JPH0830750B2 - 制御棒駆動機構における回転角検出装置 - Google Patents
制御棒駆動機構における回転角検出装置Info
- Publication number
- JPH0830750B2 JPH0830750B2 JP63163991A JP16399188A JPH0830750B2 JP H0830750 B2 JPH0830750 B2 JP H0830750B2 JP 63163991 A JP63163991 A JP 63163991A JP 16399188 A JP16399188 A JP 16399188A JP H0830750 B2 JPH0830750 B2 JP H0830750B2
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- Japan
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- rotation angle
- motor
- control rod
- rod drive
- drive mechanism
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、高速増殖炉等原子炉の制御棒駆動機構に
おける回転角検出装置に関するものである。
おける回転角検出装置に関するものである。
［従来の技術］ 第４図は制御棒駆動機構の説明図で、図において符号
１が制御棒駆動軸、２がラッチ機構、３が回転軸、５が
モータ（5aはモータロータ、5bはモータステータ）、６
が回転角検出器、７が被回転角検出歯、８が原子炉一次
側雰囲気、９が隔壁、10が回転子磁極、11が分割型ボー
ルナットである。
１が制御棒駆動軸、２がラッチ機構、３が回転軸、５が
モータ（5aはモータロータ、5bはモータステータ）、６
が回転角検出器、７が被回転角検出歯、８が原子炉一次
側雰囲気、９が隔壁、10が回転子磁極、11が分割型ボー
ルナットである。
制御棒駆動軸１の下方には図示していないが制御棒が
取り付けられており、制御棒駆動軸１をラッチした状態
でモータ５を作動させるとモータロータ5aに直結された
回転軸３を介してラッチ機構２が回転する。ラッチ機構
２には分割型のボールナット11が組込まれているので制
御棒駆動軸１を上下することができる。モータロータ5a
及びモータステータ5bで構成するモータ５は、永久磁石
を回転子磁極10とする同期電動方式の交流サーボモータ
が用いられており、その磁極位置を検出しモータの回転
を制御することによって制御棒の位置制御が行われる。
取り付けられており、制御棒駆動軸１をラッチした状態
でモータ５を作動させるとモータロータ5aに直結された
回転軸３を介してラッチ機構２が回転する。ラッチ機構
２には分割型のボールナット11が組込まれているので制
御棒駆動軸１を上下することができる。モータロータ5a
及びモータステータ5bで構成するモータ５は、永久磁石
を回転子磁極10とする同期電動方式の交流サーボモータ
が用いられており、その磁極位置を検出しモータの回転
を制御することによって制御棒の位置制御が行われる。
第５図（ａ）は従来の回転角検出装置の詳細を示し、
回転軸３（第１図参照）に直結されたモータロータ5aの
上部側壁の外周に回転子磁極（永久磁石）をＮ極、Ｓ極
交互に張り付けた被回転角検出歯７と隔壁９を隔てた位
置に回転角検出器６を設置し、磁界がＮ→Ｓ、Ｓ→Ｎと
極性が変化する毎に第５図（ｂ）に示すようなパルス信
号を発生させ回転角を検出している。
回転軸３（第１図参照）に直結されたモータロータ5aの
上部側壁の外周に回転子磁極（永久磁石）をＮ極、Ｓ極
交互に張り付けた被回転角検出歯７と隔壁９を隔てた位
置に回転角検出器６を設置し、磁界がＮ→Ｓ、Ｓ→Ｎと
極性が変化する毎に第５図（ｂ）に示すようなパルス信
号を発生させ回転角を検出している。
尚、モータ５及び回転角検出器６のコイル等電気品は
原子炉一次側雰囲気８と隔離する必要性から隔壁９が設
けられているのでモータロータ5aの回転子磁極10は大き
な寸法の強力な永久磁石が用いられている。
原子炉一次側雰囲気８と隔離する必要性から隔壁９が設
けられているのでモータロータ5aの回転子磁極10は大き
な寸法の強力な永久磁石が用いられている。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述した従来の回転角検出装置においては、
回転角検出精度を上げるためには被回転角検出歯７の歯
幅を小さくする必要があるが、あまり小さくすると磁界
の相互干渉が生じるので強力な磁界を発生させることは
望めない。そのため、回転角検出器６に高感度が要求さ
れるが市販の検出器では安定した性能を確保するのが困
難で、特別仕様の検出器を開発し、かつ、ノイズの影響
を小さくするため回転角検出器６と演算装置13との間に
プリアンプ12を設置する必要があった。また、プリアン
プは現状技術で60℃以上の雰囲気温度では安定性を欠く
ため、制御棒駆動機構の高温化に対し大きな障壁となっ
ていた。
回転角検出精度を上げるためには被回転角検出歯７の歯
幅を小さくする必要があるが、あまり小さくすると磁界
の相互干渉が生じるので強力な磁界を発生させることは
望めない。そのため、回転角検出器６に高感度が要求さ
れるが市販の検出器では安定した性能を確保するのが困
難で、特別仕様の検出器を開発し、かつ、ノイズの影響
を小さくするため回転角検出器６と演算装置13との間に
プリアンプ12を設置する必要があった。また、プリアン
プは現状技術で60℃以上の雰囲気温度では安定性を欠く
ため、制御棒駆動機構の高温化に対し大きな障壁となっ
ていた。
この発明は、上記の如き事情に鑑みてなされたもので
あって、市販の検出器が利用でき、しかも、プリアンプ
なしで高精度の回転角を検出しうる信頼性の高い回転角
検出装置を提供することを目的とするものである。
あって、市販の検出器が利用でき、しかも、プリアンプ
なしで高精度の回転角を検出しうる信頼性の高い回転角
検出装置を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］ この目的に対応して、この発明の制御棒駆動機構にお
ける回転角検出装置は、同期モータの回転子磁極と同モ
ータのモータステータ間に隔壁を備えた制御棒駆動機構
において、軸方向の長さがモータステータより大きな回
転子磁極と、前記回転子磁極に対向し前記隔壁の外面周
方向に配置され磁界の極性が変化するごとにパルス信号
を発生させる複数の回転角検出器と、前記複数の回転角
検出器の各々の出力信号を入力し前記同期モータの回転
制御信号を出力する演算装置とによって構成したことを
特徴としている。
ける回転角検出装置は、同期モータの回転子磁極と同モ
ータのモータステータ間に隔壁を備えた制御棒駆動機構
において、軸方向の長さがモータステータより大きな回
転子磁極と、前記回転子磁極に対向し前記隔壁の外面周
方向に配置され磁界の極性が変化するごとにパルス信号
を発生させる複数の回転角検出器と、前記複数の回転角
検出器の各々の出力信号を入力し前記同期モータの回転
制御信号を出力する演算装置とによって構成したことを
特徴としている。
［作用］ 同期モータのロータには強力な永久磁石がＮ極、Ｓ極
交互に配置されているので、この磁界を利用することに
より、被回転角検出歯やプリアンプを用いることなく高
精度の回転角を検出することができる。
交互に配置されているので、この磁界を利用することに
より、被回転角検出歯やプリアンプを用いることなく高
精度の回転角を検出することができる。
具体的にはモータロータが回転すると夫々の回転角検
出器はＮ−Ｓ極性が変化する毎にパルスを発生する。複
数の回転角検出器は周方向に少しづつづらして設置され
ているので、このパルスを組合せることにより高精度の
回転角が検出できる。例えば、周方向90度の範囲に16個
の検出器を設置した例（第３図（ａ））では、モータロ
ータ１回転につき128パルス検出できるので、制御棒駆
動軸のねじリードを6mmとした場合、１パルス（回転角
で約2.8度）は駆動軸の上下方向動きにして約0.05mmに
相当するので、極めて高精度の制御が可能となる。ま
た、プリアンプを用いないため、信頼性が高く、雰囲気
温度条件の制約も緩和される。
出器はＮ−Ｓ極性が変化する毎にパルスを発生する。複
数の回転角検出器は周方向に少しづつづらして設置され
ているので、このパルスを組合せることにより高精度の
回転角が検出できる。例えば、周方向90度の範囲に16個
の検出器を設置した例（第３図（ａ））では、モータロ
ータ１回転につき128パルス検出できるので、制御棒駆
動軸のねじリードを6mmとした場合、１パルス（回転角
で約2.8度）は駆動軸の上下方向動きにして約0.05mmに
相当するので、極めて高精度の制御が可能となる。ま
た、プリアンプを用いないため、信頼性が高く、雰囲気
温度条件の制約も緩和される。
［実施例］ 以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について
説明する。
説明する。
第１図はこの発明の制御棒駆動機構における回転角検
出装置の検出器取付位置を示している。同図において符
号5aはモータロータで、モータロータ5aは従来と同様そ
の外周面に複数の回転子磁極10を備えている。また、前
記回転子磁極10とモータステータ5bの間には従来と同様
に円筒状の隔壁９が配置されている。符号６は回転角検
出器であり、この発明では回転角検出器６はモータロー
タ5aの回転子磁極10に対向するように隔壁９の外面周方
向に沿って複数個配置されている。この場合、回転角検
出器６を回転子磁極10に対向させるため、回転子磁極10
の軸方向長さはモータステータ5bのそれ（軸方向長さ）
よりも大きくしている。
出装置の検出器取付位置を示している。同図において符
号5aはモータロータで、モータロータ5aは従来と同様そ
の外周面に複数の回転子磁極10を備えている。また、前
記回転子磁極10とモータステータ5bの間には従来と同様
に円筒状の隔壁９が配置されている。符号６は回転角検
出器であり、この発明では回転角検出器６はモータロー
タ5aの回転子磁極10に対向するように隔壁９の外面周方
向に沿って複数個配置されている。この場合、回転角検
出器６を回転子磁極10に対向させるため、回転子磁極10
の軸方向長さはモータステータ5bのそれ（軸方向長さ）
よりも大きくしている。
第２図（ａ）は、回転角検出器の周方向配置例を示す
もので、同図は８極のモータの場合であって４個の回転
角検出器６を用いた例を示している。図において符号10
は回転子磁極であり、１個の磁極範囲（すなわち、周方
向45度の範囲）に４個の回転角検出器が設けられてい
る。この場合、第２図（ｂ）に示すように、４個の回転
角検出器（ａ〜ｄ）によってモータロータ5aが90度回転
すると８パルス（すなわち、１回転では32パルス）検出
することができる。
もので、同図は８極のモータの場合であって４個の回転
角検出器６を用いた例を示している。図において符号10
は回転子磁極であり、１個の磁極範囲（すなわち、周方
向45度の範囲）に４個の回転角検出器が設けられてい
る。この場合、第２図（ｂ）に示すように、４個の回転
角検出器（ａ〜ｄ）によってモータロータ5aが90度回転
すると８パルス（すなわち、１回転では32パルス）検出
することができる。
第３図（ａ）は第２図（ａ）と同様に回転角検出器の
周方向配置例を示すものであるが、同図では高精度を得
るために、周方向90度の範囲に16個（ａ〜ｐ）の回転角
検出器６を用いた例を示している。この場合、第３図
（ｂ）に示すように16個の回転角検出器（ａ〜ｐ）によ
ってモータロータが90度回転すると32パルス（すなわ
ち、１回転では128パルス）検出することができる。
周方向配置例を示すものであるが、同図では高精度を得
るために、周方向90度の範囲に16個（ａ〜ｐ）の回転角
検出器６を用いた例を示している。この場合、第３図
（ｂ）に示すように16個の回転角検出器（ａ〜ｐ）によ
ってモータロータが90度回転すると32パルス（すなわ
ち、１回転では128パルス）検出することができる。
尚、第２図（ａ）及び第３図（ａ）において符号13は
演算装置であり、演算装置13は各回転角検出器６からの
出力信号14を入力し、モータ回転制御信号15を出力する
装置で、第５図（ａ）に示した従来の演算装置と基本構
成は同じである。
演算装置であり、演算装置13は各回転角検出器６からの
出力信号14を入力し、モータ回転制御信号15を出力する
装置で、第５図（ａ）に示した従来の演算装置と基本構
成は同じである。
［発明の効果］ このように、この発明の制御棒駆動機構における回転
角検出装置では、モータロータの強力な磁界が利用でき
るので、パルス検出には市販の磁気検出器或い簡単なコ
イルを用いることができ、プリアンプなしに安定で信頼
性の高い回転角検出が可能となる。
角検出装置では、モータロータの強力な磁界が利用でき
るので、パルス検出には市販の磁気検出器或い簡単なコ
イルを用いることができ、プリアンプなしに安定で信頼
性の高い回転角検出が可能となる。
従って、市販品の検出器の利用及び構造簡素化による
コストの低減、プリアンプを不用としたことによる耐ノ
イズ性の向上（信頼性の向上）及び制御棒駆動機構の高
温化対応などの効果があり、産業上極めて有益である。
コストの低減、プリアンプを不用としたことによる耐ノ
イズ性の向上（信頼性の向上）及び制御棒駆動機構の高
温化対応などの効果があり、産業上極めて有益である。
第１図は本発明の回転角検出装置の検出器取付位置を示
す図、第２図（ａ）は同回転角検出器の周方向配置例を
示す図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の配置例について
のパルス説明図、第３図（ａ）は回転角検出器について
の他の周方向配置例を示す図、第３図（ｂ）は第３図
（ａ）の配置例についてのパルス説明図、第４図は制御
棒駆動機構の説明図、第５図（ａ）は従来の回転角検出
装置の説明図、及び第５図（ｂ）は第５図（ａ）の装置
でのパルス説明図である。 １……制御棒駆動軸 ５……モータ 5a……モータロータ 5b……モータステータ ６……回転角検出器 ９……隔壁 10……回転子磁極 13……演算装置
す図、第２図（ａ）は同回転角検出器の周方向配置例を
示す図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の配置例について
のパルス説明図、第３図（ａ）は回転角検出器について
の他の周方向配置例を示す図、第３図（ｂ）は第３図
（ａ）の配置例についてのパルス説明図、第４図は制御
棒駆動機構の説明図、第５図（ａ）は従来の回転角検出
装置の説明図、及び第５図（ｂ）は第５図（ａ）の装置
でのパルス説明図である。 １……制御棒駆動軸 ５……モータ 5a……モータロータ 5b……モータステータ ６……回転角検出器 ９……隔壁 10……回転子磁極 13……演算装置
Claims (1)
- 【請求項１】同期モータの回転子磁極と同モータのモー
タステータ間に隔壁を備えた制御棒駆動機構において、
軸方向の長さがモータステータより大きな回転子磁極
と、前記回転子磁極に対向し前記隔壁の外面周方向に配
置され磁界の極性が変化するごとにパルス信号を発生さ
せる複数の回転角検出器と、前記複数の回転角検出器の
各々の出力信号を入力し前記同期モータの回転制御信号
を出力する演算装置とによって構成したことを特徴とす
る制御棒駆動機構における回転角検出装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63163991A JPH0830750B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 制御棒駆動機構における回転角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63163991A JPH0830750B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 制御棒駆動機構における回転角検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0213890A JPH0213890A (ja) | 1990-01-18 |
| JPH0830750B2 true JPH0830750B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=15784684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63163991A Expired - Lifetime JPH0830750B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 制御棒駆動機構における回転角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830750B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69622808T2 (de) * | 1995-09-29 | 2003-03-27 | Toshiba Kawasaki Kk | Regelstabsantriebsmechanismus |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP63163991A patent/JPH0830750B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0213890A (ja) | 1990-01-18 |
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