JP7026031B2 - Rotating machine system, space heater system, and space heater control method - Google Patents

Rotating machine system, space heater system, and space heater control method Download PDF

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Description

本発明は、回転電機システム、スペースヒータシステム、およびスペースヒータの制御方法に関する。 The present invention relates to a rotary electric machine system, a space heater system, and a method for controlling a space heater.

回転電機が休止状態にある場合には、回転電機自身の発熱がなく、回転電機の内部で、結露が発生する可能性がある。このため、回転電機の内部に、スペースヒータを設置して、結露の発生を防止する技術が知られている（特許文献１参照）。 When the rotary electric machine is in a dormant state, there is no heat generation of the rotary electric machine itself, and dew condensation may occur inside the rotary electric machine. Therefore, there is known a technique of installing a space heater inside a rotary electric machine to prevent the occurrence of dew condensation (see Patent Document 1).

特開昭６１－１７６９６１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-176961

スペースヒータへの給電は、従来、スペースヒータ用の端子箱を経由した外部からの交流電源供給により行われる。外部の交流電源は、通常、商用交流電源であり、停電時、すなわち、外部交流電源の喪失時には、スペースヒータの機能は喪失し、絶縁機能の低下の要因となる。 Conventionally, power is supplied to the space heater by supplying AC power from the outside via a terminal box for the space heater. The external AC power supply is usually a commercial AC power supply, and in the event of a power failure, that is, when the external AC power supply is lost, the function of the space heater is lost, which causes a deterioration in the insulation function.

そこで、本発明は、外部交流電源のみに依存することなく、回転電機用のスペースヒータの機能を確保することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to secure the function of a space heater for a rotary electric machine without depending only on an external AC power supply.

上述の目的を達成するため、本発明に係る回転電機システムは、ロータシャフトと回転子鉄心とを有する回転子と、固定子と、前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、前記固定子の径方向外側に配されて前記固定子および前記回転子鉄心を収納するフレームと、を具備する回転電機と、前記フレーム内を加熱するスペースヒータシステムと、を備える回転電機システムであって、前記フレームは、前記ロータシャフトの軸方向に間隔をあけて並び、それぞれに前記ロータシャフトが貫通した２つの第１部材と、前記２つの第１部材に亘り、前記固定子および前記回転子鉄心を収容した筒状の第２部材と、を具備し、前記２つの軸受の一方は、前記２つの第１部材の一方に設けられ、前記２つの軸受の他方は、前記２つの第１部材の他方に設けられ、前記スペースヒータシステムは、前記フレーム内に設けられ、前記２つの第１部材の間に位置し、前記第２部材に収容され、前記フレーム内の気体を加熱するスペースヒータと、前記スペースヒータに給電する蓄電器と、前記スペースヒータへの給電状態の切り替えを制御する制御器と、を具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the rotary electric system according to the present invention includes a rotor having a rotor shaft and a rotor core, a stator, two bearings that rotatably support the rotor shaft, and the fixing. A rotary electric machine system including a rotary electric machine provided with a frame for accommodating the stator and the rotor core arranged on the radial outer side of the child, and a space heater system for heating the inside of the frame. The frames are arranged at intervals in the axial direction of the rotor shaft, and the stator and the rotor core are placed over the two first members through which the rotor shaft penetrates and the two first members. It comprises a tubular second member and, one of the two bearings is provided on one of the two first members, and the other of the two bearings is the other of the two first members. The space heater system is provided in the frame, is located between the two first members, is housed in the second member, and has a space heater for heating the gas in the frame, and the space heater. It is characterized by including a power storage device that supplies power to the space heater and a controller that controls switching of the power supply state to the space heater.

また、本発明に係るスペースヒータシステムは、ロータシャフトと回転子鉄心とを有する回転子と、固定子と、前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、前記固定子の径方向外側に配されて前記固定子および回転子鉄心を収納するフレームと、を具備する回転電機の前記フレーム内を加熱するスペースヒータシステムであって、前記フレームは、前記ロータシャフトの軸方向に間隔をあけて並び、それぞれに前記ロータシャフトが貫通した２つの第１部材と、前記２つの第１部材に亘り、前記固定子および前記回転子鉄心を収容した筒状の第２部材と、を具備し、前記２つの軸受の一方は、前記２つの第１部材の一方に設けられ、前記２つの軸受の他方は、前記２つの第１部材の他方に設けられ、前記スペースヒータシステムは、前記フレーム内に設けられ、前記２つの第１部材の間に位置し、前記第２部材に収容され、前記フレーム内の気体を加熱するスペースヒータと、前記スペースヒータに給電する蓄電器と、前記スペースヒータへの給電状態の切り替えを制御する制御器と、を具備することを特徴とする。 Further, in the space heater system according to the present invention, a rotor having a rotor shaft and a rotor core, a stator, two bearings that rotatably support the rotor shaft, and radially outer sides of the stator. A space heater system for heating the inside of the frame of a rotary electric machine provided with a frame for accommodating the stator and a rotor core, wherein the frames are spaced apart in the axial direction of the rotor shaft. Each of them is provided with two first members through which the rotor shaft penetrates, and a tubular second member that spans the two first members and accommodates the stator and the rotor core. One of the two bearings is provided on one of the two first members, the other of the two bearings is provided on the other of the two first members, and the space heater system is provided within the frame. A space heater that is located between the two first members and is housed in the second member to heat the gas in the frame, a power storage device that supplies power to the space heater, and a power supply state to the space heater. It is characterized by comprising a controller for controlling switching between the two.

また、本発明に係るスペースヒータの制御方法は、第１演算器が、ロータシャフトと回転子鉄心とを有する回転子と、固定子と、前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、前記固定子の径方向外側に配されて前記固定子および前記回転子鉄心を収納するフレームとを具備する回転電機への停止指令情報を受け入れて、前記回転電機に電力を供給するとともに蓄電器の充電がなされる第１状態から、前記回転電機および前記蓄電器への電力供給がなく、前記蓄電器からスペースヒータへの電力供給がなされる第２状態への移行指令を出力し、スペースヒータシステムが前記第２状態に移行する第２状態移行ステップと、フレーム内温度低下信号を受けて、第２演算器が、前記第２状態から、前記蓄電器へ電力供給がなされかつ前記蓄電器から前記スペースヒータへの電力供給がなされる第３状態への移行指令を出力し、スペースヒータシステムが前記第３状態に移行する第３状態移行ステップと、充電完了信号を受けて、第３演算器が、前記第３状態から前記第２状態への移行指令を出力し、前記スペースヒータシステムが前記第２状態に移行する第２状態復帰ステップと、を有し、前記フレームは、前記ロータシャフトの軸方向に間隔をあけて並び、それぞれに前記ロータシャフトが貫通した２つの第１部材と、前記２つの第１部材に亘り、前記固定子および前記回転子鉄心を収容した筒状の第２部材と、を具備し、前記２つの軸受の一方は、前記２つの第１部材の一方に設けられ、前記２つの軸受の他方は、前記２つの第１部材の他方に設けられ、前記スペースヒータは、前記フレーム内に設けられ、前記２つの第１部材の間に位置し、前記第２部材に収容され、前記フレーム内の気体を加熱することを特徴とする。 Further, in the method for controlling the space heater according to the present invention, the first arithmetic unit includes a rotor having a rotor shaft and a rotor core, a stator, and two bearings that rotatably support the rotor shaft. Receiving stop command information to a rotary electric machine provided with the stator and a frame for accommodating the rotor core, which are arranged on the radial outer side of the stator, supply power to the rotary electric machine and charge the power storage device. The space heater system outputs a transition command from the first state in which power is supplied to the rotary electric machine and the power storage device to the second state in which power is supplied from the power storage device to the space heater. In response to the second state transition step of transitioning to the two states and the in-frame temperature drop signal, the second arithmetic unit is supplied with power from the second state to the power storage device and power from the power storage device to the space heater. Upon receiving the third state transition step in which the space heater system shifts to the third state by outputting the transition command to the third state to which the supply is made and the charge completion signal, the third calculator receives the third state. Has a second state return step in which the space heater system shifts to the second state by outputting a transition command to the second state, and the frames are spaced apart in the axial direction of the rotor shaft. Each of them is provided with two first members through which the rotor shaft penetrates, and a tubular second member that spans the two first members and accommodates the stator and the rotor core. One of the two bearings is provided on one of the two first members, the other of the two bearings is provided on the other of the two first members, and the space heater is provided in the frame. It is located between the two first members, is housed in the second member, and heats the gas in the frame.

本発明によれば、外部交流電源のみに依存することなく、回転電機用のスペースヒータの機能を確保することができる。 According to the present invention, the function of the space heater for a rotary electric machine can be ensured without depending only on the external AC power supply.

実施形態に係る回転電機システムの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the rotary electric machine system which concerns on embodiment. 実施形態に係る回転電機システムの電源回路の構成およびスペースヒータシステムの第１状態を示す概念的な回路図である。It is a conceptual circuit diagram which shows the structure of the power supply circuit of the rotary electric machine system which concerns on embodiment, and the 1st state of a space heater system. 実施形態に係る回転電機システムの電源回路の構成およびスペースヒータシステムの第２状態を示す概念的な回路図である。It is a conceptual circuit diagram which shows the structure of the power supply circuit of the rotary electric machine system which concerns on embodiment, and the 2nd state of a space heater system. 実施形態に係るスペースヒータシステムのスペースヒータの詳細な構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detailed structure of the space heater of the space heater system which concerns on embodiment. 実施形態に係る回転電機システムの電源回路の構成およびスペースヒータシステムの第３状態を示す概念的な回路図である。It is a conceptual circuit diagram which shows the structure of the power supply circuit of the rotary electric machine system which concerns on embodiment, and the 3rd state of a space heater system. 実施形態に係る回転電機システムのスペースヒータシステムの制御器による制御内容を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control content by the controller of the space heater system of the rotary electric machine system which concerns on embodiment. 実施形態に係る回転電機システムのスペースヒータシステムの制御方法の手順を示すフロー図である。It is a flow diagram which shows the procedure of the control method of the space heater system of the rotary electric machine system which concerns on embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るスペースヒータについて説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。 Hereinafter, the space heater according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, common reference numerals are given to parts that are the same as or similar to each other, and duplicate description is omitted.

図１は、実施形態に係る回転電機システムの構成を示す斜視図である。回転電機システム２００は、回転電機５０およびスペースヒータシステム１００を有する。 FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a rotary electric machine system according to an embodiment. The rotary electric machine system 200 includes a rotary electric machine 50 and a space heater system 100.

回転電機５０は、ロータシャフト１１およびロータシャフトに取り付けられた回転子鉄心１２を有する回転子１０、回転子鉄心１２の径方向外側に配された固定子２０、ロータシャフト１１の回転子鉄心１２の両側を回転可能に支持する軸受１５、および回転子鉄心１２および固定子２０を収納するフレーム３０を有する。また、回転電機５０は、たとえば回転子鉄心１２を貫通する電機子巻線などの回転電機巻線５０ａ（図２）を有する。フレーム３０には、端子箱１２０が取り付けられている。 The rotary electric machine 50 includes a rotor shaft 11, a rotor 10 having a rotor core 12 attached to the rotor shaft, a stator 20 arranged radially outside the rotor core 12, and a rotor core 12 of the rotor shaft 11. It has a bearing 15 that rotatably supports both sides, and a frame 30 that houses a rotor core 12 and a stator 20. Further, the rotary electric machine 50 has a rotary electric machine winding 50a (FIG. 2) such as an armature winding penetrating the rotor core 12. A terminal box 120 is attached to the frame 30.

スペースヒータシステム１００は、スペースヒータ１１０および筐体１３０を有する。スペースヒータ１１０は、ヒータ本体１１１（図４）および調節器１１２（図４）を有し、ヒータ本体１１１はフレーム３０の内部に収納される。ヒータ本体１１１は、電気ヒータであり、交流電源または直流電源からの給電により発熱し、フレーム３０内のたとえば空気などの冷却用気体を加熱し、フレーム３０内での結露の発生を防止する。 The space heater system 100 includes a space heater 110 and a housing 130. The space heater 110 has a heater main body 111 (FIG. 4) and an adjuster 112 (FIG. 4), and the heater main body 111 is housed inside the frame 30. The heater main body 111 is an electric heater, which generates heat by power supply from an AC power source or a DC power source, heats a cooling gas such as air in the frame 30, and prevents the occurrence of dew condensation in the frame 30.

筐体１３０は、回転電機５０のフレーム３０の外側に設置されている。なお、筐体１３０は、図１に示すようにフレーム３０に隣接するように配されてもよいし、フレーム３０とは離れた位置、たとえば、電源室あるいは制御室などに設置されてもよい。 The housing 130 is installed outside the frame 30 of the rotary electric machine 50. The housing 130 may be arranged adjacent to the frame 30 as shown in FIG. 1, or may be installed at a position away from the frame 30, for example, in a power supply room or a control room.

図２は、実施形態に係る回転電機システムの電源回路の構成およびスペースヒータシステムの第１状態を示す概念的な回路図である。 FIG. 2 is a conceptual circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit of a rotary electric machine system and a first state of a space heater system according to an embodiment.

スペースヒータシステム１００は、前述のように、スペースヒータ１１０および筐体１３０を有するが、筐体１３０は、蓄電器１４０、第１開閉器１５１、第２開閉器１５２、および制御器１６０を有する。また、回転電機システム２００は、電源回路として、スペースヒータシステム１００に含まれない第３開閉器１５３を有する。 As described above, the space heater system 100 has a space heater 110 and a housing 130, and the housing 130 has a capacitor 140, a first switch 151, a second switch 152, and a controller 160. Further, the rotary electric machine system 200 has a third switch 153 as a power supply circuit, which is not included in the space heater system 100.

回転電機５０の回転電機巻線５０ａは、端子箱１２０に収納された端子１２１を介して、交流電源７０に接続されている。第３開閉器１５３は、回転電機５０と交流電源７０との間に設けられている。第３開閉器１５３は、回転電機制御装置５１により制御されている。回転電機制御装置５１から回転電機５０へ停止指令が発せられると、第３開閉器１５３に開指令５１ｂが発せられ、第３開閉器１５３は閉止状態から開状態に移行する。この結果、交流電源７０から回転電機５０への電力供給が遮断され、回転電機５０が停止する。 The rotary electric machine winding 50a of the rotary electric machine 50 is connected to the AC power supply 70 via the terminal 121 housed in the terminal box 120. The third switch 153 is provided between the rotary electric machine 50 and the AC power supply 70. The third switch 153 is controlled by the rotary electric machine control device 51. When a stop command is issued from the rotary electric machine control device 51 to the rotary electric machine 50, an open command 51b is issued to the third switch 153, and the third switch 153 shifts from the closed state to the open state. As a result, the power supply from the AC power supply 70 to the rotary electric machine 50 is cut off, and the rotary electric machine 50 is stopped.

回転電機５０のフレーム３０の内部には、スペースヒータ１１０および温度検出器１３１が設けられている。温度検出器１３１は、フレーム３０内の雰囲気の温度を検出する。 A space heater 110 and a temperature detector 131 are provided inside the frame 30 of the rotary electric machine 50. The temperature detector 131 detects the temperature of the atmosphere in the frame 30.

なお、図２では、第１開閉器１５１、第２開閉器１５２および第３開閉器１５３のそれぞれを、ａ接点、すなわち励磁で閉じ非励磁で開く接点のように示しているが、これに限定されない。たとえば、開状態で閉信号が発せられれば閉じ、閉状態で開信号が発せられれば開く遮断機などの動作をするものも含む。すなわち、ここで言う開閉器は、電磁接触器、電磁開閉器、遮断機を含めて、電力の開閉機能を有するものを全て含むものとする。 In FIG. 2, each of the first switch 151, the second switch 152, and the third switch 153 is shown as a contact, that is, a contact that is closed by excitation and opened by non-excitation, but the present invention is limited to this. Not done. For example, it includes a circuit breaker that closes when a closed signal is emitted in the open state and opens when an open signal is emitted in the closed state. That is, the switch referred to here includes all those having an electric power opening / closing function, including an electromagnetic contactor, an electromagnetic switch, and a circuit breaker.

スペースヒータシステム１００の蓄電器１４０およびスペースヒータ１１０は、回転電機５０および交流電源７０と並列に設けられている。蓄電器１４０およびスペースヒータ１１０と、回転電機５０と交流電源７０を結ぶ回路の給電ラインとを連絡する部分には、第１開閉器１５１が設けられている。第１開閉器１５１が閉止している状況では、蓄電器１４０には交流電源７０による電圧が印加され、蓄電器１４０は充電される状態となる。 The capacitor 140 and the space heater 110 of the space heater system 100 are provided in parallel with the rotary electric machine 50 and the AC power supply 70. A first switch 151 is provided at a portion connecting the capacitor 140 and the space heater 110 with the power supply line of the circuit connecting the rotary electric machine 50 and the AC power supply 70. In the situation where the first switch 151 is closed, the voltage from the AC power source 70 is applied to the capacitor 140, and the capacitor 140 is in a state of being charged.

第２開閉器１５２は、蓄電器１４０とスペースヒータ１１０を直列に結ぶ回路に設けられている。第２開閉器１５２が閉止されている状況においては、スペースヒータ１１０には、蓄電器１４０から電力が供給される。なお、蓄電器１４０の充電状態を検出するために、電圧計１４１が設けられている。 The second switch 152 is provided in a circuit connecting the capacitor 140 and the space heater 110 in series. When the second switch 152 is closed, electric power is supplied to the space heater 110 from the capacitor 140. A voltmeter 141 is provided to detect the charging state of the capacitor 140.

制御器１６０は、第１開閉器１５１および第２開閉器１５２に開閉指示を行う。また制御器１６０は、温度検出器１３１からの温度信号、および電圧計１４１からの電圧信号を入力として受け入れる。さらに、制御器１６０は、回転電機制御装置５１から回転電機５０の停止指令に並行して、その情報として回転電機停止指令情報５１ａを回転電機制御装置５１から受け入れる。 The controller 160 gives an opening / closing instruction to the first switch 151 and the second switch 152. Further, the controller 160 receives the temperature signal from the temperature detector 131 and the voltage signal from the voltmeter 141 as inputs. Further, the controller 160 receives the rotary electric machine stop command information 51a as the information from the rotary electric machine control device 51 in parallel with the stop command of the rotary electric machine 50 from the rotary electric machine control device 51.

以上のような構成のもとに、図２は、第３開閉器１５３および第１開閉器１５１は閉、第２開閉器１５２は開の状態を示している。この開閉状態においては、回転電機５０は運転状態であって、また、蓄電器１４０は交流電源７０からの電力によって充電されている状態である。また、スペースヒータ１１０には電力供給されていない状態である。以降、この状態を第１状態と呼ぶ。 Based on the above configuration, FIG. 2 shows a state in which the third switch 153 and the first switch 151 are closed, and the second switch 152 is open. In this open / closed state, the rotary electric machine 50 is in the operating state, and the capacitor 140 is in a state of being charged by the electric power from the AC power source 70. Further, the space heater 110 is not supplied with electric power. Hereinafter, this state is referred to as a first state.

図３は、実施形態に係る回転電機システムの電源回路の構成およびスペースヒータシステムの第２状態を示す概念的な回路図である。図２とは、開閉状態のみが異なっている。図３では、第３開閉器１５３および第１開閉器１５１は開、第２開閉器１５２は閉の状態を示している。この状態は、後に図７で説明するように、回転電機５０を停止させるために回転電機制御装置５１から第３開閉器１５３に開指令５１ｂが出力されることにより生ずる。 FIG. 3 is a conceptual circuit diagram showing the configuration of the power supply circuit of the rotary electric machine system and the second state of the space heater system according to the embodiment. Only the open / closed state is different from FIG. FIG. 3 shows a state in which the third switch 153 and the first switch 151 are open, and the second switch 152 is closed. This state occurs when the rotary electric machine control device 51 outputs an open command 51b to the third switch 153 in order to stop the rotary electric machine 50, as will be described later with reference to FIG. 7.

この第２状態の開閉状態においては、回転電機５０は停止状態であって、蓄電器１４０からの電力供給はない。また、スペースヒータ１１０と蓄電器１４０は、交流電源７０から切り離されている。スペースヒータ１１０には、蓄電器１４０から電力が供給され、停止状態にある回転電機５０のフレーム３０内の空間は、スペースヒータ１１０により加熱されている状態である。 In this second open / closed state, the rotary electric machine 50 is in a stopped state, and power is not supplied from the capacitor 140. Further, the space heater 110 and the capacitor 140 are separated from the AC power supply 70. Electric power is supplied to the space heater 110 from the capacitor 140, and the space in the frame 30 of the rotary electric machine 50 in the stopped state is in a state of being heated by the space heater 110.

図４は、実施形態に係るスペースヒータシステムのスペースヒータの詳細な構成を示す回路図である。スペースヒータ１１０は、ヒータ本体１１１および調節器１１２を有する。調節器１１２は、第２開閉器１５２が閉状態でヒータ本体１１１への通電可能な状態において、ヒータ本体１１１への通電を入り切りする。すなわち、調節器１１２には、温度検出器１３１の信号が入力され、調節器１１２は、温度検出器１３１の信号が適正な温度範囲になるように、ヒータ本体１１１への通電を入り切りする。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the space heater of the space heater system according to the embodiment. The space heater 110 has a heater body 111 and a controller 112. The controller 112 turns on and off the energization of the heater main body 111 while the second switch 152 is closed and the heater main body 111 can be energized. That is, the signal of the temperature detector 131 is input to the regulator 112, and the regulator 112 turns on and off the energization of the heater main body 111 so that the signal of the temperature detector 131 is in an appropriate temperature range.

このことにより、後述するフレーム内温度低下（図６）と判定される温度に余裕を持った最低温度と、フレーム３０内の温度が過度に上昇することにより各絶縁部分に悪影響を与えないような範囲の最高温度との間で、フレーム３０内の温度が維持されるように調節する。この調節は、この第２状態のみでなく、次に説明する第３状態においても行われる。 As a result, the minimum temperature having a margin for the temperature determined to be the temperature decrease in the frame (FIG. 6), which will be described later, and the temperature in the frame 30 excessively increase do not adversely affect each insulating portion. Adjust so that the temperature in the frame 30 is maintained between the maximum temperature in the range. This adjustment is performed not only in this second state but also in the third state described below.

図５は、実施形態に係る回転電機システムの電源回路の構成およびスペースヒータシステムの第３状態を示す概念的な回路図である。図２、３とは、開閉状態のみが異なっており、第３開閉器１５３は開、第１開閉器１５１および第２開閉器１５２は閉の状態となっている。 FIG. 5 is a conceptual circuit diagram showing the configuration of the power supply circuit of the rotary electric machine system and the third state of the space heater system according to the embodiment. Only the open / closed state is different from FIGS. 2 and 3, the third switch 153 is open, and the first switch 151 and the second switch 152 are closed.

この第３状態の開閉状態においては、回転電機５０は停止状態であって、また、蓄電器１４０は、スペースヒータ１１０に電力を供給しながら、交流電源７０から電力の供給を受けて充電されている状態である。 In the open / closed state of the third state, the rotary electric machine 50 is in the stopped state, and the capacitor 140 is charged by receiving electric power from the AC power source 70 while supplying electric power to the space heater 110. It is in a state.

図６は、実施形態に係る回転電機システムのスペースヒータシステムの制御器による制御内容を示すブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram showing a control content by a controller of the space heater system of the rotary electric machine system according to the embodiment.

制御器１６０は、温度設定器１６１、温度比較器１６２、電圧設定器１６３、電圧比較器１６４、第１演算器１６５、第２演算器１６６、および第３演算器１６７を有する。 The controller 160 includes a temperature setter 161, a temperature comparator 162, a voltage comparator 163, a voltage comparator 164, a first arithmetic unit 165, a second arithmetic unit 166, and a third arithmetic unit 167.

第１演算器１６５は、第１状態すなわち回転電機５０が運転状態であるとの条件、および、回転電機制御装置５１から第３開閉器１５３に回転電機停止指令が出されたとの回転電機停止指令情報５１ａを受け入れたとの条件、この両方の条件が成立した場合、すなわちＡＮＤ条件が成立した場合に、第２状態への移行指令を出力する。具体的には、第１開閉器１５１に閉状態から開状態とする開指令、第２開閉器１５２に開状態から閉状態とするよう閉指令を出力する。 The first arithmetic unit 165 is in the first state, that is, the condition that the rotary electric machine 50 is in the operating state, and the rotary electric machine stop command that the rotary electric machine control device 51 issues the rotary electric machine stop command to the third switch 153. When the condition that the information 51a is accepted and both of these conditions are satisfied, that is, when the AND condition is satisfied, the transition command to the second state is output. Specifically, an open command for changing from the closed state to the open state is output to the first switch 151, and a closing command is output to the second switch 152 for changing from the open state to the closed state.

なお、第１状態にあることに条件は、第１開閉器１５１、第２開閉器１５２および第３開閉器１５３の開閉状態に基づき決定される。また、第１状態にあることを条件に第２状態への移行を指令すると動作が不安定になるか動作失敗となるため、たとえば、第１状態にある条件信号の後に遅延要素を設けるなど安定な動作のための構成を取るものとする。第２演算器１６６および第３演算器１６７についても同様である。 The condition of being in the first state is determined based on the open / closed state of the first switch 151, the second switch 152, and the third switch 153. Further, if the transition to the second state is instructed on the condition that the state is in the first state, the operation becomes unstable or the operation fails. Therefore, for example, a delay element is provided after the condition signal in the first state to stabilize the operation. It shall be configured for various operations. The same applies to the second arithmetic unit 166 and the third arithmetic unit 167.

第２演算器１６６は、第２状態にあるとの条件と、フレーム内温度低下の条件が成立した場合に、第３状態への移行指令を出力する。具体的には、第１開閉器１５１に開状態から閉状態とするよう閉指令を出力する。 The second arithmetic unit 166 outputs a transition command to the third state when the condition of being in the second state and the condition of lowering the temperature in the frame are satisfied. Specifically, a closing command is output to the first switch 151 from the open state to the closed state.

ここで、フレーム内温度低下信号は、温度比較器１６２から出力される。温度比較器１６２は、フレーム３０内の温度を検出する温度検出器１３１からのフィードバック信号であるフィードバック温度と、温度設定器１６１からたとえば必要な温度レベルとして出力されている設定温度とを比較し、フィードバック温度が設定温度より低い場合に、フレーム内温度低下信号を出力する。 Here, the in-frame temperature drop signal is output from the temperature comparator 162. The temperature comparator 162 compares the feedback temperature, which is a feedback signal from the temperature detector 131 for detecting the temperature in the frame 30, with the set temperature output from the temperature setting device 161 as, for example, a required temperature level. When the feedback temperature is lower than the set temperature, the in-frame temperature drop signal is output.

第３演算器１６７は、第３状態にあるとの条件と、充電完了の条件が成立した場合に、第２状態への移行指令を出力する。具体的には、第１開閉器１５１に閉状態から開状態とするよう開指令を出力する。ここで、充電完了信号は、電圧比較器１６４から出力される。電圧比較器１６４は、蓄電器１４０の電圧を検出する電圧計１４１からのフィードバック信号であるフィードバック電圧と、電圧設定器１６３からたとえば必要な電圧レベルとして出力されている設定電圧とを比較し、フィードバック電圧が設定電圧より高い場合に、充電完了信号を出力する。 The third arithmetic unit 167 outputs a transition command to the second state when the condition of being in the third state and the condition of completing charging are satisfied. Specifically, an open command is output to the first switch 151 to change from the closed state to the open state. Here, the charge completion signal is output from the voltage comparator 164. The voltage comparator 164 compares the feedback voltage, which is a feedback signal from the voltmeter 141 that detects the voltage of the storage unit 140, with the set voltage output from the voltage setter 163, for example, as a required voltage level, and compares the feedback voltage. Outputs a charge completion signal when is higher than the set voltage.

図７は、実施形態に係る回転電機システムのスペースヒータシステムの制御方法の手順を示すフロー図である。 FIG. 7 is a flow chart showing a procedure of a control method of the space heater system of the rotary electric machine system according to the embodiment.

まず、回転電機５０の運転中に、蓄電器１４０を充電する（ステップＳ０１）。すなわち、第１状態において、蓄電器１４０を充電する。 First, the capacitor 140 is charged while the rotary electric machine 50 is in operation (step S01). That is, in the first state, the capacitor 140 is charged.

次に、回転電機５０が停止状態に移行すると、蓄電器１４０からスペースヒータ１１０に給電する（ステップＳ０２）。すなわち、第２状態において、スペースヒータ１１０により、フレーム３０内を加熱する。 Next, when the rotary electric machine 50 shifts to the stopped state, power is supplied from the capacitor 140 to the space heater 110 (step S02). That is, in the second state, the inside of the frame 30 is heated by the space heater 110.

次に、フレーム３０内の温度が正常範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ０３）。具体的には、温度比較器１６２が、フレーム３０内の温度を検出する温度検出器１３１からの温度フィードバック信号と、温度設定器１６１から出力されている設定温度信号とを比較する。 Next, it is determined whether or not the temperature in the frame 30 is within the normal range (step S03). Specifically, the temperature comparator 162 compares the temperature feedback signal from the temperature detector 131 that detects the temperature in the frame 30 with the set temperature signal output from the temperature setter 161.

温度が正常範囲にある（ステップＳ０３ ＹＥＳ）場合、すなわち、温度フィードバック信号が設定温度信号より高い場合は、ステップＳ０２、ステップＳ０３を繰り返す。 If the temperature is within the normal range (step S03 YES), that is, if the temperature feedback signal is higher than the set temperature signal, steps S02 and S03 are repeated.

温度が正常範囲にない（ステップＳ０３ ＮＯ）場合、すなわち、温度フィードバック信号が設定温度信号より低い場合には、温度比較器１６２がフレーム内温度低下信号を出力し、第２演算器１６６が第３状態への移行指令を出力し、第３状態に移行する（ステップＳ０４）。具体的には、回転電機５０の停止状態において、蓄電器１４０からスペースヒータ１１０に給電しながら、蓄電器１４０は交流電源７０からの電力により充電される。 When the temperature is not in the normal range (step S03 NO), that is, when the temperature feedback signal is lower than the set temperature signal, the temperature comparator 162 outputs the in-frame temperature drop signal, and the second arithmetic unit 166 is the third. The transition command to the state is output, and the transition to the third state is performed (step S04). Specifically, in the stopped state of the rotary electric machine 50, the capacitor 140 is charged by the electric power from the AC power source 70 while supplying power from the capacitor 140 to the space heater 110.

次に、充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ０５）。具体的には、電圧比較器１６４が、電圧フィードバック信号と、電圧設定器１６３から出力されている設定電圧信号とを比較する。充電が完了したと判定されない場合（ステップＳ０５ ＮＯ）には、ステップＳ０４およびステップＳ０５を繰り返す。 Next, it is determined whether or not charging is completed (step S05). Specifically, the voltage comparator 164 compares the voltage feedback signal with the set voltage signal output from the voltage setter 163. If it is not determined that charging is completed (step S05 NO), steps S04 and S05 are repeated.

電圧比較器１６４は、電圧フィードバック信号が設定電圧信号より高い場合は、充電が完了した場合（ステップＳ０５ ＹＥＳ）と判定し、充電完了信号を出力する。この結果、第３演算器１６７は、第２状態への移行指令を出力し、スペースヒータシステム１００は、第２状態に移行する（ステップＳ０２）。 When the voltage feedback signal is higher than the set voltage signal, the voltage comparator 164 determines that charging is completed (step S05 YES), and outputs a charging completion signal. As a result, the third arithmetic unit 167 outputs a transition command to the second state, and the space heater system 100 shifts to the second state (step S02).

なお、第３状態において、蓄電器１４０が、回転電機５０の電源と同じ交流電源７０により給電される場合を例にとって示したが、これには限定されない。すなわち、他の電源からの給電による場合であってもよい。 In the third state, the case where the capacitor 140 is supplied with the same AC power source 70 as the power source of the rotary electric machine 50 is shown as an example, but the present invention is not limited to this. That is, it may be a case where power is supplied from another power source.

以上のように、本実施形態によれば、外部交流電源のみに依存することなく、回転電機用のスペースヒータの機能を確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, the function of the space heater for the rotary electric machine can be ensured without depending only on the external AC power supply.

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、実施形態では、ロータシャフト１１が水平に延びた水平型の回転電機の場合を例にとって示したが、これに限定されない。たとえば、ロータシャフトが鉛直方向に延びた立形の回転電機の場合であってもよい。 [Other embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. For example, in the embodiment, the case of a horizontal rotary electric machine in which the rotor shaft 11 extends horizontally is shown as an example, but the present invention is not limited to this. For example, it may be the case of a vertical rotary electric machine in which the rotor shaft extends in the vertical direction.

さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。 Furthermore, these embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention.

これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

１０…回転子、１１…ロータシャフト、１２…回転子鉄心、１５…軸受、２０…固定子、３０…フレーム、５０…回転電機、５０ａ…回転電機巻線、５１…回転電機制御装置、７０…交流電源、１００…スペースヒータシステム、１１０…スペースヒータ、１１１…ヒータ本体、１１２…調節器、１２０…端子箱、１２１…端子、１３０…筐体、１３１…温度検出器、１４０…蓄電器、１４１…電圧計、１５１…第１開閉器、１５２…第２開閉器、１５３…第３開閉器、１６０…制御器、１６１…温度設定器、１６２…温度比較器、１６３…電圧設定器、１６４…電圧比較器、１６５…第１演算器、１６６…第２演算器、１６７…第３演算器、２００…回転電機システム 10 ... rotor, 11 ... rotor shaft, 12 ... rotor core, 15 ... bearing, 20 ... stator, 30 ... frame, 50 ... rotary electric machine, 50a ... rotary electric machine winding, 51 ... rotary electric machine controller, 70 ... AC power supply, 100 ... space heater system, 110 ... space heater, 111 ... heater body, 112 ... controller, 120 ... terminal box, 121 ... terminal, 130 ... housing, 131 ... temperature detector, 140 ... storage device, 141 ... Voltage meter, 151 ... 1st switch, 152 ... 2nd switch, 153 ... 3rd switch, 160 ... controller, 161 ... temperature setting device, 162 ... temperature comparator, 163 ... voltage setting device, 164 ... voltage Comparer, 165 ... 1st arithmetic unit, 166 ... 2nd arithmetic unit, 167 ... 3rd arithmetic unit, 200 ... rotary electric machine system

Claims (7)

ロータシャフトと回転子鉄心とを有する回転子と、固定子と、前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、前記固定子の径方向外側に配されて前記固定子および前記回転子鉄心を収納するフレームと、を具備する回転電機と、
前記フレーム内を加熱するスペースヒータシステムと、
を備える回転電機システムであって、
前記フレームは、
前記ロータシャフトの軸方向に間隔をあけて並び、それぞれに前記ロータシャフトが貫通した２つの第１部材と、
前記２つの第１部材に亘り、前記固定子および前記回転子鉄心を収容した筒状の第２部材と、
を具備し、
前記２つの軸受の一方は、前記２つの第１部材の一方に設けられ、前記２つの軸受の他方は、前記２つの第１部材の他方に設けられ、
前記スペースヒータシステムは、
前記フレーム内に設けられ、前記２つの第１部材の間に位置し、前記第２部材に収容され、前記フレーム内の気体を加熱するスペースヒータと、
前記スペースヒータに給電する蓄電器と、
前記スペースヒータへの給電状態の切り替えを制御する制御器と、
を具備することを特徴とする回転電機システム。 A rotor having a rotor shaft and a rotor core, a stator, two bearings that rotatably support the rotor shaft, and the stator and the rotor core arranged radially outside the stator. With a frame to store, and a rotary electric machine,
A space heater system that heats the inside of the frame and
It is a rotary electric machine system equipped with
The frame is
Two first members arranged at intervals in the axial direction of the rotor shaft, each of which the rotor shaft penetrates, and
A cylindrical second member accommodating the stator and the rotor core over the two first members,
Equipped with
One of the two bearings is provided on one of the two first members, and the other of the two bearings is provided on the other of the two first members.
The space heater system is
A space heater provided in the frame , located between the two first members, housed in the second member, and heating the gas in the frame,
A capacitor that supplies power to the space heater and
A controller that controls switching of the power supply state to the space heater, and
A rotary electric system characterized by being equipped with. 前記スペースヒータシステムは、
前記スペースヒータと前記蓄電器と、前記回転電機への給電ラインとの間に設けられた第１開閉器と、
前記スペースヒータと前記蓄電器との間に設けられた第２開閉器と、
をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の回転電機システム。 The space heater system is
A first switch provided between the space heater, the capacitor, and a power supply line to the rotary electric machine, and
A second switch provided between the space heater and the capacitor,
The rotary electric machine system according to claim 1, further comprising. 前記制御器は、前記回転電機への停止指令情報を受けると、前記回転電機に電力を供給するとともに前記蓄電器の充電がなされる第１状態から、前記回転電機および前記蓄電器への電力供給がなく、前記蓄電器から前記スペースヒータへの電力供給がなされる第２状態へと切り替える移行指令を前記第１開閉器および前記第２開閉器に出力可能である、
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機システム。 When the controller receives the stop command information to the rotary electric machine, the controller supplies power to the rotary electric machine and does not supply power to the rotary electric machine and the capacitor from the first state in which the capacitor is charged. A transition command for switching to the second state in which power is supplied from the capacitor to the space heater can be output to the first switch and the second switch.
The rotary electric machine system according to claim 2. 前記スペースヒータシステムは、
前記フレーム内の温度を検出する温度検出器と、
前記フレーム内の温度として必要な温度レベルを出力する温度設定器と、
前記温度検出器からのフィードバック温度と、前記温度設定器からの設定温度を比較し、前記フィードバック温度が前記設定温度より低い場合にフレーム内温度低下信号を出力する温度比較器と、
をさらに具備し、
前記制御器は、前記温度比較器からのフレーム内温度低下信号を受けると、前記第２状態から、前記蓄電器へ電力供給がなされかつ前記蓄電器から前記スペースヒータへの電力供給がなされる第３状態へと切り替える移行指令を出力可能である、
ことを特徴とする請求項３に記載の回転電機システム。 The space heater system is
A temperature detector that detects the temperature inside the frame, and
A temperature setter that outputs the temperature level required as the temperature inside the frame, and
A temperature comparator that compares the feedback temperature from the temperature detector with the set temperature from the temperature setter and outputs an in-frame temperature drop signal when the feedback temperature is lower than the set temperature.
Further equipped,
When the controller receives the in-frame temperature drop signal from the temperature comparator, the second state supplies power to the capacitor and the third state supplies power from the capacitor to the space heater. It is possible to output a transition command to switch to,
The rotary electric machine system according to claim 3. 前記スペースヒータシステムは、
前記蓄電器の電圧を検出する電圧計と、
前記蓄電器として必要な電圧レベルを出力する電圧設定器と、
前記電圧計からのフィードバック電圧と、前記電圧設定器からの設定電圧を比較し、前記フィードバック電圧が前記設定電圧より高い場合に充電完了信号を出力する温度比較器と、
をさらに具備し、
前記制御器は、前記電圧設定器からの充電完了信号を受けると、前記第３状態から、前記第２状態へと切り替える移行指令を出力可能である、
ことを特徴とする請求項４に記載の回転電機システム。 The space heater system is
A voltmeter that detects the voltage of the capacitor and
A voltage setter that outputs the voltage level required for the capacitor, and
A temperature comparator that compares the feedback voltage from the voltmeter with the set voltage from the voltage setter and outputs a charge completion signal when the feedback voltage is higher than the set voltage.
Further equipped,
Upon receiving the charge completion signal from the voltage setter, the controller can output a transition command for switching from the third state to the second state.
The rotary electric machine system according to claim 4. ロータシャフトと回転子鉄心とを有する回転子と、固定子と、前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、前記固定子の径方向外側に配されて前記固定子および回転子鉄心を収納するフレームと、を具備する回転電機の前記フレーム内を加熱するスペースヒータシステムであって、
前記フレームは、
前記ロータシャフトの軸方向に間隔をあけて並び、それぞれに前記ロータシャフトが貫通した２つの第１部材と、
前記２つの第１部材に亘り、前記固定子および前記回転子鉄心を収容した筒状の第２部材と、
を具備し、
前記２つの軸受の一方は、前記２つの第１部材の一方に設けられ、前記２つの軸受の他方は、前記２つの第１部材の他方に設けられ、
前記スペースヒータシステムは、
前記フレーム内に設けられ、前記２つの第１部材の間に位置し、前記第２部材に収容され、前記フレーム内の気体を加熱するスペースヒータと、
前記スペースヒータに給電する蓄電器と、
前記スペースヒータへの給電状態の切り替えを制御する制御器と、
を具備することを特徴とするスペースヒータシステム。 A rotor having a rotor shaft and a rotor core, a stator, two bearings that rotatably support the rotor shaft, and the stator and the rotor core arranged radially outside the stator. A space heater system that heats the inside of the frame of a rotary electric machine provided with a frame to be stored.
The frame is
Two first members arranged at intervals in the axial direction of the rotor shaft, each of which the rotor shaft penetrates, and
A cylindrical second member accommodating the stator and the rotor core over the two first members,
Equipped with
One of the two bearings is provided on one of the two first members, and the other of the two bearings is provided on the other of the two first members.
The space heater system is
A space heater provided in the frame , located between the two first members, housed in the second member, and heating the gas in the frame,
A capacitor that supplies power to the space heater and
A controller that controls switching of the power supply state to the space heater, and
A space heater system characterized by being equipped with. 第１演算器が、ロータシャフトと回転子鉄心とを有する回転子と、固定子と、前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、前記固定子の径方向外側に配されて前記固定子および前記回転子鉄心を収納するフレームとを具備する回転電機への停止指令情報を受け入れて、前記回転電機に電力を供給するとともに蓄電器の充電がなされる第１状態から、前記回転電機および前記蓄電器への電力供給がなく、前記蓄電器からスペースヒータへの電力供給がなされる第２状態への移行指令を出力し、スペースヒータシステムが前記第２状態に移行する第２状態移行ステップと、
フレーム内温度低下信号を受けて、第２演算器が、前記第２状態から、前記蓄電器へ電力供給がなされかつ前記蓄電器から前記スペースヒータへの電力供給がなされる第３状態への移行指令を出力し、スペースヒータシステムが前記第３状態に移行する第３状態移行ステップと、
充電完了信号を受けて、第３演算器が、前記第３状態から前記第２状態への移行指令を出力し、前記スペースヒータシステムが前記第２状態に移行する第２状態復帰ステップと、
を有し、
前記フレームは、
前記ロータシャフトの軸方向に間隔をあけて並び、それぞれに前記ロータシャフトが貫通した２つの第１部材と、
前記２つの第１部材に亘り、前記固定子および前記回転子鉄心を収容した筒状の第２部材と、
を具備し、
前記２つの軸受の一方は、前記２つの第１部材の一方に設けられ、前記２つの軸受の他方は、前記２つの第１部材の他方に設けられ、
前記スペースヒータは、前記フレーム内に設けられ、前記２つの第１部材の間に位置し、前記第２部材に収容され、前記フレーム内の気体を加熱する、ことを特徴とするスペースヒータの制御方法。 The first arithmetic unit is arranged on the radial outside of the stator, the rotor having the rotor shaft and the rotor core, the stator, the two bearings that rotatably support the rotor shaft, and the fixing. The rotary electric machine and the rotary electric machine and the said A second state transition step in which the space heater system shifts to the second state by outputting a transition command to the second state in which the power is not supplied to the power storage device and the power is supplied from the power storage device to the space heater.
In response to the in-frame temperature drop signal, the second arithmetic unit issues a transition command from the second state to the third state in which power is supplied to the capacitor and power is supplied from the capacitor to the space heater. The third state transition step, which outputs and the space heater system shifts to the third state,
Upon receiving the charge completion signal, the third arithmetic unit outputs a transition command from the third state to the second state, and the space heater system shifts to the second state in the second state return step.
Have,
The frame is
Two first members arranged at intervals in the axial direction of the rotor shaft, each of which the rotor shaft penetrates, and
A cylindrical second member accommodating the stator and the rotor core over the two first members,
Equipped with
One of the two bearings is provided on one of the two first members, and the other of the two bearings is provided on the other of the two first members.
The space heater is provided in the frame, is located between the two first members, is housed in the second member, and heats the gas in the frame. Method.
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