JPS62201085A - 流体変速装置の高効率運転方法 - 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〕 この発明は、誘導電動機と流体継手や湿式多板クラッチ
等の流体変速機を組合わせてなる流体可変速装置の高効
率運転方法に関する。

（従来の技術） この種の流体可変速装置としては、従来、第３図に示す
ものがあった。同図は、流体変速機として湿式多板クラ
ッチを使用する従来の代表的な流体可変速装置を示した
もので、１は湿式多板クラッチ、２は誘導電動機、３は
被流体駆動機械（本例では、送風機）、４は回転数（速
度）検出器、５は回転数（速度）設定器、６は比較演算
回路部、７は油圧指令回路部、８は油圧操作モータ、９
はバルブ、Ｆは流体（油）源、ＡＣは３相交流電源であ
る。

この構成においては、クラッチ１の出力軸ｌＡの回転速
度が回転数検出器４により検出される。

回転数検出器４が出力する回転数信号は比較演算回路部
６で回転数設定器５の設定値と比較演算され、その差信
号（速度調整信号）が油圧指令回路部７に供給される。

油圧指令回路部７は入力された差信号が零になるように
油圧操作モータ８を駆動し、これにより油圧バルブ９の
開度が関節され、クラッチ板間のすべり、従って上記出
力軸ＩＡの回転速度が上記設定値に制御される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この例のように、被流体駆動機械３が送風機である場合
、風量は回転数に比例するが、所要動力は回転数の３乗
に比例する。一方、回転数制御に湿式多板クラッチや流
体継手を使用すると、その効率は速度に比例するため、
このような駆動系に使用する誘導電動機２の所要出力は
被流体駆動機械３の回転数の２乗で変化する。

しかるに、従来のものでは、誘導電動機が定格電圧で運
転されるため、その鉄損や励磁損は負荷が減少しても一
定であるので、軽ｆ４．荷領域では、低効率、低力率運
転となる問題があった。

この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
軽負荷領域においても、誘導電動機を最高効率で運転し
従来に比し運転効率を高めることができる流体変速装置
の高効率運転方法を目的とする。

〔問題を解決するだめの手段〕

この発明は上記目的を達成するため、予め全負荷におけ
る誘導電動機の入力が最小となる最適電圧を求めておき
、誘導電動機の入力電圧を、上記回転数から誘導電動機
の負荷率を算出して該負荷率の平方根に上記最適電圧を
乗じた値に電圧制御する構成としたものである。

〔作用〕

この発明では、誘導電動機の一次端子電圧が該誘導電動
機の負荷率に比例して変化するので、軽負荷時の運転効
率が顕著に改善される。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の実施例を示したもので、図において
、１０は負荷率演算回路であって、電圧制御信号を点弧
回路１１に送出する。１２は位相制御回路（トライアッ
ク）であって、交流電源ＡＣと誘導電動機２の入力端子
との間に設けられている。負荷率演算回路１０は比較演
算回路部６が作成する速度調整信号が導かれ、後述する
負荷率ｌを演算して負荷率ｌの平方根に比例する電圧制
御信号Ｅを送出する。点弧回路１１は電圧制御信号を受
けて点弧角制御信号をトライアック１２に供給し、トラ
イアック１２は誘導電動機２の端子電圧■が負荷率ｌの
平方根に比例して変化するように交流電圧を位相制御す
る。

今、基準電圧Ｖｏを１として表した時の電圧比（誘導電
動機２の端子電圧Ｖと基準電圧Ｖｏとの電圧比）をｅ、
全負荷（定格負荷）を１とした時の誘導電動機２の負荷
率をｌとすると、誘導電動機２の損失ＷＴは次式で表さ
れる。

ＷＴ　＝　Ｗｍｏ　＋　Ｗｃｏ　ｅ”＋　３　ｒ、　Ｉ
’、。ｅｌｌ”＋　３　ｒ、　Ｉ”ｍｏ　ｅ”＋３ｒ、
Ｉ３＃ｅｌ・・・・・・・・・・・・（１）但し、上記
式の第１項は機械損、第２項は鉄損第３項、第４項は一
次銅損、第５項は二次銅損である。Ｗｍｏ、　Ｗｃｏは
それぞれ基準電圧における機械損、鉄損の値、■、。、
Ｉｍ。

はそれぞれ基準電圧、定格負荷における二次電流、励磁
電流である。

上記（１１式を電圧で微分すると、 ご −ｇＷＴ　＝　２　ｅ　Ｗｃｏ　−６ｒ＋　１’２．ｅ
−”２”＋　６　ｒ、　Ｉ”ｍｏｅ＋６　ｒｚ　Ｉ”ｚ
ａ　ｅ’ｌ” ＝　２　ｅ　　（（Ｗｃｏ　＋　３　　ｒ、ビｍｏ）　
　−３（ｒ、＋　ｒｊ×ｒｌよ。ｅ−”／！”Ｊ　　・
・・・・・・・・・・（２）今、定格負荷（Ａ＝１）に
おいて損失ＷＴが最小となる電圧が求まったとして該電
圧を基準電圧Ｖｏ＝　１とおくと、この点において、下
記式が成立する。

Ｗｃｏ＋　３　ｒ、　Ｉ”ｍｏ　　”；　３　　（ｒ、
　＋　ｒｚ）　　１″１゜・１３）従って、ｅ−”ｌ＝
１、即ち、誘導電動機２の端子電圧Ｖを負荷率βの平方
根に比例して変化させれば、誘導電動機２をその負荷率
時における最高効率点で運転することができる。

ところで、上記負荷率（誘導電動機２の所要動力）は湿
式多板クラッチ１の出力軸ＩＡの回転数の２乗に比例す
る。一般に、電動機の定格出力としては送風機所要動力
の１０〜２０％の余裕を持たせるから、両者の組合わせ
テスト時に、この余裕率を確かめておき、負荷率演算回
路１０の演算を補正するようにすれば、回転数に対し一
意的に負荷率ｌを決めることができる。

また、電動機の最高効率を生じる電圧ＶＯは工場試験時
に全負荷をかけ端子電圧を変化させて計測しその条件を
定めておけばよい。

上記実施例における負荷率演算回路１０は、出力軸ＩＡ
の回転数に基づいて上記負荷率βを演算し、上記電圧Ｖ
ｏを負荷率ｌの平方根で変化させた電圧制御信号Ｅを作
成するので、誘導電動機２を常に最高効率点近傍で運転
することができ、大幅な節電効果を得ることができる。

第２図は、この発明を実施した場合の損失改善例Ａを５
０ＫＷＨｐの場合について、従来の場合Ｂと比較して示
したものである。

この図から明らかなように、軽負荷時には、特に、大き
な節電効果が得られることが理解される。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、誘導電動機の一次端子電
圧を負荷率に比例して変化させるだけの簡単な方法であ
るが、負荷が変化しても常に誘導電動機を最高効率点近
傍で運転することができるため、特に、軽負荷領域で、
従来に比し大幅な節電効果を得ることができ、また、力
率も定格時とほぼ同程度の高い力率が得られるため、軽
負荷時の入力ＫＶＡを下げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施した送風機の制御装置の構成図
、第２図は負荷率−電動機損失特性図、第３図は送風機
の従来の制御装置を示す構成図である。 図において、１−湿式多板クラッチ、２−・誘導電動機
、３−送風機、４−・−回転数（速度）検出器１１−・
点弧回路、１２−・位相制御回路。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　誘導電動機により駆動される流体変速機の回転数を設
   定速度と比較して両者が一致するように上記流体変速機
   に供給する流体量を制御する流体可変速装置おいて、予
   め全負荷における誘導電動機の入力が最小となる最適電
   圧を求めておき、誘導電動機の入力電圧を、上記回転数
   に基づき誘導電動機の負荷率を算出して該負荷率の平方
   根に上記最適電圧を乗じた値に電圧制御することを特徴
   とする流体変速装置の高効率運転方法。