JPH03237269A - 電動―油圧式ランナベーン制御装置 - Google Patents
電動―油圧式ランナベーン制御装置Info
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- JPH03237269A JPH03237269A JP2030531A JP3053190A JPH03237269A JP H03237269 A JPH03237269 A JP H03237269A JP 2030531 A JP2030531 A JP 2030531A JP 3053190 A JP3053190 A JP 3053190A JP H03237269 A JPH03237269 A JP H03237269A
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- Japan
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Control Of Water Turbines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、水力発電所における可動翼水車のランナベー
ンの開度調整装置として用いられる電動−油圧式のラン
ナベーン制御装置に関する。
ンの開度調整装置として用いられる電動−油圧式のラン
ナベーン制御装置に関する。
（従来の技術）
一般に、可動翼水車のランナベーン制御装置としては、
第３図に示すような油圧式の制御装置が使用されている
。
第３図に示すような油圧式の制御装置が使用されている
。
すなわち、第３図において符号１は水車のガイドベーン
制御機構の復元ロッド２によって回転駆動されるカムで
あって、図示しないがバナによってガイドベーンの開度
が制御され、それに対応して復元ロッド２が回動される
と、扉形歯車３およびビニオン４を介してカム１が回動
される。このようにしてカム１が回動されると、レバー
５およびリンク６を介してパイロット弁７が作動され、
そのパイロット弁７の作動によってランナベーンサーボ
モータ用の配圧弁８が作動される。しかして、上記配圧
弁８によって給排される制御油によって水車主軸に設け
られたサーボモータ（図示せず）が作動され、ランナベ
ーンの開度が制御される。一方、上記ランナベーンの開
度が制御されると、その動きがリターンローブ９等を介
してレバー５に伝えられ、パイロット弁７が中性点位置
に戻されるようにしである。
制御機構の復元ロッド２によって回転駆動されるカムで
あって、図示しないがバナによってガイドベーンの開度
が制御され、それに対応して復元ロッド２が回動される
と、扉形歯車３およびビニオン４を介してカム１が回動
される。このようにしてカム１が回動されると、レバー
５およびリンク６を介してパイロット弁７が作動され、
そのパイロット弁７の作動によってランナベーンサーボ
モータ用の配圧弁８が作動される。しかして、上記配圧
弁８によって給排される制御油によって水車主軸に設け
られたサーボモータ（図示せず）が作動され、ランナベ
ーンの開度が制御される。一方、上記ランナベーンの開
度が制御されると、その動きがリターンローブ９等を介
してレバー５に伝えられ、パイロット弁７が中性点位置
に戻されるようにしである。
すなわち、ランナベーン制御用の配圧弁８は、ガイドベ
ーン開度をカム１によりランナベーンの目標開度に変換
した操作量により作動され、リターンロープ９等を介し
て中性点位置に戻される機構となっている。
ーン開度をカム１によりランナベーンの目標開度に変換
した操作量により作動され、リターンロープ９等を介し
て中性点位置に戻される機構となっている。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、カム１の形状は、ガイドベーン開度による高
効率を得るように現地加工により形成され、その加工に
は特殊な高度の技術を要する等の問題がある。さらに、
レターンローブ９は発電機頂上より一定張力をもつよう
にしてワイヤーを張るため、制御装置の設置上の制約が
あり、またガイドベーンアクチュエータ部と機構的に連
結されているため、機構として複雑であり保守が困難で
ある等の問題がある。
効率を得るように現地加工により形成され、その加工に
は特殊な高度の技術を要する等の問題がある。さらに、
レターンローブ９は発電機頂上より一定張力をもつよう
にしてワイヤーを張るため、制御装置の設置上の制約が
あり、またガイドベーンアクチュエータ部と機構的に連
結されているため、機構として複雑であり保守が困難で
ある等の問題がある。
本発明はこのような点に鑑み、ガイドベーンとの機械的
な接続をなくすとともにカム部、レターンロープ等を省
略し、保守性および制御性の良いランナベーン制御装置
を得ることを目的とする。
な接続をなくすとともにカム部、レターンロープ等を省
略し、保守性および制御性の良いランナベーン制御装置
を得ることを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は、ガイドベーン開度をランナベーンの目標開度
に変換する関数発生回路と、その関数発生回路からの制
御信号によって回転駆動される電動機と、上記電動機の
回転運動を直線運動に変換する回転／直線運動変換装置
と、上記回転／直線運動変換装置の直線運動によって作
動され、ランナベーンサーボモータ用の配圧弁と、ラン
ナベーン開度を上記配圧弁に復元するレバー機構とを有
することを特徴とする。
に変換する関数発生回路と、その関数発生回路からの制
御信号によって回転駆動される電動機と、上記電動機の
回転運動を直線運動に変換する回転／直線運動変換装置
と、上記回転／直線運動変換装置の直線運動によって作
動され、ランナベーンサーボモータ用の配圧弁と、ラン
ナベーン開度を上記配圧弁に復元するレバー機構とを有
することを特徴とする。
（作 用）
適宜ガバナによりガイドベーン開度が制御されると、関
数発生回路によって上記ガイドベーン開度に対応するラ
ンナベーンの目標開度信号が発生され、このランナベー
ンの目標開度信号に応じて電動機が回転制御される。そ
して、その電動機の回転が回転／直線運動変換装置によ
り直線運動に変換され、この直線運動によってランナベ
ーンサーボモータ用の配圧弁が作動され、ランナベーン
サーボモータを介してランナベーンの開度が前記目標開
度に調節される。
数発生回路によって上記ガイドベーン開度に対応するラ
ンナベーンの目標開度信号が発生され、このランナベー
ンの目標開度信号に応じて電動機が回転制御される。そ
して、その電動機の回転が回転／直線運動変換装置によ
り直線運動に変換され、この直線運動によってランナベ
ーンサーボモータ用の配圧弁が作動され、ランナベーン
サーボモータを介してランナベーンの開度が前記目標開
度に調節される。
（実施例〉
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について説
明する。
明する。
第１図において符号１１はガイドベーン開度が人力され
ガイドベーン開度をランナベーン目標開度に変換する関
数発生回路であって、その関数発生回路１１から出力さ
れたランナベーン目標開度信号が、パルス変換回路１２
に入力される。そしてこのパルス変換回路１２において
ランナベーンの現開度（前の目標開度）と比較され、そ
の偏差がステッピングモータ１３の回転量に変換され、
その回転量に応じたパルス信号が出力される。
ガイドベーン開度をランナベーン目標開度に変換する関
数発生回路であって、その関数発生回路１１から出力さ
れたランナベーン目標開度信号が、パルス変換回路１２
に入力される。そしてこのパルス変換回路１２において
ランナベーンの現開度（前の目標開度）と比較され、そ
の偏差がステッピングモータ１３の回転量に変換され、
その回転量に応じたパルス信号が出力される。
このパルス変換回路１２から出力されたパルス信号はド
ライバ１４に人力され、ステッピングモータ１３に上記
回転量だけ回転させる指令を出すようにしである。
ライバ１４に人力され、ステッピングモータ１３に上記
回転量だけ回転させる指令を出すようにしである。
ところで、上記ステッピングモータ１３の回転軸にはボ
ールネジ部１３ａが設けられており、このボールネジ部
１３ａにナツト部１３ｂが螺合されている。上記ナツト
部１３ｂには、中間部にランナベーン用配圧弁１５の弁
体１５ａが連結されたレバー１６の一端が連結されてい
る。また、上記レバー１６の他端は、水車主軸（図示せ
ず）内に設けられているランナベーン作動用サーボモー
タのピストンに連結され発電機頂部から突設された給油
管を兼ねる鋼管１７に連結されている。
ールネジ部１３ａが設けられており、このボールネジ部
１３ａにナツト部１３ｂが螺合されている。上記ナツト
部１３ｂには、中間部にランナベーン用配圧弁１５の弁
体１５ａが連結されたレバー１６の一端が連結されてい
る。また、上記レバー１６の他端は、水車主軸（図示せ
ず）内に設けられているランナベーン作動用サーボモー
タのピストンに連結され発電機頂部から突設された給油
管を兼ねる鋼管１７に連結されている。
しかして、配圧弁１５の弁体１５ａが上下すると、配圧
弁１５を経た圧油が上記鋼管１７内を通ってサーボモー
タのピストン下部室に、または鋼管１７の外周部を通っ
てサーボモータのピストン上部室に供給されて、ピスト
ンが上下動され、ランナベーンの開閉制御が行われるよ
うにしである。
弁１５を経た圧油が上記鋼管１７内を通ってサーボモー
タのピストン下部室に、または鋼管１７の外周部を通っ
てサーボモータのピストン上部室に供給されて、ピスト
ンが上下動され、ランナベーンの開閉制御が行われるよ
うにしである。
そこで、例えばガイドベーンが開方向にａ％動作すると
、ガイドベーン開度とランナベーン目標開度の比がｂ
／ ａのときは、関数発生回路１１より（現開度十ｂ％
）の出力が発生する。そして、この出力はパルス変換回
路１２に人力され、そこで〔（現開度十ｂ％）−現開度
〕よりｂ％だけランナベーンを開方向に動かすようなパ
ルス信号が発生され、ドライバ１４を介してステッピン
グモータ１３が上記パルス信号に対応して作動される。
、ガイドベーン開度とランナベーン目標開度の比がｂ
／ ａのときは、関数発生回路１１より（現開度十ｂ％
）の出力が発生する。そして、この出力はパルス変換回
路１２に人力され、そこで〔（現開度十ｂ％）−現開度
〕よりｂ％だけランナベーンを開方向に動かすようなパ
ルス信号が発生され、ドライバ１４を介してステッピン
グモータ１３が上記パルス信号に対応して作動される。
しかして、上記モータの作動によりボールネジ部１３ａ
が回動し、ナツト部１３ｂが上記ｂ％に対応する量だけ
軸方向に移動し、レバー１６を介して配圧弁１５の弁体
１５ａがランナベーン開方向に作動され、その配圧弁の
作動によってサーボモータに切換供給された圧油によっ
てサーボモータが作動され、ランナベーンが所定開度に
制御される。
が回動し、ナツト部１３ｂが上記ｂ％に対応する量だけ
軸方向に移動し、レバー１６を介して配圧弁１５の弁体
１５ａがランナベーン開方向に作動され、その配圧弁の
作動によってサーボモータに切換供給された圧油によっ
てサーボモータが作動され、ランナベーンが所定開度に
制御される。
一方、上述のようにしてランナベーンが開方向に移動す
ると、それに対応して鋼管１７が細線方向に移動し、そ
の鋼管１７の移動によってレバー１６を介して配圧弁１
５の弁体１５ａが中性点位置に戻り、ランナベーンは前
記目標開度位置に維持される。
ると、それに対応して鋼管１７が細線方向に移動し、そ
の鋼管１７の移動によってレバー１６を介して配圧弁１
５の弁体１５ａが中性点位置に戻り、ランナベーンは前
記目標開度位置に維持される。
第２図は本発明の他の実施例を示す図であり、ボールネ
ジ部１３ａの一側にはナツト部１３ｂの位置を検出する
位置検出器１８が設けられており、その位置信号が比較
器１９に入力されるよう・にしである。この比較器１９
には関数発生回路１１からの信号も人力されており、そ
の偏差信号が判別回路２０に人力され、そこで上記偏差
信号により開閉信号判別を行い、ドライバー１４を経て
ステッピングモータ１３に速度設定、正逆転指令信号が
出力され、その出力信号に応じてステッピングモータ１
３が回転駆動される。その他の点は第１図のものと同じ
である。
ジ部１３ａの一側にはナツト部１３ｂの位置を検出する
位置検出器１８が設けられており、その位置信号が比較
器１９に入力されるよう・にしである。この比較器１９
には関数発生回路１１からの信号も人力されており、そ
の偏差信号が判別回路２０に人力され、そこで上記偏差
信号により開閉信号判別を行い、ドライバー１４を経て
ステッピングモータ１３に速度設定、正逆転指令信号が
出力され、その出力信号に応じてステッピングモータ１
３が回転駆動される。その他の点は第１図のものと同じ
である。
しかして、前述のようにガバナ機構によりガイドベーン
が例えば開方向に作動されると、関数発生回路１１から
出力されてランナベーンの目標開度信号が比較器１つ、
判別回路２０、およびドライバ１４を介してステッピン
グモータ１３に加えられ、そのステッピングモータ１３
が所定量回動し、第１実施例と同様にしてランナベーン
の開動作が行われる。
が例えば開方向に作動されると、関数発生回路１１から
出力されてランナベーンの目標開度信号が比較器１つ、
判別回路２０、およびドライバ１４を介してステッピン
グモータ１３に加えられ、そのステッピングモータ１３
が所定量回動し、第１実施例と同様にしてランナベーン
の開動作が行われる。
一方、上記ステッピングモータ１３の回動によるナツト
部１３ｂの移動は位置検出器１８によって検出され、そ
の位置信号が比較器１９にフィードバックされ、その位
置が目標開度信号と対応する位置になると、ステッピン
グモータ１３の回動が停止される。
部１３ｂの移動は位置検出器１８によって検出され、そ
の位置信号が比較器１９にフィードバックされ、その位
置が目標開度信号と対応する位置になると、ステッピン
グモータ１３の回動が停止される。
このようにして、第１実施例においては、ランナベーン
目標開度からみて、ステッピングモータ、配圧弁および
ランナベーン等はオープンループで制御され、第２実施
例においては、ステッピングモータはランナベーン目標
開度に対する閉ループ、ランナベーンはステッピングモ
ータによるボールネジ位置に対する閉ループとなり、ラ
ンナベーンはランナベーン目標開度からみるとオープン
ループとなる。
目標開度からみて、ステッピングモータ、配圧弁および
ランナベーン等はオープンループで制御され、第２実施
例においては、ステッピングモータはランナベーン目標
開度に対する閉ループ、ランナベーンはステッピングモ
ータによるボールネジ位置に対する閉ループとなり、ラ
ンナベーンはランナベーン目標開度からみるとオープン
ループとなる。
なお、上記実施例においては電動機としてステッピング
モータを使用したもので示したが、ＡＣブラシレスモー
タ、ＤＣモータ等も使用でき、またランナベーン目標開
度用関数発生回路に、落差のパラメータを入れることに
より突落差の発電所にも適用できる。
モータを使用したもので示したが、ＡＣブラシレスモー
タ、ＤＣモータ等も使用でき、またランナベーン目標開
度用関数発生回路に、落差のパラメータを入れることに
より突落差の発電所にも適用できる。
本発明は上述のように構成したので、従来のようなカム
機構やレタフンローブ等を設ける必要がなく機構部がシ
ンプルになり安価なものとすることができ、ガバナアク
チュエータとの機構的なつながりもなくなり、設置場所
に自由度が増し保守性も向上する。さらに、ガイドベー
ン開度とランナベーン開度間の関係曲線も効率試験によ
りソフト処理できるため設定変更を容易にでき、また配
圧弁操作力はモータに設定のみで調整でき、高油圧化を
容易に行うことができるので、使用油量を少なくでき、
装置を小形化できる等の効果を奏する。
機構やレタフンローブ等を設ける必要がなく機構部がシ
ンプルになり安価なものとすることができ、ガバナアク
チュエータとの機構的なつながりもなくなり、設置場所
に自由度が増し保守性も向上する。さらに、ガイドベー
ン開度とランナベーン開度間の関係曲線も効率試験によ
りソフト処理できるため設定変更を容易にでき、また配
圧弁操作力はモータに設定のみで調整でき、高油圧化を
容易に行うことができるので、使用油量を少なくでき、
装置を小形化できる等の効果を奏する。
第１図および第２図はそれぞれ本発明の実施例を示す系
統図、第３図は従来のランナベーン制御装置の概略構成
の説明図である。 １１・・・関数発生回路、１２・・・パルス変換回路、
１３・・・ステッピングモータ、１４・・・ドライバ、
１５・・・配圧弁、１６・・・レバー、１７・・・鋼管
、１８・・・位置検出器、１９・・・比較器、２０・・
・判別回路。
統図、第３図は従来のランナベーン制御装置の概略構成
の説明図である。 １１・・・関数発生回路、１２・・・パルス変換回路、
１３・・・ステッピングモータ、１４・・・ドライバ、
１５・・・配圧弁、１６・・・レバー、１７・・・鋼管
、１８・・・位置検出器、１９・・・比較器、２０・・
・判別回路。
Claims (1)
- ガイドベーン開度をランナベーンの目標開度信号に変換
する関数発生回路と、その関数発生回路からの制御信号
によって回転駆動される電動機と、上記電動機の回転運
動を直線運動に変換する回転／直線運動変換装置と、上
記回転／直線運動変換装置の直線運動によって作動され
るランナベーンサーボモータ用の配圧弁と、ランナベー
ン開度を上記配圧弁に復元するレバー機構とを有するこ
とを特徴とする、電動−油圧式ランナベーン制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030531A JPH03237269A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 電動―油圧式ランナベーン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030531A JPH03237269A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 電動―油圧式ランナベーン制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237269A true JPH03237269A (ja) | 1991-10-23 |
Family
ID=12306384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2030531A Pending JPH03237269A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 電動―油圧式ランナベーン制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03237269A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6473173A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-17 | Toshiba Corp | High efficiency operating device for variable vane water wheel |
| JPH045169U (ja) * | 1990-05-01 | 1992-01-17 |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2030531A patent/JPH03237269A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6473173A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-17 | Toshiba Corp | High efficiency operating device for variable vane water wheel |
| JPH045169U (ja) * | 1990-05-01 | 1992-01-17 |
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