JPH0723971U - Electric servo motor - Google Patents

Electric servo motor

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JPH0723971U
JPH0723971U JP050585U JP5058593U JPH0723971U JP H0723971 U JPH0723971 U JP H0723971U JP 050585 U JP050585 U JP 050585U JP 5058593 U JP5058593 U JP 5058593U JP H0723971 U JPH0723971 U JP H0723971U
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JP
Japan
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drive shaft
generator
powder brake
driven
electric
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JP050585U
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Japanese (ja)
Inventor
広 柴崎
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Meidensha Corp
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Meidensha Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

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  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水力発電設備の水車ガイドベーンを操作する
電動サーボモータを提供する。 【構成】 駆動軸の回転によって往復動し、被駆動部に
繋がる出力部を具えた電動サーボモータ10において、
被駆動部からの入力でボールナット14を介してボール
軸13が従動回転した際に発電を行う交流発電機15を
駆動軸に連結し、交流発電機15の発電によって駆動軸
の回転を制止する状態に動作するパウダーブレーキ17
を駆動軸に設け、且つ駆動軸の駆動力が喪失したときに
交流発電機15とパウダーブレーキ17とを連結するス
イッチ21を交流発電機15とパウダーブレーキ17と
の間に介装した。
(57) [Summary] [Purpose] To provide an electric servo motor for operating a water turbine guide vane of a hydroelectric power generation facility. In an electric servomotor 10 having an output part that reciprocates by rotation of a drive shaft and is connected to a driven part,
An AC generator 15 that generates power when the ball shaft 13 is driven to rotate via a ball nut 14 by an input from a driven part is connected to the drive shaft, and the rotation of the drive shaft is stopped by the power generation of the AC generator 15. Powder brake 17 that operates in the state
Is provided on the drive shaft, and a switch 21 that connects the AC generator 15 and the powder brake 17 when the driving force of the drive shaft is lost is interposed between the AC generator 15 and the powder brake 17.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、例えば水力発電設備の水車ガイドベーンを操作する電動サーボモー タに関する。 The present invention relates to an electric servomotor for operating, for example, a water turbine guide vane of a hydroelectric power generation facility.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

従来の水力発電設備の水車ガイドベーン操作用電動サーボモータの一例を図4 を参照して説明する。図4には電動サーボモータを用いた水車の制御構造の概略 を示している。同図中、符号01は電動サーボモータ,02はゲートシャフト, 03はダッシュポット,04は速度調整弁装置,05は連結ロッド,06は水車 ,07はガイドベーンを各々図示する。 An example of a conventional electric servomotor for operating a hydraulic turbine guide vane of a hydraulic power generation facility will be described with reference to FIG. Fig. 4 shows the outline of the control structure of a water turbine using an electric servomotor. In the figure, reference numeral 01 is an electric servo motor, 02 is a gate shaft, 03 is a dashpot, 04 is a speed adjusting valve device, 05 is a connecting rod, 06 is a water turbine, and 07 is a guide vane.

【0003】 電動サーボモータ01を利用した発電所においては、制御電源が喪失した場合 、水車06内のガイドベーン07が水力不平衡力により閉方向に水の力が作用し 、この結果、ロッド05及びゲートシャフト02を介して電動サーボモータ01 に伝達され、該電動サーボモータ01は閉方向に動くことになる。 この場合閉鎖速度が加速される結果、図3に示すように、電力制御で急閉鎖し た場合(図中、破線Aで示す。)に比べ、速くなる(図中、一点鎖線Bで示す。 )。この結果、電動サーボモータ01の全閉位置では、大きな衝撃力が発生する と共に、この閉鎖速度が速いため水圧鉄管上昇が起る。In a power plant using the electric servomotor 01, when the control power supply is lost, the guide vanes 07 in the water turbine 06 are acted on by the water imbalance force in the closing direction. As a result, the rod 05 is closed. And transmitted to the electric servomotor 01 through the gate shaft 02, and the electric servomotor 01 moves in the closing direction. In this case, as a result of the closing speed being accelerated, as shown in FIG. 3, the closing speed becomes faster (indicated by a chain line B in the figure) than in the case where the power control closes rapidly (indicated by a broken line A in the figure). ). As a result, at the fully closed position of the electric servomotor 01, a large impact force is generated, and since the closing speed is high, the hydraulic iron pipe rises.

【0004】 よって、従来においては、このことを制御する方法として、図4に示すように 油を利用したダッシュポット03を設け、速度調整弁装置04を介して油の動作 通路を絞ることで、加速する速度を押え、ストッパ衝突や水圧鉄管上昇を防止す るようにしている。Therefore, conventionally, as a method of controlling this, as shown in FIG. 4, a dash pot 03 using oil is provided, and the operation passage of oil is throttled through the speed adjusting valve device 04. The speed of acceleration is suppressed to prevent stopper collision and penstock rising.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、図4に示すような従来の電動サーボモータは、以下のような問 題がある。 現在の発電所ではオイルレス化としており、できるだけ油の利用は避けたい。 ダッシュポットを設けた場合、基礎工事が必要となり工事費が高価となる。 ダッシュポットの油漏れ、劣化、油量の点検が必要であり、万一油が漏れ水路 に流れた場合は、公害問題になる。 ダッシュポット内にはピストンなどの摺動するものがあり、使用により摩耗し たとき閉鎖速度が変化する。 However, the conventional electric servomotor as shown in FIG. 4 has the following problems. Current power plants are oilless, and we want to avoid using oil as much as possible. If a dash pot is provided, foundation work will be required and the construction cost will be high. It is necessary to inspect the dashpot for oil leaks, deterioration, and the amount of oil, and if oil should leak into the leak channel, it will cause pollution problems. There is a sliding object such as a piston in the dashpot, and the closing speed changes when it is worn due to use.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

前記課題を解決する本考案に係る電動サーボモータの構成は、駆動軸の回転に よって往復動し、被駆動部に繋がる出力部を具えた電動サーボモータにおいて、 被駆動部からの入力で出力部を介して駆動軸が従動回転した際に発電を行う交流 発電機を駆動軸に連結し、交流発電機の発電によって駆動軸の回転を制止する状 態に動作するパウダーブレーキを駆動軸に設け、且つ駆動軸の駆動力が喪失した ときに交流発電機とパウダーブレーキとを連結するスイッチを交流発電機とパウ ダーブレーキとの間に介装したことを特徴とする。 The configuration of the electric servomotor according to the present invention which solves the above-mentioned problems is an electric servomotor having an output section which is reciprocated by the rotation of a drive shaft and connected to a driven section. An AC generator that generates electric power when the drive shaft is driven to rotate is connected to the drive shaft via the, and a powder brake that operates to stop the rotation of the drive shaft by the power generation of the AC generator is provided on the drive shaft. In addition, a switch connecting the AC generator and the powder brake when the driving force of the drive shaft is lost is interposed between the AC generator and the powder brake.

【0007】[0007]

【作用】[Action]

駆動軸を駆動する制御電源が喪失したときには、被駆動部からの入力で出力部 を介して駆動軸が従動回転し、交流発電機を回転させる。この交流発電機より得 られた交流電源を直流電源に替え、所定の電力をパウダーブレーキに供給するこ とで、サーボモータの出力軸の回転速度を抑制させ、電源喪失時のサーボモータ 閉鎖状態時の過大な衝撃力、鉄管水圧上昇を防止する。 When the control power source that drives the drive shaft is lost, the drive shaft is driven by the input from the driven part via the output part to rotate the AC generator. By changing the AC power source obtained from this AC generator to a DC power source and supplying a predetermined amount of power to the powder brake, the rotation speed of the output shaft of the servo motor is suppressed and the servo motor is closed when the power is lost. Prevents excessive impact force and iron pipe water pressure rise.

【0008】[0008]

【実施例】【Example】

以下、本考案に係る電動サーボモータの好適な一実施例を説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the electric servomotor according to the present invention will be described.

【0009】 図1は本実施例に係る電動サーボモータの概略図である。同図に示すように、 電動サーボモータ10は、三相誘導電動機11と、ギヤ12a〜12dを介して 回転されるボールネジ軸13と、このボールネジ軸13の回転より軸方向に移動 自在で図示しないガイドベーンの開閉動作を行うボールナット14と、上記ボー ルネジ軸13の端部に連結された交流発電機15と、この交流発電機15からの 交流電気を直流電気に切替える交換器16と、上記三相誘導電動機11の駆動軸 11aに連結されその回転速度を制止するパウダーブレーキ17とを具備するも のである。尚、図中、18は制御電源、19は電動サーボ制御装置、20は故障 検出器、21は交流発電機15とパウダーブレーキ17とを連結する切替スイッ チ及び22は位置検出器を各々図示する。FIG. 1 is a schematic diagram of an electric servomotor according to this embodiment. As shown in the figure, the electric servomotor 10 includes a three-phase induction motor 11, a ball screw shaft 13 that is rotated through gears 12a to 12d, and the ball screw shaft 13 is rotatable in the axial direction and is not shown. A ball nut 14 for opening and closing the guide vanes, an AC generator 15 connected to the end of the ball screw shaft 13, an exchanger 16 for switching AC electricity from the AC generator 15 to DC electricity, and It is also provided with a powder brake 17 which is connected to the drive shaft 11a of the three-phase induction motor 11 and stops the rotation speed thereof. In the figure, 18 is a control power supply, 19 is an electric servo control device, 20 is a failure detector, 21 is a switching switch for connecting the AC generator 15 and the powder brake 17, and 22 is a position detector. .

【0010】 ここで、上記パウダーブレーキ17は変換器16からの直流電力により励磁さ れると強力な磁束により内部に配したパウダにより駆動軸11aの回転を抑制及 び制止するものであり、その構造を図2に示す。図2に示すように、パウダーブ レーキ本体31内には励磁コイル32が配されていると共に、ドライブメンバ3 3の外周に設けた空間部34内には励磁状態時に磁化され得るパウダ35が入れ られている。このパウダ35は無励磁状態でドライブメンバ33を回転させても 空転するだけであるが、励磁すると該パウダ35は磁化され、この磁気的な連結 力とパウダ35と動作面の摩擦力で両者は連結され、ドライブメンバ33と連結 しているサーボモータの駆動軸11aの回転の抑制及び制止を行うようにしてい る。When the powder brake 17 is excited by the DC power from the converter 16, a strong magnetic flux suppresses and stops the rotation of the drive shaft 11a by a powder disposed inside the powder brake 17. Is shown in FIG. As shown in FIG. 2, an exciting coil 32 is arranged in the powder break body 31, and a powder 35 that can be magnetized in an excited state is placed in a space 34 provided on the outer periphery of the drive member 33. ing. The powder 35 only idles when the drive member 33 is rotated in a non-excited state, but when it is excited, the powder 35 is magnetized, and the magnetic coupling force and the frictional force between the powder 35 and the operating surface cause the two to rotate. The rotation of the drive shaft 11a of the servo motor which is connected to the drive member 33 is suppressed and stopped.

【0011】 すなわち、変換器16の電流を増減調整することにより、三相誘導電動機11 の駆動軸11aのブレーキの役割とスリップ動作を行っている。That is, by increasing / decreasing the current of the converter 16, the role of the brake of the drive shaft 11a of the three-phase induction motor 11 and the slip operation are performed.

【0012】 上記構成において、通常運転時における電動サーボモータ10は、電動サーボ 制御装置19により、三相誘導電動機11を制御し、ボールネジ軸13を所定量 回転させ、位置検出器22で検出しつつボールナット14を所定位置に軸方向へ 往復移動させることにより、被駆動部としての図示しないガイドベーンの開閉を 行っている。In the above configuration, the electric servomotor 10 in the normal operation controls the three-phase induction motor 11 by the electric servo control device 19, rotates the ball screw shaft 13 by a predetermined amount, and detects the position detector 22. By reciprocally moving the ball nut 14 to a predetermined position in the axial direction, a guide vane (not shown) as a driven portion is opened and closed.

【0013】 次に、制御電源18が喪失した際には、故障検出器20により電動サーボモー タ制御装置19の異常を検知すると共に、切替スイッチ21を切替え、通常時変 換器16と制御装置19との接続状態から、異常時の交流発電機15と交換器1 6との接続状態へと切り替えている。Next, when the control power supply 18 is lost, the failure detector 20 detects an abnormality of the electric servomotor control device 19, and the changeover switch 21 is switched to change the normal time converter 16 and the control device 19. The connection state of the AC generator 15 and the exchanger 16 is switched from the connection state of the AC generator 15 to the exchange unit 16 at the time of abnormality.

【0014】 この電動サーボ制御装置16の電源18が喪失したときには、ガイドベーンの 水力不平衝により閉方向に力が作用し、ボールナット14が軸方向(図中左方向 に移動)に移動し、この従動によりボールネジ軸13が従動回転し、ギヤ12a 〜12d及び交流発電機15が駆動する。When the power source 18 of the electric servo controller 16 is lost, a force acts in the closing direction due to the hydraulic imbalance of the guide vanes, and the ball nut 14 moves in the axial direction (moves leftward in the figure), Due to this, the ball screw shaft 13 is driven to rotate, and the gears 12a to 12d and the AC generator 15 are driven.

【0015】 切替スイッチ21は、故障検出器20によって切替わり、上記交流発電機15 で発生した電力をAC/DC電源装置である変換器16へ送ることとなる。この 変換器16は交流発電機15の交流電源を直流電源に替え、必要な電力をパウダ ーブレーキ17に供給している。この結果、上述したようにパウダーブレーキ1 7の作動により出力軸11aの回転を抑制し、その回転速度を抑制する。The changeover switch 21 is changed over by the failure detector 20 and sends the electric power generated by the AC generator 15 to the converter 16 which is an AC / DC power supply device. The converter 16 replaces the AC power supply of the AC generator 15 with a DC power supply and supplies necessary power to the powder brake 17. As a result, the rotation of the output shaft 11a is suppressed by the operation of the powder brake 17 as described above, and the rotation speed thereof is suppressed.

【0016】 よって、サーボモータの動作は電源喪失による全閉状態での過大な衝撃力や鉄 管水圧の上昇が防止される。Therefore, in the operation of the servo motor, an excessive impact force and an increase in iron pipe water pressure in the fully closed state due to power loss are prevented.

【0017】 尚、本実施例では駆動軸をボールネジ軸13とし、このボールネジ軸13に螺 合するボールナット14を出力部として被駆動部である図示しないガイドベーン の開閉動作を行うモータについて説明したが、本考案はこれに限定されず、ボー ルナット14が駆動回転し、ボールネジ軸13が従動回転されて軸方向に往復動 自在とし、ガイドベーンの開閉を行うモータに適用し、電源喪失時におけるボー ルナット14の回転を制止するようにしてもよい。In this embodiment, the drive shaft is the ball screw shaft 13, and the ball nut 14 screwed to the ball screw shaft 13 is used as the output part to open and close the guide vane (not shown) that is the driven part. However, the present invention is not limited to this, and is applied to a motor that opens and closes the guide vanes when the ball nut 14 is driven to rotate and the ball screw shaft 13 is driven to rotate to reciprocate in the axial direction. The rotation of the ball nut 14 may be stopped.

【0018】 また、本実施例では複数の出力軸からなるモータについて説明したが駆動軸を 一本化しこの一本の駆動軸に交流発電機及びパウダーブレーキを配設し、さらに コンパクト化を図るようにしてもよい。Further, in the present embodiment, the motor having a plurality of output shafts has been described, but a single drive shaft is provided, and an alternating current generator and a powder brake are arranged on the single drive shaft to further reduce the size. You may

【0019】 また、パウダーブレーキを動作する電源の供給は、上述した交流発電機(AG )以外に、例えばバッテリー、外部の電源(例えば発電機に搭載したAGを含む )等の他の手段を用いるようにしてもよい。In addition to the AC generator (AG) described above, other means such as a battery or an external power source (including AG mounted on the generator) is used to supply power to operate the powder brake. You may do it.

【0020】[0020]

【考案の効果】[Effect of device]

以上、実施例と共に説明したように、本考案の電動サーボモータは以下の効果 を奏する。 電動サーボモータに駆動軸制止手段としての交流発電機及びパウダーブレーキ を取付けることで、従来の外部に制止手段を設けた装置に比べコンパクト化を図 ることができる。 従来のダッシュポットが不要となり、基礎工事及びその保守点検作業が省かれ 、簡素化を図ることができる。 電源喪失時の電動サーボモータの閉鎖時間の調整は、電力消費の割合を調整す ることで容易に行うことができる。 As described above with reference to the embodiments, the electric servomotor of the present invention has the following effects. By mounting the AC generator and the powder brake as the drive shaft restraining means on the electric servomotor, it is possible to make the device compact compared to the conventional device having the restraining means provided outside. The conventional dashpot is no longer required, and the foundation work and its maintenance and inspection work can be omitted, and simplification can be achieved. The closing time of the electric servomotor at the time of power loss can be easily adjusted by adjusting the ratio of power consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例に係る電動サーボモータの概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram of an electric servomotor according to an embodiment.

【図2】パウダーブレーキの概略図である。FIG. 2 is a schematic view of a powder brake.

【図3】電源喪失時のサーボモータのサーボストローク
と閉鎖時間との関係を表すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a servo stroke of a servo motor and a closing time when power is lost.

【図4】従来の電動サーボモータの概略図である。FIG. 4 is a schematic view of a conventional electric servomotor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電動サーボモータ 11 三相誘導電動機 13 ボールネジ軸 14 ボールナット 15 交流発電機 16 交換器 17 パウダーブレーキ 18 制御電源 19 電動サーボ制御装置 20 故障検出器 21 切替スイッチ 10 Electric Servo Motor 11 Three-Phase Induction Motor 13 Ball Screw Shaft 14 Ball Nut 15 AC Generator 16 Exchanger 17 Powder Brake 18 Control Power Supply 19 Electric Servo Controller 20 Failure Detector 21 Changeover Switch

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 駆動軸の回転によって往復動し、被駆動
部に繋がる出力部を具えた電動サーボモータにおいて、
被駆動部からの入力で出力部を介して駆動軸が従動回転
した際に発電を行う交流発電機を駆動軸に連結し、交流
発電機の発電によって駆動軸の回転を制止する状態に動
作するパウダーブレーキを駆動軸に設け、且つ駆動軸の
駆動力が喪失したときに交流発電機とパウダーブレーキ
とを連結するスイッチを交流発電機とパウダーブレーキ
との間に介装したことを特徴とする電動サーボモータ。
1. An electric servomotor having an output part that reciprocates by rotation of a drive shaft and is connected to a driven part,
An AC generator, which generates power when the drive shaft is driven to rotate via the output unit by input from the driven unit, is connected to the drive shaft, and the AC generator operates to stop rotation of the drive shaft. An electric motor characterized in that a powder brake is provided on the drive shaft, and a switch connecting the AC generator and the powder brake is interposed between the AC generator and the powder brake when the drive force of the drive shaft is lost. Servomotor.
JP050585U 1993-09-17 1993-09-17 Electric servo motor Pending JPH0723971U (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011241067A (en) * 2010-05-20 2011-12-01 Hokusho Co Ltd Lowering conveyance device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011241067A (en) * 2010-05-20 2011-12-01 Hokusho Co Ltd Lowering conveyance device

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Effective date: 19990126