JPS6159287A - Drive for control rod - Google Patents

Drive for control rod

Info

Publication number
JPS6159287A
JPS6159287A JP59180551A JP18055184A JPS6159287A JP S6159287 A JPS6159287 A JP S6159287A JP 59180551 A JP59180551 A JP 59180551A JP 18055184 A JP18055184 A JP 18055184A JP S6159287 A JPS6159287 A JP S6159287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control rod
step actuator
torque
induction motor
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59180551A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
隆雄 佐藤
節男 有田
水野 雄弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59180551A priority Critical patent/JPS6159287A/en
Publication of JPS6159287A publication Critical patent/JPS6159287A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子炉制御棒、特に電動機を使用する型式の制
御棒の駆動装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to nuclear reactor control rod drives, particularly those of the type using electric motors.

動力用原子炉には200本近くの制御棒が設置され、そ
の位置を変更して出力を制御したり、3次元的な出力分
布を調整するために使用される。
Nearly 200 control rods are installed in a power reactor, and are used to control output by changing their positions and adjust the three-dimensional power distribution.

電動機駆動型の制御棒は第1図に示すような構造のもの
であり、連結棒4と一体となった制御棒6が、モータ1
の回転により回転せられるスクリ5−2、該スクリュ2
Kかん合しているナツト3の上下動に伴って動作する。
The electric motor-driven control rod has a structure as shown in FIG.
Screw 5-2 rotated by the rotation of
It operates in accordance with the vertical movement of the nut 3 that is engaged with K.

しかるにこの型の制御棒を動作させる装置で重要なこと
は、装置が簡単で信頼性が高いこと、ならびに位置の制
御単位が1IIIII程度に小さくかつ高速挿入が可能
なことなどである。
However, what is important about a device for operating this type of control rod is that it is simple and reliable, that the position control unit is as small as about 1III, and that high-speed insertion is possible.

微小位置決めを行う駆動機としては、数値制御(NO)
工作機などで多用されているステップモータが挙げられ
る。
Numerical control (NO) is the driving machine that performs minute positioning.
One example is the step motor, which is often used in machine tools.

周知のようにステップモータは速度の可変範囲カ大でオ
ープンルーズの位置制御ができ、また直流で励磁するこ
とにより制御棒を現在位置に保持できるなどの特長を有
しているが、制御回路が複雑、高価である欠点を有して
いる。
As is well known, step motors have features such as open-loose position control with a wide variable speed range, and the ability to hold the control rod at its current position by exciting it with direct current, but the control circuit is It has the disadvantage of being complicated and expensive.

このためブレーキ付の誘導電動機などを使用することが
考えられるが、微小位置決めを高頻度で繰返すとブレー
キの摩耗が問題となり、またブレーキの単一故障で制御
棒が落下すると云う問題もある。
For this reason, it is conceivable to use an induction motor with a brake, but if minute positioning is repeated frequently, brake wear becomes a problem, and there is also the problem that a single failure of the brake could cause the control rod to fall.

さらに渦流ブレーキなどのダイナミックブレーキを誘導
電動機と一体化したモータを用い、制御棒の保持のため
にだけ電磁ブレーキを使用することも考えられる。しか
しダイナミックブレーキはモータが高速で回転している
ときブレーキ力を発生するもので、その特性上微小位置
決めを行うことが困難である。
Furthermore, it is also conceivable to use a motor that integrates a dynamic brake such as an eddy current brake with an induction motor, and to use an electromagnetic brake only for holding the control rod. However, dynamic brakes generate braking force when the motor rotates at high speed, and due to their characteristics, it is difficult to perform minute positioning.

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、簡単な構造の
誘導電動機を駆動源とした、微小位置決めが可能な信頼
度の高い制御棒の駆動装置を提供することを目的とする
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a highly reliable control rod drive device that is capable of minute positioning and uses an induction motor with a simple structure as a drive source.

以下本発明の具体的な一実施例を、図面を用いて詳細に
説明する。
A specific embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第2図は本発明装置に用いられる電動機の概形を示した
もので、11は誘導電動機であシ、12はステップアク
チュエータ、13は回転軸である。
FIG. 2 shows the outline of the electric motor used in the apparatus of the present invention, where 11 is an induction motor, 12 is a step actuator, and 13 is a rotating shaft.

本発明の駆動装置に適用する電動機は、第2図のように
誘導電動機とステップアクチュエータとが同一の回転軸
に直結されていることが大きな特徴であり、以下その動
作特性について説明する。
A major feature of the electric motor applied to the drive device of the present invention is that the induction motor and the step actuator are directly connected to the same rotating shaft as shown in FIG. 2, and the operating characteristics thereof will be explained below.

第2図のステップアクチュエータ12は、たとえば第5
図に示すごとき構造のものであり、これは一般の可変リ
ラクタンス形ステップモータと同様の構造をしたものが
使用できる。
The step actuator 12 in FIG.
It has a structure as shown in the figure, and a motor having the same structure as a general variable reluctance type step motor can be used.

第5図において51は固定子、52は回転子、53は励
磁巻線である。
In FIG. 5, 51 is a stator, 52 is a rotor, and 53 is an excitation winding.

いま励磁巻m53を直流電源により励磁し、第5図の矢
印に示すような磁束を発生させると、回転軸130回転
角度に対するトルク特性ははソ第6図に示すごとき形と
なる。また直流励磁の状態で回転軸を回転させたときの
トルク−速度特性は第7図のように、速度に対して急激
にトルクが減少し、さらに速度が増大すると再びトルク
が増加する特性を示す。本発明の駆動装置はこの特性を
効果的に利用するもので、ステップアクチュエータの低
速時のトルクにより、位置決めならびに保持トルクを出
力させるようにするところに特徴がある。
If the excitation winding m53 is now excited by a DC power source to generate a magnetic flux as shown by the arrow in FIG. 5, the torque characteristic with respect to the rotation angle of the rotating shaft 130 will be as shown in FIG. 6. In addition, the torque-speed characteristics when rotating the rotating shaft under DC excitation, as shown in Figure 7, show that the torque rapidly decreases with respect to the speed, and as the speed increases, the torque increases again. . The drive device of the present invention effectively utilizes this characteristic, and is characterized in that the torque of the step actuator at low speed is used to output positioning and holding torque.

これを第2図のように誘導電動機忙直結し、第3図に示
すように誘導電動機はパぶス駆動制御回路31を介して
交流電源30に、ステップアクチュエータ12は直流電
源32に接続する。
This is directly connected to an induction motor as shown in FIG. 2, and as shown in FIG. 3, the induction motor is connected to an AC power source 30 via a bus drive control circuit 31, and the step actuator 12 is connected to a DC power source 32.

パルス駆動制御回路31はたとえば第4図に示すごとき
回路であり、誘導電動機をステップ的に駆動する回路で
ある。
The pulse drive control circuit 31 is, for example, a circuit as shown in FIG. 4, and is a circuit that drives the induction motor in steps.

第4図において、41〜45は交流用のサイリスタテあ
り、p1〜p5から与えられるパルスによって導通し、
保持電流以下に流れる電流が減少するとオフとなる。4
6はコンデンサであシ、47はサイリスタ制御回路であ
る。
In FIG. 4, 41 to 45 are AC thyristors, which are turned on by pulses given from p1 to p5.
It turns off when the current flowing below the holding current decreases. 4
6 is a capacitor, and 47 is a thyristor control circuit.

さて第3図に示したような本発明の駆動装置は、微小角
度回転するときは次のように動作する。
Now, the drive device of the present invention as shown in FIG. 3 operates as follows when rotating by a minute angle.

いまサイリスタ41.43を第8図のようだ時刻t0で
オンとすると、電動機11は正のトルクを出力し、ステ
ップアクチュエータのトルクに打勝って正方向に回転し
始める。次に時刻t1でサイリスタ45をオンとすると
、■相忙はコンデンサ46を介して進み電流が流れ、電
動機は励磁相順が入換見られたと等価になり、始め誘導
電動機の逆励磁によるブレーキがかけられる。
Now, when the thyristors 41 and 43 are turned on at time t0 as shown in FIG. 8, the electric motor 11 outputs positive torque, overcomes the torque of the step actuator, and starts rotating in the positive direction. Next, when the thyristor 45 is turned on at time t1, the phase current advances through the capacitor 46, current flows, and the motor becomes equivalent to having the excitation phase order switched, and at first the brake due to reverse excitation of the induction motor is activated. Can be applied.

そして、速度が一定値以下になると第7図に示したステ
ップアクチュエータのトルクによりブレーキ力が作用し
、第6図に示したトルク零の位置あるいは負荷トルクが
印加されている場合には、それと平衡した位置で停止す
る。
When the speed falls below a certain value, a braking force is applied by the torque of the step actuator shown in Figure 7, and when the torque is at the zero torque position shown in Figure 6 or load torque is applied, it is balanced with the torque. It will stop at the specified position.

本発明の駆動装置はこのように渦流ブレーキなどのよう
に七−夕の回転時にブレーキが作用するのみで々く、減
速過程から停止時まで摩耗のないブレーキが作用し、し
かも停止時の角度はステップアクチュエータの特性のみ
で定まるので、高精度の位置決めができる特徴を有する
The drive device of the present invention does not only act as a brake during the rotation of Tanabata like a whirlpool brake, but also acts as a wear-free brake from the deceleration process to the time of stopping, and moreover, the angle at the time of stopping is Since it is determined only by the characteristics of the step actuator, it has the feature of allowing highly accurate positioning.

また、制御棒を急速挿入するためにモータを高速で連続
回転する場合はサイリスタ41.43(逆転の場合は4
2.44)を連続的にオンするだけでよいので、非常に
簡単である。
In addition, when the motor is continuously rotated at high speed for rapid insertion of the control rod, thyristors 41 and 43 (for reverse rotation, 4
2.44), it is very simple as it only needs to be turned on continuously.

なお、第4図のような回路によって、第8図のような電
流を流すように制御することは周知の回路技術により簡
単にできるので詳細は省略する。
It should be noted that controlling the current shown in FIG. 8 to flow using the circuit shown in FIG. 4 can be easily performed using well-known circuit technology, so the details will be omitted.

また誘4電動機のブレーキをかける方法としては、vJ
4図のようにコンデンサを介して進み電流を流すのでは
なく、単に2相を切換える方法が採用できる。
Also, as a method of applying the brake of an induction motor, vJ
Instead of flowing a leading current through a capacitor as shown in Figure 4, it is possible to simply switch between the two phases.

さらにステップアクチュエータとして回転子または固定
子に永久磁石を用いたものを使用することも可能であり
、この場合には直流電源による励磁を省略することも可
能であり、停電による制御棒落下の問題をなくすること
も可能であり、これは原子炉下部に制御棒が設置される
ような場合に非常に有利となる。
Furthermore, it is also possible to use a step actuator with a permanent magnet in the rotor or stator, and in this case, it is also possible to omit excitation by a DC power supply, which eliminates the problem of control rods falling due to power outages. It is also possible to eliminate the control rods, which is very advantageous in cases where control rods are installed at the bottom of the reactor.

誘導電動機とステップアクチュエータは、必ずしも一体
構造とする必要はなく、回転軸をギヤなどにより連結す
ることもできる。
The induction motor and the step actuator do not necessarily have to have an integral structure, and their rotating shafts can also be connected by gears or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明装量の適用される制御棒駆動装量の一例
図、第2図は本発明駆動装置の概形図、第3図はその結
線図、第4図は本発明に係るパルス駆動制御回路、第5
図はステップアクチュエータの一実施例図、第6図は第
5図のトルク−角度特性図、同じく第7図はトルク−速
度特性図、第8図は誘導電動機に流れる電流の一例を示
す図、°−゛−であ る。 1・・・モータ、2・・・スクリュ、3・・・ナツト、
4・・・連結棒、5・・・ハウジング、6・・・制御棒
、3o・・・交流電源、31・・・パルス駆動制御回路
、32・・・直流電源、51・・・固定子、52・・・
回転子、53・・・励磁巻a、41〜45・・・交流サ
イリスタ、46・・・コンデンサ、47・・・サイリス
タ制御回路、11・・・銹4電動機、12・・・ステッ
プアクチュエータ、13・・・回転軸。
Figure 1 is an example of a control rod drive load to which the load of the present invention is applied, Figure 2 is a schematic diagram of the drive device of the present invention, Figure 3 is its wiring diagram, and Figure 4 is a diagram of the drive unit of the present invention. Pulse drive control circuit, fifth
6 is a diagram showing an example of a step actuator, FIG. 6 is a torque-angle characteristic diagram of FIG. 5, FIG. 7 is a torque-speed characteristic diagram, and FIG. 8 is a diagram showing an example of current flowing through an induction motor. °−゛−. 1...Motor, 2...Screw, 3...Nut,
4... Connecting rod, 5... Housing, 6... Control rod, 3o... AC power supply, 31... Pulse drive control circuit, 32... DC power supply, 51... Stator, 52...
Rotor, 53... Excitation winding a, 41-45... AC thyristor, 46... Capacitor, 47... Thyristor control circuit, 11... 4 electric motor, 12... Step actuator, 13 ···Axis of rotation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、歯数の異なる固定子歯と回転子歯とを有し、全固定
子歯を同時に励磁するようなステツプアクチユエータ、
該ステツプアクチユエータと機械的に接続された誘導電
動機、該誘導電動機の回転運動を直線運動に変換する変
換手段、該変換手段の直線運動を受けて原子炉内へ挿入
引抜される制御棒とより構成され、前記ステツプアクチ
ユエータの全固定子歯を常時励磁することを特徴とする
制御棒駆動装置。
1. A step actuator that has stator teeth and rotor teeth with different numbers of teeth and that excites all the stator teeth at the same time;
An induction motor mechanically connected to the step actuator, a conversion means for converting the rotational motion of the induction motor into linear motion, and a control rod that is inserted into and withdrawn from the reactor in response to the linear motion of the conversion means. What is claimed is: 1. A control rod drive device comprising: a control rod drive device, characterized in that all stator teeth of the step actuator are always excited.
JP59180551A 1984-08-31 1984-08-31 Drive for control rod Pending JPS6159287A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59180551A JPS6159287A (en) 1984-08-31 1984-08-31 Drive for control rod

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59180551A JPS6159287A (en) 1984-08-31 1984-08-31 Drive for control rod

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6159287A true JPS6159287A (en) 1986-03-26

Family

ID=16085251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59180551A Pending JPS6159287A (en) 1984-08-31 1984-08-31 Drive for control rod

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6159287A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002333494A (en) * 2001-05-08 2002-11-22 Toshiba Corp Malfunction-preventive device for control rod in nuclear reactor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002333494A (en) * 2001-05-08 2002-11-22 Toshiba Corp Malfunction-preventive device for control rod in nuclear reactor
JP4564203B2 (en) * 2001-05-08 2010-10-20 株式会社東芝 Reactor control rod malfunction prevention device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3861610B2 (en) Machine Tools
US5659231A (en) Brake for DC brushless motor
EP2699389B1 (en) Torque tool with synchronous reluctance motor
JPS6240085A (en) Brushless motor
JP2000152579A (en) Subsynchronous reluctance electric machine
JP2018533903A (en) Linear actuator with brushless DC motor
Hoque et al. Speed and position sensorless permanent magnet synchronous motor drives
JP3676863B2 (en) Circuit device for controlling an electronically rectified motor
JP2006288109A (en) Servo motor controller
JPS6159287A (en) Drive for control rod
WO1992016047A1 (en) Apparatus for controlling load numerically
Rahman Modern electric motors in electronic world
JPH05252712A (en) Brushless multiphase dc motor
EP0484525A1 (en) Power servomotor
Kuo et al. A DC-type hybrid step motor for large power applications
Bahov et al. Comparative Analysis of Conventional Methods for Braking a Three-phase Induction Motor and Research on Efficient Combinations of Methods for Efficient Braking Process
JPH0327788A (en) Dynamic brake for brushless synchronous motor
JP3110843B2 (en) Starting method of sensorless multi-phase DC motor
JP2808486B2 (en) Magnetic bearing control device
JPS6152182A (en) Drive device of commutatorless motor
JPH0755074B2 (en) Motor holding torque control method
JP4523765B2 (en) Rotor position detection method and position detection apparatus for permanent magnet synchronous motor
JPH04308490A (en) Control method and device for motor provided with holding torque brake
SU1561163A1 (en) Contactless asynchronized thyratron m-phase electric motor
Jufer Perspectives on Electrical Motors