JPS6129231B2 - - Google Patents
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- JPS6129231B2 JPS6129231B2 JP53066684A JP6668478A JPS6129231B2 JP S6129231 B2 JPS6129231 B2 JP S6129231B2 JP 53066684 A JP53066684 A JP 53066684A JP 6668478 A JP6668478 A JP 6668478A JP S6129231 B2 JPS6129231 B2 JP S6129231B2
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- electric motor
- motor
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
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Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は改良した電動機の制御装置に関し、特
に蒸気タービンと電動機とで負荷を駆動する場合
の電動機の制御装置に関する。
に蒸気タービンと電動機とで負荷を駆動する場合
の電動機の制御装置に関する。
一般に化学プラント工場、ごみ焼却工場などで
は副生する蒸気を利用して動力源や発電に利用す
ることが多く、特に省資源の観点から副生蒸気を
積極的に利用するようになつて来た。上記の如く
副生資源としての蒸気を利用する方法としてター
ビン発電設備により電気エネルギーとして回収す
る方法が最も一般的ではあるが、また一方動力源
として利用されることも多い。この方法では副生
蒸気を小形タービンに供給して機械エネルギーに
変換して、ポンプ、フアン、コンプレツサなどの
負荷設備を駆動するものであるが、特にごみ焼却
工場では季節により蒸気条件に変動があるため、
タービン単独では安定した駆動源とはなりにく
い。そのため電動機と併用して両者から負荷に機
械エネルギーを供給する方法が採られる。
は副生する蒸気を利用して動力源や発電に利用す
ることが多く、特に省資源の観点から副生蒸気を
積極的に利用するようになつて来た。上記の如く
副生資源としての蒸気を利用する方法としてター
ビン発電設備により電気エネルギーとして回収す
る方法が最も一般的ではあるが、また一方動力源
として利用されることも多い。この方法では副生
蒸気を小形タービンに供給して機械エネルギーに
変換して、ポンプ、フアン、コンプレツサなどの
負荷設備を駆動するものであるが、特にごみ焼却
工場では季節により蒸気条件に変動があるため、
タービン単独では安定した駆動源とはなりにく
い。そのため電動機と併用して両者から負荷に機
械エネルギーを供給する方法が採られる。
すなわち第１図に示すように負荷設備１に電動
機２と、減速ギヤ４を介した蒸気タービン３とを
直結し、図示しないボイラからの蒸気によつてタ
ービン３を始動するが、タービン３は電動機２と
異なり、第２図に示すように始動までに時間零か
らt1までの始動、時間t1〜t2のウオーミング、時
間t2〜t3の手動による増減の過程を経てほぼ80％
程度の回転数に達するまでかなりの時間を要す
る。
機２と、減速ギヤ４を介した蒸気タービン３とを
直結し、図示しないボイラからの蒸気によつてタ
ービン３を始動するが、タービン３は電動機２と
異なり、第２図に示すように始動までに時間零か
らt1までの始動、時間t1〜t2のウオーミング、時
間t2〜t3の手動による増減の過程を経てほぼ80％
程度の回転数に達するまでかなりの時間を要す
る。
タービンでの始動が完了し、負荷１がある予定
された回転数で運転に入る電動機２が始動され、
負荷１は定格回転数まで上昇する。いま一例とし
てタービン３、電動機２、負荷１の速度―トルク
特性を夫々第３図、第４図、第５図とすると、こ
れらを合成して原動機と負荷とのトルク特性に分
離すれば第６図の特性となる。
された回転数で運転に入る電動機２が始動され、
負荷１は定格回転数まで上昇する。いま一例とし
てタービン３、電動機２、負荷１の速度―トルク
特性を夫々第３図、第４図、第５図とすると、こ
れらを合成して原動機と負荷とのトルク特性に分
離すれば第６図の特性となる。
すなわち第６図Ａに於て、タービンのウオーミ
ング時のトルク特性がａとすると、負荷が大なる
特性イのとき30％速度のＧ点で回転している。こ
のウオーミングが完了した時点でタービンを最大
出力とすると、トルクはｂに変わり、タービント
ルク特性ｂと負荷特性イとの交点Ｅすなわち約92
％の回転数で運転状態に入る。次にこの時点で電
動機を始動すると、タービンと電動機の合成トル
クであるＣ曲線に移り、最終的にはこのＣ曲線と
負荷トルク曲線イとの交点Ａにて99.5％の回転数
で運転される。
ング時のトルク特性がａとすると、負荷が大なる
特性イのとき30％速度のＧ点で回転している。こ
のウオーミングが完了した時点でタービンを最大
出力とすると、トルクはｂに変わり、タービント
ルク特性ｂと負荷特性イとの交点Ｅすなわち約92
％の回転数で運転状態に入る。次にこの時点で電
動機を始動すると、タービンと電動機の合成トル
クであるＣ曲線に移り、最終的にはこのＣ曲線と
負荷トルク曲線イとの交点Ａにて99.5％の回転数
で運転される。
しかし、運転中に負荷が減少して、第６図Ａの
負荷トルク特性ロに変化したとすると、曲線Ｃと
曲線ロとの交点Ｂに運転点が移行する。このＢ点
での回転数は第６図Ｂに示す第６図ＡのＨ部拡大
図のように101％となり、電動機２は発電機とし
て作用する。発電作用は系統にとつて好ましくな
い場合が多い。すなわち工場内発電設備への逆電
力の流入や受電系統全体の力率悪化のため、シス
テム的に眺めてこの発電作用を防止しなければな
らない。しかし第６図Ａから判るように、タービ
ン出力を最小にしても電動機との合成トルク曲線
ｄはＡ，Ｂ点附近では殆んど変化せず発電防止に
は殆んど無効である。
負荷トルク特性ロに変化したとすると、曲線Ｃと
曲線ロとの交点Ｂに運転点が移行する。このＢ点
での回転数は第６図Ｂに示す第６図ＡのＨ部拡大
図のように101％となり、電動機２は発電機とし
て作用する。発電作用は系統にとつて好ましくな
い場合が多い。すなわち工場内発電設備への逆電
力の流入や受電系統全体の力率悪化のため、シス
テム的に眺めてこの発電作用を防止しなければな
らない。しかし第６図Ａから判るように、タービ
ン出力を最小にしても電動機との合成トルク曲線
ｄはＡ，Ｂ点附近では殆んど変化せず発電防止に
は殆んど無効である。
また負荷トルク曲線がロの場合に、当初からタ
ービン出力を最小とすると、タービンのみによる
運転点は図示するようにＣ点であり、100％以上
の回転数となる。次いで電動機を始動すると第６
図Ａ，Ｂのａ曲線に移り、最終的に曲線ａとロの
交点Ｄに移るが、この経過中系統全体にマイナス
トルクが印加され回転系として好ましくない上
に、運転点Ｄもやはり発電作用の点であり、ター
ビン出力が最小であるために、これ以上の制御は
不可能である。
ービン出力を最小とすると、タービンのみによる
運転点は図示するようにＣ点であり、100％以上
の回転数となる。次いで電動機を始動すると第６
図Ａ，Ｂのａ曲線に移り、最終的に曲線ａとロの
交点Ｄに移るが、この経過中系統全体にマイナス
トルクが印加され回転系として好ましくない上
に、運転点Ｄもやはり発電作用の点であり、ター
ビン出力が最小であるために、これ以上の制御は
不可能である。
第３〜６図の曲線は或る一例であり、出力、ト
ルクの関係如何によつてはこのようなケースは発
生しないことも可能ではあるが、タービンと電動
機の両者で負荷設備を駆動する場合、そのトルク
特性に細心の注意を払わなければならない。また
このような考慮を払わないと前記の如き問題点が
発生し、このような場合には少々タービン出力を
調整しても制御は不可能である。
ルクの関係如何によつてはこのようなケースは発
生しないことも可能ではあるが、タービンと電動
機の両者で負荷設備を駆動する場合、そのトルク
特性に細心の注意を払わなければならない。また
このような考慮を払わないと前記の如き問題点が
発生し、このような場合には少々タービン出力を
調整しても制御は不可能である。
従つて本発明は従来のかかる欠点を除去し、蒸
気タービンと電動機とで負荷を駆動する場合に負
荷の要求する動力に合つた出力を出し発電作用を
することなく、またタービン出力の不足分のみを
電動機が出力する電動機の制御装置を提供するこ
とを目的とする。
気タービンと電動機とで負荷を駆動する場合に負
荷の要求する動力に合つた出力を出し発電作用を
することなく、またタービン出力の不足分のみを
電動機が出力する電動機の制御装置を提供するこ
とを目的とする。
すなわち第１図の如きタービン３と電動機２と
で負荷１を駆動する設備では、タービンと電動機
の速度―トルク特性が第３図、第４図に図示する
ように根本的に異なり、特に電動機特性は運転点
附近では垂直に近い特性となつているため、負荷
特性が少々変化しても、またタービン特性を少々
変化しても速度が殆んど不変であり、従つて電動
機出力も変化しないために上述の欠点が発生する
ことに鑑み、本発明では電動機２をまず速度制御
可能なるもの、たとえば巻線形誘導電動機の二次
抵抗制御もしくは二次励磁制御（セルビウス、ク
レーマ方式）設備とする。
で負荷１を駆動する設備では、タービンと電動機
の速度―トルク特性が第３図、第４図に図示する
ように根本的に異なり、特に電動機特性は運転点
附近では垂直に近い特性となつているため、負荷
特性が少々変化しても、またタービン特性を少々
変化しても速度が殆んど不変であり、従つて電動
機出力も変化しないために上述の欠点が発生する
ことに鑑み、本発明では電動機２をまず速度制御
可能なるもの、たとえば巻線形誘導電動機の二次
抵抗制御もしくは二次励磁制御（セルビウス、ク
レーマ方式）設備とする。
次に本発明の一実施例を第１図と同一部分に同
一符号を付した第７図について説明する。すなわ
ち第７図に於て回転系の或る時点でのタービン３
の出力を出力検出装置１１にて検出し、タービン
出力信号Ptを得る。タービン出力はその回転数と
蒸気条件から一般に用いられる方法で得ることが
可能である。一方負荷１の所要動力は直接には得
ることが出来ないので、負荷の回転数検出装置１
２及びトルク検出装置１３とから回転数ｎ
（rpm）とトルクＴ（Kg―ｍ）を検出して Pc（kW）＝1.027nT・10-3 の演算式から演算装置１４にて負荷所要動力Pc
を得る。
一符号を付した第７図について説明する。すなわ
ち第７図に於て回転系の或る時点でのタービン３
の出力を出力検出装置１１にて検出し、タービン
出力信号Ptを得る。タービン出力はその回転数と
蒸気条件から一般に用いられる方法で得ることが
可能である。一方負荷１の所要動力は直接には得
ることが出来ないので、負荷の回転数検出装置１
２及びトルク検出装置１３とから回転数ｎ
（rpm）とトルクＴ（Kg―ｍ）を検出して Pc（kW）＝1.027nT・10-3 の演算式から演算装置１４にて負荷所要動力Pc
を得る。
このタービン出力信号Ptと負荷所要動力Pcと
の差、すなわちＰM＝Pc―Ptが電動機２が供給し
なければならない出力となる。第１図の装置では
このＰMが略々一定であるためＰM＋Pt＞Pcの場
合が発生し、余剰の出力が発電電力となつて回収
されるが、同時に回転系にトルク変動を与えてい
る。このため出力を制御し易い電動機２を、この
電動機出力信号ＰMにより制御するため、出力―
回転数演算装置１５により ｎ＝ＰＭ・１０３／１．０２７Ｔ の演算式にもとづいて回転数信号に変換して、速
度制御装置１６を介して電動機２の回転数を制御
する。電動機２の回転数は回転計５によりフイー
ドバツクされマイナーコントロール構成をとり、
所要の回転数すわなち出力とする。尚、ここで出
力―回転数制御装置１５と速度制御装置１６と回
転計発電機５とは電動機出力制御装置１８を構成
し、この他電動機出力信号ＰMに対応する出力を
発生するものなら電動機出力制御装置１８は何で
もよい。
の差、すなわちＰM＝Pc―Ptが電動機２が供給し
なければならない出力となる。第１図の装置では
このＰMが略々一定であるためＰM＋Pt＞Pcの場
合が発生し、余剰の出力が発電電力となつて回収
されるが、同時に回転系にトルク変動を与えてい
る。このため出力を制御し易い電動機２を、この
電動機出力信号ＰMにより制御するため、出力―
回転数演算装置１５により ｎ＝ＰＭ・１０３／１．０２７Ｔ の演算式にもとづいて回転数信号に変換して、速
度制御装置１６を介して電動機２の回転数を制御
する。電動機２の回転数は回転計５によりフイー
ドバツクされマイナーコントロール構成をとり、
所要の回転数すわなち出力とする。尚、ここで出
力―回転数制御装置１５と速度制御装置１６と回
転計発電機５とは電動機出力制御装置１８を構成
し、この他電動機出力信号ＰMに対応する出力を
発生するものなら電動機出力制御装置１８は何で
もよい。
上述の作動は第８図の特性曲線にて説明され
る。すなわちウオーミング時のトルク特性ａと負
荷特性イとの交点の30％回転数の運転から、ター
ビンを最大出力とすると、タービントルク特性ｂ
と負荷特性イとの交点Ｇすなわち約92％の回転数
で運転状態に入る。次にこの時点で電動機２を始
動すると、電動機２の回転数は制御系の信号によ
り徐々に加速し、負荷の要求する出力になるまで
C4→C3→C2→C1→Ｃの特性にもとづいて加速
し、最終的に曲線Ｃとイの交点Ａにて99.5％の回
転数で運転される。
る。すなわちウオーミング時のトルク特性ａと負
荷特性イとの交点の30％回転数の運転から、ター
ビンを最大出力とすると、タービントルク特性ｂ
と負荷特性イとの交点Ｇすなわち約92％の回転数
で運転状態に入る。次にこの時点で電動機２を始
動すると、電動機２の回転数は制御系の信号によ
り徐々に加速し、負荷の要求する出力になるまで
C4→C3→C2→C1→Ｃの特性にもとづいて加速
し、最終的に曲線Ｃとイの交点Ａにて99.5％の回
転数で運転される。
ついで運転中に負荷特性イが減少して第９図に
示すようにイ′，イ″のように変化してゆくと、そ
れに応じて自動的に電動機の回転数が制御され
て、そのトルク特性はＣからC′，C″のように変
化し、負荷が所要する動力のみをタービンと電動
機から供給する。ついで負荷が更に減少してイ
となると電動機の出力を減少しても回転系は100
％回転数まで上昇するので、この制限値を検出し
てタービン出力制御装置１７を第７図のように設
け、この信号でたとばタービン入口蒸気弁３′を
絞り、タービン３の出力を減少させる。こうする
とタービンと電動機の合成特性は第９図のｄとな
り、負荷特性の減少に応じてd′，d″……のように
制御する。
示すようにイ′，イ″のように変化してゆくと、そ
れに応じて自動的に電動機の回転数が制御され
て、そのトルク特性はＣからC′，C″のように変
化し、負荷が所要する動力のみをタービンと電動
機から供給する。ついで負荷が更に減少してイ
となると電動機の出力を減少しても回転系は100
％回転数まで上昇するので、この制限値を検出し
てタービン出力制御装置１７を第７図のように設
け、この信号でたとばタービン入口蒸気弁３′を
絞り、タービン３の出力を減少させる。こうする
とタービンと電動機の合成特性は第９図のｄとな
り、負荷特性の減少に応じてd′，d″……のように
制御する。
尚、本発明ではタービンを使用した場合につい
て説明したが、この代りにデイーゼル機関を使用
する場合でも勿論可能である。
て説明したが、この代りにデイーゼル機関を使用
する場合でも勿論可能である。
このように本発明によれば、負荷をタービンと
電動機の両者から駆動する場合に、負荷所要出力
に応じて電動機の出力を制御し、負荷が軽減して
電動機の制御のみでは応じ切れなくなつたときに
タービンの出力を制御し、再び電動機の出力制御
が自動的に行なわれるので、電動機の発電作用は
未然に防止され、またトルクの大きな変動もない
ので軸材に与える影響は少なくなる。また負荷が
要求する出力以上の出力は与えないので省資源の
利点があり、さらにまず副生資源の蒸気を優先的
に使用し、不足分のみ電動機が補充する制御方式
となるので経済的に有利となる。
電動機の両者から駆動する場合に、負荷所要出力
に応じて電動機の出力を制御し、負荷が軽減して
電動機の制御のみでは応じ切れなくなつたときに
タービンの出力を制御し、再び電動機の出力制御
が自動的に行なわれるので、電動機の発電作用は
未然に防止され、またトルクの大きな変動もない
ので軸材に与える影響は少なくなる。また負荷が
要求する出力以上の出力は与えないので省資源の
利点があり、さらにまず副生資源の蒸気を優先的
に使用し、不足分のみ電動機が補充する制御方式
となるので経済的に有利となる。
第１図は本発明の回転機および負荷の構成図、
第５図〜第６図は従来の技術を説明するための曲
線図、第７図は本発明を説明するための制御系ブ
ロツク線図、第８図、第９図は本発明の作用を示
す曲線図である。 １……負荷、２……電動機、３……タービン、
３′……タービン入口蒸気弁、４……減速機、５
……回転計発電機、１１……タービン出力検出装
置、１２……負荷回転数検出装置、１３……負荷
トルク検出装置、１４……動力演算装置、１５…
…出力―回転数演算装置、１６……速度制御装
置、１７……タービン出力制御装置、１８……電
動機出力制御装置。
第５図〜第６図は従来の技術を説明するための曲
線図、第７図は本発明を説明するための制御系ブ
ロツク線図、第８図、第９図は本発明の作用を示
す曲線図である。 １……負荷、２……電動機、３……タービン、
３′……タービン入口蒸気弁、４……減速機、５
……回転計発電機、１１……タービン出力検出装
置、１２……負荷回転数検出装置、１３……負荷
トルク検出装置、１４……動力演算装置、１５…
…出力―回転数演算装置、１６……速度制御装
置、１７……タービン出力制御装置、１８……電
動機出力制御装置。
Claims (1)
- １ 負荷と、この負荷を駆動するための機械的な
原動機および電動機とからなる動力装置におい
て、前記原動機の出力を検出する出力検出装置
と、前記負荷に結合し負荷の回転数を検出する負
荷回転数検出装置と、前記負荷の軸を介して負荷
トルクを検出する負荷トルク検出装置と、前記負
荷回転数検出装置出力と前記負荷トルク検出装置
出力とを入力し所要動力を演算する演算装置と、
この演算装置出力と前記出力検出装置の出力との
差を入力し前記電動機を制御する電動機出力制御
装置と、この電動機出力制御装置の出力を入力す
るタービン出力制御装置とを具備することを特徴
とする電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6668478A JPS54158627A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Controlling for motor and device thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6668478A JPS54158627A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Controlling for motor and device thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54158627A JPS54158627A (en) | 1979-12-14 |
| JPS6129231B2 true JPS6129231B2 (ja) | 1986-07-05 |
Family
ID=13322994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6668478A Granted JPS54158627A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Controlling for motor and device thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54158627A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62281785A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-07 | Toshiba Corp | タ−ビンのヘルパ駆動装置 |
| JPH0744867B2 (ja) * | 1986-11-14 | 1995-05-15 | 株式会社東芝 | タ−ビンのヘルパ駆動装置 |
| JPH0744868B2 (ja) * | 1986-12-12 | 1995-05-15 | 株式会社東芝 | タ−ビンのヘルパ駆動装置 |
| JP5324140B2 (ja) * | 2008-06-19 | 2013-10-23 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 回転機の制御装置及び制御方法、並びに、制御装置を備えた回転機ユニット |
| JP6802282B2 (ja) * | 2016-09-27 | 2020-12-16 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 回転機械の制御装置及び制御方法、並びに、制御装置を備えた回転機械ユニット |
-
1978
- 1978-06-05 JP JP6668478A patent/JPS54158627A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54158627A (en) | 1979-12-14 |
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