JPH1023796A

JPH1023796A - モータ駆動システム

Info

Publication number: JPH1023796A
Application number: JP8170830A
Authority: JP
Inventors: Satoru Tamura; 哲田村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】非常時に駆動される非常用直流モータが所定
の回転数に到達する起動時間を短縮する。【解決手段】通常運転時は交流電源３により交流モー
タ２を駆動し常用補機（例えば、潤滑油循環ポンプ）１
を回転する共に、直流電源６により非常用直流モータ６
を駆動し、非常用補機（非常用潤滑油循環ポンプ）４を
回転する。交流電源３が喪失したり、常用補機１に異常
があり、常用補機１の運転が停止しても、非常用直流モ
ータ５は回転しているので、起動時間が実質上ゼロとな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はモータ駆動システ
ムに関するもので、特に非常用モータの起動に関するも
のである。

【従来の技術】

【０００２】（１）従来のモータ駆動システムについて
図７で説明する。図７は非常用補機と、非常用補機を駆
動する非常用直流モータを示す図であり、１は常用補
機、２は交流モータ、３は交流電源、４は非常用補機、
５は非常用直流モータ、６は直流電源、８は電源入切ス
イッチで、交流電源３の停電により入りとなる。

【０００３】次に動作について説明する。図７におい
て、通常運転時には、交流電源３により交流モータ２が
回転し、常用補機１が駆動される。非常用直流モータお
よび非常用補機４は、通常運転時は停止している。停電
時等の非常時に、交流電源３からの電流の供給が停止し
て常用補機１の出力が低下した場合、自動的に電源入切
スイッチ８が入となって非常用直流モータ５が起動し、
これにより非常用補機４が駆動する。

【０００４】（２）また、図８は特開昭６０−１６１４
８号公報の従来の技術に記載された回転電機の水素密封
油供給装置である。図８において、２１は交流モータ、
２２は常用補機としての常用密封油ポンプ、２３は直流
モータ、２４は非常用補機としての非常用密封油ポン
プ、２５は軸受で、内部に密封油が循環している。２６
は圧力スイッチ、２７は逆止弁、２８は給油管、３０は
交流電源、３１は非常用直流電源である。

【０００５】次に動作について説明する。通常運転時
は、交流電源３０により圧力スイッチ２６を介して交流
モータ２１を駆動し、常用密封油ポンプ２２を回転さ
せ、供給管２８を経て軸受２５に密封油を供給する。

【０００６】密封油の圧力が低下すると、圧力スイッチ
２６が動作して、非常用直流電源側をスイッチＯＮし、
非常用直流モータ２３が起動され非常用密封油ポンプ２
４が回転して給油を継続する。

【０００７】（３）また、図９は特開昭６０−１６１４
８号公報の実施例に記載された回転電機の水素密封油供
給装置である。図８と異なる所は、常用・非常用兼用の
密封油ポンプ３２を設け、通常運転時は交流電源３０に
より交流モータ２１で密封油ポンプ３２を駆動し、圧力
低下の非常時は、直流電源３１により直流モータ２３で
密封油ポンプ３２を駆動する。

【０００８】このようにすると、圧力低下の非常時に、
密封油ポンプ３２の駆動源が交流モータ２１から直流モ
ータ２３に切り替わるのみであるので、密封油ポンプ３
２は減速することなく回転し所定の油圧の密封油を供給
することができる。即ち、直流モータ２３の起動時間を
短縮することができる。但し、この場合、通常運転時に
直流モータは空回りしており、非常時には交流モータが
空回りする。

【０００９】（４）上記の特開昭６０−１６１４８号公
報の実施例に記載された回転電機の密封油供給装置に類
似のものとして図１０のブロック図に示すものがある。
図１０に示すように、常用・非常用共通の補機７を駆動
する常用交流モータ２と非常用直流モータ５とが同一軸
上に配置されている。３は交流電源、６は直流電源、８
は電源入切スイッチ（密封油の圧力スイッチ）である。

【００１０】通常運転時には、交流電源３からの電流に
より交流モータ２が回転し、これによって常用・非常用
共通補機７が駆動され、また、非常用直流モータ５も空
回り状態にある。非常時に、交流電源３からの電流の供
給が停止した場合、直流電源６により非常用直流モータ
５が起動し、これによって常用・非常用共通補機７が駆
動され、また交流モータ２も空回りする。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記（１）及び（２）
に示す従来の非常用直流モータは、通常運転時は停止し
ており、非常時になってから起動させるため、モータが
所定の回転数に達するまでに時間を要し、電圧等の条件
によっては、規定時間内にモータを起動させることが困
難となることがある。

【００１２】また、上記（３）及び（４）では、交流モ
ータの回転によって通常運転時も非常用直流モータを回
転させているので、非常用直流モータを起動させるため
の時間を短縮させているが、この手段では、通常運転時
も非常時も同一の補機を使用するため、補機が故障した
場合には、他の補機によるバックアップが行われない。

【００１３】また、交流モータと非常用直流モータの２
台のモータを用いているが、どちらか１台のモータを常
用・非常用の両用に用いることが出来れば、装置にかか
るコストの低減および省スペース化に結びつく。

【００１４】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、非常時に非常用直流モータが
所定の回転数に達するまでの所要時間を短縮させると共
に、通常運転時と非常時とで、別の補機を使用し、補機
が故障した場合には、他の補機でバックアップすること
を目的とする。

【００１５】また、補機は１台で常用と非常用と兼用す
ると共に、駆動するモータについても１台で常用・非常
用の両用に用いコストの低減および省スペース化に結び
つけることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

（１）この発明に係る非常用直流モータは、交流電源で
駆動される交流モータと、この交流モータで駆動される
常用補機とで常用系のモータ駆動システムを構成すると
共に、非常用の直流電源と、この非常用の直流電源で駆
動される直流モータと、この直流モータで駆動される非
常用補機とで非常用系のモータ駆動システムを構成し、
常時は上記両駆動システム共運転しておき、上記常用系
モータ駆動システムに異常があっても、上記非常用系モ
ータ駆動システムでの運転を継続するようにしたもので
ある。

【００１７】（２）また、交流電源で駆動されフライホ
イールを有する交流モータと、この交流モータで駆動さ
れる常用補機とで常用系のモータ駆動システムを構成す
ると共に、非常用の直流電源と、上記常用モータ駆動シ
ステムが異常であると上記直流電源の出力をＯＮとする
開閉手段と、この開閉手段のＯＮ時に駆動される直流モ
ータと、この直流モータで駆動される非常用補機とで非
常用系のモータ駆動システムを構成し、常時は上記常用
系モータ駆動システムを運転しておき、この常用系モー
タ駆動システムに異常があると、上記開閉手段が作動し
て上記非常用系のモータ駆動システムを運転するように
したものである。

【００１８】（３）また、非常用の直流電源と、この直
流電源からの直流を交流に変換する直流・交流変換器
と、上記交流電源の異常に応じて上記直流・交流変換器
からの交流出力と別の交流電源からの交流出力とを切り
替える切替手段と、上記切替手段からの交流出力で駆動
される交流モータと、この交流モータで駆動される常用
・非常用兼用の補機とで構成し、常時は上記交流電源で
上記補機を駆動し、上記交流電源に異常があると、上記
直流電源に切り替えて上記補機を駆動するようにしたも
のである。

【００１９】（４）また、交流電源で駆動される交流モ
ータと、この交流モータで駆動される常用補機とで常用
系のモータ駆動システムを構成すると共に、非常用の直
流電源と、上記常用のモータ駆動システムが異常である
と上記直流電源の直流出力をＯＮとする開閉手段と、こ
の開閉手段のＯＮ時に駆動される直流モータと、上記交
流電源で駆動される補助モータと、上記直流モータおよ
び上記補助モータで駆動される非常用補機とで非常用系
のモータ駆動システムを構成し、常時は上記交流電源に
より上記両駆動システム共運転しておき、上記常用系モ
ータ駆動システムに異常があると、上記開閉手段が作動
し上記非常用系モータ駆動システムの運転を継続するよ
うにしたものである。

【００２０】（５）また、交流電源で駆動される交流モ
ータと、この交流モータで駆動される常用補機とで常用
系のモータ駆動システムを構成すると共に、非常用の直
流電源と、この非常用電源で駆動される直流モータと、
この直流モータで駆動される非常用補機と、上記常用の
モータ駆動システムの異常を検出する異常検出手段と、
上記異常検出手段からの検出出力に応じて上記直流モー
タと上記非常用補機との機械的結合をＯＮ／ＯＦＦする
結合手段とで非常用系のモータ駆動システムを構成し、
常時は上記常用系モータ駆動システムを運転すると共
に、上記結合手段の結合ＯＦＦの状態で上記直流モータ
を運転しておき、上記常用系モータ駆動システムに異常
があると、上記結合手段の結合をＯＮにして上記非常用
補機を駆動するようにしたものである。

【００２１】（６）また、上記（１）、（２）、
（４）、（５）のいずれか１項において、直流モータの
代わりに交流モータと直流・交流変換器で構成し、直流
電源の出力を上記直流・交流変換器で交流に変換して上
記交流モータを駆動するようにしたものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この発明の実施の形態１を図１に基づい
て説明する。図１において、１は常用補機、２は交流モ
ータ、３は交流電源であり、これらで常用系のモータ駆
動システムを構成している。

【００２３】４は非常用補機、５は非常用直流モータ、
６は直流電源であり、これらで非常用系のモータ駆動シ
ステムを構成している。

【００２４】次に動作について説明する。通常時には、
交流電源により交流モータ２が回転し、常用補機１が駆
動される。同時に、直流電源６からは通常時も非常用直
流モータ５に電流が流れ、これにより非常用直流モータ
５を回転させ非常用補機が駆動される。

【００２５】つまり、通常時は、常用系・非常用系のモ
ータ駆動システム共、運転状態とする。常用モータ駆動
システムに異常が発生しても、非常用モータ駆動システ
ムが運転を継続する。

【００２６】以上のように、非常時になっても非常用直
流モータ５が回転しているために、同モータの起動時間
が実質上ゼロとなり起動時間が短縮される。また、常用
補機１とは別に非常用補機４が存在するため、常用補機
１が故障した場合には、非常用補機４によるバックアッ
プが可能となる。

【００２７】実施の形態２．実施の形態１では、非常用
モータとして直流モータを用いているが、図２に示すよ
うに直流電源６の出力を直流・交流変換器１０により交
流に変換し、交流モータ２ｂを駆動してもよく、実施の
形態１と同様の効果が得られる。

【００２８】実施の形態３．この発明の実施の形態３を
図３に基づいて説明する。図３において、８は直流電源
の出力を入り切りする電源入切スイッチ（開閉手段）
で、密封油圧力低下や交流電源電圧低下などの異常があ
るとスイッチをＯＮとする。

【００２９】通常は、交流電源により交流モータ２を回
転し、常用補機１を駆動する。また、非常用系のモータ
駆動システムは、電源入切スイッチ８が異常を検出しな
いとスイッチＯＦＦであり非常用直流モータ５は回転し
ない。

【００３０】電源入切スイッチ８が常用モータ駆動シス
テムの異常を検出するとスイッチをＯＮして、非常用直
流モータ５を回転することにより非常用補機４を駆動す
る。非常用直流モータ５の起動する間、常用補機１はフ
ライホイル１１の慣性力による惰性により回転される。

【００３１】以上のように、非常用直流モータの立ち上
がりの間、フライホイール１１により交流モータ側が回
転しているので、非常用直流モータの起動時間をカバー
することができる。また、常用補機１とは別に非常用補
機４が存在するため、常用補機１が故障した場合には、
非常用補機４によるバックアップが可能となる。

【００３２】実施の形態４．この発明の実施の形態４を
図４に基づいて説明する。図４において、７は常用と非
常用と共通に用いる常用・非常用共通補機である。９は
電源切替スイッチ（切替手段）で、変圧器９を介して交
流電源の電圧低下を検出するとスイッチの切り替え動作
を行う。

【００３３】図４に示すように、通常は運転用の交流モ
ータ２を用いて、通常運転時は交流電源３により交流モ
ータ２を回転し、常用・非常用共通補機を駆動する。電
源切替スイッチ９が交流電圧低下を検出するとスイッチ
が切り替えられ、直流電源６からの電流を直流・交流変
換器１０によって交流に変換して交流モータ２を駆動
し、非常時の場合でも常用・非常用共通補機７を駆動す
る。

【００３４】以上のように、非常時に交流モータ２を起
動させるときには、既に交流モータ２が回転しているの
で、交流モータ２の起動に要する時間が短縮される。ま
た、１台のモータと１台の補機を常用、非常用の両方に
用いているので、２台のモータと補機を用いる場合に比
べて、装置にかかるコストの低減および省スペース化が
可能となる。

【００３５】実施の形態５．この発明の実施の形態５を
図５に基づいて説明する。図において、１３は交流電源
３で駆動され、非常用補機４を回転する補助モータであ
る。

【００３６】通常運転時は、交流電源３により交流モー
タ２を回転すると共に、補助モータ１３を回転して、常
用補機１と非常用補機４共駆動している。電源入切スイ
ッチ８は具体的には圧力スイッチまたは電圧リレー等で
あり、密封油の圧力低下または交流電源３の電圧低下等
によって自動的にＯＮになる。電源入切スイッチ８が異
常を検出してスイッチＯＮになると、直流電源６で非常
用直流モータ５を回転させる。

【００３７】以上のように、常時、補助モータ１３で非
常用補機を駆動しているので、非常用直流モータ５も回
転しており、起動に要する時間が短縮される。また、常
用補機１とは別に非常用補機４が存在するため、常用補
機１が故障した場合には、非常用補機４によるバックア
ップが可能となる。

【００３８】実施の形態６．実施の形態１では、通常運
転時に非常用直流モータおよび非常用直流モータを共に
回転させる場合について述べたが、非常用補機の保護な
どの理由で、通常運転時は非常用補機を回転させたくな
い場合がある。

【００３９】この実施の形態６は非常用補機を回転させ
ないもので、その構成を図６に示す。図において、１４
はクラッチ（結合手段）、１５は密封油の圧力低下や交
流電源３の電圧低下を検出する異常検出手段で、圧力リ
レーや電圧リレー等が用いられ、異常検出によりクラッ
チ１４をＯＮ（結合）し、正常時はクラッチ１４がＯＦ
Ｆ（開放）になっている。

【００４０】このようにすると、通常運転時は非常用補
機４は回転しないが、非常用直流モータ５は回転してい
るので、非常時に非常用補機４が起動する迄に要する時
間が短縮される。また、常用補機１とは別に非常用補機
４が存在するため、常用補機１が故障した場合には、非
常用補機４によるバックアップが可能となる。

【００４１】実施の形態７．実施の形態３、実施の形態
５、実施の形態６では非常用モータとして直流モータを
用いているが、実施の形態２のように交流モータ２ｂと
直流・交流変換器１０を用いて交流モータで駆動するよ
うにしてもよい。

【００４２】実施の形態８．上記実施の形態では、密封
油装置について説明したが、一般の軸受に潤滑油を供給
する油ポンプについても適用することができる。また、
ボイラ炉内監視用テレビ、計測機器、計算機などの発熱
する電気機器の冷却ファンで、このファンが停止すると
加熱して異常を発生する恐れのあるケースにも適用でき
る。また、水冷等の液体冷却用のポンプ、化学プラント
での停止してはいけないポンプ等にも適用できる。

【００４３】

【発明の効果】

（１）以上のように、この発明によれば、通常運転時に
非常用直流モータが回転するように装置を構成したの
で、非常時でも非常用直流モータが回転しているので、
起動時間が実質上ゼロとなる。また、常用と非常用の２
台の補機が存在するため、常用補機が故障した場合には
非常用補機によるバックアップが可能である。

【００４４】（２）また、フライホイル付きの交流モー
タとしたので、非常用直流モータが起動するまでの間、
交流モータをフライホイルの慣性力による惰性で駆動し
続けることができる。また、常用と非常用の２台の補機
が存在するため、常用補機が故障した場合には非常用補
機によるバックアップが可能である。

【００４５】（３）また、常用、非常時に共通な交流モ
ータと補機とを使用したので、通常運転時回転するモー
タが非常時も回転するので、起動時間を短縮させること
が可能となる。また、１台の交流モータと１台の補機を
常用および非常用の両方に用いるため、装置にかかるコ
ストの低減および省スペース化が可能となる。

【００４６】（４）また、非常用補機を非常用直流モー
タと補助モータとの両者で駆動するようにしたので、補
助モータ駆動から非常用直流モータ駆動に切り替わって
も直流モータは回転しているので、直流モータの起動時
間を短くすることができる。また、常用補機１とは別に
非常用補機４が存在するため、常用補機１が故障した場
合には、非常用補機４によるバックアップが可能とな
る。

【００４７】（５）また、非常用直流モータと非常用補
機とを結合手段で結合／開放するようにしたので、通常
運転時は非常用補機の運転を停止することができる。

【００４８】（６）また、非常用直流モータの代わりに
直流・交流変換器と交流モータを用いるようにしたの
で、機器の構成の選択範囲を広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示すモータ駆動シ
ステムのブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態２を示すモータ駆動シ
ステムのブロック図である。

【図３】この発明の実施の形態３を示すモータ駆動シ
ステムのブロック図である。

【図４】この発明の実施の形態４を示すモータ駆動シ
ステムのブロック図である。

【図５】この発明の実施の形態５を示すモータ駆動シ
ステムのブロック図である。

【図６】この発明の実施の形態６を示すモータ駆動シ
ステムのブロック図である。

【図７】従来の密封油供給装置のブロック図である。

【図８】従来の密封油供給装置の構成図である。

【図９】従来の他の密封油供給装置の構成図である。

【図１０】従来の他の密封油供給装置のブロック図で
ある。

【符号の説明】

１常用補機、２，２ａ，２ｂ交流モータ、３交流
電源、４非常用補機、５非常用直流モータ、６直
流電源、７常用・非常用共通補機、８電源入切スイ
ッチ（開閉手段）、９電源切替スイッチ（切替手
段）、１０直流・交流変換器、１１フライホイル、
１２変圧器、１３補助モータ、１４クラッチ（結
合手段）、１５異常検出手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源で駆動される交流モータと、こ
の交流モータで駆動される常用補機とで常用系のモータ
駆動システムを構成すると共に、非常用の直流電源と、
この非常用の直流電源で駆動される直流モータと、この
直流モータで駆動される非常用補機とで非常用系のモー
タ駆動システムを構成し、常時は上記両駆動システム共
運転しておき、上記常用系モータ駆動システムに異常が
あっても、上記非常用系モータ駆動システムでの運転を
継続するようにしたことを特徴とするモータ駆動システ
ム。
【請求項２】交流電源で駆動されフライホイールを有
する交流モータと、この交流モータで駆動される常用補
機とで常用系のモータ駆動システムを構成すると共に、
非常用の直流電源と、上記常用モータ駆動システムが異
常であると上記直流電源の出力をＯＮとする開閉手段
と、この開閉手段のＯＮ時に駆動される直流モータと、
この直流モータで駆動される非常用補機とで非常用系の
モータ駆動システムを構成し、常時は上記常用系モータ
駆動システムを運転しておき、この常用系モータ駆動シ
ステムに異常があると、上記開閉手段が作動して上記非
常用系のモータ駆動システムを運転するようにしたこと
を特徴とするモータ駆動システム。
【請求項３】非常用の直流電源と、この直流電源から
の直流を交流に変換する直流・交流変換器と、上記交流
電源の異常に応じて上記直流・交流変換器からの交流出
力と別の交流電源からの交流出力とを切り替える切替手
段と、上記切替手段からの交流出力で駆動される交流モ
ータと、この交流モータで駆動される常用・非常用兼用
の補機とで構成し、常時は上記交流電源で上記補機を駆
動し、上記交流電源に異常があると、上記直流電源に切
り替えて上記補機を駆動するようにしたことを特徴とす
るモータ駆動システム。
【請求項４】交流電源で駆動される交流モータと、こ
の交流モータで駆動される常用補機とで常用系のモータ
駆動システムを構成すると共に、非常用の直流電源と、
上記常用のモータ駆動システムが異常であると上記直流
電源の直流出力をＯＮとする開閉手段と、この開閉手段
のＯＮ時に駆動される直流モータと、上記交流電源で駆
動される補助モータと、上記直流モータおよび上記補助
モータで駆動される非常用補機とで非常用系のモータ駆
動システムを構成し、常時は上記交流電源により上記両
駆動システム共運転しておき、上記常用系モータ駆動シ
ステムに異常があると、上記開閉手段が作動し上記非常
用系モータ駆動システムの運転を継続するようにしたこ
とを特徴とするモータ駆動システム。
【請求項５】交流電源で駆動される交流モータと、こ
の交流モータで駆動される常用補機とで常用系のモータ
駆動システムを構成すると共に、非常用の直流電源と、
この非常用電源で駆動される直流モータと、この直流モ
ータで駆動される非常用補機と、上記常用のモータ駆動
システムの異常を検出する異常検出手段と、上記異常検
出手段からの検出出力に応じて上記直流モータと上記非
常用補機との機械的結合をＯＮ／ＯＦＦする結合手段と
で非常用系のモータ駆動システムを構成し、常時は上記
常用系モータ駆動システムを運転すると共に、上記結合
手段の結合ＯＦＦの状態で上記直流モータを運転してお
き、上記常用系モータ駆動システムに異常があると、上
記結合手段の結合をＯＮにして上記非常用補機を駆動す
るようにしたことを特徴とするモータ駆動システム。
【請求項６】請求項１，２，４，５のいずれか１項の
モータ駆動システムにおいて、直流モータの代わりに交
流モータと直流・交流変換器で構成し、直流電源の出力
を上記直流・交流変換器で交流に変換して上記交流モー
タを駆動するようにしたことを特徴とするモータ駆動シ
ステム。