に応じて所定期間点弧する電源制御回
路である。この電源制御回路（19）の出力は全部のトラ
ンジスタ（23）に供給されるが、図示では一部のみ示し
他は省略してある。
次に動作について説明する。始動押釦（12）を押すこと
で運転信号が出力され、この信号を信号判別回路（18）
が判別し運転モード信号を出力する。電源制御回路（1
9）は運転モード信号に見合った点弧信号をトランジス
タ（23）の制御極に出力し、電動機（４）の一次巻線
（11）に定格電圧を印加させる。この結果、電動機
（４）は始動トルクを発生し、負荷トルク及び回転子に
加わる油（51）の粘性抵抗等による反抗トルクに打勝っ
て始動を開始し、やがて定格回転数に到達する。
で運転信号が出力され、この信号を信号判別回路（18）
が判別し運転モード信号を出力する。電源制御回路（1
9）は運転モード信号に見合った点弧信号をトランジス
タ（23）の制御極に出力し、電動機（４）の一次巻線
（11）に定格電圧を印加させる。この結果、電動機
（４）は始動トルクを発生し、負荷トルク及び回転子に
加わる油（51）の粘性抵抗等による反抗トルクに打勝っ
て始動を開始し、やがて定格回転数に到達する。
電動機停止（非運転）の場合は停止押釦（13）を押すこ
とで停止信号が出力される。この停止信号を受けて計時
装置（15）は電動機（４）が停止してから経過した時間
を計時し、この時間を出力する。一方、船の潜水中は圧
力検出器（14）で海水の圧力が検出される。電動機
（４）が停止した場合、内部に封入された油（51）は第
２図に示すように運転時の高温度から停止時間の経過に
つれて次第に低下するが、潜水深度が例えば、Ｂ（深度
数百ｍ）、Ｃ（深度約1000m）、Ｄ（深度数1000m）と深
くなるにしたがって海水温度が低くなるため、その低下
速度は潜水深度が深いほど速くなる。潜水深度は海水圧
力に凡そ比例するので、海水の圧力を検出することにし
ている。
とで停止信号が出力される。この停止信号を受けて計時
装置（15）は電動機（４）が停止してから経過した時間
を計時し、この時間を出力する。一方、船の潜水中は圧
力検出器（14）で海水の圧力が検出される。電動機
（４）が停止した場合、内部に封入された油（51）は第
２図に示すように運転時の高温度から停止時間の経過に
つれて次第に低下するが、潜水深度が例えば、Ｂ（深度
数百ｍ）、Ｃ（深度約1000m）、Ｄ（深度数1000m）と深
くなるにしたがって海水温度が低くなるため、その低下
速度は潜水深度が深いほど速くなる。潜水深度は海水圧
力に凡そ比例するので、海水の圧力を検出することにし
ている。
演算装置（16）は、ここではマイクロコンピュータで構
成されており、海水の圧力に対応した第２図に示すよう
な油の温度低下曲線に合致する計算式をメモリに内蔵し
ており、検出された海水圧力に応じて油が運転時の温度
から所定温度Ｋに低下するとみられるまでの時間を演算
する。潜水深度がＤの場合、電動機停止から油の温度が
Ｋに下るまでの時間はＴとなっているので、船が深度Ｄ
の深海に潜ったときは海水の圧力を検出して、この圧力
の値を受けて演算装置（16）は時間Ｔを算出し、この算
出された時間Ｔの信号を出力する。この時間Ｔの信号を
受けて時間Ｔに計時装置（15）で計時された停止経過時
間が等しくなったとき比較回路（17）から信号を出力す
る。この信号を受けて、信号判別回路（18）は圧力検出
器（14）で検出された海水圧力に対応した大きさの加温
モード信号を出力する。
成されており、海水の圧力に対応した第２図に示すよう
な油の温度低下曲線に合致する計算式をメモリに内蔵し
ており、検出された海水圧力に応じて油が運転時の温度
から所定温度Ｋに低下するとみられるまでの時間を演算
する。潜水深度がＤの場合、電動機停止から油の温度が
Ｋに下るまでの時間はＴとなっているので、船が深度Ｄ
の深海に潜ったときは海水の圧力を検出して、この圧力
の値を受けて演算装置（16）は時間Ｔを算出し、この算
出された時間Ｔの信号を出力する。この時間Ｔの信号を
受けて時間Ｔに計時装置（15）で計時された停止経過時
間が等しくなったとき比較回路（17）から信号を出力す
る。この信号を受けて、信号判別回路（18）は圧力検出
器（14）で検出された海水圧力に対応した大きさの加温
モード信号を出力する。
この加温モード信号を受けて電源制御回路（19）は加温
モード信号の大きさに応じた期間だけ点弧信号をトラン
ジスタ（23）の制御極に出力する。この結果、トランジ
スタ（23）から定格電圧より低い海水圧力に見合った電
圧が一次巻線（11）に加わり、この巻線が加熱されて油
（51）を加温し、必要な温度を保持して、次の始動に備
えることになる。加える電圧の大きさは潜水深度（海水
圧力）が大きいほど大きくするようにして油温をほぼ一
定に保つようにする。
モード信号の大きさに応じた期間だけ点弧信号をトラン
ジスタ（23）の制御極に出力する。この結果、トランジ
スタ（23）から定格電圧より低い海水圧力に見合った電
圧が一次巻線（11）に加わり、この巻線が加熱されて油
（51）を加温し、必要な温度を保持して、次の始動に備
えることになる。加える電圧の大きさは潜水深度（海水
圧力）が大きいほど大きくするようにして油温をほぼ一
定に保つようにする。
押釦（12）が押されて運転信号が出力されると、計時装
置（15）は時間の計時動作をリセットし、信号判別回路
（18）は運転モード信号を出力して電源回路（20）から
一次巻線（11）に供給される電圧は低電圧から定格電圧
に切換えられる。
置（15）は時間の計時動作をリセットし、信号判別回路
（18）は運転モード信号を出力して電源回路（20）から
一次巻線（11）に供給される電圧は低電圧から定格電圧
に切換えられる。
なお、停止時に巻線に加わる電圧は定格電圧の15分の１
ないし20分の１程度で回転トルクは発生しないので、電
動機が回転することはない。
ないし20分の１程度で回転トルクは発生しないので、電
動機が回転することはない。
以上のようにこの発明によれば、電動機の停止時に、停
止してからの経過時間が、演算装置で演算された深海の
海水圧力に対応した時間に達したとき、電動機の一次巻
線に、電動機の運転時より低値の所定の電力を供給して
封入された油を加温するようにしたので、船が深海に潜
ったときの高圧力及び低温によって油の温度が所定の値
程度に下った場合、油が加温されて油の粘性抵抗を下げ
ることができ、電動機の始動にさいして始動トルクが所
定範囲内に保持されて始動条件が改良される。また、電
動機が停止してから所定時間経過後に加温のための電力
を供給するようにしたので、停止してすぐに加温の電力
を供給するような無駄が省け、消費電力が少なくてすむ
効果がある。
止してからの経過時間が、演算装置で演算された深海の
海水圧力に対応した時間に達したとき、電動機の一次巻
線に、電動機の運転時より低値の所定の電力を供給して
封入された油を加温するようにしたので、船が深海に潜
ったときの高圧力及び低温によって油の温度が所定の値
程度に下った場合、油が加温されて油の粘性抵抗を下げ
ることができ、電動機の始動にさいして始動トルクが所
定範囲内に保持されて始動条件が改良される。また、電
動機が停止してから所定時間経過後に加温のための電力
を供給するようにしたので、停止してすぐに加温の電力
を供給するような無駄が省け、消費電力が少なくてすむ
効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による深海用電動機の制御
装置を示す回路図、第２図は電動機停止後の封入された
油の温度低下曲線を示す線図、第３図は深海用電動機の
要部を示す断面図である。 （４）……電動機、（11）……一次巻線、（14）……圧
力検出器、（15）……計時装置、（16）……演算装置、
（17）……比較回路、（18）……信号判別回路、（19）
……電源制御回路、（20）……電源回路、（47）……均
圧装置、（51）……油。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
装置を示す回路図、第２図は電動機停止後の封入された
油の温度低下曲線を示す線図、第３図は深海用電動機の
要部を示す断面図である。 （４）……電動機、（11）……一次巻線、（14）……圧
力検出器、（15）……計時装置、（16）……演算装置、
（17）……比較回路、（18）……信号判別回路、（19）
……電源制御回路、（20）……電源回路、（47）……均
圧装置、（51）……油。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】深海に潜水する船に搭載され、一次巻線を
有し内部に油が充満して封入され内部圧力が深海の圧力
と同一になりうる電動機、上記一次巻線に可変電力を供
給する電源回路、上記船の潜水時に海水の圧力を検出す
る圧力検出器、上記電動機が停止してから経過した時間
を計時する計時装置、上記圧力検出器の圧力信号を入力
し、上記電動機が深海において停止中に、上記電動機内
に封入された油の温度が上記海水の圧力に応じた所定温
度に低下するまでの時間を演算する演算装置、この演算
装置で演算された時間と上記計時装置で計時された時間
とを比較して、両者が等しくなつたときに出力する比較
回路、この比較回路の出力を受けて上記海水の圧力に応
じた所定の加温モード信号を出力し、上記電動機の運転
信号を受けて運転モード信号を出力する信号判別回路、
この信号判別回路の各モード信号を受けて上記電源回路
を制御し、該電源回路から上記一次巻線に、上記モード
信号が運転モード信号のとき上記電動機の運転に必要な
電力を供給させ、加温モード信号のとき該加温モード信
号の大きさに応じて上記電動機の運転時より低値の所定
の電力を供給させる電源制御回路を備えた深海用電動機
の制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62069401A JPH0687639B2 (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 深海用電動機の制御装置 |
| FR8803709A FR2613150B1 (fr) | 1987-03-23 | 1988-03-22 | Dispositif de commande pour un moteur electrique sous-marin immerge a grande profondeur |
| US07/172,151 US4808896A (en) | 1987-03-23 | 1988-03-22 | Control device for heating deep-sea electric motor oil |
| CA000562093A CA1304776C (en) | 1987-03-23 | 1988-03-22 | Control device of deep-sea electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62069401A JPH0687639B2 (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 深海用電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63234859A JPS63234859A (ja) | 1988-09-30 |
| JPH0687639B2 true JPH0687639B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=13401543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62069401A Expired - Lifetime JPH0687639B2 (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 深海用電動機の制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4808896A (ja) |
| JP (1) | JPH0687639B2 (ja) |
| CA (1) | CA1304776C (ja) |
| FR (1) | FR2613150B1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5180034A (en) * | 1990-12-06 | 1993-01-19 | General Electric Co. | Adaptive lubrication oil system |
| DE4105733A1 (de) * | 1991-02-23 | 1992-08-27 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Motorstillstandsheizung |
| US5561976A (en) * | 1994-10-13 | 1996-10-08 | General Electric Company | Redundant trip solenoid valve shut-off for gas turbine fuel system |
| US5708336A (en) * | 1996-08-21 | 1998-01-13 | Hughes Electronics | Thermal control system for a motor |
| DE19637384C1 (de) * | 1996-09-13 | 1997-12-04 | Siemens Ag | Verfahren zum Beheizen einer elektrischen Maschine während deren Stillstandszeiten |
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