JPS61106100A - 可変速継手駆動装置の給電方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誘導電動機を駆動源とする渦電流継手や流体
継手等の継手のスリップ量を調節し、負荷の回転速度を
一定に制御する可変速継手駆動装置の給電方法に関する
ものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来、可変速継手駆動装置は簡便な可変速駆動装置とし
て多用されている。この種の装置としては渦電流継手を
用いたものが代表例として挙げられる。これを第５図に
示す。

すなわち、第５図において１は交流電源、２は誘導電動
機（以下単に電動機という）、３は渦電流継手部、４は
負荷、５は渦電流継手部３の出力軸の回転速度を一定に
保つための制御部、６は速度設定器である。かくの如き
可変速継手駆動装置の機能は公知であるので詳細説明を
割愛するが、第５図においては、駆動源の電動機２と負
荷４の間に渦電流継手部３が設けられてなるものである
。

ここで、第５図装置の運転時の諸定数を、Ｐｉｍ電動機
の入力電力（ｋＷ） ηｌ；電動機の効率（％） Ｎｌ；渦電流継手部の入力側回転速度（Ｒ，ＰＭ）Ｎ２
：渦電流継手部の出力側回転速度（ＲＰＭ）Ｐｏ；渦電
流継手部の入力側動力（ｋＷ）ＰＬ；渦電流継手部の出
力側動力（ｋＷ）ＴＬ；渦電流継手部の出力側トルク（
＆ｇ・ｍ）ηＣ：渦電流継手部の効率（チ） 賎１１ とすれば、渦電流継手部３の出力部動力ＰＬはその入力
側動力Ｐｏから継手スリップロスを差し引いたものとな
り、いま継手励磁分によるロスを無視すれば、つぎの如
くである。

また、渦電流継手部３の効率ηＣは（２）式のようにな
る。

したがって、（２）式に（１）式を代入することよりつ
ぎのようになる。

つぎに電力関係をみることにすれば、 であり、ここで（２）式および（ＰＬ震（Ｎ２・ＴＬ）
／９７３　〕を代入することより、（３’）式が得られ
る。

かような（３′）式からも明らかなように、一定回転速
度を入力としてスリップ量を調節し可変速を得る可変速
継手駆動装置においては、−例として電動機２０入力電
力ＰＬは渦電流継手部３出力、つまり負荷４０回転速度
とは何ら関連がなく、単に渦電流継手部３の出力トルク
ＴＬのみに影響されるものとなる。

このことは、渦電流継手部３の出力トルクＴＬが一定で
あれば、渦電流継手部３の出力回転速度を変えても駆動
動力としては変化せず、可変速継手駆動装置の速度変化
による動力は全て渦電流継手部３で熱消費されることで
ある。

そして、かかる可変速継手駆動装置は構造が簡単である
ため、あるいは他種の可変速駆動装置に比較して安価で
ある利点を有していることから慣用されているが、前述
したように効率の悪い可変速駆動装置であることは周知
のところである。

〔発明の構成〕

本発明は上述したような点に着目しなされたもので、（
２′）式における（　Ｎ２／Ｎｌ　）の度合、すなわち
入力側回転速度を出力側回転速度に近づける基本技術思
想に基づき、可変速継手駆動装置における継手の効率を
高め、継手部におけるロスを減少させることから、可変
速継手駆動装置の全体の効率を向上可能な装置を実現し
た格別な給電方法を提供するものである。以下、本発明
を実施例図面を参照して詳細説明する〇 第１図は本発明による第１の実施例の要部構成を示すも
ので、７は可変周波町変寛圧電源（以下可変電源と称す
る）、８は制御部５への設定信号を与える速度設定器Ｓ
Ｒ，と可変電源７への設定信号を与える周波数設定器Ｆ
Ｒとが連動作用を行い得る連動設定器である。図中、第
５図と同符号のものは同じ機能を有する部分を示す。

第１図においては、交流電源１したがって商用電源ある
いはこれに類する他の動力供給源による交流電源を可変
電源７を介して電動機２に給電するものとなし、制御部
５および可変電源７を連動設定器８により指令制御する
如く構成される。

ここに、可変電源７による電動機２の電動機可変速駆動
については公知であるので、ここではその詳細説明を省
略する。

かくの如き接続構成の機能はつぎの如くである。

すなわち、連動設定器８を操作することか速度段器Ｓ几
と周波数設定器ＦＲを連動して操作するものとなり、こ
れらの設定器の設定指令間の関係を、可変電源７による
電動機２の速度制御における電動機２の回転速度を負荷
４の回転速度以上になるように関連づけたものとするこ
とより、電動機２の速度は渦電流継手部３の二次側の速
度と連動し、渦電流継手部３のスリップ量を・最小にし
て可変速継手駆動装置を運転することができる。よりて
、可変速継手駆動装置は第５図装置に比べて効率が一段
と高められた運転となり、省電力効果が得られることは
明らかである。

図中、第５図および第１図と同符号のものは同じ機能を
有する部分を示す。ここに、切換用電源スィッチ９は可
変電源７を電動機２への給電系から切離し、切換用電源
スィッチ９を介して交流電源１を電動機２に与えるよう
に作用可能なものとする。

すなわち、第２の実施例の接続４成においては、第１図
に示した第１ＣＩ実施例の機能をそのまま有するととも
に、切換用電源スィッチ９が付設されたことより、可変
電源７による電動機２の速度制御運転に代えて交流電源
１による電動機２への給電、シたがって第５図に示した
従来の運転機能を保有するものとなる。これを、例えば
可変電源７に支障をきたした場合など可変電源７が使用
できないとき、切換用電源スィッチ９を作用させればよ
いことは明らかである。つまり、可変・電源７が電動機
２を速度制御できなくなった条件等より切換用′ｆｊｔ
源スイッチ９を作用させるものであってよい。

第３図は本発明による第３の実施例の要部構成を示すも
ので、１０は過熱検出回路、１１は切換スイッチ、１２
は高定速周波数設定器である。図中、第５図および第１
図と同符号のものは同じ機能を有する部分を示す。

第３図において、高定速周波数設定器１２は切換スイッ
チ１１を介して可変電源７に速度設定指令を発生するも
のであり、高定速周波数設定器１２は予め選定した例え
ば交流電源１による電動機２の回転速度に相当する一定
の高速回転速度の設定信号を与えるものである。また、
切換スイッチ１１は、通常の連動設定器８による可変電
源７への周波数指令系の運転と、前述の高定速周波数設
定器１２による可変電源７への指令系の運転との選択ス
イッチとして作用するものであり、過熱検出回路１０の
出力信号によって作動する。

ここで、過熱検出回路１０は渦電流継手部３などの異常
高温検知入力を得るものであるほか、つぎの如き電動機
の過熱状態を検知するものである。

すなわち、可変電源７にて電動機２を可変速運転すると
、高調波電流め流れによっであるいは電動機の自冷冷却
効果の低減により、電動機の温度か上昇して温度上昇が
規格値を超過することがある。

この温度上昇率は電動機の回転速度、出力トルクによっ
て変化するが、いわゆる商用周波数でへの駆動では支障
を生じないことは勿論である。よって、電動機２の焼損
を防止するため、温度センサによる直接的な過熱検知に
より、もしくは温度上昇の要素に基づき、例えば電流を
間接点に検知して積分値を得ることから、電動機の冷却
効果を増大させるべく高速状態に回避させるものとする
。

したがりて、第３の実施例は、過熱検出回路１０による
切換スイッチ１１の作動により、電動機２の運転を、可
変電源７による追従制御から高定速周波数設定器１２に
よる高速運転への切換運転を可能としたものである。な
お、かかる高速運転時に渦電流継手部３は連動設定器８
による制御部５の作用により安定した運転を保有できる
ことは明らかである。

第４図は本発明による第４の実施例による要部構成を示
すもので、１３は高位選択信号発生器である。図中、第
５図および第１図と同符号のものは同じ機能を示す。

第４図においては、可変速継手駆動装置の複数の場合の
２台例を示し、特に電動機２．２′に共通に１組の可変
電源７が配されてなることが示される。

さらに、可変電源７はその周波数設定指令すなわち速度
指令を高位選択信号発生器１３より得るものである。こ
こに、高位選択信号発生器１３は速度設定器６，６′の
設定信号出力を得て一番高位の入力信号を選択し、可変
電源７による電動機２．２′の追従制御の指令信号を与
えるものである。さらには高位選択信号発生器１３は前
述した如き基本技術　。

思想に基づき、複数の渦電流継手部３．３′のうち一番
高速のものに対しても可変速駆動機能を発揮させるべく
、第１の実施例と同等に効用させるものである。

かようにして、第４の実施例は複数の電動機２゜２′を
可変電源７により追従制御するものであり、各種プロセ
スにおいて複数の可変速継手駆動装置が配備されている
場合にこれを最適に省電力運転を実現するものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、可変速継手駆動装置の駆動源の電動機
の回転速度を、可変電源によりて速度制御することによ
り、継手部で熱消費していた動力を低減可能な省電力効
果を得ることができる０なお、本発明は従来の可変速継
手駆動装置にそのまま適用して簡単かつ容易に実施でき
ることは明白であり、その付加機器も極めて小規模に実
用可能なことは明らかである。したがりて、従来の可変
速継手駆動装置に対して本説明の如き省電力効果を得よ
うとすれば、特に既設状態にあれば継手部本体を他種の
省電方形可変速装置に交換する必要があるために大規模
な改造を要するものとなっていたが、本発明はかかる場
合に簡便に有用し得る装置を実現可能な方法を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の実施例の要部構成を示す接
続図、第２図は本発明による第２の冥施例の要部構成を
示す接続図、第３図は本発明による第３の実施例の要部
構成を示す接続図、第４図は本発明による第４の実施例
の要部構成を示す接続図、第５図は従来の代表的な可変
速継手駆動装置の要部構成を示す接続図である。 １・・・・・交流電源、２，２’・・・・・・銹導電動
機（電動機）、３．３’・・・・・・渦電流継手部、４
．４’・・・・・・負荷、５．５′・・・・・・制御部
、６．６’・・・・・・速度設定器、７・・・・・・可
変周波可変電圧′電源（可変電源）、８・・・・・・連
動設定器、９・・・・・・切換用電源スイッチ、１０・
・・・・・過熱検出回路、１１・・・・・・切換スイッ
チ、１２・・・・・・高定速周波数設定器、１３・・・
・・・高位選択信号発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　駆動源の誘導電動機の出力軸に連通する継手、該継
   手のスリップ量を調節して負荷の回転速度を制御する可
   変速継手駆動装置において、前記誘導電動機に給電する
   可変周波可変電圧電源を備えるとともに、該可変周波可
   変電圧電源に前記負荷の設定回転速度を上廻る追従制御
   指令を与えることにより、前記可変速継手駆動装置を運
   転するようにしたことを特徴とする可変速継手駆動装置
   の給電方法。 ２　駆動源の誘導電動機の出力軸に連通する継手、該継
   手のスリップ量を調節して負荷の回転速度を制御する可
   変速継手駆動装置において、前記誘導電動機に給電する
   可変周波可変電圧電源および該可変周波可変電圧電源の
   入力電源を直接誘導電動機に与える電源切換手段を備え
   、前記可変周波可変電圧電源に負荷の設定回転速度を上
   廻る追従制御指令を与えることより可変速継手駆動装置
   を運転し、かつ誘導電動機の速度制御不能時に前記電源
   切換手段を作用させるようにしたことを特徴とする可変
   速継手駆動装置の給電方法。 ３　駆動源の誘導電動機の出力軸に連通する継手、該継
   手のスリップ量を調節して負荷の回転速度を制御する可
   変速継手駆動装置において、前記誘導電動機に給電する
   可変周波可変電圧電源と、前記可変速継手駆動装置の過
   熱状態を検知する過熱検知体と、前記可変周波可変電圧
   電源に所定の高速運転の指令を与える設定指令切換手段
   とを備え、前記可変周波可変電圧電源に負荷の設定回転
   速度を上廻る追従制御指令を与えることにより可変速継
   手駆動装置を運転し、かつ前記過熱検知体の作動時に設
   定指令切換手段により誘導電動機の回転速度を上昇させ
   るようにしたことを特徴とする可変速継手駆動装置の給
   電方法。 ４　駆動源の誘導電動機の出力軸に連通する継手、該継
   手のスリップ量を調節して負荷の回転速度を制御する可
   変速継手駆動装置において、前記誘導電動機の複数に給
   電する１組の可変周波可変電圧電源と、前記可変速継手
   駆動装置の複数の設定回転速度信号のうち最も高い設定
   値を有する信号を選定しかつ該信号を上廻る追従制御指
   令を得る選択手段とを備え、該選択手段出力を前記可変
   周波可変電圧電源に与えることにより、前記可変速継手
   駆動装置の複数を運転するようにしたことを特徴とする
   可変速継手駆動装置の給電方法。