KR900003799B1

KR900003799B1 - 제어 시스템

Info

Publication number: KR900003799B1
Application number: KR1019860006504A
Authority: KR
Inventors: 노브하루 다까다; 사찌오 나까지마
Original assignee: 미쓰비시 뎅기 가부시끼가이샤; 시기 모리야
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1986-08-07
Publication date: 1990-05-31
Also published as: EP0225996B1; EP0225996A1; CA1261428A; KR870004353A; DE3677164D1; US4720245A

Abstract

내용 없음.

Description

제어 시스템

제 1 도는 본 발명의 일 실시예에 의한 유량제어 시스템을 표시한 접속도.

제 2 도는 제 1 도에 도시한 회로 각부의 신호파형도.

제 3 도는 종래의 유량제어 시스템을 표시한 접속도.

제 4 도는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전수 제어시스템을 표시한 접속도.

제 5 도는 입력/출력 특성도.

제 6 도는 제 1 도 각부의 신호파형도.

제 7 도는 댐퍼 특성도.

제 8 도는 본 발명의 일 실시예에 의한 유체송출 제어방식을 설명하기 위한 브럭접속도.

제 9 도는 기계적 공진점 발생부위의 개략구성도.

제 10 도는 풍량에 대한 회전수 및 댐퍼개도의 특성도.

제 11 도는 종래의 유체송출제어 장치의 브럭접속도.

제 12 도는 종래의 풍량에 대한 회전수 및 댐퍼 개도의 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 가변 주파수 전원 3' : 가변 주파수 전원

4' : 팬모우터 5 : 전동기

5' : 팬 6 : 유체송급수단

8,8' : 제어수단 P : 풍량설정신호

Q : 풍량측정신호 SG : 신호발생기

11 : 편차검출기 11' : 제어장치

GATE : 게이트회로 16' : 입력변환기

17' : 편차신호기 S : 적분기

AD : 가산기 E/I : 전압/전류변환기(제1의 신호변환수단)

E/P : 전압/압력변환기(제2의 신호변환수단)

(도면중 동일부호는 동일 또는 상당부분을 표시한다.)

본 발명은 공기나 물등의 유체의 유량을 제어하는 유량제어 시스템에 관한 것이다.

제 3 도는 예를들면 특공소 58-6077호 공보에 표시된 종래의 유량제어 시스템의 접속도이고, 도면에 있어서 1은 상업용전원, 2는 가변주파수전원(VVVF), 3,4는 개폐기, 5는 전동기, 6은 공기등의 유체를 공급하는 수단으로서 팬, 7은 지속(指速)발전기등의 전동기의 회전수 검출기이다.

다음은 동작에 대하여 설명한다.

이제 전동기(5)로서 동기 전동기를 사용하고 가변주파수 전원(2)이 80%속도의 풍량까지의 부하를 처리할수 있는 용량으로되면, 80%속도의 풍량까지는 개폐기(3)를 열음과 동시에 개폐기(4)를 투입하여 이 가변주파수전원(2)에 의하여 그 전동기(5)를 구동한다. 80%속도이상의 풍량이 요구될때는 유체제어수단으로서의 댐퍼등을 닫고, 전동기(5)를 경부하로하여 놓고 가변주파수전원(2)의 주파수를 상승시켜 상용전원의 속도보다 약간 높은 속도까지 상승시킨다. 이때 계자제어에 의하여 전기 자전압은 일정하게 유지하고 전동기(5)의주파수가 상용주파수보다 약간 높은 점에 도달하면 개폐기(4)를 열고 동기계자를 강하게 하여 상용전원전압에 마춤과 동시에 상용전원(1)과 전동기(5)의 출력이 허용차 이내에서 위상이 합치한 시점에서 개폐기(3)를 투입한다. 이와같이하여 커다란 과도현상 없이 가변주파수전원(2)에서 상용전원(1)에 전동기(5)의 입력을 전환하게 된다.

일방 재차 80%속도 상당 이하의 풍량이 필요한때는 개폐기(3)를 개방하고, 전동기(5)의 회전을 감속시켜,이때 전동기(5)의 회전수 검출기(7)의 신호에 동기하여 가변주파수전원(2)의 주파수를 변경하여 전동기(5)의 출력주파수와 동기를 취하여 운전을 하여 놓고 80%속도이하로 된 때 개폐기(4)를 투입한다. 이것에 의하여 전동기(5)를 가변주파수전원(2)에 접속할 수 있다. 더우기 전동기(5)로서 유도전동기를 사용하여도 동일하게 된다고 할 수 있다.

종래의 유량제어 시스템은 상기와 같이 구성되어 있으므로 부하의 전역에 걸쳐 안전하게 운전할 수 있는것이지만 비교적 적은 부하의 변동에 대한 검토가 되어 있지 않다. 예를들면 80%부하이하의 가변주파수전원(2)의 운전시에 부하증가에 대하여 종속속도를 크게하려면 가변주파수전원(2)에서의 공급전류를 크게할 필요가 있고 이 분량만큼 가변주파수전원(2)의 용량을 크게할 필요가 있는 등의 문제점이 있다. 또한, 부하감소에 대하여서는 가변주파수전원(2)에서 운전되는 전동기(5)의 자연감속으로 팬(6)등의 GD²가 커다란 부하에서는 응답속도가 늦은 결점이 있고 이것을 급속하게 응답시키기 위하여 회생제동기능을 추가하면 가변주파수전원(2)이 크게되고 제품값이 고가로 되는등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서 가변주파수전원(2)의 용량을 크게 함이없이 부하증가의 응답속도를 빠르게 할 수 있음과 동시에 회생제동기능을 추가하는 일 없이 부하감소의 응답속도를 빠르게 할 수 있는 유량제어시스템을 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 유량제어시스템은 가변주파수전원에 의하여 운전되는 전동기를 설치하고 이 전동기에 의한 구동으로 유체를 보내는 유체급송수단을 설치하여 그 유체의 양을 유체제어수단에 의하여 제어하도록하고, 지정된 유량의 설정치와 측정치와의 편차를 편차검출기에. 의하여 검출하고 이 편차 검출기의 출력을 적분기로 비례적분하여 이것을 신호변환하여 상기 가변주파수전원에 입력하고 상기전동기의 상기 가변주파수전원에 의한 운전중에 상기 유체제어수단의 제어량을 설정신호 발생기에서의 설정신호에 의하여 지시하고 이 지시출력과 상기 편차 검출기의 출력과를 가산하여 그 가산출력과 신호변환된 출력을 상기 유체제어수단에 입력하도록 구성한 것이다.

본 발명에 유체제어시스템은 부하인 유체의 유량의 증감에 대하여 전동기의 회전수와 유체제어수단의 제어량에 의하여 함께 응답하도록하고 상기 부하의 증감에 대하여 충분하게 빠른 응답속도를 얻을 수 있게 작용한다.

본 발명의 일 실시예를 도면에 따라 설명한다. 제 1 도에 있어서는 8은 유체인 공기의 유체제어 수단으로서의 댐퍼장치, 8a는 댐퍼(8)의 구동봉, 8b는 유체의 통로(9)내에 설치된 댐퍼본체, p는 필요한 풍량을 설정하는 설정기(도시없음)의 풍량설정신호, Q는 측정기의 풍량측정신호, SG는 유체제어수단으로서의 댐퍼개도의 규정신호를 발생하는 설정신호발생기로서 이것이 제어량을 설정지시한다. H는 설정신호 P와 측정신호 Q와의 편차를 검출하는 편차검출기, S는 비례적분기, AD는 가산기, E/I는 제 1의 신호변환수단으로서의 전압/전류변환기, E/P는 제 2의 신호변환수단으로서의 전압/압력 변환기이다. 더우기 이외의 제 3 도에 표한 것과 동일한 장치에는 동일부호를 부여한다.

다음은 동작에 대하여 설명한다. 설정신호(P)와 측정신호(Q)가 일치하고 있을때 즉 부하변화가 없을때에 대하여 우선 설명한다. 이때 편차 검출기(H)의 출력은 0이므로 적분기(S)의 출력은 일정치이고, 따라서 그 값(전압)이 전류로 변환되어서 가변주파수전원(2)의 출력주파수를 소정치로 유지하고 전동기(5)와 팬(6)의 회전수를 소정의 값으로 유지하고있다. 일방 편차검출기(H)의 출력이 0이므로 가산기(AD)의 출력은 설정신호발생기(SG) 출력과 같은 값이되고 이 값은 전압/압력변환기(E/P)에 의하여 압력으로 변환되어서 댐퍼장치(8)에 부여되어 구동봉(8a)을 개재하여 댐퍼본체(8b)를 규정된 개도로 유지하고 결과적으로 입구에서 출구로 화살표 X방향에 통과하는 공기량은 측정신호(Q)에 상당한 값이 된다.

다음은 부하를 증감시키는 경우에 대하여 기술한다. 이 경우의 설명을 알기 쉽게 하기위하여 제 2 도의 변화의 양상을 표시하였으므로 이것에 의하여 설명한다.

시간(t₁)에 있어서 설정신호(P)를 크게한 경우에는 측정신호(Q)는 변화하기 이전의 값이고 따라서 편차검출기(H)의 출력은 설정신호(P)의 변화분만큼 증가로되고, 적분기(S)의 출력을 점차 증가시켜 전동기(5)의 회전수를 증가로하고 공기유량을 증가시키므로 측정신호(Q)를 점차 증가시킨다.

일방 편차검출기(H)의 출력은 규정의 신호발생기(SG)의 출력과 가산기(AD)에서 가산되어 합성출력이되고 압력으로 변경되어 댐퍼장치(8)에 부여되어 댐퍼(8b)의 개도(θ)를 크게(공기량 증가방향)한다. 전동기(5)의 증속과 댐퍼본체(8b)의 개도(θ)가 커진 상승효과에 의하여 공기유량은 순조롭게 소망치로 상승되어져 풍량설정치(P)와의 편차(H)는 정차 감소하고 결국은 0이되어(시간 t₂), 적분기(S)의 출력을 새로운 값으로 안정시켜 전동기(5)의 회전수를 안정시킴과 동시에 댐퍼(8b)의 개도를 규정치(θc)로 돌아오게한다.

또한 시간(t₃)에 있어서 설정신호(P)가 적은 경우에 대하여서도 증가시의 설명과 동일하지만 편차검출기(H)의 출력은 설정신호(P)의 감소변화분만큼 적어지기 때문에 결과적으로 전동기(5)의 회전수 감소와 댐퍼(8b)의 개도 θ의 감소를 유지하고 그 상승효과에 의하여 공기유량은 소망치로 급속히 감소되게 된다. 더우기 상기에 있어서 설정기(도시없음)의 설정신호(P)가 단시간 사이에 몇회 변화하는 것에 대하여 응답속도를 약간 지연시키기 때문에 가산기(AD)의 출력변화에 어느정도의 시간지연을 부여하여, 제어의 안정성을 확보하는등의 고려를 배려하여도 된다. 또한 편차검출기(H)의 출력과 신호발생기(SG)의 출력을 가산하는데 당면하여 제어의 안정성과 운전의 안전을 확보하기 위하여 편차검출기(H)의 출력이 미소할때 과대할때등에 상응하여 각각 가산기(AD)로의 펀차입력을 0으로하거나 소정치이상/이하를 컷하거나하는 등의 리미터를 사용하는등의 수단을 사용하여도 된다.

또한 상기 실시예에서는 전동기(5)의 부하로서 팬(6)을 사용할 경우에 대하여 개시하였지만 펌프, 컴프랫셔등의 타의 유체급송수단을 사용할 수가 있고따라서 댐퍼(8b)도 이것에 맞는 장치를 사용할 수 있다. 더우기 상기 실시예에서는 부하로서 공기에 대하여 기술하였지만 물 기타의 유체로할 수도 있다. 더욱 적분기(S)와 가산기(AD)의 출력을 각각 전압/전류변환기(E/I), 전압/압력변환기(E/P)를 통하여 가변주파수전원(2)과 댐퍼정치(8)에 부여한바 제어에 적합한 것이면 각각 타의 제 1의 신호변환신호, 제2의 신호변환수단이어도 양호함이 명백하다. 그리고 신호발생기(SG)는 규정개도라 기재하였지만 일정의 값이아니고 예를들면 전동기의 회전수, 풍량의 값으로 변경하도록 하여도 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 부하증감에 대하여 회전수와 댐퍼등의 기계적 유체제어수단을 함께 응답시키도록 구성하였으므로 부하응답속도를 충분하게 만족시킬 수 있고, 또한 회생제동을 필요로하지 않고 소형이며 저렴한 유량제어 시스템을 얻을 수 있는 효과가 있다.

다음은 본 발명의 가변주파수전원으로 전동기를 구동하는 회전수제어시스템에 관한 것이다.

제 7 도는 댐퍼개도와 출력풍량(댐퍼개도 90°의 시의 풍량을 100%로한다)의 관계를 표시한 특성예이고, 도면에서 댐퍼개도 70°-90°에서는 댐퍼개도의 변화에 대하여 출력풍향은 거의 변화하지 아니함을 표시하고 있다. 따라서 본 발명에 관한 회전수 제어시스템은 부하감소인 때의 응답에만 댐퍼를 폐방향으로 작동시키고 부하증가의 응답에는 회전수 증가만으로 응답시키도록 하고 댐퍼규정개도를 댐퍼전개부근(대략 댐퍼개도70°정도이상)으로 하도록 한 것이다.

본 발명에서 회전수 제어 시스템은 댐퍼개도를 전개부근에서 운전하므로서 에너지 절감 효과의 감소를 방지하는 것이다.

다음에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다. 제 4 도에 있어서 GATE는 게이트회로이고 그외는 전기한 제 1 도와 동일부품에 의한 동일구성이므로 설명을 생략한다.

다음은 동작에 대하여 설명한다. 게이트회로(GATE)는 예를들면 제 5 도와 같은 입력/출력 특성을 가진 것으로 편차검출기(H)의 출력을 입력으로하고 입력이 프러스(정)인 때에는 출력 0, 입력이 마이너스(부)인때에는 입력을 그대로 출력으로 하도록 되었다.

다음은 제 4 도의 작동을 각부의 신호파형을 표시한 제 6 도에 의하여 설명한다. 우선 설정기신호(P)와 측정기신호(Q)가 일치되어있을 때에는 제 1 도와 동일하게 전동기는 일정회전수로 되어있고 또한 댐퍼(8b)는 규정개도로 되어있다.

시간(t₁)에 있어서 설정신호(P)가 크게 되어 편차검출기의 출력 H=P-Q가 중(정)으로 된때를 고려한다. 케이트회로(GATE) 출력은 0이고, 댐퍼 개도는 규정개도(θc) 로 고정으로되 어 있다. 타방 편차검출기 (H)의 출력은 적분기(S)에 부여되어서 그 출력을 증대시켜 가변주파수전원(2)의 출력주파수를 높이고 모우터(5)의 회전수를 상승시켜 결과로서 부하인 풍량을 크게하고 설정신호(P)의 값까지 끌어올린다. 이 풍량의 커짐의 응답은 가변주파수전원(2)에 의하여 이루어지지만 모우터(5)의 가속토오크를 크게하면 충분히 실용상 문제없을 정도까지 빠르게 할 수 있다. 모우터(5)의 가속토오크를 올리는데는 가변주파수전원(2)의 전원용량을 크게할 필요가 있지만 가변주파수전원(2)은 통상용량에 약간의 여유를 갖고 있어 충분하게 대처할수 있는 것이다.

다음은 시간(t₃)에 있어서 설정신호(P)가 적게된 때에 대하여 기술한다. 이 경우에는 편차검출기(H)의 출력이 감소(부)로되어 게이트회로(GATE)는 출력을 내게되므로 상기한 제 1 도에서 설명한 것과 동일하게 회전수 감소와 댐퍼 개도의 폐방향 작동으로 응답한다.

상기한 바와같이 작동하므로 댐퍼개도는 규정개도에서 닫힘방향에만 제어성을 가지면 된다. 따라서 규정개도를 전개부근의 값(예를들면 70°∼80°정도)으로 선정할 수 있기 때문에 에너지 절약효과가 크게된다. 더우기 상기 실시예에서는 전동기(5)의 부하로서 팬(6)을 사용하는 경우에 대하혀 개시하였지만 펌프, 콤프레셔등의 다른 회전체라도 좋고 따라서 댐퍼(8b)는 타의 기계적인 제어수단이어도 좋다. 또한 상기 실시예에 서는 부하로서 공기에 대하여 기술하였지만 물 등의 다른 어떠한 유체라도 상기 실시예와 동일한 효과를 나타낸다. 다시 적분기(S)와 가산기(AD)의 출력을 각각 전압/전류변환기(E/I), 전압/압력변환기(E/P)를 통하여 가변주파수전원(2)과 댐퍼구동장치(8)에 부여하고 있지만 제어에 적하한 것이라면 각각 타의 제 1의수단, 제 2의 수단이어도 양호하다는 것이 명백하다. 신호발생기(SG)는 규정치의 출력을 출력하는 것으로하여 설명하였지만 회전수, 풍량등의 함수등으로 하여도 된다.

상기 실시예에서 설정기(도시없음)의 설정신호(P)가 단시간 사이에 몇번이고 변화하는 것에 대하여 응답감도를 약간 지연시키기 때문에 가산기(AD)의 출력변화에 어느정도의 시간지연을 부여하여 제어의 안전성을 확보하는 등의 고려를 하여도 된다.

또한 상기 실시예에서는 편차검출기(H)의 출력중부의 값을 그대로 게이트회로(GATE)의 출력으로 하였지만 비례된 값등에서와 같이 부의 값에 상응한 출력을 게이트회로(GATE)의 출력으로 하도록 하여도 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 부하의 감소의 경우에만 회전수와 댐퍼등의 기계적제어수단을 함께 응답시키도록 구성하였으므로 댐퍼규정개도를 전개부근에 할 수 있게되어 부하응답속도를 완전 만족시킬 수가 있고 또한 회생제동을 필요로하지 않고 소형으로 에너지 절약효과가 크고 저렴한 회전수 제어시스템이 얻어지는 효과가 있다.

또한 본 발명은 팬모우터에 의하여 송출하는 유체량을 단계적으로 제어하는 유체송출 제어방식에 관한 것이다. 제 11 도는 종래의 유체송출 제어장치의 브럭접속도이고 도면에 있어서 1 는 상업용전원, 2는 개폐기, 3' 는 가변주파수전원(VVVF), 4'는 팬모우터, 5'는 (팬(vane)을 포함한다), 6'는 연결축, 7'는 팬(5')에 의하여 송출되는 공기의 풍로, 7'a,7'b는 풍로(7')의 공기의 입력 및 출구, 8'는 풍로(7')내에 수용된 유량제어수단으로서의 댐퍼, 9'는 댐퍼(8')의 구동봉, 10'는 댐퍼구동장치에 제어입력을 발생하는 제어장치, 12'는변압기, 13'는 회전수 검출기, 14'는 부하검물기, 13'a,13'b는 회전수 검출기(13')가 작동할 때에 각각 닫힘, 열림이 되는 접점, 14'a, 14'b는 부하검출기(14')가 작동한 때에 각각 닫힘, 열림이 되는 접점, 15'는 가변주파수전원(3')의 출력이 일정하게 되는 신호를 부여하는 고정제어입력단자, 18'는 구동장치(10')에 대한 제어입력단자이다.

다음은 동작에 대하여 설명한다. 이 유체송출제어장치는 설정 풍량(유량) (Q'L)에 대하여 팬모우터(4')의 회전속도가 어느 회전수(N'L)이하가 되지않게하고 있고, 이 풍량(Q'L)이하에서는 제 12 도에 표시한 바와같이 댐퍼(8')의 개도를 작게하도록하고, 구체적으로는 다음과 같은 제어를 하고있다. 즉, 가변주파수전원(3')의 출력주파수(f')와 출력전압(v')은 함수관계에 있고 주파수(f')가 결정되면 일의적으로 출력전압(V')이 결정된다. 즉, 식(1)이 성립한다.

V'=g(f') ……………………………………………………………………… (1)

(단, g : 함수)

통산은 전동기와 권선포화를 피하기 위하여 식(2)의 관계로 하는 것이 일반적이다.

g(f')=k·f' …………………………………………………………………… (2)

(단, k : 정수)

상기 설명에서 가변주파수전원(3')의 출력전압(V')에서 출력주파수(f')를 검출할 수 있음이 판명된다. 따라서 가변주파수전원(3')의 출력전압(V')을 변압기(12')를 통하여 계측에 적합한 값으로 변경하여 일정치 이하를 검출하면 주파수(f'), 따라서 식(1)에서 회전수 N'가 일정치 N'L 이하를 검출하는 회전수 검출기(13')가 얻어진다.

회전수 N'가 일정치 N'L 이상이면 회전수 검출기(13')가 부동작, 따라서 부하검출기(14')도 부동작하게 되므로 접점(13'a), (14'a)은 열림, 접점(13'b), (14'b)는 닫힘이다. 따라서 이때는 가변주파수전원(3')에는 제어장치(11')의 제어신호가 댐퍼구동장치(10')에는 제어입력이 각각 인가되어 제 12 도에 있어 풍량 Q'L∼100%의 범위에서 전개근방의 댐퍼개도 Qc'가 된다.

회전수 N'가 일정치 N'L 이하가 되려고 하면 회전수 검출기(13')가 작동하여 접점(13'a)은 닫힘, 접점(13'b)은 열림으로 된다. 접점(13'a)의 닫힘에 의하여 부하 검출기(14')는 재생되지만 풍량 Q'가 회전수 N'L에 상당하는 풍량 Q'L보다 적으면 부동작이 되도록 설정하고 있으므로 접점(14'a),(14'b)는 각각 열림, 닫힘으로 되어있다. 따라서 이때는 가변주파수전원(3')에는 고정제어입력이 부여되어 회전수는 N'L에 고정되고 댐퍼구동장치(10')에는 제어장치(11')의 제어입력이 부여되게 되고, 풍량 Q'L 이하의 범위에서는 가변주파수 전원(3')의 출력주파수(fL)는

의 값에 고정되며, 이 양상을 제 12 도(a)에 표시한다. 제어장치(11')의 제어신호가 댐퍼구동장치(10')에 부여되면 요구풍량이 되도록 댐퍼(8')가 작동하여 제 12 도(b)와 같이 풍량 Q'L 이하에서는 댐퍼(8')를 좁히게된다. 다음에 상기 상태에서 풍량 Q'가 Q'L 이상으로 되었을 때에 원래의 댐퍼개도 θ'c의 상태로 되돌아오게 하는 방법에 대하여 설명한다.

회전수 검출기(13')가 동작하고 있는 상태에서는 접점(18'a)이 닫힘이어서 부하검출기(14')가 작용하고 있다. 요구풍량이 증가하여 제어장치(11')의 제어신호가 증가하고 댐퍼개도 θ'가 θ'c에 도달하면 부하검출기(14')가 작동하여 그 접점(14'a),(14'b)을 각각 닫힘, 열림으로한다. 따라서 댐퍼구동장치(10')에는 댐퍼개도 θ'c에서 고정이 되도록 제어입력이 부여되고 가변주파수전원(3')에는 제어장치(11')의 신호가 부여되어서 다시 출력주파수(f)가 증가하면 회전수 검출기(13')가 복귀하여 원래의 풍량 Q'L∼100%의 상태로 되돌아오게된다.

종래의 유체송출제어방식은 상기한 바와 같으므로 팬모우터(4')가 N'L에서 100%의 회전수 영역에서 연속적으로 변화하도록 제어되며 따라서 그 연속가변주파수의 어느영역에 팬(5')의 기계적 진동주파수와의 고진점이 있으면 기계진동이 중폭되어서 팬(5')이 파손하기에 이르는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로 팬모우터(4')의 회전중에 상기와같은 기계적 공진점이 운전용전원주파수 영역에 있을 경우에도 안전하게 팬모우터 및 팬을 회전할 수 있는 유체송출제어장치를 얻는 것을 목적으로한다.

본 발명에 의한 유체송출제어방식은 유체를 송출하는 팬모우터를 복수의 단계로 회전수 제어함과 동시에 각 단계에서 유량의 미소변화를 유량제어수단에 의하여 제어하도록 한 것이다.

본 발명에서 가변주파수전원은 팬모우터에 대하여 단계적으로 변화하는 가변주파수의 출력을 공급하고 기계적공진이 생기는 팬모우터의 회전역의 회전수 모오드가 생기지 아니하도록 작용한다. 또한 단계적으로 변화하는 각 회전수역간의 유량변화를 댐퍼등의 유량제어수단에 의하여 제어하도록 작용한다. 따라서 결과적으로 랜덤으로 변화하는 유량제어가 가능하게된다.

다음에서 본 발명의 일 실시예를 도면에 따라 설명한다. 제 8 도에 있어서 16'은 제어장치(11')가 출력하는 연속제어신호를 단계적 신호로 변환하는 입력변환기, 17'는 연속제어신호와 단계적 신호와의 편차에 대응하는 신호를 발생하는 편차신호기이다. 더우기 이외에 제 11 도에 표시한 것과 동일한 구성부분에 동일부호를 부여하여 그 중복된 설명을 생략한다.

다음은 동작에 대하여 설명한다. 이제 팬모우터(4')가 구동되면 제 9 도에 표시한 바와 같이 팬(5')의 각 브레이크가 풍로(7')의 출구(7'b)부분을 통과하는 매번 팬(5')이 기압의 번화에 의한 기계적 쇽크를 받게된다. 브레이드 수를 z, 팬(5')의 회전수를 x (RPM)로하면, 상기의 기계적 쇽크의 진동수(R')는 Z·X(RPM)로 되어 팬(5'), 특히 구조가 복잡하여 날개의 수가 많은 팬(5')의 공유진동수와 일치할 가능성이 높다. 더우기 기계계통에서 발생하는 공진으로서 팬모우터(4'), 팬(5'), 연결축(6') 상호의 진동에 의한 것등이 있다. 본 발명에서는 제어장치(11')의 연속제어 신호 Y를 입력변환기(16')에 의하여 단계적신호 Y₀,Y₁, Y₂,...,Y_k에 변환하여 가변주파수전원(3')에 공급한다. 이때 가변주파수전원(3')에 대한 주파수제어입력을 Y₁(Y_1-1〈 Y 〈 Y₁) 로하면, 이 Y₁에 의하여 가변주파수전원(3')의 출력주파수는 단계적으로 변화하고 결과로는 팬모우터를 제 10 도에 표시한 바와 같이 n'1, n'2,...,n'k와 같이 변화시킨다. 일반 상기 제어장치(11') 및 입력변환기(16')의 각 출력, 즉 단계적 제어입력 Y₀, Y₁,...,Y_k와 제어 입력장치(11')의 부하의 요구지령과의 편차가 편차신호기(17')에 의하여 구해지며, 그 편차에 상응한 신호에 의하여 구동장치가 작동하고 이것에 의하여 댐퍼(8')의 개도가 콘트롤되어 제어신호에 의한 요구풍량에 상당한 목표치로 미조정된다. 따라서 요구풍량 Q'가Q'_1-1≤Q'≤Q₁의 때는 팬모우터(4')의 회전수 N'는 N'₁로 되고 댐퍼(8')는 개도 θ'c와 θ'd의 사이에서 변화한다. 이와같이 단계적으로 회전수 N'을 선정하여 팬(5')등이 공진하는 주파수(회전수)를 통상의 팬모우터의 회전수와 중복되지않게 할 수 있다. 더우기 상기 실시예에서는 팬모우더(4')의 부하로서 팬(5')을 접속하는 예로 설명하였지만 팬에 한정하지 않고 펌프등의 타회전체라도 된다. 또한 풍량을 댐퍼(8')로 제어하는 경우에 대하여 설명하였지만 베인, 밸브등 타의 어떠한 기계적 제어기구라도 동일한 효과를 발휘한다. 다시 제 10 도에서는 설명을 간단하게 하기 위하여 댐퍼개도가 θ'c와 θ'd간에서 변화하는 경우에 대하여 설명하있지만 θ'c와θ'd는 각 풍량 Q_1-1∼Q₁간에서 상이한 값이라도 좋다. 또한 상기 설명에서는 공진점을 회피하는 것을 설명하였지만 팬(5')등에서는 동작이 불안정한 서어징영역등과 같이 운전이 금지영역이 있고 이것들을 회피할경우에도 본 발명은 유효하고 일반적인 팬등의 회전체의 운전금지영역을 피할 경우에 넓게 이용할 수 있다. 더우기 부차적인 효과로서 부하의 미소조절을 댐퍼(8')로 하게 되므로 회전수의 감소방향의 속도를 증가하기 위하여 가변주파수전원(3')에 회생장치를 종래의 필요로 하였지만 이 방식에서는 회생장치가 필요없게된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 가변주파수전원에 의하여 구동하는 팬모우터를 회전체인 팬등의 회전수가 단계적으로 변화하도록 운전하므로 상기 팬등의 회전체의 공진점을 피하여 팬모우터를 안전운전할수가 있다. 이와같이 하여 종래에서와 같이 팬의 파손사고등을 미연에 방지할 수 있는 것을 얻게되는 효과가 있다.

Claims

가변주파수전원에 의하여 운전되는 전동기와 이 전동기에 의하여 구동되어서 유체를 급송하는 유체공급수단과 급속되는 상기 유체의 양을 제어하는 유체제어수단과 지정된 상기 유체의 유량설정치와 실제의 이 유체의 유량측정치와의 편차를 검출하는 편차검출기, 이 편차검출기의 출력을 비례적분하는 적분기와 이 적분기의 출력을 신호변환하여 상기 가변주파수전원에 입력하는 제 1의 신호변환수단과 상기 가변주파수전원에 의한 전동기의 운전중에 상기 유체제어수단의 제어량을 설정상태에 설정지시하는 설정신호 발생기와 이 설정신호 발생기의 출력과 상기 편차검출기의 출력과를 가산하는 가산기와 이 가산기의 출력을 상기 유체제어수단에 입력하는 제 2의 신호변환수단과를 구비한 제어시스템.
제 1 항에 있어서 가산기의 출력변화에 시간 지연을 부여하여 유체제어수단에 전달되게 하는 것을 특징으로 한 제어시스템.
제 1 항에 있어서 편차검출기의 출력을 리미터를 개재하여 설정신호 발생기의 출력과 가산하도록 하는것을 특징으로 한 제어시스템.
가변주파수전원으로 운전되는 전동기와 이 전동기로 구동되는 회전체와 이 회전체의 부하로 어느 유체의 양을 기계적으로 제어하는 제어수단과 전기 가변주파수전원에 의한 운전중에 전기제어수단을 소망치로 유지하기 위한 신호발생기와 전기 유체의 소망치를 지시하는 설정기의 지시치와 전기유체의 양을 계측하는 측정기의 계측치와의 편차를 검출하는 편차검출기와 이 편차검출기의 출력을 비례적분하는 적분기와 이 적분기의 출력을 전기 가변주파수전원에 제어입력으로하여 부여하는 제 1의 수단과 전기 편차 검출기의 출력의 정의 값을 저지하고 부의 값에 상응한 출력을 출력하는 게이트회로와 이 게이트 회로의 출력과 전기신호발생기의 출력을 가산하는 가산기와 이 가산기의 출력을 전기제어수단에 제어입력으로 부여 하는 제 2의 수단과를 구비한 제어시스템.
부하의 요구지령에 의하여 출력주파수가 변화하는 가변주파수전원에 의하여 팬모우터를 운전하고 이팬 모우터에 의하여 송출하는 유체의 양을 유량제어수단에 의하여 제어하는 유체공급제어방식에 있어서 상기 팬모우터의 회전수를 유량에 따라 단계적으로 제어하고 각 단계에 있어 유량의 미소변화를 상기 유량제어수단에 의하여 제어하도록 한것을 특징으로하는 제어시스템.
제 5 항에 있어서 부하의 요구지령과 가변주파수전원으로의 단계적 제어입력과의 편차에 의하여 유량제어수단을 제어하도록 한 것을 특징으로한 제어시스템.