JPH0116166Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

〔考案の技術分野〕 この考案は、電気水圧作動弁の開度制御装置、
特に電気−水圧で動作する蒸気タービンの入力弁
のための開度制御装置に関する。 〔従来技術〕 発電所のタービンを操作するために、加圧流体
の流入を制御する入力弁の開度は、普通水圧弁ア
クチユエータによつて定められる。水圧弁アクチ
ユエータは、タービン制御装置によつて発生する
電気信号の値に従つて、アクチユエータへ加圧水
流を流入させるサーボ弁によつて制御される。復
調器を介して、入力弁の実際開度に対応する電気
的帰環信号を発生する直線可変差動変成器
（LVDT）が、アクチユエータに機械的に結合さ
れる。この帰還信号は、弁制御電気信号と集計又
は比較され、入力弁または入力弁群が、タービン
制御システムによつて要求される正確な開度に操
作されるのを保証する。 タービン制御装置からの信号は、普通アナログ
直流信号で、全閉弁開度を要求する最低電圧であ
る例えば０ボルトから、全開弁開度を要求する最
大電圧である例えば＋10ボルトへと変化する。復
調器の出力における帰還信号も又LVDTによつ
て発生されるアナログ直流信号で、実際の全閉弁
開度を表わし最低電圧である例えば０ボルトか
ら、実際の全開弁開度を表わし最大電圧である例
えば＋10ボルトへと変化する。装置には、誤差信
号に応答して、制御信号又は帰還信号の何れかの
中の変化によつてその出力信号に変化を引起す比
例プラス積分制御器が含まれ、この出力信号の変
化によつて弁が動かされ、復調LVDT信号が制
御信号に合計されて、結果として、制御器への入
力誤差信号を実効的に零とする迄続けられる。 タービン発電所の蒸気入力弁のような入力弁
は、非直線開度対流量特性、（即ち、例えば20な
いし30％の弁開度は80％の蒸気流を与える）を有
しており、そしてこの非直線性は、弁の型及び装
置が動作している上流圧と下流圧に従つて変化す
る。タービン制御システムにおいて、弁を操作す
るには、所望弁開度に従う代りに、弁を通る所望
蒸気流量に従うことが望ましい。これは、制御装
置の型によつて、入力即ち制御信号か、或は
LVDTからの弁開度帰還信号の何れかに、所定
の蒸気流量対弁開度上昇カーブに従う特性をもた
せることによつてなしとげられる。入力即ち制御
信号に所定特性をもたせる装置では、帰還信号は
直線特性をもつ（即ち例えば60％の入力即ち制御
信号は60％弁開度を必要とする）。しかしながら、
弁開度帰還信号に所望特性をもたせる装置では、
入力信号は所定特性をもたない（即ち、例えば80
％流量即ち入力信号は弁を30％開度にしか開かな
い）。この弁開度帰還への特性化は、LVDTから
の個々の入力に応答して所定の出力信号を発生す
る関数発生器又は弁開度特性化回路によつて、行
なわれる。この特性化は、１個以上の直線部分に
よつて作られる。即ち出力信号は、入力信号の１
範囲にわたつて入力信号に対し或る直線関数で、
それから、或る不連続点において、出力信号は、
入力信号に対し他の直線関数となる。それで、流
量対弁開度カーブは、直線部分によつて近似化さ
れる。それ故、特性化に際して組込まれる直線部
分の数が多ければ、それだけカーブの正確さ、即
ち近似化が増大することが明らかである。 しかしながら、装置中の電子部品個有のドリフ
ト特性のため、カーブの近似化に使用される直線
部分の数を最小にすることが望まれた。各直線部
分は隣接部に影響されるだろう。即ちもし１直線
部分がドリフトしたならば、次の直線部分の不連
続点は異なつた点となるだろうし、このような誤
差は累積されるだろう。多数の直線部分を用いる
と、このドリフトはその結果生ずるカーブを所望
の流量対開度特性に全く似てないものにするだろ
う。又このようなドリフトは、隣接直線部分上の
１個以上の点によつて、弁開度を満足させるよう
にすることがある。このような装置では、又所望
のカーブ関係を得るよう、弁制御装置を基準化す
ることが困難である。 以上の観点から、不所望な弁の動きを生じさせ
ないよう動作する、改良された弁開度サーボ装置
を得ることが望まれる。このようなサーボ制御装
置は、直線性と弁開度特性の両方の帰環特性を必
要とするタービン制御装置に使用されることが望
まれ、そして弁開度特性の帰還を必要とする制御
装置に対してこのような装置は、弁開度対流量カ
ーブにより正確に表わすために、いくつかの直線
部分をドリフトの影響が累積されることなく、使
用できるべきである。又、このような装置は、異
なつた特性カーブを必要とし、そして特定の用途
に対して容易に調節される種々の型の弁に対し
て、融通性をもつて使用されるべきである。 〔考案の概要〕 本考案は斯かる従来の欠点を解消することを目
的とし、該目的を達成するため、蒸気タービン入
力弁と、電気弁開度信号の値に応答して弁開度を
定めるように動作できる弁アクチユエータを含む
手段と、弁開度に対応する特性を有する電気的帰
還信号を発生するように動作する手段と、弁制御
信号および帰還信号の入力値に応答してその出力
で弁開度信号を発生するように動作する比例プラ
ス積分制御器と、前記比例プラス積分制御器に電
気弁制御信号を印加する手段と、複数の直線傾斜
から成る所定の曲線に従い、前記制御器への入力
信号の一つを前記一つの入力信号の非直線関数と
して弁開度を変化させる関数発生器とを備えた蒸
気タービン入力弁の開度制御装置において、前記
関数発生器は、前記入力信号が所定の第１の範囲
内にある時は前記曲線の第１の直線傾斜を得るよ
うに調整される第１の可変抵抗手段を有する第１
の増幅回路手段と、前記入力信号が所定の第２の
範囲内にある時は前記第１の増幅回路手段を非作
動にする第１の非作動手段とこの第１の非作動手
段が動作している時は前記曲線の第２の直線傾斜
を得るように調整される第２の可変抵抗手段とを
有する第２の増幅回路手段と、前記入力信号が所
定の第３の範囲内にある時は前記第１の増幅回路
手段および前記第２の増幅回路手段を非作動にす
る第２の非作動手段とこの第２の非作動手段が動
作している時は前記曲線の第３の直線傾斜を得る
ように調整される第３の可変抵抗手段とを有する
第３の増幅回路手段と、前記制御器の入力に前記
選択された信号を選択的に印加する手段とを含
み、選択された曲線の各傾斜が互いに無関係にな
るようにしたことを特徴とする蒸気タービン入力
弁の開度制御装置、が提供される。 〔考案の実施例〕 第１図において、その構成要素が鎖線中に含ま
れている制御装置１０は、適当な入出力端子をも
つたプリント回路板をもつて構成されている。制
御装置１０は、入力弁１１の動作即ち開度を制御
する。この弁は普通の弁で、例えば蒸気タービン
装置の絞り弁又は調速弁などでよい。入力弁１１
は、弁アクチユエータ１２によつて操作され、続
いて、普通の水圧装置１４とサーボ弁機構１５に
連結されている線路１３を通しての水圧流体の流
入によつて、その弁アクチユエータ１２は制御さ
れる。サーボ弁は、MOOG弁としてよく知られ
ている普通のもので、弁アクチユエータ１２の開
度及び動作速度を制御する。サーボ弁は、
MOOG弁コイル１６，１７のコイルにかゝる直
流電圧値に依存する周知の方法で、これらコイル
に従つて電気的に操作される。弁アクチユエータ
１２は、直線可変差動変成器（LVDT）１８に
周知の方法で適当に接続される。LVDT１８は、
１次巻線２０と２次巻線２１，２２を有してい
る。１次巻線および２次巻線間の結合器（図示せ
ず）は弁アクチユエータの位置に従つて動き、１
次巻線２０および２次巻線２１，２２に関する結
合器の位置に対応する帰還信号を生ずる。 この考案の実際の１実施例に従つて、単一のプ
リント回路基板上にある制御装置１０は、タービ
ン制御装置に、そして上述のサーボ弁機構１５及
びLVDT１８に、それぞれ対面する幾つかの入
出力端子を有している。例えば１キロヘルツの周
波数をもつた普通の発振器である発振器２３は、
例えばLVDT１８の１次巻線２０を出力接続点
２４，２５によつて付勢する。 LVDT１８の２次巻線２１に接続されている
制御装置１０の入力端子２６，２７、及び２次巻
線２２に接続されている入力端子２８，２９は、
差動入力形バツフア３１，３２をへて開度復調器
３０への入力を供給する。２次巻線２１の電圧
は、アクチユエータ開度が弁を開くように変化す
る時増加し、２次巻線２２の電圧は、アクチユエ
ータ開度が弁開度を増加させるにつれ減小する。
バツフア、即ち増幅器３１，３２は、装置の雑音
除去作用を強めるのに使用される。各２次巻線２
１，２２は、どの接地とも独立して差働的に接続
され、従つて、LVDT１８からの開度入力に対
して装置は完全に浮動しており、LVDTの２次
巻線両端の差働電圧はバツフア３１，３２によつ
て測定される。開度復調器３０は、バツフア３
１，３２からの信号を、周知の方法で、単に整流
し、加算し、そして波している。バツフア３３
は、開度復調器３０からの開度信号を緩衝し、そ
して例えば計器３５、又は入力弁１１の実開度信
号を必要とする任意の他の回路を操作するため
に、端子３４に接続される。開度復調器３０の出
力側は、又線路３６によつて開度特性化回路３７
に接続され、そしてさらに、特性化された弁開度
を指示する計器３９又は適当な他の回路を駆動す
るように、バツフア３８へ接続される。 MOOG弁のコイル１６，１７に印加される出
力４０，４１は、上述のように弁アクチユエータ
１２の運動速度及び方向を制御する弁スプール開
度を定める。出力４０，４１に流れ込む電流が弁
アクチユエータ１２をして、弁を開くよう増加さ
せ、そして出力４０，４１から流出する電流が、
弁アクチユエータ１２の開度を弁開度閉成方向に
減少させるようにコイル１６，１７は接続され
る。弁開度を制御するための入力信号は、４対で
構成されている８個の差動入力端子４２，４３，
４４，４５，４６，４７，４８及び４９に印加さ
れる。各対の差動入力端子は、入力バツフア５
０，５１，５２及び５３にそれぞれ接続される。
入力バツフア５０〜５３の各々は差動増幅器で、
例えば誤接地による装置の雑音を除去する作用を
強めるのに役立つ。符号５４，５５，５６，５７
が付された正規化回路は、加算接続器５８に対す
る公分母を提供する。これらの回路の正規化動作
は、各入力信号を例えば０から10ボルトまで変動
するよう正規化するように働く。システム論理出
力であるスイツチ５９は、入力バツフア５３を加
算接続器５８に接続するか切離すように常開リレ
ー６０を制御する。加算接続器５８は、正規化回
路５４ないし５７からの、比例プラス積分制御器
６１への入力用の電圧を平均化する。又、一方の
特性付けされていない開度復調器３０からの入力
は、ジヤンパ接続点６４′が開度特性化回路３７
をバイパスする時に、正規化回路６３で正規化さ
れた後線路６２をへて比例プラス積分制御器６１
に印加される。ジヤンパ６４′が開度特性化回路
３７の出力端子６５に接続される時、比例プラス
積分制御器６１への入力６２は、後述するように
非直線応答を提供する。反飽和装置６６は、弁ア
クチユエータ１２がそれの増加又は減少限界位置
にある時制御器が飽和するのを妨げる。オフセツ
ト回路６７は、加算接続器５８への入力電圧が零
の時丁度弁を開き始める入力電圧を提供する。 第２図において、発振器２３には、＋10ボルト
および−10ボルトの基準電源から、温度補償用ダ
イオード７１，７２をへて付勢される普通の標準
正弦波発振器関数発生器７０が含まれている。抵
抗７３はコンデンサ７４と共に、関数発生器の周
波数を決定する。実際の一実施例においては、関
数発生器７０の周波数は１キロヘルツである。コ
ンデンサ７７と抵抗７８との並列接続に結合され
た抵抗７６とコンデンサ７５との直列接続を含む
フイルタ回路は、関数発生器７０の出力に生ずる
であろう直流電流及び高周波電流又はそれの高調
波を波する。増幅器７９は、フイルタ回路の出
力側に接続され電圧利得を得、関数発生器の出力
信号を緩衝する。それは波された正弦波出力に
対し高インピーダンス負荷となる。電流ブースタ
８０は、増幅器即ちバツフア７９の出力に接続さ
れ、LVDT１８の１次巻線２０のために必要な
駆動電流を提供する。抵抗８１及び８２は回路の
利得を定める。 第３図において、LVDT１８の２次巻線２１，
２２は、端子２６，２７及び２８，２９をへて差
働入力形バツフア３１及び３２に接続される。鎖
線３０で囲まれた開度復調器には、バツフア３１
によつて駆動される正半波整流器８５と、バツフ
ア３２によつて駆動される負半波整流器８６とが
含まれる。前述したように、２次巻線２１中の電
圧は、アクチユエータ開度が全開弁開度に向け増
大するにつれ増大し、２次巻線２２中の電圧は、
アクチユエータ開度が全開弁開度に向け増大する
につれ減少する。第４図において、波形８７は２
次巻線２１の正弦波出力を示し、波形８８は２次
巻線２２の出力における例えばより小さい振幅の
波形を示している。波形８７，８８に応答し、正
半波整流器８５は波形８９を発生し、負半波整流
器８６は波形９０を発生する。 正半波整流器８５の出力として、電流波形９１
が抵抗９２の出力に生ずる。整流器８５をバイパ
スする抵抗９３の出力に、第４図に示す電流波形
９４が発生する。同様に、抵抗９５における電流
波形は波形９６によつて示し、そして抵抗９７は
電流波形９８を提供する。第４図の符号OVは零
電圧レベルを表わし、第４図の符号OmAは零電
流レベルを表わす。加算増幅器１００は、抵抗９
３，９５の出力にそれぞれ現われるバツフア３
１，３２の両出力と、抵抗９２，９７を通しての
半波整流器８５，８６の出力の２倍とを加算す
る。バツフア３１，３２の出力側に直接接続され
ている抵抗は、半波整流器８５，８６の出力側に
おける抵抗の値の２倍であることが注目される。
抵抗９２，９３，９５，９７の加算接続点におけ
る波形は、第４図の１０１で表わされ、上記各波
形の代数和を構成する。波形１０２は、バツフア
３１，３２からの入力差の正味の値を表わす直流
信号である。加算増幅器１００の出力は、もちろ
ん弁アクチユエータがそれのストロークの中心に
ある時零である。波形１０２が僅かに負であるよ
う示されているので、弁アクチユエータ１２は、
それの中心点より上である。加算増幅器１００の
帰還路中のコンデンサ１０３と抵抗１０４を含む
フイルタ回路は波形を平滑化する。それで、もし
弁が全閉であるような開度に弁アクチユエータ１
２があるならば、波形１０２は正の値を示すだろ
う。そして、もしそれが全開であるならば、波形
１０２は負の値であるであろう。その信号の範囲
は、使用される個々のLVDTの寸法及びストロ
ークによつてきまる。それは逆バイアス利得増幅
器１０５の後に10Vに正規化される。それ故、逆
バイアス利得増幅器１０５は、可変抵抗１０６，
１０７と共に、信号を、それが０から＋10ボルト
の範囲をもつよう置き変える。加算増幅器１００
の出力１０２に全正電圧が生ずる時、０ボルトを
示す開度信号が、出力側１０８に生ずるよう、抵
抗１０６は信号をバイアスする。可変抵抗１０７
は、出力側１０８における最大電圧が10ボルトで
あるよう調節される。種々の型のLVDT及び
色々のストロークを持つたアクチユエータが装置
に使用され得るために、これらの調節は必要であ
る。出力側１０８における最終の開度信号は、第
４図の波形１０９で表わされる。第１図に示すよ
うに、開度復調器３０の出力側１０８における開
度信号１０９は、出力用バツフア３３をへて任意
の所望されたシステム利用に向けられる。又、そ
の出力信号は、それが制御回路中で使用され得る
ように、ジヤンパ６４′に印加され、そしてそれ
は第６図に関連して説明される開度特性化回路３
７への入力となる。 第５図において、比例プラス積分制御器６１、
オフセツト回路６７及び制御器への入力を受入れ
るための構成の詳細が示されている。４入力バツ
フア５０，５１，５２及び５３の各々が、それぞ
れ端子４２，４４，４６及び４８によつて差働入
力信号を受入れる。入力端子４３，４５，４７及
び４９は、予備の入力端子であるか、或は上述の
入力に弁制御信号を重畳するのに使用される。入
力バツフア５３への入力端子４８又は４９上の入
力信号は、スイツチ５９によつて制御される常開
リレー６０の働きで選択的に比例プラス積分制御
器６１に導入される。この入力は、必要時に弁へ
印加される試験信号として使用される。 従つて、各バツフア５０〜５３は、２つの差働
入力信号を受信し、共通信号を基準としたそれら
の合計を計算する。この合計は、第５図中に１１
１における電流として示されている。入力端子４
２，４３，４４，４５，４６，４７，及び４８，
４９からの２つの10ボルト入力信号の合計が、そ
れぞれバツフア５０ないし５３の出力において10
ボルト信号をもつて表わし得るよう、各差働入力
の利得は1/2である。各バツフア５０ないし５３
の出力は、それぞれ正規化回路すなわち正規化プ
ラグイン抵抗５４ないし５７をへて、加算利得増
幅器１１２に導かれる。上述したように、抵抗５
４ないし５７は、個々のバツフアからの出力信号
を正規化し、そして、各抵抗５４ないし５６の出
力におけるこれらの正規化された即ち重みづけら
れた信号は、抵抗５７（それが接続されているな
らば）の出力端におけるバイアス信号及び抵抗１
１３の出力端におけるオフセツト信号と共に加算
される。オフセツト信号は、装置が動作している
どんなベース（０から10ボルト）にでも正規化す
るように与えられる。加算利得増幅器１１２は、
それの出力端に誤差信号を生じさせるための手段
を提供し、その誤差信号は、抵抗５４ないし５７
及び１１３の出力端における入力信号の合計から
正規化回路すなわち正規化抵抗６３の出力端にお
ける帰還信号を差引くことによつて得られる。こ
の誤差信号に、抵抗１１５によつて設定される特
定の利得が乗ぜられる。加算利得増幅器１１２
は、利得１及び抵抗１１６によつて調節される時
定数をもつて比例プラス積分制御器６１を駆動す
る。比例プラス積分制御器６１には、サーボ弁機
構１５のMOOG弁コイル１６，１７を駆動する
ための出力電流を供給する電流ブースタ増幅器１
１７が含まれる。コイル１６，１７は、別々の出
力抵抗１１８及び１１９を通して並列に駆動され
る。それで例え線路の１つが短絡又は切断して
も、弁は動作し続けるのであろう。 さらに詳述すれば、加算利得増幅器１１２は、
それの帰還ループ中の抵抗１１５によつて比例的
利得を定める。加算利得増幅器１１２の出力側
は、抵抗１２０及びコンデンサ１２１を介して、
比例プラス積分制御器６１の増幅器１２２の入力
側に接続される。電流ブースタ増幅器１１７の出
力側と増幅器１２２の入力側との間にコンデンサ
１２３が接続される。加算利得増幅器１１２の低
インピーダンス出力のため、増幅器１１２と１２
２は縦続構成で接続される。この低インピーダン
スにより、抵抗１１５の差し換えによる独立した
利得又は比例度の調節、並びに抵抗１１６の差し
換えによる時定数の調節が可能となる。２つの増
幅段１１２と１２２とを接続するこの手段は、リ
セツト時間即ち時定数と比例的な利得とを独立し
て変えることを可能にしている。また、１増幅段
のみでは、比例的な利得の変化はリセツト時間の
変動に付随するだろう。それで、上述のように、
比例的利得の増大は弁開度の行き過ぎの機会を増
やし、そしてこのような行き過ぎは、信号のため
のリセツト時間を、従つて定常状態値に達するの
に過大な時間を要する弁を増加させる。抵抗１１
６とコンデンサ１２３の組合せは、リセツト時間
を定める。抵抗１２０とコンデンサ１２１の組合
せは、流路フイルタ回路を提供する。リセツト時
間を得るためには、実際上コンデンサ１２３の値
に抵抗１１６の値を乗ずるべきである。それで、
比例性とリセツト時間との調節を行なうための抵
抗１１５と１１６の調節は、それぞれ独立してお
り、一方の調節は他方の動作に何の影響も与えな
いことがわかる。従つて、利得増幅器と時定数増
幅器は、共に市場で入手可能な精密動作増幅器で
あつて、これらは、比例プラス積分制御器６１の
比例的利得並びに時定数をそれぞれ独立して調節
し、縦続構成で接続される。 比例プラス積分制御器６１のリセツト時間を提
供する増幅器１２２のマイナス入力端子及びプラ
ス入力端子には、反飽和装置６６を構成するダイ
オード１２５，１２６の逆並列接続が含まれる。
ダイオード１２５と１２６は、プラス入力とマイ
ナス入力を共に約6/10ボルトをもつてクランプす
る。それで、プラス及びマイナス入力は、6/10ボ
ルト以上離れた値をとることはできない。ダイオ
ード１２５，１２６がなければ、コンデンサ１２
３は、抵抗１１６を経て加算利得増幅器１１２か
ら得られる電流によつて充電され、加算利得増幅
器１１２の出力電圧の点に向け充分に充電され続
けるであろう。それで、加算利得増幅器１１２の
出力電圧が例えば13ボルトであると仮定すれば、
コンデンサ１２３が充分に充電される時、増幅器
１２２のマイナス入力とプラス入力間の差電圧は
約13ボルトとなるであろう。それで、電流ブース
タ増幅器１１７の出力は、コンデンサ１２３の完
全な充電状態のため飽和し、増幅器１２２は制御
されなくなる。ダイオード１２５，１２６を設け
ることで、コンデンサ１２３は、増幅器１２２の
入力間に6/10ボルト以上の電圧を生じさせるよう
な電圧には充電され得なくなる。それは6/10ボル
ト以上では充電電流はすべてダイオードを通し大
地へ流れ込んでしまうからである。コンデンサへ
の最大充電電圧が、増幅器１２２の入力に6/10ボ
ルトを生じさせる値に制限されるので、演算増幅
器１２２は、誤差信号の如何なる変化にも非常に
速かに応答する。このような早い時定数は、この
発明の装置においては、特に例えば150ミリ秒で
弁を閉じることが望まれるような処への応用に対
しては非常に重要である。 比例プラス積分制御器６１の動作に関しては、
装置に対する弁の可能な限り最良の応答を得、し
かも所定の位相遅れ内で発振を防ぐよう安定性を
維持することが、その目的である。このような動
作の制限は、「収歛誤差」と名付けられ、比例的
利得システムにのみ使用される。収歛誤差は、弁
を安定状態の開度に保持するのに要する誤差であ
る。比例プラス積分制御器６１の比例部分の出力
側における利得は有限であるから、上記収歛誤差
は必要である。比例プラス積分制御器６１の積分
部分１２２には、無限の又は極端に高い直流利得
があり、そしてこの比例プラス積分制御器６１の
出力における誤差が零になつたと見る時を「追従
誤差」と称する。それで実際には、収歛誤差に依
存する追従誤差を持つ代わりに、第５図の実施例
によれば、追従誤差に影響を与えず、逆にこれか
ら影響を受けずに、比例度又は収歛誤差を増加又
は減少させることが可能である。 上述のように、正規化回路６３（第５図）の出
力側におけるLVDT１８からの帰還信号は、ジ
ヤンパ６４の位置に応じて、直線的な帰還信号
か、又は非直線的に特性化された信号かの何れか
である。第６図において、開度特性化回路３７
（第１図）は、３傾斜関数発生器として動作する。
開度特性化回路は、各閉成ループアクチユエータ
開度対カード入力の傾斜が前の傾斜より急である
特性化を選択するように接続され、或は別の傾斜
が他の何れもより少ない傾斜であるように接続さ
れ得る。これは、異なつた型の弁にそれを使用す
る場合有利である。 第６図において、開度特性化回路３７は、開度
復調器３０（第１図）の出力側におけるLVDT
開度信号に対して作用して、特性化された開度信
号をその出力側６５に生じさせるもので、この考
案の実施例に於ては、３つの独立した特性化され
た傾斜を生じさせるための３つの別々の段が含ま
れる。出力側６５における特性化された信号は、
比例プラス積分制御器６１への帰還信号として、
ジヤンパ６４′をへて印加される。この開度特性
化回路には、内部ジヤンパ接続端子１３７，１３
８及び１３９が含まれる。ジヤンパ接続端子１３
７が端子１３８に接続される時、開度特性化回路
３７は、各閉成ループアクチユエータ開度対カー
ド入力の傾斜が前のそれより急であるよう動作す
る。ジヤンパ接続端子１３９が端子１３８に接続
される時、開度特性化回路３７は、第２即ち中間
の傾斜が他の何れの傾斜よりゆるやかであるよう
にする。開度特性化回路３７には、特性化回路の
各傾斜に対する増幅段が含まれる。符号１４０が
付されている鎖線中の増幅段は特性化カーブの最
初の傾斜を制御し、鎖線１４１中の増幅段はカー
ブの第２即ち中間の傾斜を制御し、そして鎖線１
４２中の増幅段はカーブの最後の傾斜を制御す
る。出力側６５に特性化された出力信号を生じさ
せるための各増幅段１４０，１４１及び１４２の
協同動作、並びにそれらの中の各部の作用は、所
定の特性付けに対する装置の典型的な動作と関連
して、以下説明されるだろう。 開度特性化回路３７の動作を論ずる前に、先ず
第７図を参照する。図には第６図の入力側６４に
おける開度入力信号に応答する信号選択線路１４
５上の出力信号が図に示され、その信号は第６図
に示されているようにジヤンパ接続端子１３７と
１３８が接続されている時の特性化のための信号
である。このカーブの各部分は前の部分よりゆる
やかな傾斜をもつていることに注目すべきで、こ
れを単調に減少する傾斜をもつたカーブと名付け
ることができる。カーブの横軸は、入力側６４に
おける入力電圧を表わし、０と＋10Vの間で変化
する。カーブの縦軸は信号選択線路１４５上の負
電圧を表わし、０と−10Vの間で変化する。直線
０−１４６−１４７は増幅段１４０（第６図）の
利得即ち傾斜を表わす。直線１４８−１４６−１
４９−１５０は増幅段１４１（第６図）の傾斜即
ち利得を表わし、そして直線１５１−１４９−１
５３は、第６図の増幅段１４２の傾斜即ち利得を
表わしている。開度特性化回路３７の動作に関連
して詳細に指摘されるように増幅段１４０は、実
線部分０−１４６で表わされる出力信号を提供す
る。入力信号が１４６に達する時、増幅段１４０
は、線路１４５上の信号を制御するのにこれ以上
役立たず、増幅段１４１が実線部分１４６〜１４
９によつて表わされる信号を制御する。ジヤンパ
６４における開度入力信号が１４９の電圧に達す
る時、増幅段１４２は実線部分１４９−１５３に
従つて線路１４５上の信号を制御する。 増幅段１４０が線路１４５上に、実線部分０−
１４６で示すような信号を生じさせている間、増
幅段１４１からの破線部分１４８−１４６及び増
幅段１４２の破線部分１５１−１４９では、線路
１４５上の信号の値を制御することができなくな
つている。同様に、増幅段１４１が実線部分１４
６−１４９に沿つて出力を生じさせている時は、
破線部分１４６−１４７で表わされている増幅段
１４０の出力及び破線部分１５１−１４９で表わ
されている増幅段１４２の出力は、線路１４５上
に信号を生じさせることができなくなつている。
又、増幅段１４２が実線部分１４９−１５３で表
わされている上述の信号を発生している時は、破
線部分１４９−１５０で示す増幅段１４１の出力
及び破線部分１４６−１４７で示す増幅段１４０
の出力は、遮断される。従つて、開度特性化回路
３７は、個々の増幅段１４０，１４１及び１４２
に対する出力選択回路として動作することがわか
る。即ち、選択された増幅段は、入力電圧と利得
の積にブレーク点電圧を加えた値を表わす低い方
の合計値出力を生じさせる。このような合計値
は、入力側６４上の入力電圧が第７図の例で１４
６に達する迄は、増幅段１４０に対する値が最も
低い。増幅段１４１に対する合計値は、入力電圧
がグラフ上の１４６と１４９間にある時最も低
く、増幅段１４２に対する合計値は、６４上の入
力電圧が１４９から最大値の間最も低い。各増幅
段１４０，１４１，１４２に対するブレーク点電
圧値は、入力電圧が零の時確立される。従つて、
増幅段１４０に対しては、ブレーク点電圧は零
で、増幅段１４１に対しては、第７図の例の１４
８で−5.25ボルトであるとし、増幅段１４２に対
するブレーク点電圧は、この例の１５１では−８
ボルトとする。 第６図において、増幅段１４０に対するブレー
ク点電圧は、プラグイン抵抗１５５，１５６及び
可変抵抗１５７からなり±10ボルト電源間に接続
された分圧回路によつて定められる。同様に、増
幅段１４１に対するブレーク点電圧はプラグイン
抵抗１５８，１５９及び可変抵抗１６０からなり
±10ボルト電源間に接続された回路によつて定め
られる。又、増幅段１４２に対するブレーク点電
圧値は、プラグイン抵抗１６１，１６２及び可変
抵抗１６３からなり＋10ボルト電源と接地間に接
続された抵抗回路網によつて定められる。プラグ
イン抵抗は粗調整に、フロントエツジポテンシヨ
メータ抵抗は微調整にそれぞれ使用される。個々
の増幅段の種々のブレーク点電圧に対する或る代
表的なプラグイン抵抗値を次表に示す。

【表】 負のブレーク点電圧に対しては１５５，１５８
と１５６，１５９とが逆になる。

【表】

【表】 各増幅段１４０，１４１及び１４２の傾斜即ち
利得は、各傾斜に対し１つのフロントエツジポテ
ンシヨメータと２つのプラグイン抵抗によつて調
節される。増幅段１４０に対しては、その利得
は、プラグイン抵抗１６５、抵抗１６６及びポテ
ンシヨメータ１６７の値によつて定められる、増
幅段１４１の利得は、プラグイン抵抗１６８、抵
抗１６９及びポテンシヨメータ１７０の値によつ
て定められる。増幅段１４２の利得は、プラグイ
ン抵抗１７１，１７２、ポテンシヨメータ１７３
及び抵抗１７４によつて決定される。次表は個々
の増幅段の種々の利得に対する抵抗１６５，１６
８および１７１と１７２の種々の値のある代表的
な例を示している。

【表】

【表】

〔考案の効果〕

以上述べた本考案の顕著なる効果は次のとおり
である。 (1) 弁開度信号は互いに独立した直線群によつて
流量補正を行なつているので、ドリフトによる
特性のずれを抑えて所望の流量対開度特性を得
ることができる。 (2) 単調に減少する傾斜、又は特性化された開度
信号を機能的に発生させるための彎曲点を必要
とする傾斜、を任意に選択できる。 (3) 各入力信号を個々に較正できる。 (4) 比例度及びリセツト制御パラメータを別個に
選択することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例に従つて蒸気ター
ビン入力弁を制御するように接続されたサーボ制
御装置のブロツクダイヤグラム、第２図は第１図
に示す装置の発振器の概略的回路図、第３図は第
１図に示す開度復調器の概略的回路図、第４図は
第３図の開度復調器に関連する信号の波形図、第
５図は第１図の入力部及び比例プラス積分制御器
をより詳細に示す概略的回路図、第６図はこの考
案の一実施例による第１図の装置の開度特性化回
路の概略的回路図、第７図は第６図の開度特性化
回路の１接続による代表的な３つの傾斜関数を示
す特性図、第８図は第７図のように特性化された
開度帰還信号が供給される装置をもつての弁アク
チユエータ開度対装置入力作用を示す特性図、第
９図は開度特性化回路の第２の接続による代表的
な３つの傾斜関数を示す特性図、第１０図は第９
図に示されたような特性をもつよう接続された開
度特性化回路をもつてのアクチユエータ開度対信
号入力を示す特性図である。 図中、１０は制御装置、１１は入力弁、１２は
弁アクチユエータ、１４は水圧装置、１５はサー
ボ弁機構、１８は直線可変差動変成器
（LVDT）、２３は発振器、３０は開度復調器、
３１，３２，３３，３８はバツフア、３７は開度
特性化回路、５８は加算接続器、６１は比例プラ
ス積分制御器である。尚、図中、同一符号は同一
又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 蒸気タービン入力弁と、 電気弁開度信号の値に応答して弁開度を定める
   ように動作できる弁アクチユエータを含む手段
   と、 弁開度に対応する特性を有する電気的帰還信号
   を発生するように動作する手段と、 弁制御信号および帰還信号の入力値に応答して
   その出力で弁開度信号を発生するように動作する
   比例プラス積分制御器と、 前記比例プラス積分制御器に電気弁制御信号を
   印加する手段と、 複数の直線傾斜から成る所定の曲線に従い、前
   記制御器への入力信号の一つを前記一つの入力信
   号の非直線関数として弁開度を変化させる関数発
   生器とを備えた蒸気タービン入力弁の開度制御装
   置において、 前記関数発生器は、 前記入力信号が所定の第１の範囲内にある時は
   前記曲線の第１の直線傾斜を得るように調整され
   る第１の可変抵抗手段を有する第１の増幅回路手
   段と、前記入力信号が所定の第２の範囲内にある
   時は前記第１の増幅回路手段を非作動にする第１
   の非作動手段とこの第１の非作動手段が動作して
   いる時は前記曲線の第２の直線傾斜を得るように
   調整される第２の可変抵抗手段とを有する第２の
   増幅回路手段と、前記入力信号が所定の第３の範
   囲内にある時は前記第１の増幅回路手段および前
   記第２の増幅回路手段を非作動にする第２の非作
   動手段とこの第２の非作動手段が動作している時
   は前記曲線の第３の直線傾斜を得るように調整さ
   れる第３の可変抵抗手段とを有する第３の増幅回
   路手段と、前記制御器の入力に前記選択された信
   号を選択的に印加する手段とを含み、選択された
   曲線の各傾斜が互いに無関係になるようにしたこ
   とを特徴とする蒸気タービン入力弁の開度制御装
   置。