JPS61241499A - 送風機の可変速制御装置 - 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、取り扱う気体の状態が変化する場合にも、可
変速運転を安全に行なうことができる送風機の可変速運
転制御装置に関する為のである。

〔発明の背景〕

従来から、送風機るるいは圧縮機において、特開昭５６
−１２１８９８．％開開５８−２３２９７゜実−昭５９
−　：ａ　ａ　ｏ　ａ　ｓなどで、送風機などを、可変
速運転してゆく制御方式が多数提供されている０しかし
これらの制御方式においては、送風機を駆動する電動機
の負荷耐量、あるいは電動機を運転する可変周波数電源
の出力特性などについて、十分に配属されたものが少な
く、４！に取り扱う気体の状態が大きく変化する場合は
、この変化に併う負荷耐量も十分吸収できるよう、大き
な一力容貴を持つ電動機および可変周波数電源をあらか
じめ用意する必要があつム 敗り扱う気体の状態が変化する送風設備の例として、例
えば燃焼用、予熱用、乾亀炉用などの送風設備があけら
れゐ。′とのような設備においては、送風機の運転開始
時には送風空気が十分に加熱されておらず、時間金逼っ
て、送風空気の温度および送風機の運転速度が高められ
てゆくのが一般的である。このような可変速制御装置の
例を第４図によって簡単に説明する。すなわち、図にお
いて、縦軸り送風機の運転に必要な軸動力、横軸は時間
変化を表わすものであり、時間ｔ。からｔ、の関は、送
風機を始動しこれを除徐に最高速度１で加速したときの
軸動力の変化を曲ａａ′−ｂ′、およびａ−ｂで示す。

特に曲線ａ−ｂは運転開始時において、取り扱う気体が
十分に加熱されていない状態での軸動力の変化、曲、＠
ａ゛−ｂは取り扱う気体が十分に加熱された後の軸動力
の変化をそれぞれ示すものである。

送風機の必要とする軸動力の変化を、これの始動過程に
沿って説明する０１ず、送風機を最高速度１で除徐に加
速してゆくと、これの軸動力は曲＠ａ　−ｂに沿ってτ
、１で増加する。時間ｔ１で最高速に達した後、さらに
運転を続けると、しだいに取り扱う空気の温度が上昇し
てくるため、軸動力はしだいに減少する。したがって、
取り扱う空気の温度が十分に上昇した段階では、送風量
の調整を行なうため、送風機の可変速運転を行なうと曲
＠ｃ−ｄの範囲で必要な軸動力が変化することになる。

すなわち、このような送風設備においては、取り扱う空
気の温度が十分に上昇している定常状態においては軸動
力がＴ、ｌで供給すれは十分であるのに対し、始動時の
時にだけ大きな軸動力Ｔ、が必要になってしまう。この
ように従来設備においては、始動のためだけに大きな容
量の電動機および可変周波数電源を用意しなければなら
ず、設備動車、投資効果を引き上ける意味で。

さらに改善が望１れていた。

〔発明の目的〕

そこで本発明の目的は、敗り扱う気体の状態が変化する
場合、適切な容量の電動機および可変周波数電源を用意
することにより、確実な運転を行なうことができる送風
機の可変速制御装置を提供するものである。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は、可変周波数電源により駆動される電
動機により可変速運転する送風機の制御装置において、
送風機の運転状態を検出する運転状態検出手段と、送風
機の咎運転状態における送風機の運転限界をららかしめ
記憶する運転限界記憶手段と、送風機の運転目標値をあ
らかじめ設定する運転目標設定手段と、運転状態検出手
段により検出した送風機の運転状態における運転限界を
運転限界記憶手段より読み出し、読み出した運転限界内
で運転目標設定手段の運転目標値に近づけるよう可変周
波数電源に速度信号を発する運転制御装置とを備えた送
風機の可変速制御装置を提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一つの実施例を第１図、第２図。

第３図により説明する。１は熱源、２は送風機、３は負
荷設備であり、熱源１より供給される加熱空気を送風機
２は負荷設備３に送風し、負荷設備３よりの戻り空気を
再び循環する。４は送風機２に連結した電動機、５は電
動機４に駆動電力を供給する可変周波数電源、６は可変
周波数電源５に送ＪＫＩｅ２の運転制御を行なうための
速度信号ｔ−尭する運転制御装置、９は負荷設備３の加
熱空気の循環管路中に組み込み、送風４！！２の運転状
態を検出するための運転状態検出手段であり実施例では
熱センサーである。７は送風機２の各運転状態における
送風機２の運転限界をあらかじめ記憶する運転限界記憶
手段で弗り、詳しくは第２図に示すような負荷設備３を
循環する加熱空気の温度と。

この各温度における電動機２および可変周波数電源５を
過負荷にすることなく、送風機２の運転を続けることが
できる最高の運転速度の関係をあらかじめ設定しておく
。すなわち第２図は横軸に送風機２の取り扱う加熱空気
の温度、縦軸に可変周波数電源５に対する各温度におけ
る速度指令の限界値を敗るものであり、温度の低い範囲
では送風機２の運転速度を低い範囲に限定し、温度があ
る程度以上に上昇したとき、温度が上昇するにつれて送
風機２の運転速度の限界も除徐に広がるよう、運転限界
記憶手段７の記憶内容をあらかじめ設定したことを示す
ものである。８は送風機２の運転目標値をあらかじめ設
定する運転目標設定手段であり、実施例においては単純
に最終目標運転速度を設定している。

次にこのように構成したものの動作を運転制御装置６に
、あらかじめ組み込むプログラムの内容を述べることＫ
よって説明する。運転制御装ｇＬ６を始動すると、運転
制御装置６は可変周波数電源５に対し送風機２を最低速
度で運転を始めるよう、これに速度信号を発する。これ
により送風機２は始動する。次に運転制御装置６は熱セ
ンサ−９より検出信号を取り込み、運転限界記憶手段７
に突き合わせ、運転限界記憶手段７より検出温度に対応
した速度指令の限界値を読み込む。速度指令の限界値を
読み込んだ後、運転制御装ｇＩｔ６は運転目標設定手段
８の設定値内でしかも運転限界記憶手段源に速度指令を
出力する。これは、速度指令が急変した場合、電動機４
めるいは送、ｌｉ＆２などにショックを与えることがあ
ることと、可変周波数電源５あるいは電動機４が過負荷
となってしまうことがあるため、これらを配慮したもの
である０さらに運転制御装置６は、可変周波数電源５に
与えた速度指令に対する制御遅れ時間を考慮して、あら
かじめ定め念一定周期毎に、熱センサ−９からの検出信
号を取り込み、すでに説明した制御動作を繰り返すもの
である。以上のようなｆｌｌｌＪＩＩＩＩを続けること
により、送風機２は、熱源ｌの働きにより送風機２の取
り扱う空気の温度上昇に併なって、運転目標設定手段８
によりあらかじめ設定した運転速度まで加速する。

すなわち、実施例によれば、送風機２の加速の各段階に
応じて、運転限界記憶手段７によりあらかじめ設定した
範囲内での加速（運転）が行なわれるため、可変周波数
電源５および電動機４を過負荷にしてし１うようなこと
がなくなる。また、実施例によれば、送風機２の始動が
完了する段階と、これが取り扱う空気か定常温度まで十
分上昇する時期を合わせることができるため、電動＆２
の選定も、この定常運転状態を基準に行なうことができ
る。すなわち、送風機２０軸動力は吸込気体の絶対温度
に逆比例するから、電動機２の選定を、取り扱う空気の
高温時を基準にして行なうことは、容量の小さな電動機
２あるいは可変周波数電源５でも使用可能となるもので
ある。

なお、このような制御を行なった場合の、制御特性の一
例を第３図に示す。すなわち、特徴的な部分だけを説明
すると、時間ｔ１において、電動機４の運転速度が、運
転限界記憶手段７にあらかじめ記憶した値に達してしま
った場合は、取り扱う空気の温度上昇を待って最終の運
転目標値に向けて電動機４の昇加速を行なうことから、
定常運転時に送風機２が必要とする軸動力Ｔ１以上の軸
動力が電動機４側に要求されることはない。結果として
電動機４および可変周波数電源５は過負荷となることな
く、各負荷状態において的確な運転速度を取ることがで
きるようになるものである。

また、実施例においては、熱センサー９ｔ−負荷設備３
内に設けたが、これは送風機２の吸込口の近くに設け、
より正確な運転制御を行なうこともできる。さらｋ、熱
センサ−９の信号を熱源１側にフィードバックし、より
細かな運転制御を行なうことも可能である。

さらに、実施例においては、送風機２の最終の運転速度
を運転目標設定手段８により固定としたが、これは負荷
設備３の運転状態において、電動機４の最大軸動力の範
囲において、必要忙より可変することができるものであ
り、このような可変速運転を行なうために、送風機２の
循環管路中に各種風量センサー、風圧センサーを設け、
これらの検出値に対応して送風機２の運転速度を制御す
るための、各種センサーの検出値と目標運転速度の関連
を示す制御テーブルを運転目標設定手段８内に組み込む
ことも可能でおる。なお、このような制御を行なった場
合の制御軌跡の例を第３図中ｃ−ｄで示す。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は可変周波数電
源により駆動される電動機により可変速運転する送風機
の制御装置において、送風機の運転状態を検出する運転
状態検出手段と、送馳の各運転状態における送風機の運
転限界をおらかしめ記憶する運転限界記憶手段と、送風
機の連転目標値をあらかじめ設定する運転目標設定手段
と、運転状態検出手段により検出した送風機の運転状態
における運転限界ｔ−運転限界記憶手段より読み出し、
耽み出した運転限界内で運転目標設定手段の連転目標値
に近づけるよう可変周波数電源に速度６号を発する運転
制御装置とを備えた送風機の可変速制御装置を提供する
ものである。

したがって本発明によれば、適切な容量の電動機あるい
は可変周波数電Ｓを選ぶことができ、しかもこれらを過
負荷にすることな（運転？ｌ１ｌＪ御することができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一つの実施例の構成を説明するための
ブロック図、第２図は同実施例に組み込む運転限界記憶
手段の記ｆｆ１円容の例を説明するための図、第３図は
同実施例の制御動作を説明する九めの図、第４図は従来
の制御ＩＩ！ｉｃ置の制御動作を説明するための図でる
る。 ２・・・送風機、３・・・運転状態検出手段、４・・・
電動機、５・・・可変周波数電源、６・・・運転制御装
置、７・・・運転限界記憶手段、８・・・運転目標設定
手段界　１　　図 Ｃ 阜　　　３　　　凹 茅　　４　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 可変周波数電源により駆動される電動機により可変速運
   転する送風機の制御装置において、前記送風機の運転状
   態を検出する運転状態検出手段と、 前記送風機の各運転状態における送風機の運転限界をあ
   らかじめ記憶する運転限界記憶手段と、前記送風機の運
   転目標値をあらかじめ設定する運転目標設定手段と、 前記運転状態検出手段により検出した送風機の運転状態
   における運転限界を前記運転限界記憶手段より読み出し
   、読み出した運転限界内で前記運転目標設定手段の運転
   目標値に近づけるよう前記可変周波数電源に速度信号を
   発する運転制御装置とを備えた送風機の可変速制御装置
   。