JPS6022166B2 - 回転機械の制御装置 - Google Patents
回転機械の制御装置Info
- Publication number
- JPS6022166B2 JPS6022166B2 JP53057448A JP5744878A JPS6022166B2 JP S6022166 B2 JPS6022166 B2 JP S6022166B2 JP 53057448 A JP53057448 A JP 53057448A JP 5744878 A JP5744878 A JP 5744878A JP S6022166 B2 JPS6022166 B2 JP S6022166B2
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- JP
- Japan
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- prime mover
- governor
- rotation speed
- prime
- driven
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は１台以上の被駆動機を２台以上の原動機で駆動
するシステムにおいて１つの操作器によりシステム全体
を運転制御するようにした回転機械の制御装置に関する
。
するシステムにおいて１つの操作器によりシステム全体
を運転制御するようにした回転機械の制御装置に関する
。
プラントのプロセスラインに使用される圧縮機、送風機
、冷凍機、ポンプ等では燃料消費量の低減或は余剰ガス
の有効利用を計るために、２台以上の原動機例えば蒸気
タービン、ガスタービン、ガスヱクスパンダ等で同時に
駆動する省エネルギプラントが普及し始めている。
、冷凍機、ポンプ等では燃料消費量の低減或は余剰ガス
の有効利用を計るために、２台以上の原動機例えば蒸気
タービン、ガスタービン、ガスヱクスパンダ等で同時に
駆動する省エネルギプラントが普及し始めている。
或はまた、１台の原動機で駆動していた装置に余剰熱量
の回収を行うために蒸気タービン、ガスェキスパンダ等
を造設し、２台の原動機で駆動することにより省ェネル
ギ化を計ることも普及し始めている。従釆、省エネルギ
プラントとしては第１図に示すように、１台の被駆動機
１に大出力の原動機２と補助原動機３とを連結し、補助
原動機３で被駆動機１を駆動させる。そして、消費動力
に対して不足する分を主原動機２に装備した調速装置４
で検出し、これに応じて主原動機２に出力を発生させて
動力の不足分を補うようにしていた。調速装置としては
空気式或は電気式ガバナが使用されており、回転検出器
５で駆動系の回転数を検出し、ガバナ４で検出信号と回
転数設定器６からの設定回転数とを比較演算し、その偏
差に応じて主原動機２の入口ラインに組込まれた流量制
御弁７を開閉制御し、主原動機２に供給する流量を加減
して回転数を維持させるようにしている。また、補助原
動機３は入口ラインに組込まれた流量制御弁８で流入量
が加減され、流入量に相応した一定のトルクを発生する
。この流量制御弁８の開度をリミット装置９により決定
するようになっている。しかしながら、上記従来の装置
においては補助原動機の出力が被駆動機の消費動力より
も大きい場合には自動制御系が成立しなくなる。すなわ
ち、被駆動機１の消費動力が少なくなってくると主原動
機２の調速装置により流量制御弁７が閉まっていく。そ
して、更に消費動力が小さくなると流量制御弁７は全閉
となり主原動機２は発生出力がなくなる。更に、消費動
力が小さくなった場合には、リミット装置を手動操作し
流量制御弁８の関度を小さくして流入量を制御し、補助
原動機３の発生出力を小さくしていく必要がある。また
、補助原動機３と被駆動機１のカップリング１０が何ら
かの原因で外れた場合、補助原動機３には調速装置がな
いためにオーバースピードする危険がある。更にまた、
原動機の数だけ設定器を操作する必要があり、従って、
制御が非常に困難である等の欠点があった。本発明は上
述の欠点を除去する目的でなされたもので、各原動機に
調速装置を配し且つ各調速装置の特性を各別に異ならせ
て設定することにより１つの設定器で複数の原動機を運
転制御し得るようにした回転機械の制御装置を提供する
ものである。
の回収を行うために蒸気タービン、ガスェキスパンダ等
を造設し、２台の原動機で駆動することにより省ェネル
ギ化を計ることも普及し始めている。従釆、省エネルギ
プラントとしては第１図に示すように、１台の被駆動機
１に大出力の原動機２と補助原動機３とを連結し、補助
原動機３で被駆動機１を駆動させる。そして、消費動力
に対して不足する分を主原動機２に装備した調速装置４
で検出し、これに応じて主原動機２に出力を発生させて
動力の不足分を補うようにしていた。調速装置としては
空気式或は電気式ガバナが使用されており、回転検出器
５で駆動系の回転数を検出し、ガバナ４で検出信号と回
転数設定器６からの設定回転数とを比較演算し、その偏
差に応じて主原動機２の入口ラインに組込まれた流量制
御弁７を開閉制御し、主原動機２に供給する流量を加減
して回転数を維持させるようにしている。また、補助原
動機３は入口ラインに組込まれた流量制御弁８で流入量
が加減され、流入量に相応した一定のトルクを発生する
。この流量制御弁８の開度をリミット装置９により決定
するようになっている。しかしながら、上記従来の装置
においては補助原動機の出力が被駆動機の消費動力より
も大きい場合には自動制御系が成立しなくなる。すなわ
ち、被駆動機１の消費動力が少なくなってくると主原動
機２の調速装置により流量制御弁７が閉まっていく。そ
して、更に消費動力が小さくなると流量制御弁７は全閉
となり主原動機２は発生出力がなくなる。更に、消費動
力が小さくなった場合には、リミット装置を手動操作し
流量制御弁８の関度を小さくして流入量を制御し、補助
原動機３の発生出力を小さくしていく必要がある。また
、補助原動機３と被駆動機１のカップリング１０が何ら
かの原因で外れた場合、補助原動機３には調速装置がな
いためにオーバースピードする危険がある。更にまた、
原動機の数だけ設定器を操作する必要があり、従って、
制御が非常に困難である等の欠点があった。本発明は上
述の欠点を除去する目的でなされたもので、各原動機に
調速装置を配し且つ各調速装置の特性を各別に異ならせ
て設定することにより１つの設定器で複数の原動機を運
転制御し得るようにした回転機械の制御装置を提供する
ものである。
以下本発明を添附図面の一実施例に塞いて詳述する。
第２図において、被駆動機１１にはカップリング１２，
１３を介して原動機１５，１６が連結されており、原動
機１６には更にカップリング１４を介して原動機１７が
連結されている。
１３を介して原動機１５，１６が連結されており、原動
機１６には更にカップリング１４を介して原動機１７が
連結されている。
そして、被駆動機１１はこれらの３台の原動機１５，１
６，１７等により駆動回転されるようになっている。回
転検出器１８，１９，２川ま各原動機１６，１６，１７
の回転を検出し対応する回転信号ｅａ，ｅｂ，ｅｃを出
力する。論速装置２１，２２，２３は例えば空気式のガ
バナで、これらの各ガバナ２１，２２，２３は回転数設
定器２４に接続されている。回転数設定器２４は設定回
転数に応じた信号Ｅを出力し、各ガバナ２１，２２，２
３に加える。回転数設定器２４の設定値と回転数とは第
３図に示すように比例するようになっている。各原動機
１５，１６，１７の入口ライン２５，２６，２７には流
量制御弁２８，２９，３０が配設されており、これらの
流量制御弁２８，２９，３川ま夫々ガバナ２１，２２，
２３に接続されている。
６，１７等により駆動回転されるようになっている。回
転検出器１８，１９，２川ま各原動機１６，１６，１７
の回転を検出し対応する回転信号ｅａ，ｅｂ，ｅｃを出
力する。論速装置２１，２２，２３は例えば空気式のガ
バナで、これらの各ガバナ２１，２２，２３は回転数設
定器２４に接続されている。回転数設定器２４は設定回
転数に応じた信号Ｅを出力し、各ガバナ２１，２２，２
３に加える。回転数設定器２４の設定値と回転数とは第
３図に示すように比例するようになっている。各原動機
１５，１６，１７の入口ライン２５，２６，２７には流
量制御弁２８，２９，３０が配設されており、これらの
流量制御弁２８，２９，３川ま夫々ガバナ２１，２２，
２３に接続されている。
ガバナ２１，２２，２３は検出器１８，１９，２０から
入力・される信号ｅａ，ｅｂ，ｅｃと設定器２４から入
力される設定値Ｅとを比較演算し、偏差に応じて流量制
御弁２８，２９，３０を開閉制御し、原動機１５，１６
，１７に供給する流量を加減する。今、３台の原動機１
５，１６，１７の各ガバナ２１，２２，２３のガバナ特
性を同一にすると、これらの各ガバナ２１，２２，２３
は設定器２４の設定値に応じた回転数となるように作動
する。
入力・される信号ｅａ，ｅｂ，ｅｃと設定器２４から入
力される設定値Ｅとを比較演算し、偏差に応じて流量制
御弁２８，２９，３０を開閉制御し、原動機１５，１６
，１７に供給する流量を加減する。今、３台の原動機１
５，１６，１７の各ガバナ２１，２２，２３のガバナ特
性を同一にすると、これらの各ガバナ２１，２２，２３
は設定器２４の設定値に応じた回転数となるように作動
する。
しかしながら、実際には各ガバナ２１，２２，２３のガ
バナ特性を全く同一とすることは極めて困難であり不可
能に近い。更に、各原動機１５，１６，１７の回転数は
微小変動する。このために各０原動機１５，１６，１７
の負荷分担が移行し合い、流量制御弁２８，２９，３０
がハンチングを起し、その結果、回転数がハンチングを
起すこととなる。本発明は谷原動機のガバナ特性を異な
らせることにより、上記不具合し、を完全に解決したも
のであり、これが本発明の大きな特徴である。
バナ特性を全く同一とすることは極めて困難であり不可
能に近い。更に、各原動機１５，１６，１７の回転数は
微小変動する。このために各０原動機１５，１６，１７
の負荷分担が移行し合い、流量制御弁２８，２９，３０
がハンチングを起し、その結果、回転数がハンチングを
起すこととなる。本発明は谷原動機のガバナ特性を異な
らせることにより、上記不具合し、を完全に解決したも
のであり、これが本発明の大きな特徴である。
すなわち、第４図に示すように各原動機１５，１６，１
７のガバナ特性を夫々折れ線１，ロ，ｍの如く互いに平
行となるように設定する。
７のガバナ特性を夫々折れ線１，ロ，ｍの如く互いに平
行となるように設定する。
今、説明を分り易くするために、回転数設定器２４の設
定信号を空気圧とした場合について記述する。
定信号を空気圧とした場合について記述する。
第４図において、設定器２４の空気圧を０（ｋｇ／の）
から０．２５（ｋ９／地）に変更したとすると、原動機
１５は１００×｛（０．２５−０．２）／０．８｝＝６
．２５％の回転数で回転することになる。一方、原動機
１６，１７は設定器２４の設定値よりも実際の回転数が
大きいために、ガバナ２２，２３が流量制御弁２９，３
０を閉制御する。従って、原動機１５のみが被駆動機１
１を回転駆動する。尚、原動機１６，１７は駆動力を発
生することなく被駆動機１１と共に回動する。次に、設
定器２４の設定値を上昇させ例えば、０。
から０．２５（ｋ９／地）に変更したとすると、原動機
１５は１００×｛（０．２５−０．２）／０．８｝＝６
．２５％の回転数で回転することになる。一方、原動機
１６，１７は設定器２４の設定値よりも実際の回転数が
大きいために、ガバナ２２，２３が流量制御弁２９，３
０を閉制御する。従って、原動機１５のみが被駆動機１
１を回転駆動する。尚、原動機１６，１７は駆動力を発
生することなく被駆動機１１と共に回動する。次に、設
定器２４の設定値を上昇させ例えば、０。
６（ｋ９／幼）に変更したとする。
原動機１５は１００×｛（０．６−０．２）／０．８｝
＝５０％回転数で回転する。このときにおいても、まだ
原動機１６，１７は設定回転数よりも実回転数が大きい
ために、前述と同機に流量制御弁２９，３０は開制御さ
れている。従って、被駆動機１１の消費動力に対して原
動機１５の発生出力に余裕がある間は、設定器２４の設
定値の上昇に対応してガバナ特性の折れ線１に沿って回
転数を保持することができる。従って、設定器２４の設
定値が０．６（ｋ９／仇）２の場合には折れ線１上の点
ｈで表わされる５０％回転数で運転されている。このよ
うな状態で運転中に、更に被駆動機１１の消費動力が増
えると、その増大に応じて流量制御弁２８が開かれ遂に
は全開となる。
＝５０％回転数で回転する。このときにおいても、まだ
原動機１６，１７は設定回転数よりも実回転数が大きい
ために、前述と同機に流量制御弁２９，３０は開制御さ
れている。従って、被駆動機１１の消費動力に対して原
動機１５の発生出力に余裕がある間は、設定器２４の設
定値の上昇に対応してガバナ特性の折れ線１に沿って回
転数を保持することができる。従って、設定器２４の設
定値が０．６（ｋ９／仇）２の場合には折れ線１上の点
ｈで表わされる５０％回転数で運転されている。このよ
うな状態で運転中に、更に被駆動機１１の消費動力が増
えると、その増大に応じて流量制御弁２８が開かれ遂に
は全開となる。
そして、流量制御弁２８が全開しても被駆動機１１の消
費動力が大きい場合には、回転数が点ｈから折れ線０上
の点】に低下することになる。そして、回転数が点１以
下となるとガバナ２２が流量制御弁２９を制御する。従
って、原動機１６が駆動力を発生して原動機１５の駆動
力の不足分を補い、回転数を点１に保持する。この状態
においては、原動機Ｚ１７は設定器２４の設定値よりも
実際の回転数が大きいために、ガバナ２３が流量制御弁
３０を閉制御しており、従って、駆動力を発生しない。
被駆動機１１の消費動力の増大に応じて流量制御弁２９
が開制御され、原動機１６の駆動力が増大すＺる。そし
て、流量制御弁２９が全開しても更に消費動力が大きい
場合には、回転数が点１から折れ線ｍの点ｍに低下する
ことになる。
費動力が大きい場合には、回転数が点ｈから折れ線０上
の点】に低下することになる。そして、回転数が点１以
下となるとガバナ２２が流量制御弁２９を制御する。従
って、原動機１６が駆動力を発生して原動機１５の駆動
力の不足分を補い、回転数を点１に保持する。この状態
においては、原動機Ｚ１７は設定器２４の設定値よりも
実際の回転数が大きいために、ガバナ２３が流量制御弁
３０を閉制御しており、従って、駆動力を発生しない。
被駆動機１１の消費動力の増大に応じて流量制御弁２９
が開制御され、原動機１６の駆動力が増大すＺる。そし
て、流量制御弁２９が全開しても更に消費動力が大きい
場合には、回転数が点１から折れ線ｍの点ｍに低下する
ことになる。
回転数が点ｍ以下になると、ガバナ２３が作動して流量
制御弁３０を開制御する。従って、原動機１７が駆動力
を発生し、原動機１５，１６の駆動力の不足分を補い、
回転数を点ｍに保持する。従って、このときには３台の
原動機１５，１６，１７が駆動力を発生して被駆動機１
１を駆動させる。このようにして、各原動機１５，１６
，１７が負荷の変化に応じて逐次駆動力を発生し、従っ
て、各原動機間の負荷分担の移行によるハンチングが起
ることがなく、且つ１つの設定器２４で２台以上の原動
機の運転制御を行うことができる。
制御弁３０を開制御する。従って、原動機１７が駆動力
を発生し、原動機１５，１６の駆動力の不足分を補い、
回転数を点ｍに保持する。従って、このときには３台の
原動機１５，１６，１７が駆動力を発生して被駆動機１
１を駆動させる。このようにして、各原動機１５，１６
，１７が負荷の変化に応じて逐次駆動力を発生し、従っ
て、各原動機間の負荷分担の移行によるハンチングが起
ることがなく、且つ１つの設定器２４で２台以上の原動
機の運転制御を行うことができる。
尚、原動機１５，１６，１７の出力発生順序を変更する
場合には、各原動機のガバナ特性を変更すればよい。ま
た、本実施例においては各ガバナの特性が第４図に示す
ように平行間隔となるようにセットした場合について記
述したが、これに限るものではなく第５図に示すように
煩斜を変えるようにセットしてもよい。
場合には、各原動機のガバナ特性を変更すればよい。ま
た、本実施例においては各ガバナの特性が第４図に示す
ように平行間隔となるようにセットした場合について記
述したが、これに限るものではなく第５図に示すように
煩斜を変えるようにセットしてもよい。
また、本実施例においては各原動機毎に回転検出器を配
設しているが、１つでもよい。
設しているが、１つでもよい。
尚、各原動機に配設した場合には原動機１６，１７のカ
ップリング１３，１４を外し原動機１５のみで被駆動機
１１を駆動することができるという利点がある。更に、
第４図においては説明を分り易くするためにガバナ特性
の平行間隔を大きくとっているが、実際にはこれらの間
隔は狭く、各原動機の回転数段定の間隔は１％以内にす
ることができ、従って、原動機１５のみの運転から原動
機１６，１７までの全原動機の運転までの回転数変化を
３％以内にすることができる。
ップリング１３，１４を外し原動機１５のみで被駆動機
１１を駆動することができるという利点がある。更に、
第４図においては説明を分り易くするためにガバナ特性
の平行間隔を大きくとっているが、実際にはこれらの間
隔は狭く、各原動機の回転数段定の間隔は１％以内にす
ることができ、従って、原動機１５のみの運転から原動
機１６，１７までの全原動機の運転までの回転数変化を
３％以内にすることができる。
しかも、速度設定のシフトはガバナ特性を変更すること
により任意に選定することができる。以上説明したよう
に本発明によれば、１つの設定器で２台以上の原動機を
容易に運転することができ、しかも、システムが非常に
簡単であるために低コストにすることができる。
により任意に選定することができる。以上説明したよう
に本発明によれば、１つの設定器で２台以上の原動機を
容易に運転することができ、しかも、システムが非常に
簡単であるために低コストにすることができる。
また、各原動機のガバナ特性を変えることにより谷原動
機間の負荷分担の移行によるハンチングがなくスムーズ
な運転ができ、且つ負荷に応じて各原動機に逐次出力を
発生させることができ、しかも、整定速度変動率を段階
的に変化させ且つその変動率を任意に変更することがで
きる。更に、原動機を直列的に多数連結することができ
るため、余剰のェネルギ条件に応じて原動機を選択する
ことができ、最適の動力回収を行うことができ、省エネ
ルギに極めて有効である等の多くの優れた効果がある。
機間の負荷分担の移行によるハンチングがなくスムーズ
な運転ができ、且つ負荷に応じて各原動機に逐次出力を
発生させることができ、しかも、整定速度変動率を段階
的に変化させ且つその変動率を任意に変更することがで
きる。更に、原動機を直列的に多数連結することができ
るため、余剰のェネルギ条件に応じて原動機を選択する
ことができ、最適の動力回収を行うことができ、省エネ
ルギに極めて有効である等の多くの優れた効果がある。
第１図は従来の省エネルギプラントの原動機の制御装置
を示す図、第２図は本発明に係る回転機械の制御装道の
一実施例を示すブロック図、第３図は本発明装置に使用
するガバナの特性例を示す図、第４図は本発明装置に使
用する各ガバナの特性例を示す図、第５図は第４図に示
す各ガバナの他の特性例を示す図である。 １ １・・・・・・被駆動機、１２〜１４・・・・・・
カップＩＪング、１５〜１７・・・・・・原動機、１８
〜２０・・・…回転検出器、２１〜２３・・・・・・ガ
バナ、２４・・・・・・回転数設定器、２８〜３０・・
・・・・流量制御弁。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図
を示す図、第２図は本発明に係る回転機械の制御装道の
一実施例を示すブロック図、第３図は本発明装置に使用
するガバナの特性例を示す図、第４図は本発明装置に使
用する各ガバナの特性例を示す図、第５図は第４図に示
す各ガバナの他の特性例を示す図である。 １ １・・・・・・被駆動機、１２〜１４・・・・・・
カップＩＪング、１５〜１７・・・・・・原動機、１８
〜２０・・・…回転検出器、２１〜２３・・・・・・ガ
バナ、２４・・・・・・回転数設定器、２８〜３０・・
・・・・流量制御弁。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- １ １台以上の被駆動機を２台以上の原動機で駆動する
システムにおいて、原動機の回転数を設定し対応する信
号を出力する１つの回転数設定器と、各原動機に配され
前記設定信号に応じて作動し且つガバナ特性が互いに所
定値だけ異なつて設定された調速装置とを具え、前記被
駆動機の負荷変動に応じて前記ガバナ特性によつて決定
された優先順位に従つて前記駆動機に逐次出力を発生さ
せることにより所定の回転数に保持するようにした回転
機械の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53057448A JPS6022166B2 (ja) | 1978-05-15 | 1978-05-15 | 回転機械の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53057448A JPS6022166B2 (ja) | 1978-05-15 | 1978-05-15 | 回転機械の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54148905A JPS54148905A (en) | 1979-11-21 |
| JPS6022166B2 true JPS6022166B2 (ja) | 1985-05-31 |
Family
ID=13055937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53057448A Expired JPS6022166B2 (ja) | 1978-05-15 | 1978-05-15 | 回転機械の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022166B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61249327A (ja) * | 1985-04-27 | 1986-11-06 | 開成工業株式会社 | 枝打機 |
-
1978
- 1978-05-15 JP JP53057448A patent/JPS6022166B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61249327A (ja) * | 1985-04-27 | 1986-11-06 | 開成工業株式会社 | 枝打機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54148905A (en) | 1979-11-21 |
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