JPS6051481A - 弁開閉装置における誘導電動機駆動方法 - 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】 本発明は、インバータを使用してバルブの始動ミストリ
ップを防ぐようにした弁開閉装置における誘動電動機駆
動方法に関する。

通常、パイプライン等に接続されたバルブの操作トルク
は、弁全開から弁開に向けて操作するときに、最大のト
ルクを要する。そのためバルブ操作用にモータに必要と
される容量は、弁の全開静止状態から開弁に向って動作
する数秒間の、いわゆるモータ起動時に要する起動トル
クの大きさにより決められている。

また、バルブ駆動装置におけるウオームギヤ等を含む伝
達機構の動的負荷トルク（駆動中）は、静的負荷トルク
（起動時）に較べて、０．４〜０．２倍のトルク特性を
有し、したがって、起動時以外だけについてみれば、従
来のやり方には、必要具」二に大きな容量のモータを選
定しなければならないという欠点があった。

本発明は、」二記事情に鑑みなされたもので、起動時に
モータの回転数を検出することにより、モータの起動を
検知し、そのモータの起動に至るまでの間、モータ駆動
用電力源として、インバータ等によって所要特性の直流
電圧を断続的にインパルス状に供給し、そのインパルス
駆動特性によって起動時の出力トルクを高めることによ
り、速やかにバルブ駆動装置を動的状態に遷移して従来
よりも大幅に小形のモータ容量で足りるようにし、もっ
て、始動ミストリップをなくするようにした弁開閉装置
における誘導電動機駆動方法を提供することを目的とし
ている。

以下１本発明の一実施例について説明する。

図において、三相電源に接続したＡＣ−ＡＣ（交流−交
流）コンバータ（１）は、整流器（１ａ）、電圧制御部
（１ｂ）、サイリスタのスイッチ作用を利用した三相イ
ンバータ（１ｃ）とから構成され、三相誘導電動機（Ｍ
）には、任意の電圧で任意の周波数の交流電圧が供給さ
れるようになっている。

上記電動機（Ｍ）は、図示しないウオームギヤを含む減
速歯車からなるバルブ駆動機構（２）に連結されて、弁
（３）を開閉する動力源であり、電動機（Ｍ）には、そ
の回転速度を検出するモータ速度検出器（４）が、また
バルブ駆動機構（２）には、弁（３）の弁体の開閉位置
と弁体に加わる過剰１ヘルクを検出する位置リミットお
よびトルクリミットのスイッチ手段（５）が接続されて
いる。

位置リミットおよびトルクリミットのスイッチ手段（５
）は、起動制御シーケンス回路（６）を介して電圧制御
回路（７）、周波数制御回路（８）に接続され、電圧制
御回路（７）、電圧制御部（１ｂ）における出力電圧値
を設定する制御信号を供給し、周波数制御回路（８）か
らは、正相インバータ（１ｃ）の各サイリスタのゲート
制御タイミングを決める制御信号を供給している。

起動制御シーケンス回路（６）には、モータ速度検出器
（４）からの速度信号が供給されて、電動機（Ｍ）の静
Ｉに状態が検知され、起動スイッチ（９）を導通した後
には、所定の制御順序に従って、電動機（Ｍ）への駆動
電力源が供給されるようになっている。

すなわち、第２図において、三相のうち一相の波形を代
表して示すように、電圧波形は、たとえば４００ｍ５ｅ
ｃのパルス幅で、所定の間隔（Ｔ）をおいて数回、断続
的電圧をインパルス状に供給している。

その後、電動機（Ｍ）が回転を開始したことを検知した
とき、又は所要の回転数に達したことを検知したとき、
通常に変換される三相交流の規定電圧で、かつ規定周波
数の交流電力を供給する。なお、各相間は、間隔（Ｔ）
を周期（２π）とした１２０度３− の位相差と、所要の相順をもって、第２図との同様な電
圧波形となっている。

第３図は、パイプライン等に施設された弁（３）の開度
を横軸に、弁開閉装置のモータ軸端の負荷トルクＴｖを
縦軸にとって、トルク特性を示したものである。

負荷トルクＴｖは、弁（３）の全開時における始動トル
クＴｓｖを１００％としたとき、始動した後では、通常
運転時の負荷トルクＴｖが４０乃至２０％まで低下し、
さらに、バルブ駆動機構（２）のウオーム効率の増加や
弁軸効率の増加等を併せて考慮すると、通常運転時の負
荷は始動時の２０％以下になる。

そこで、電動機（Ｍ）には、起動トルクが従来にくらべ
て増加する本発明方法により起動する。

たとえば、繰返し周波数を５１１ｚ程度としたインパル
ス電圧を、定格電圧の２分の１の電圧で、前記４００ｍ
５ｅｃ幅のパルスを４回程度印加する。

繰返し周波数、並びに印加電圧は、電動機（Ｍ）の熱容
量に応じて変更することが好ましく、この４− ときの電圧と周波数の適正な組み合わせは、始動時の負
荷トルクＴｓｖの大きさに応じて設定する。

第４図は、弁開閉装置に使用される三相誘導電動機の回
転数−起動１ヘルクの特性グラフで、回転数は、各特性
曲線Ａ、　Ｔ’ｌ、　Ｃに共通するパラメータとして選
ばれている。

曲線Ａは、電圧を一定の定格電圧とし、周波数を所定の
常規回転数に至るまで可変した場合のもので、起動トル
クは、常規回転数が得られるときの起動トルクを１とし
て、その比で表わしたものである。

曲線Ｂも同様な起動トルクを表わし、周波数を一定とし
、電圧を可変した場合である。

曲線Ｃは、本発明の起動方法によって得られる起動特性
でデユーティサイクルを５０％以下に充分に小さくして
、インパルス状の電圧波形とし、かつ電圧を定格電圧で
一定として、繰返し周波数を可変した場合である。

第４図の如く、インパルス状の電圧波形で三相誘導電動
機で駆動した場合、起動トルクは、曲線Ａ、Ｂのいずれ
よりも大きく得られるが、回転数は、繰返し周波数に同
期しなくなる。

しかし、弁開閉装置においては、弁全開時の最悪条件で
弁体を少しでも駆動する起動トルクが得られれば、その
後は、負荷Ｉ・ルクが指数的に２０％まで減少するため
、起動時にのみ、インパルス波形で駆動し、その後は、
常規のインバータ出力で駆動すればよい。

以」二述べたように、本発明方法によれば、三相誘導電
動機による弁開閉装置において、電源投入直後から定速
駆動に至る起動時に、断続的にかつ低減された周波数の
電圧を供給することによって、起動時のモータ軸を１〜
ルクを高めることができ、したがって、適正な容量のモ
ータを用いて、確実に弁開閉制御を行ないうる。

なお、本発明方法は、定格負荷時において周波数と電圧
を制御すれば、定１〜ルク運転時にバルブ駆動の速度を
任意に設定でき、モータ起動時のミストリップの防止と
あわせて、バルブ開閉時間の変更をも容易にするという
メリットをもつもので

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る弁開閉装置の一例を示すブロッ
ク図、 第２図は、起動時の電源電圧を示す図、第３図は、バル
ブ負荷１−ルク特性の一例を示す図、 第４図は、起動時のモータトルク特性を示す図である。 （１）インバータ　（１ａ）整流器 （１ｂ）電圧制御部　（１Ｃ）三相インバータ（Ｍ）三
相誘導電動機　（２）バルブ駆動機構（３）弁　（４）
モータ速度検出器 （５）スイッチ手段　（６）起動制御シーケンス回路（
７）電圧制御回路　（８）周波数制御回路（９）起動ス
イッチ ７−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘導電動機を動力源とする弁開閉装置において、少なく
   とも弁全閉静止時に弁を開動するに際して、常規周波数
   より充分に繰返し周波数を低減したインパルス状駆動電
   圧を誘導電動機に供給して弁を始動するとともに、弁始
   動後は、常規周波数と常規電圧の電力を誘導電動機に供
   給することを特徴とする弁開閉装置における誘導電動機
   駆動方法。