JPS60224206A - 変圧器用冷却器の可変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はモータの速度制御に係シ、特に変圧器の冷却器
モータの速度制御に好適な油ポンプと冷却ファンの個別
制御に関する。

〔発明の背景〕

従来の可変速制御を第１図及び第２図によシ説明するｕ
ＡＣ電源ｌをインバータ２の人力に、インバータ２の出
力を冷却用油ボ／プ４，５と冷却ファン６．７に接続し
ている。変圧器９の負荷電流工を変流器８によシ検出し
、その２次電流ｉを制御装置３に人力する。制御装置３
では周温センサ１８からの信号と前記２次電流ｉの大き
さによ多信号変換Ｖ、インバータ２の周波数を制御する
信号を出力する。インバータ内部では、ＡＣ電源１から
の交流を整流部１０により直流に変換し、コンデンサ１
１により平滑している。インバータ部１２では制御装置
３からの信号を受けて制御部１３がパワートランジスタ
ーのゲートを制御することによシ、出力側に交流電源を
作り出している。

この交流電源は周波数を可変できる。

変圧器９は内部損失による温度上昇を一定値以下に押え
るため、絶縁油を温域させる油ポンプ４゜５と、温域し
ている油を強制空冷するための冷却ファン６．７を備え
ている。変圧器９の発熱は負荷′電流■に比例する要素
Ｔｂと、負荷電流工に無関係な要素ＴＩに区分される。

しかし全発熱に占める比率はＴｔ、が大きくほぼ負荷電
流工に比例すると考えられる。そのため負荷電流工の定
格負荷電流ＩＲに対する割合すなわち負荷率Ｌ＝　Ｉが
工３ 小さいときは発熱も小さく、シたがって冷却効果も小さ
くて良い。このことを利用し、冷却器用モータの省電力
と変圧器自身の損失を最小にするため、油ポンプ４，５
及び冷却ファン６．７を第２図のように負荷率りに比例
してインバータ２の出力周波数Ｆを変化して速度制御す
る。普通の誘導電動機の速度ｎは次式で表わされる。

ここでＰは定数であるからインバータ２の出力周波数を
変化させることによシ油ポンプと冷却ファンの回転数を
可変でき、Ｑ　ｏｅ　ｐの関係がある。

モータの回転数に対し、変圧器冷却器の冷却効果はほぼ
比例しており、モータの消費電力は回転数の３乗に比例
する。そのため、油ポンプ及び冷却ファンを負荷率りに
よって速度制御することは省エネルギーになる。

第２図において負荷率りが小さく、それに比例してイン
バータ２の出力周波数Ｆを下げた場合、Ａ点で次のよう
な現象が発生する。

周波数Ｆを点線のようにＬに比例して下げても良いので
あるが、油ポンプ４，５の回転数がＡ点以下になると、
フロースイッチ１９が動作し、油ポンプ４，５が故障し
たと誤検出する。フロースイッチ１９は、第３図に示し
たように油ポンプ４により変圧器９の絶縁油を温域させ
、冷却機能が正常に行なわれているかどうかを監視して
おシ、重要な要素である。絶縁油の温域が悪くなると、
いくら冷却ファン６が正常に回転していても、冷却能力
は無くなり、変圧器を停止させなければならない。油ポ
ンプの回転数がＡ点以下では、絶縁油の流量が少なく、
フロースイッチ１９が動作し、変圧器を停止しなければ
ならない。このような状態においては負荷率りが低いた
め、冷却能力は充分満足しておシ、特に周囲温度が低い
場合は、上記のよう々現象が顕著に表われる。

このため、実際の制御周波数の下限をＡ点とし、負荷率
りがＬｌよシ低い場合は周波数Ｆ＋で運転している。こ
のことは、負荷率Ｌｌ以下では省エネ効果が少なくなる
ことを示している。変圧器の平均負荷率が低い場合、特
に省エネ効果が少なくなり、不利であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、軽負荷で電力を節約することができる
変圧器用冷却器の可変速制御装置を提供することにある
。

〔発明の概要〕

本発明の変圧器用冷却器の可変速制御装置は、油ポンプ
と冷却ファンとの電源を分割し、一定負荷率以下では、
油ポンプを一定周波発生装置に接続し、冷却ファンはそ
のままインバータによる可変速制御を実行することにあ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第４図ないし第５図によシ説明
する。

制御装置３からは、負荷率りと周温から最適な周波数に
するための指令がインバータ２に与えられる。この信号
はレベル判定器１７へも入力される。負荷率りがＬｌ　
よシ高い場合、レベル判定器１７からの指令はスイッチ
１６をインバータ２へ接続するように出されてお９、油
ポンプ４，５及び冷却ファン６．７は従来と同じように
可変制御されている。

負荷率りがＬｌまで低下すると、レベル判定器１７の指
令はスイッチ１６を、一定周波発生装置１４側へ接続す
るように出力される。さらにレベル判定器１７からは一
定周波数を発生する一定周波発生装置１４へ起動指令が
出力される。それによって−足周波発生装置１７からは
、周波数Ｆ＋の周波数の電源が供給され、油ポンプ４，
５は周波数Ｆ１で定速度制御される。

一方、冷却ファン６．７は負荷率りがＬ＋以下になると
点線のように、Ｌに比例した周波数Ｆによ多制御される
。したがって油ポンプの省エネ効果はＬｌ以下では無く
なるが、冷却ファンの省エネ効果はＬ＋以下でも継続し
て得られる。

従来方法に比較し、一定周波発生装置１４が必要となる
が、この一定周波発生装置１４は、発生周波数が一定で
あシ、低周波数であるため、油ポンプの消費電力は小さ
く、小容量の簡単な装置になる。もちろん、インバータ
２と同じ可変周波装置を使用することも可能である。こ
の場合、第６図のように、インバータ２１を油ポンプ用
に、インバータ２２を冷却ファン用に使用する。制御装
置３からの周波数制御指令を、インバータ２２へはその
まま人力し、インバータ２２へはリミッタ２０を通して
人力する。このリミッタ２０は、第５図のＡ点から高い
周波数では入力と同一信号を出力し、Ａ点より低い周波
数では、周波数Ｆ＋に相当する出力を人力に関係なく出
力する。それによって油ポンプを、第５図の実線のよう
な速度制御することが出来る。一方冷却フアンも、Ａ点
より高い周波数では実線、低い周波数では点線のような
速度制御することが出来る。この方法による場合は、イ
ンバータ２１と２２の合計容量がインバータ２と同じで
よく、２台設置したことによるコストアップは少ない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の可変速制御装置によれば、軽負
荷でも電力を節約することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変圧器用冷却器の可変速制御装置の回路
図、第２図は第１図の冷却特性図、第３図は変圧器の冷
却器の一部を示す要部側面図、第４図、第６図は本発明
の実施例である変圧器用冷却器の可変速制御装置の回路
図、第５図は第４図の冷却特性図である。 ２・・・インバータ、３・・・制御装置、４，５・・・
冷却用油ポンプ、６，７・・・冷却ファン、１４・・・
一定周波発生装置、１７・・・レベル判定器、１８・・
・周温センサ。 代理人　弁理士　高橋明夫 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、油ポンプ及び冷却ファンからなる変圧器の冷却器、
   変圧器の負荷電流検出器、前記負荷電流検出器からの信
   号により前記油ポンプ及び冷却ファンを可変速制御する
   可変周波装置からなる変圧器冷却器の可変速制御装置に
   おいて、前記油ポンプを可変周波装置から切り離すスイ
   ッチ、さらに一定周波発生装置を設け、油ポンプをこの
   一定周波発生装置に接続するスイッチ、及び変圧器の負
   荷電流レベル判定器を備えたことを特徴とする変圧器冷
   却器の可変速制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、油ポンプ用可
   変周波装置と、冷却ファン用可変周波装置を別々に設け
   、負荷電流検出器からの信号を、冷却ファン用可変周波
   装置にはそのまま人力し、油ポンプ用可変周波装置には
   、変圧器負荷電流が一定値以下の場合に一定出力を出す
   下限リミッタを通して人力したことを特徴とする変圧器
   冷却器の可変速制御装置。