JPS58119799A - 並列接続ヒステリシスモ−タの入力最適化方法 - 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】 本発明は多数の並列接続されたヒステリシスモータの取
る電力を最適化するための方法に関する。

ウラン濃縮設備においては遠心分離機がヒステリシスモ
ータによって駆動され、モータへの給電は例えば静止形
層波数変換装置からの中間周波数の三相電圧にて行なわ
れる。その場合に三相電圧の大きさは、最大の発生可能
なモータトルク（停動トルク）が本方式によシ必要な同
期走行時トルクより上に十分に安全距離をもったところ
にあるように決められている。通常の負荷トルクに対す
る停動トルクの比は、普通全モータ平均で１５、最高の
場合で２となる。この安全予備は、何方もの遠心分離機
モータが１つの周波数変換装置から給電され、製造上の
ばらつきにも拘らずすべての遠心分離機の同期運転が保
証されなければならないために必要である。他方におい
ては設備の運転時に擾乱によシ短時間の負荷上昇が生じ
、その負荷上昇時に遠心分離機は可能なかぎり同期状態
にとと″まっていなければならない。さらに、遠心分離
機が駆動エネルギー喪失のために減速する停電の後に、
できるだけ短い運転しゃ断を得るために同期状態への自
動復帰が必要である。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２４０２４２３号およ
び同第２４２８０５３号明細曹から多数の並列接続され
たヒステリシスモータのそれぞれを走行警報システムに
よシ同期走行を監視することは公知である。

その場合にモータ電流とモータ電圧との間の位相差が負
荷に依存して変化するという現象が利用される。その位
相差は各モータについて電流、電圧の零通過の検出およ
び評価によって検出され。

乱れのある運転状態に相邑する基準値と比較される。こ
のために変流器からのアナログの電流信号がまず時間同
一の矩形信号に整形され、それから中央評価ロジックに
デジタルマルチプレクサを介して導かれる。擾乱時には
擾乱状態にあるモータのアドレスをもった信号が中央監
視装置に導かれる。

しかしながら、この方法は静止形層波数変換装置から発
生する給電系の出力電圧を非常に狭い許容誤差内で一定
保持することを必要とする。しかしながら、エネルギー
節約のために静止形層波数変換装置の出力電圧をモータ
のその都度の負荷状態に適合させようとする場合にはこ
の方法は役に立たない。なぜならば、正常運転時にも擾
乱運転時にも、評価ロジックがこれらの状態間で異なる
ことができないように電流と電圧との間に同じ位相関係
が生じるからである。

本発明の目的は、多数の遠心分離機を備えたウラン濃縮
設備において遠心分離機を駆動するヒステリシスモニタ
の取る電力を、ウラン濃縮設備の実効出力または運転安
全性を低下させることな１−に最適値に低減することに
ある。

この目的は本発明によれば、特許請求の範囲に記賊の構
成によって達成される。

本発明による方法によシ得られる利点は、とくに設備の
取る有効電力が約１５％だけ下がり、それにより著しい
エネルギー節約が達成される。

以下、図面を参照しながら、本発明金さらに詳細に説明
する。

第１図にはヒステリシスモータにより取られる有効電力
Ｐｗをそれあの定格電力ＰＷＮに対して基、単化した量
が定格電圧ＵＮに対して基準化したモータ電圧Ｕの関数
として示されている。点Ａにおいてモータは定格電圧Ｕ
Ｎにて同期回転数に達１−１この場合に定格電力ＰＮを
取る。同期状態にて有効電力Ｐｙけ点Ｂのところの定格
電力ＰＷ、Ｎ　（’）約５０チまで低下する。この点Ｂ
は、定格運転、すなわちモータの定格負荷ｐｗＮにおけ
る現在の通常の動作点に相当する。モータ電圧Ｕが連続
的に低下すると、モータは同期状態にとどまり、動作点
Ｃに達する。その際に、取られる有効電力Ｐｗｆｉ１５
チ付近まで低下する。これは、主として無効電力入力が
同様に低下してそれにより固定子損失が減少することに
起因する。したがって、ヒステリシスモータの動作点は
モータ電圧Ｕ’に応じて曲線Ｂ−Ｃ上にあり、最適点は
点Ｃ付近にある。ここで何らかの理由によシ最適点Ｃま
たはこの付近での動作中にモータの負荷トルクが増大す
ると、モータによって取られる有効電力ＰＷも増大する
ので、モータは対策がなければついには点りにて非同期
状態となり、脱調することになる。しかしながら、その
ような結果はモータ有効電流Ｉｙの検出によって調節過
程により適時にモータ電圧Ｕを増加することにより防止
することができる。

ヒステリシスモータの動作点が点りに達する前に、ヒス
テリシスモータの取る有効電流Ｉｗｌｄ、第２図に示さ
れている基準化モータ電圧Ｕ／ＵＮの関数としての有効
電流Ｉｗ　（定格有効電流ＩＷＮに対して基準化しであ
る）のダイアグラムかられかるように明らかに上昇する
。

点りの付近にあるモータ電流有効分工Ｗの限界値工（）
ｒｅｎｚとの比較結果は負荷上昇の直接的な判断基準と
なる。走行警報系による制御電圧Ｔｅ５ｔの適切なる設
定によって、周波数変換装置の出力電圧Ｕが定格ｋ　Ｕ
Ｎまで高められる。これによりモータの動作点は、モー
タが再ひ全トルクを発生する点Ａの方向に移動する。擾
乱が解消して通常負荷運転が回復した後はモータはまず
動作点Ｂを取る。走行警報系は今や減少した有効電流人
力（Ｉｗ＜　、ＩＧｒｏｎｚ　）　ｋ判別して、モータ
が最適有効電力を取る旧常な運転状態となる動作点に達
するように、周波数変換装置の出力電圧■を制御する。

この方式は、多数の並列接続されたモータのそれぞれの
運転状態のための判断基準として、ドイツ連邦共和国特
許出願公開第２４０２４２３号。

同第２４２８０５３号明細書により公知の装置において
行なわれるように、モータ電流工とモータ電圧Ｖとの間
の位相差を使用するのではなくて、モータ電流工の有効
分ＩＷを使用する。この有効分Ｉｗｌｉ関係式１　ｍ　
ｃｏｇψで表わされ、これはヒステリシスモータの場合
同期運転時にはほとんど印加電圧Ｕには関係せず、モー
タの負荷に依存して変化する。

本方式による走行警報系の情報により制御装置を介１．
て、すべての接続されているモータに共通な周波数変換
装置の出力電圧Ｕは、ばらつきに起因して最も小、さい
トルクを発生しているモータについても、また設備のす
べての運転状態についても１発生トルクがその都度の負
荷に最適になるように上昇もしくは低下させられる。仁
れにより裕度において最も悪条件下にあるモータも、遠
心分離機を丁度なおも同期走行状態に保つに必要な電力
ＰＷをもたらすモータ電圧Ｕを得る。したがって、接続
されているモータの全体も安全運転のために最小限必要
なだけの電力を供給される。

第３図は実施例として、モータ電圧Ｕを調整する制御装
置を備えた走行警報装置のブロック図を示す。

多数のヒステリシスモータ１が出力電圧Ｕを発生する静
止形周波数変換装置２に接続されている。

各ヒステリシスモータｌはそれぞれの三相線の一相に変
流器３を備えている。・各変流器３はアナログマルチプ
レクサ４の入力端子の一つに接続されている。アナログ
マルチプレクサ４は変流器出力信号をコンピュータタク
トに制御されて、時間的ニ順次マイクロコンピュータ５
のアナログ入力端に接続する。マイクロコンピュータ５
はその都度現われる電流信号工がら実効値工。ｆｆを求
めるとともに、モータ電圧Ｕの零点通過とモータ電流工
の零点通過との間の時間比較により位相角ψを求め、固
定値メモＩＪ　（ＲＯＭ）から読み出される対応する力
率ｃｏｓψによシ有効電流１ｙ＝Ｉ。ｆｆ・ｃｏｓψを
算出する。

次に、各ヒステリ７スモータｌの有効電流値Ｉｗはメモ
リから読み出される個別の限界値工Ｇｒｅｒ＋ｚと比較
される。限界値ＩＧｒｅｎｚは別の読込サイクルにおい
て非同期状態から同期状態への移行範囲にて求められた
ものである。実際（ＪｔＬ　Ｉｗと限界値工Ｇｒｅｎｚ
との比較によシマイクロコンピュータ５は調節電圧ＵＲ
を作成し、これは加算部７において目標電圧のプリセッ
ト値ＵＳａｌｌに加算されて周波数変換装置２に制御電
圧ＴＪｓｔとして与えられる。

周波数変換装置２嬬−制御電圧［Ｔｓｔの変化に応答し
て出力電圧Ｕを増減する。マイクロコンピュータ５の故
障時には自刃で動作するバックアッププラグラムで周波
数変換装置２が出力電圧Ｕを定格値ＵＮ　に調整するよ
うに配慮されている。

マイクロコンピュータ５の警報出力端子６には有効電流
ＩＷが限界値ＩＧｒｅｎｚに到達またはそれを超過した
ときにヒステリシスモータのアドレスをともなった異常
警報が生ぜしめられる。

【図面の簡単な説明】

第１図はモータ電圧の関数として有効電力を示す特性図
、第２図はモータ電圧の関数として有効電流を示す特性
図、第３図は本発明によるモータ電圧を調整する制御装
置を備えた走行警報装置のブロック図である。 ■・・・ヒステリシスモータ、２・・・静止形層波数変
換装置、３・・・変流器、４・・・アナログマルチプレ
クサ、５・・・マイクロコンピュータ、６・・・警報出
力、７・・・加算部、ＰＷ・・・ヒステリシスモータの
とる有効電力％　Ｐｗ、Ｎ・・・ＰＷの定格値、　　Ｕ
Ｎ・・・ヒステリシスモータの定格電圧、■・・・ヒス
テリシスモータの端子電圧、工・・・モータ電流ｓ　　
工Ｗ・・・工の有効分、ＩＧｒｅｎｚ・・・工Ｗの限界
値、ψ・・・Ｕ、　　Ｉの位相差角、ＣＯ８ψ・・・力
率、　　ＵＲ・・・調節電圧ｓ　Ｕ３０１１　　・・・
目標電圧プリセット値％　ＵＳｔ・・・制御電圧。 −５６′ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）多数の並列接続されたヒステリシスモータの取る電
   力を最適化するために。 （、）　　ヒステリシスモータは所定の限界内で制御電
   圧（Ｕｓｔ　）　ｋ介して調整可能な高さの三相電圧（
   Ｕ）を持つ電源から共通に給電され。 （１））　　並列接続されたヒステリシスモータのそれ
   ぞれには運転中にモータ電流（１）に対する三相電圧（
   Ｕ）の位相差角（ψ）が測定され、それから力率（ｃｏ
   ８ψ）が形成され、モータ電流（１）の実際値が測定さ
   れてその有効成分（工□＝工・ｃｏｓψ）が求められ。 （ｃ）　　ヒステリシスモータのそれぞれのために。 モータが同期走行から非同期走行への移行時にとるモー
   タ電流中の有効成分の限界値（ＩＧｒｅｎｚ　）が同−
   期一連続一運転の開始前に一度測定′さ、れて記憶され
   。 （ｄ）　　三相電圧（Ｕ）は動作点（Ｂ）にてヒステリ
   シスモータに加わる定格電圧（ＵＮ）から出発して、同
   期回転数保持のもとに同期回収数範囲から非同期回転数
   範囲への移シ目近傍にあって有効電力および無効電力の
   入力が最小値に低減する最適な動作点Ｃにほぼ到達させ
   られ、 （ｅ）多数の並列接続されたヒステリシスモータのそれ
   ぞれについて有効電流（Ｉｗ）の実際値がモータ電流中
   の有効成分の記憶された限界値（ＩＧｒｅｎｚ）と比較
   され、有効電流がその限界値を下回る（工ｗく工Ｇｒｅ
   ｎｚ）ときには、最適な動作点Ｃに近い乱れのない同期
   走行が確認され、有効電流がその限界値以上にある（工
   Ｗ〉工Ｇｒｅｎｚ）ときには、動作点りにおける非同期
   走行の乱れのある運転が確認され。 （ｆ）　　制御電圧（Ｕｓｔ）は所定の目標電圧（Ｕｓ
   ｏ＞１）と調節電圧（ＵＲ）とから合成され、その調節
   電圧は測定された有効電流の大きさく工Ｗ）と前記内界
   値（ｘＧｒｅｎＺ　）とから導き出され。 （ｇ）前記制御電圧（Ｕｓｔ）により三相電圧（Ｕ）は
   、乱れのない運転（Ｉｗ＜工ａｒｅｎｚ）確認時には最
   適な動作点Ｃ付近の所定値まで下けられ１．乱れのある
   運転（工Ｗ＞ＩＧｒｅｎｚ　）確認時には各モータが定
   格トルクを発生し動作点Ａを介して再び動作点Ｂに達す
   るように定格値（ＵＮ）まで引き上げられることを特徴
   とする多数の並列接続されたヒステリシスモータの入力
   最適化方法。