JPH08114172A - 電動サーボモータ式調速機の制御装置 - Google Patents
電動サーボモータ式調速機の制御装置Info
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- JPH08114172A JPH08114172A JP6253444A JP25344494A JPH08114172A JP H08114172 A JPH08114172 A JP H08114172A JP 6253444 A JP6253444 A JP 6253444A JP 25344494 A JP25344494 A JP 25344494A JP H08114172 A JPH08114172 A JP H08114172A
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
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- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
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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】
【目的】 一対の電動サーボモータの操作力を精度よく
平衡させる。 【構成】 速度制御指令Ｖと検出位置信号ＰA, ＰBの差
に応じた開度制御指令Ｋが開度制御装置１５から出力さ
れ、電動サーボモータ４，５は開度制御指令Ｋに応じた
操作力を発生する。この操作力によりガイドリング１が
回転し水車の水口開度が調整される。電動サーボモータ
４，６の操作力はロードセル５０，５１により個別に検
出され、検出力を示す力検出信号ＦA, ＦBが出力され
る。このＦA, ＦBの偏差ΔＦが加算器５５，５６にて開
度制御指令Ｋに加えられる。そしてＦ A＞ＦBのときには
ΔＦが負値となり、ＦA＜ＦBのときにはΔＦが正値とな
り、電動サーボモータ４，５の操作力が平衡するよう調
整がされる。
平衡させる。 【構成】 速度制御指令Ｖと検出位置信号ＰA, ＰBの差
に応じた開度制御指令Ｋが開度制御装置１５から出力さ
れ、電動サーボモータ４，５は開度制御指令Ｋに応じた
操作力を発生する。この操作力によりガイドリング１が
回転し水車の水口開度が調整される。電動サーボモータ
４，６の操作力はロードセル５０，５１により個別に検
出され、検出力を示す力検出信号ＦA, ＦBが出力され
る。このＦA, ＦBの偏差ΔＦが加算器５５，５６にて開
度制御指令Ｋに加えられる。そしてＦ A＞ＦBのときには
ΔＦが負値となり、ＦA＜ＦBのときにはΔＦが正値とな
り、電動サーボモータ４，５の操作力が平衡するよう調
整がされる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電動サーボモータ式調速
機の制御装置に関し、一対の電動サーボモータが発生す
る操作力が平衡するよう工夫したものである。
機の制御装置に関し、一対の電動サーボモータが発生す
る操作力が平衡するよう工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、調速機の駆動源が油圧方式から電
動機を用いた電動サーボモータ式に代わりつつある。こ
の電動サーボモータはブラシなし直流電動機と、この電
動機の出力が供給される減速機と、この減速機の出力が
供給される回転−直線運動変換部とから構成されてい
て、直線運動に変換された運動体に水車の水口開度調整
用のガイドリングが接続されている。
動機を用いた電動サーボモータ式に代わりつつある。こ
の電動サーボモータはブラシなし直流電動機と、この電
動機の出力が供給される減速機と、この減速機の出力が
供給される回転−直線運動変換部とから構成されてい
て、直線運動に変換された運動体に水車の水口開度調整
用のガイドリングが接続されている。
【０００３】上記電動サーボモータは油圧式に比較して
保守点検が容易であるため、近年次第に多用されるよう
になってきた。これに伴ってサーボモータに使用される
ブラシなし直流電動機（以下ＢＬＭと称す）の単機容量
も増加するようになってきた。しかし、前記ＢＬＭには
製作限界がある。
保守点検が容易であるため、近年次第に多用されるよう
になってきた。これに伴ってサーボモータに使用される
ブラシなし直流電動機（以下ＢＬＭと称す）の単機容量
も増加するようになってきた。しかし、前記ＢＬＭには
製作限界がある。
【０００４】ＢＬＭを大容量にすると、ＢＬＭにモータ
電流を供給するインバータ装置に使用されているパワー
トランジスタの容量も増加しなければならないという問
題が生じる。また、パワートランジスタの容量を増加さ
せるために、パワートランジスタを並列接続することも
考えられるけれども、このような手段にすると制御がむ
ずかしくなるとともに不経済となる。さらに、ＢＬＭ自
身を大型とすると、はずみ車効果ＧＤ2が増加し、負荷
しゃ断時の不動時間が大きくなって水車発電機の回転数
ΔＮを増加させてしまう問題も生じるとともにＢＬＭの
慣性のため等価閉鎖速度に達するまでに時間がかかりす
ぎる問題もある。
電流を供給するインバータ装置に使用されているパワー
トランジスタの容量も増加しなければならないという問
題が生じる。また、パワートランジスタの容量を増加さ
せるために、パワートランジスタを並列接続することも
考えられるけれども、このような手段にすると制御がむ
ずかしくなるとともに不経済となる。さらに、ＢＬＭ自
身を大型とすると、はずみ車効果ＧＤ2が増加し、負荷
しゃ断時の不動時間が大きくなって水車発電機の回転数
ΔＮを増加させてしまう問題も生じるとともにＢＬＭの
慣性のため等価閉鎖速度に達するまでに時間がかかりす
ぎる問題もある。
【０００５】そこで本願出願人は、上記問題を解決し
て、電動サーボモータの容量が小さくてもガイドリング
の調整が容易にできる電動モータ式調速機の制御装置を
先に出願した（実願昭６２−１４２６９０号及び実願昭
６２−１４２６９１号）。
て、電動サーボモータの容量が小さくてもガイドリング
の調整が容易にできる電動モータ式調速機の制御装置を
先に出願した（実願昭６２−１４２６９０号及び実願昭
６２−１４２６９１号）。
【０００６】ここで図３を参照して先に出願した実願昭
６２−１４２６９０号の実施例を説明する。
６２−１４２６９０号の実施例を説明する。
【０００７】図３において、１は水車の水口開度を調整
するガイドリングで、このガイドリング１の外周部には
互に１８０度離れた位置にサーボモータ取付体２，３を
突設させる。サーボモータ取付体２，３には電動サーボ
モータ４，５を構成する回転−直線運動変換部６，７が
連結される。８，９はＢＬＭで、ＢＬＭ８，９の駆動力
は図示しない減速機を介して回転−直線変換部６，７に
伝達される。回転−直線変換部６，７の位置は位置検出
器６ａ，７ａにより検出される。
するガイドリングで、このガイドリング１の外周部には
互に１８０度離れた位置にサーボモータ取付体２，３を
突設させる。サーボモータ取付体２，３には電動サーボ
モータ４，５を構成する回転−直線運動変換部６，７が
連結される。８，９はＢＬＭで、ＢＬＭ８，９の駆動力
は図示しない減速機を介して回転−直線変換部６，７に
伝達される。回転−直線変換部６，７の位置は位置検出
器６ａ，７ａにより検出される。
【０００８】ＢＬＭ８，９にはインバータ装置１０，１
１からモータ電流が供給される。１２，１３は電流制御
装置である。インバータ装置１０，１１と電流制御装置
１２，１３はサーボモータ制御部となる。１４はＰＩＤ
速度制御装置で、この制御装置１４には設定速度と水車
発電機の速度（水車速度）とが入力され、その速度差か
らＰＩＤ演算を行う。ＰＩＤ速度制御装置１４の出力で
あるＰＩＤ速度制御指令は開度制御装置１５に供給され
る。開度制御装置１５には電動サーボモータ４の回転−
直線変換部６，７に設けられた位置検出器６ａ，７ａの
検出位置信号が入力される。開度制御装置１５の開度制
御指令は電流指令として電流制御装置１２，１３に供給
される。１６，１７は変流器である。
１からモータ電流が供給される。１２，１３は電流制御
装置である。インバータ装置１０，１１と電流制御装置
１２，１３はサーボモータ制御部となる。１４はＰＩＤ
速度制御装置で、この制御装置１４には設定速度と水車
発電機の速度（水車速度）とが入力され、その速度差か
らＰＩＤ演算を行う。ＰＩＤ速度制御装置１４の出力で
あるＰＩＤ速度制御指令は開度制御装置１５に供給され
る。開度制御装置１５には電動サーボモータ４の回転−
直線変換部６，７に設けられた位置検出器６ａ，７ａの
検出位置信号が入力される。開度制御装置１５の開度制
御指令は電流指令として電流制御装置１２，１３に供給
される。１６，１７は変流器である。
【０００９】水車発電機の速度が設定速度と異なってく
ると、ＰＩＤ速度制御装置１４からＰＩＤ速度制御指令
が送出される。この速度制御指令は開度制御装置１５に
入力れる。この開度制御装置１５には、電動サーボモー
タ４，５の回転−直線運動変換部６，７の移動位置を検
出する位置検出器６ａ，７ａの検出位置信号も入力さ
れ、ＰＩＤ速度制御指令と検出位置信号の差に対応した
電流指令である開度制御指令が開度制御装置１５から送
出される。この開度制御指令により、電流制御装置１
２，１３からインバータ装置１０，１１の制御出力が送
出される。インバータ装置１０，１１はその制御出力に
よりゲートが制御されてＢＬＭ８，９にモータ電流を供
給し、回転−直線運動変換部６，７を駆動して、水車発
電機が設定速度となるようにガイドリング１の水口開度
を変える。
ると、ＰＩＤ速度制御装置１４からＰＩＤ速度制御指令
が送出される。この速度制御指令は開度制御装置１５に
入力れる。この開度制御装置１５には、電動サーボモー
タ４，５の回転−直線運動変換部６，７の移動位置を検
出する位置検出器６ａ，７ａの検出位置信号も入力さ
れ、ＰＩＤ速度制御指令と検出位置信号の差に対応した
電流指令である開度制御指令が開度制御装置１５から送
出される。この開度制御指令により、電流制御装置１
２，１３からインバータ装置１０，１１の制御出力が送
出される。インバータ装置１０，１１はその制御出力に
よりゲートが制御されてＢＬＭ８，９にモータ電流を供
給し、回転−直線運動変換部６，７を駆動して、水車発
電機が設定速度となるようにガイドリング１の水口開度
を変える。
【００１０】なお、回転−直線運動変換部６と回転−直
線運動変換部７は運動方向が逆となるように構成する。
すなわち、変換部６が押す方向のとき、変換部７は引く
方向となるようにする。
線運動変換部７は運動方向が逆となるように構成する。
すなわち、変換部６が押す方向のとき、変換部７は引く
方向となるようにする。
【００１１】上記のようにしてガイドリング１を２台の
電動サーボモータ４，５で駆動すると、ガイドリング１
の駆動力は電動サーボモータが１台の場合に比較してそ
の容量が小さくても確実に制御できる。また、サーボモ
ータ４，５が小さいため、ＢＬＭ８，９の容量も当然小
さくなる。このため、はずみ車効果ＧＤ2も小さくなる
ので、負荷しゃ断の不動時間が小さく水車発電機の回転
数には影響を与えなくなる。さらに、ＢＬＭ８，９が小
型であるから等価閉鎖速度に達するまでの時間も短くて
すむ。更に、ガイドリング１を片側だけで制御する場合
にして操作力損失の低減を図ることができる。
電動サーボモータ４，５で駆動すると、ガイドリング１
の駆動力は電動サーボモータが１台の場合に比較してそ
の容量が小さくても確実に制御できる。また、サーボモ
ータ４，５が小さいため、ＢＬＭ８，９の容量も当然小
さくなる。このため、はずみ車効果ＧＤ2も小さくなる
ので、負荷しゃ断の不動時間が小さく水車発電機の回転
数には影響を与えなくなる。さらに、ＢＬＭ８，９が小
型であるから等価閉鎖速度に達するまでの時間も短くて
すむ。更に、ガイドリング１を片側だけで制御する場合
にして操作力損失の低減を図ることができる。
【００１２】次に図４及び図５を参照して、先に出願し
た実願昭６２−１４２６９１号の実施例を説明する。な
お図３に示す実願昭６２−１４２６９０号の実施例と同
一機能をはたす部分には同一符号を付し重複する説明は
省略する。
た実願昭６２−１４２６９１号の実施例を説明する。な
お図３に示す実願昭６２−１４２６９０号の実施例と同
一機能をはたす部分には同一符号を付し重複する説明は
省略する。
【００１３】図４に示すようにこの従来技術では、第１
の開度制御装置１５に、ＰＩＤ速度制御装置１４からの
ＰＩＤ速度制御指令及び位置検出器６ａで検出した検出
位置信号が入力される。また第２の開度制御装置１９に
は、全閉指令及び位置検出器７ａで検出した検出位置信
号が入力される。開度制御装置１５，１９の開度制御指
令はインターフェイス部１８へ送られる。他の部分の構
成は図３に示す従来技術と同一である。
の開度制御装置１５に、ＰＩＤ速度制御装置１４からの
ＰＩＤ速度制御指令及び位置検出器６ａで検出した検出
位置信号が入力される。また第２の開度制御装置１９に
は、全閉指令及び位置検出器７ａで検出した検出位置信
号が入力される。開度制御装置１５，１９の開度制御指
令はインターフェイス部１８へ送られる。他の部分の構
成は図３に示す従来技術と同一である。
【００１４】図５はインターフェイス部１８の詳細を示
す回路図で、図４と同一部分には同一符号を付して示
す。図５において、図中上部の電動サーボモータ４、イ
ンバータ装置１０及び電流制御装置１２からなるシステ
ムをＡシステムと称し、図中下部の電動サーボモータ
５、インバータ装置１１及び電流制御装置１３からなる
システムをＢシステムと称す。
す回路図で、図４と同一部分には同一符号を付して示
す。図５において、図中上部の電動サーボモータ４、イ
ンバータ装置１０及び電流制御装置１２からなるシステ
ムをＡシステムと称し、図中下部の電動サーボモータ
５、インバータ装置１１及び電流制御装置１３からなる
システムをＢシステムと称す。
【００１５】図５に示すインターフェイス部１８はＡシ
ステムが故障したとき（故障検出器は図示省略）動作す
る常開設点Ａ1，Ａ2，Ａ3と常閉接点Ａ4を有し、Ｂシス
テムが故障したとき動作する常開接点Ｂ1，Ｂ2を有す
る。常開接点Ａ1とＡ2は直列接続されて第１開度制御装
置１５と電流制御装置１２とを結ぶ電路に介装される。
常閉接点Ａ4と常開接点Ｂ2は直列接続されて第２開度制
御装置１９と電流制御装置１３とを結ぶ電路に介装され
る。また、常開接点Ａ3とＢ1は直列接続されて常開接点
Ａ1とＡ2の共通接続点と、常閉接点Ａ4と常開接点Ｂ2の
共通接続点間に接続される。
ステムが故障したとき（故障検出器は図示省略）動作す
る常開設点Ａ1，Ａ2，Ａ3と常閉接点Ａ4を有し、Ｂシス
テムが故障したとき動作する常開接点Ｂ1，Ｂ2を有す
る。常開接点Ａ1とＡ2は直列接続されて第１開度制御装
置１５と電流制御装置１２とを結ぶ電路に介装される。
常閉接点Ａ4と常開接点Ｂ2は直列接続されて第２開度制
御装置１９と電流制御装置１３とを結ぶ電路に介装され
る。また、常開接点Ａ3とＢ1は直列接続されて常開接点
Ａ1とＡ2の共通接続点と、常閉接点Ａ4と常開接点Ｂ2の
共通接続点間に接続される。
【００１６】通常制御時は常開接点Ａ1，Ａ2，Ａ3と
Ｂ1，Ｂ2がオンになっていて常閉接点Ａ4はオフされて
いる。このため、第１開度制御装置１５の開度制御指令
はインターフェイス部１８を介して電流制御装置１２，
１３に供給されるようになっている。そしてＡシステム
に故障が発生したときに、インターフェイス部１８の常
開接点Ａ1，Ａ2，Ａ3がオフされ、常閉接点Ａ4がオンと
なって、第２開度制御装置１９からガイドベーン全閉指
令が電流制御装置１３に入力されるようになる。
Ｂ1，Ｂ2がオンになっていて常閉接点Ａ4はオフされて
いる。このため、第１開度制御装置１５の開度制御指令
はインターフェイス部１８を介して電流制御装置１２，
１３に供給されるようになっている。そしてＡシステム
に故障が発生したときに、インターフェイス部１８の常
開接点Ａ1，Ａ2，Ａ3がオフされ、常閉接点Ａ4がオンと
なって、第２開度制御装置１９からガイドベーン全閉指
令が電流制御装置１３に入力されるようになる。
【００１７】次に図４，図５に示す従来例の動作を述べ
る。水車発電機の速度が設定速度と異なってくるＰＩＤ
速度制御装置１４からＰＩＤ速度制御指令が送出され
る。このＰＩＤ速度制御指令は第１開度制御指令１５に
入力される。この第１開度制御１５には電動サーボモー
タ４の回転−直線運動変換部６の移動位置を検出する位
置検出器６ａの検出位置信号も入力され、第１開度制御
装置１５から両信号の差に応じた開度制御指令が送出さ
れる。この開度制御指令により電流制御装置１２，１３
からインバータ装置１０，１１の制御出力が送出され
る。インバータ装置１０，１１はその制御出力によりゲ
ートが制御されてＢＬＭ８，９を制御し、回転−直線運
動変換部６，７を駆動して、水車発電機が設定速度とな
るようにガイドリング１の水口開度を変える。
る。水車発電機の速度が設定速度と異なってくるＰＩＤ
速度制御装置１４からＰＩＤ速度制御指令が送出され
る。このＰＩＤ速度制御指令は第１開度制御指令１５に
入力される。この第１開度制御１５には電動サーボモー
タ４の回転−直線運動変換部６の移動位置を検出する位
置検出器６ａの検出位置信号も入力され、第１開度制御
装置１５から両信号の差に応じた開度制御指令が送出さ
れる。この開度制御指令により電流制御装置１２，１３
からインバータ装置１０，１１の制御出力が送出され
る。インバータ装置１０，１１はその制御出力によりゲ
ートが制御されてＢＬＭ８，９を制御し、回転−直線運
動変換部６，７を駆動して、水車発電機が設定速度とな
るようにガイドリング１の水口開度を変える。
【００１８】上記のように電動サーボモータ４，５によ
りガイドリング１を制御しているとき、電動サーボモー
タ４に故障が発生したとする。この故障発生を図示しな
い検出器が検出すると、インターフェイス図１７の常開
接点Ａ1，Ａ2，Ａ3をオフさせ、常閉接点Ａ4をオンにす
る。このため、第１開度制御装置１５の開度制御指令は
電流制御装置１２，１３に入力されなくなるが、電流制
御装置１３には第２開度制御装置１９からガイドベーン
全閉指令が常閉接点Ａ4と常開接点Ｂ2 を通って入力さ
れる。この指令によってガイドリング１はベーンを閉じ
る方向に駆動される。これにより、水車を自動的に停止
させるため、安全な電動サーボモータ式調速機が得られ
る。
りガイドリング１を制御しているとき、電動サーボモー
タ４に故障が発生したとする。この故障発生を図示しな
い検出器が検出すると、インターフェイス図１７の常開
接点Ａ1，Ａ2，Ａ3をオフさせ、常閉接点Ａ4をオンにす
る。このため、第１開度制御装置１５の開度制御指令は
電流制御装置１２，１３に入力されなくなるが、電流制
御装置１３には第２開度制御装置１９からガイドベーン
全閉指令が常閉接点Ａ4と常開接点Ｂ2 を通って入力さ
れる。この指令によってガイドリング１はベーンを閉じ
る方向に駆動される。これにより、水車を自動的に停止
させるため、安全な電動サーボモータ式調速機が得られ
る。
【００１９】図６は更に他の従来技術を示す。この従来
技術では、インバータ装置１０からＢＬＭ８へ供給する
モータ電流ＩAと、インバータ装置１１からＢＬＭ９へ
供給モータ電流ＩBとが平衡するように工夫し、電動サ
ーボモータ４，５の力のバランスが平衡するようにした
ものである。
技術では、インバータ装置１０からＢＬＭ８へ供給する
モータ電流ＩAと、インバータ装置１１からＢＬＭ９へ
供給モータ電流ＩBとが平衡するように工夫し、電動サ
ーボモータ４，５の力のバランスが平衡するようにした
ものである。
【００２０】つまり減算器２２は電流ＩBから電流ＩAを
減算して差電流ＩB−ＩAを求め、積分器２０は差電流Ｉ
B−ＩAを積分した積分信号ＳAを出力する。したがって
ＩA＞ＩBのときには積分信号ＳAはマイナス値となり、
ＩA＜ＩBのときには積分信号Ｓ Aはプラス値となる。加
算器２４では、開度制御装置１５から出力される開度制
御指令に積分信号ＳAが加えられ、加算器２４の出力が
電流制御装置１２へ送られる。したがってＩA＞ＩBのと
きには電流制御装置１２へ送られる値が小さくなり、Ｉ
Aが減じていき、ＩA＜ＩBのときには電流制御装置１２
へ送られる値が大きくなり、ＩAが増えていく。この結
果ＩAとＩBが等しくなる。
減算して差電流ＩB−ＩAを求め、積分器２０は差電流Ｉ
B−ＩAを積分した積分信号ＳAを出力する。したがって
ＩA＞ＩBのときには積分信号ＳAはマイナス値となり、
ＩA＜ＩBのときには積分信号Ｓ Aはプラス値となる。加
算器２４では、開度制御装置１５から出力される開度制
御指令に積分信号ＳAが加えられ、加算器２４の出力が
電流制御装置１２へ送られる。したがってＩA＞ＩBのと
きには電流制御装置１２へ送られる値が小さくなり、Ｉ
Aが減じていき、ＩA＜ＩBのときには電流制御装置１２
へ送られる値が大きくなり、ＩAが増えていく。この結
果ＩAとＩBが等しくなる。
【００２１】同様に減算器２３は電流ＩAから電流ＩBを
減算して差電流ＩA−ＩBを求め、積分器２１は差電流Ｉ
A−ＩBを積分した積分信号ＳBを出力する。したがって
ＩB＞ＩAのときには積分信号ＳBはマイナス値となり、
ＩB＜ＩAのときには積分信号Ｓ Bはプラス値となる。加
算器２５では、開度制御装置１５から出力される開度制
御指令に積分信号ＳBが加えられ、加算器２５の出力が
電流制御装置１３へ送られる。したがってＩB＞ＩAのと
きには電流制御装置１３へ送られる値が小さくなり、Ｉ
Bが減じていき、ＩB＜ＩAのときには電流制御装置１３
へ送られる値が大きくなり、ＩBが増えていく。この結
果ＩBとＩAが等しくなる。
減算して差電流ＩA−ＩBを求め、積分器２１は差電流Ｉ
A−ＩBを積分した積分信号ＳBを出力する。したがって
ＩB＞ＩAのときには積分信号ＳBはマイナス値となり、
ＩB＜ＩAのときには積分信号Ｓ Bはプラス値となる。加
算器２５では、開度制御装置１５から出力される開度制
御指令に積分信号ＳBが加えられ、加算器２５の出力が
電流制御装置１３へ送られる。したがってＩB＞ＩAのと
きには電流制御装置１３へ送られる値が小さくなり、Ｉ
Bが減じていき、ＩB＜ＩAのときには電流制御装置１３
へ送られる値が大きくなり、ＩBが増えていく。この結
果ＩBとＩAが等しくなる。
【００２２】図６の従来技術ではモータ電流ＩA，ＩBが
平衡するように工夫したので、ＢＬＭ８，９の調整ズレ
や経年変化による特性変化が生じても、ＢＬＭ８，９が
発生する力を平衡させることができる。
平衡するように工夫したので、ＢＬＭ８，９の調整ズレ
や経年変化による特性変化が生じても、ＢＬＭ８，９が
発生する力を平衡させることができる。
【００２３】結局、図３〜図５に示す従来技術では、同
一の開度制御指令を電流制御装置１２，１３に入れるこ
とによりＢＬＭ８，９のモータ電流を平衡させるように
しており、図６に示す従来技術では、モータ電流ＩA，
ＩBの差に基づきモータ電流Ｉ A，ＩBが平衡するように
調整している。
一の開度制御指令を電流制御装置１２，１３に入れるこ
とによりＢＬＭ８，９のモータ電流を平衡させるように
しており、図６に示す従来技術では、モータ電流ＩA，
ＩBの差に基づきモータ電流Ｉ A，ＩBが平衡するように
調整している。
【００２４】電動サーボモータ４，５では、ＢＬＭ８，
９の回転運動を減速機を介して回転−直線運動変換部
６，７へ伝え、回転−直線運動変換部６，７ではボール
ネジ等を用いて回転運動を直線運動に変換してガイドリ
ング１に力を伝える。
９の回転運動を減速機を介して回転−直線運動変換部
６，７へ伝え、回転−直線運動変換部６，７ではボール
ネジ等を用いて回転運動を直線運動に変換してガイドリ
ング１に力を伝える。
【００２５】ところで上記従来技術では、電動サーボモ
ータ４，５における減速機やボールネジ等のロスの不平
衡や、これらメカ機構の経年変化の不平衡や、温度等の
環境変化の偏り等があるため、ＢＬＭ８，９のモータ電
流を平衡させたとしても、サーボモータ取付体２，３に
作用する操作力（電動サーボモータ４，５の操作力）が
不平衡となってしまうおそれがあり、精度よく操作力を
平衡させることができなかった。
ータ４，５における減速機やボールネジ等のロスの不平
衡や、これらメカ機構の経年変化の不平衡や、温度等の
環境変化の偏り等があるため、ＢＬＭ８，９のモータ電
流を平衡させたとしても、サーボモータ取付体２，３に
作用する操作力（電動サーボモータ４，５の操作力）が
不平衡となってしまうおそれがあり、精度よく操作力を
平衡させることができなかった。
【００２６】このような操作力の不平衡が生じると、メ
カ的に不要な応力が発生してしまうと共に、電気的には
モータが過負荷になるおそれがあった。
カ的に不要な応力が発生してしまうと共に、電気的には
モータが過負荷になるおそれがあった。
【００２７】本発明は、上記従来技術に鑑み、一対の電
動サーボモータがガイドリングに伝える操作力が平衡す
るようにした、電動サーボモータ式調速機の制御装置を
提供することを目的とする。
動サーボモータがガイドリングに伝える操作力が平衡す
るようにした、電動サーボモータ式調速機の制御装置を
提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、回転することにより水車の水口開度を調整
するガイドリングに連結されており、モータ電流がそれ
ぞれ供給されると駆動し操作力をそれぞれ前記ガイドリ
ングに付与してガイドリングを回転させる一対の電動サ
ーボモータと、開度制御指令に応じてモータ電流を前記
一対の電動サーボモータにそれぞれ供給する一対のサー
ボモータ制御部と、水口開度が目的開度となるような開
度制御指令を前記一対のサーボモー制御部に送る制御部
とを有する電動サーボモータ式調速機の制御装置におい
て、前記一対の電動サーボモータから前記ガイドリング
に付与する操作力をそれぞれ個別に検出する一対の力セ
ンサと、前記電動サーボモータの一方の操作力が他方の
操作力よりも大きいときには、一方の電動サーボモータ
にモータ電流を供給する一方のサーボモータ制御部に入
力する開度制御指令を減じ、他方の電動サーボモータに
モータ電流を供給する他方のサーボモータ制御部に入力
する開度制御指令を増すよう調整する調整部と、を備え
たことを特徴とする。
明の構成は、回転することにより水車の水口開度を調整
するガイドリングに連結されており、モータ電流がそれ
ぞれ供給されると駆動し操作力をそれぞれ前記ガイドリ
ングに付与してガイドリングを回転させる一対の電動サ
ーボモータと、開度制御指令に応じてモータ電流を前記
一対の電動サーボモータにそれぞれ供給する一対のサー
ボモータ制御部と、水口開度が目的開度となるような開
度制御指令を前記一対のサーボモー制御部に送る制御部
とを有する電動サーボモータ式調速機の制御装置におい
て、前記一対の電動サーボモータから前記ガイドリング
に付与する操作力をそれぞれ個別に検出する一対の力セ
ンサと、前記電動サーボモータの一方の操作力が他方の
操作力よりも大きいときには、一方の電動サーボモータ
にモータ電流を供給する一方のサーボモータ制御部に入
力する開度制御指令を減じ、他方の電動サーボモータに
モータ電流を供給する他方のサーボモータ制御部に入力
する開度制御指令を増すよう調整する調整部と、を備え
たことを特徴とする。
【００２９】
【作用】本発明では、一対の電動サーボモータが発生す
る操作力を力センサにより個別に求め、両操作力が平衡
するようにサーボモータ制御部を調整する。このように
直接的に操作力を検出して調整するため、両操作力が正
確に平衡する。
る操作力を力センサにより個別に求め、両操作力が平衡
するようにサーボモータ制御部を調整する。このように
直接的に操作力を検出して調整するため、両操作力が正
確に平衡する。
【００３０】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。なお従来技術と同一部部には同一符号を付し
重複する説明は省略する。
説明する。なお従来技術と同一部部には同一符号を付し
重複する説明は省略する。
【００３１】図１は本発明の第１実施例を示す。第１実
施例では、図３に示す従来技術に、更に、ロードセル５
０，５１、減算器５２、アンプ（演算増幅器）５３、反
転器５４、リミッタ付加算器５５，５６を付加した構成
となっている。
施例では、図３に示す従来技術に、更に、ロードセル５
０，５１、減算器５２、アンプ（演算増幅器）５３、反
転器５４、リミッタ付加算器５５，５６を付加した構成
となっている。
【００３２】ロードセル５０，５１は、電動サーボモー
タ４，５からガイドリング１へ伝える操作力を直接検出
することができる部分、具体的には回転−直線運動変換
部６，７とサーボモータ取付体２，３とを連結するロッ
ドに備えられている。このロドセル５０，５１は各操作
力に応じた力検出信号ＦA，ＦBを出力する。
タ４，５からガイドリング１へ伝える操作力を直接検出
することができる部分、具体的には回転−直線運動変換
部６，７とサーボモータ取付体２，３とを連結するロッ
ドに備えられている。このロドセル５０，５１は各操作
力に応じた力検出信号ＦA，ＦBを出力する。
【００３３】減算器５２は、力検出信号ＦBから力検出
信号ＦAを減算して力偏差信号Δｆを出力し、アンプ５
３は力偏差信号Δｆを増幅して力偏差信号ΔＦを出力す
る。反転器５４は力偏差信号ΔＦの正負を反転して正負
を反転した力偏差信号ΔＦを出力する。リミッタ付加算
器５５，５６は、開度制御装置１５から出力される開度
制御指令Ｋに、力偏差信号ΔＦを加えて信号（開度制御
指令）Ｋ＋ΔＦを出力する。ただしＢＬＭ８，９のモー
タ電流ＩA，ＩBが定格電流以上にならないように、リミ
ッタ付加算器５５，５６は信号Ｋ＋ΔＦの上限をリミッ
トしている。
信号ＦAを減算して力偏差信号Δｆを出力し、アンプ５
３は力偏差信号Δｆを増幅して力偏差信号ΔＦを出力す
る。反転器５４は力偏差信号ΔＦの正負を反転して正負
を反転した力偏差信号ΔＦを出力する。リミッタ付加算
器５５，５６は、開度制御装置１５から出力される開度
制御指令Ｋに、力偏差信号ΔＦを加えて信号（開度制御
指令）Ｋ＋ΔＦを出力する。ただしＢＬＭ８，９のモー
タ電流ＩA，ＩBが定格電流以上にならないように、リミ
ッタ付加算器５５，５６は信号Ｋ＋ΔＦの上限をリミッ
トしている。
【００３４】本実施例では、ＰＩＤ速度制御装置１４の
ＰＩＤ速度制御指令Ｖと、位置検出器６ａ，７ａの検出
位置信号ＰA, ＰBとの差に応じて、開度制御指令１５か
ら開度制御指令Ｋが出力される。電動サーボモータ４，
５は開度制御指令Ｋに応じた操作力を発生する。両操作
力が等しいときには力偏差信号ΔＦは零となり、従来と
同様に開度制御指令Ｋに応じた操作力が発生する。
ＰＩＤ速度制御指令Ｖと、位置検出器６ａ，７ａの検出
位置信号ＰA, ＰBとの差に応じて、開度制御指令１５か
ら開度制御指令Ｋが出力される。電動サーボモータ４，
５は開度制御指令Ｋに応じた操作力を発生する。両操作
力が等しいときには力偏差信号ΔＦは零となり、従来と
同様に開度制御指令Ｋに応じた操作力が発生する。
【００３５】操作力がアンバランスとなり力検出信号Ｆ
Aが力検出信号ＦBよりも大きくなったときには、力偏差
信号ΔＦの値は負値となる。よって加算器５５の出力信
号（開度制御指令）Ｋ＋ΔＦの値は小さくなり、加算器
５６の出力信号（開度制御指令）Ｋ＋ΔＦの値は大きく
なり、電動サーボモータ４の操作力が減じ、電動サーボ
モータ５の操作力が増し、両方の操作力が平衡する。
Aが力検出信号ＦBよりも大きくなったときには、力偏差
信号ΔＦの値は負値となる。よって加算器５５の出力信
号（開度制御指令）Ｋ＋ΔＦの値は小さくなり、加算器
５６の出力信号（開度制御指令）Ｋ＋ΔＦの値は大きく
なり、電動サーボモータ４の操作力が減じ、電動サーボ
モータ５の操作力が増し、両方の操作力が平衡する。
【００３６】操作力がアンバランスとなり、前述したと
のとは逆に、力検出信号ＦBが力検出信号流ＦAよりも大
きくなったときには、力偏差信号ΔＦの値は正値とな
る。よって加算器５５の出力信号（開度制御信号）Ｋ＋
ΔＦの値は大きくなり、加算器５６の出力信号（開度制
御指令）Ｋ＋ΔＦの値は小さくなり、電動サーボモータ
４の操作力が増し、電動サーボモータ５の操作力が減
じ、両方の操作力が平衡する。
のとは逆に、力検出信号ＦBが力検出信号流ＦAよりも大
きくなったときには、力偏差信号ΔＦの値は正値とな
る。よって加算器５５の出力信号（開度制御信号）Ｋ＋
ΔＦの値は大きくなり、加算器５６の出力信号（開度制
御指令）Ｋ＋ΔＦの値は小さくなり、電動サーボモータ
４の操作力が増し、電動サーボモータ５の操作力が減
じ、両方の操作力が平衡する。
【００３７】このように本実施例では電動サーボモータ
４，５の操作力を検出し、両操作力が平衡するように調
整をしているため、減速機やボールネジ等のロスに不平
衡があっても、両操作力は等しくなる。
４，５の操作力を検出し、両操作力が平衡するように調
整をしているため、減速機やボールネジ等のロスに不平
衡があっても、両操作力は等しくなる。
【００３８】なおモータ電流ＩA，ＩB、力検出信号
ＦA，ＦB、速度制御指令Ｖ、開度制御指令Ｋを監視する
ことにより、異常（例えば水車ガイドベーン内部に流木
や木の葉などの異物が混入して操作不能となった状態）
の発見が容易にできる。
ＦA，ＦB、速度制御指令Ｖ、開度制御指令Ｋを監視する
ことにより、異常（例えば水車ガイドベーン内部に流木
や木の葉などの異物が混入して操作不能となった状態）
の発見が容易にできる。
【００３９】図２は本発明の第２実施例を示す。第２実
施例では、図４に示す従来技術に、更に、ロードセル５
０，５１、減算器５２、アンプ（演算増幅器）５３、反
転器５４、リミッタ付加算器５５，５６を付加した構成
となっている。
施例では、図４に示す従来技術に、更に、ロードセル５
０，５１、減算器５２、アンプ（演算増幅器）５３、反
転器５４、リミッタ付加算器５５，５６を付加した構成
となっている。
【００４０】正常時には第１実施例と同様に、信号Ｋ＋
ΔＦに応じて操作力が電動サーボモータ４，５から生
じ、両方の操作力が等しくなる。
ΔＦに応じて操作力が電動サーボモータ４，５から生
じ、両方の操作力が等しくなる。
【００４１】一方、異常時には、図４に示す従来技術と
同様に、全閉指令により、電動サーボモータ５が作動し
てガイドリング１が閉方向に回転していく。
同様に、全閉指令により、電動サーボモータ５が作動し
てガイドリング１が閉方向に回転していく。
【００４２】
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、２つの電動サーボモータからガイド
リングに伝える操作力を個別に検出し、両操作力が等し
くなるようにサーボ制御部に入力する信号を調整するよ
うにしたので、経年変化やメカロスのちがいがあって
も、両操作力を精度よく平衡させることができる。
に本発明によれば、２つの電動サーボモータからガイド
リングに伝える操作力を個別に検出し、両操作力が等し
くなるようにサーボ制御部に入力する信号を調整するよ
うにしたので、経年変化やメカロスのちがいがあって
も、両操作力を精度よく平衡させることができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す構成図。
【図２】本発明の第２実施例を示す構成図。
【図３】従来技術を示す構成図。
【図４】従来技術を示す構成図。
【図５】従来技術を示す構成図。
【図６】従来技術を示す構成図。
１ ガイドリング ２，３ サーボモータ取付体 ４，５ 電動サーボモータ ６，７ 回転−直線運動変換部 ６ａ，７ａ 位置検出器 ８，９ ブラシなし直流電動機（ＢＬＭ） １０，１１ インバータ装置 １２，１３ 電流制御装置 １４ ＰＩＤ速度制御装置 １５，１９ 開度制御装置 １６，１７ 変流器 １８ インターフェイス部 ２０，２１ 積分器 ２２，２３ 減算器 ２４，２５ 加算器 ５０，５１ ロードセル ５２ 減算器 ５３ アンプ ５４ 反転器 ５５，５６ リミッタ付加算器
Claims (1)
- 【請求項１】 回転することにより水車の水口開度を調
整するガイドリングに連結されており、モータ電流がそ
れぞれ供給されると駆動し操作力をそれぞれ前記ガイド
リングに付与してガイドリングを回転させる一対の電動
サーボモータと、 開度制御指令に応じてモータ電流を前記一対の電動サー
ボモータにそれぞれ供給する一対のサーボモータ制御部
と、 水口開度が目的開度となるような開度制御指令を前記一
対のサーボモー制御部に送る制御部とを有する電動サー
ボモータ式調速機の制御装置において、 前記一対の電動サーボモータから前記ガイドリングに付
与する操作力をそれぞれ個別に検出する一対の力センサ
と、 前記電動サーボモータの一方の操作力が他方の操作力よ
りも大きいときには、一方の電動サーボモータにモータ
電流を供給する一方のサーボモータ制御部に入力する開
度制御指令を減じ、他方の電動サーボモータにモータ電
流を供給する他方のサーボモータ制御部に入力する開度
制御指令を増すよう調整する調整部と、を備えたことを
特徴とする電動サーボモータ式調速機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25344494A JP3824668B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 電動サーボモータ式調速機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25344494A JP3824668B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 電動サーボモータ式調速機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114172A true JPH08114172A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3824668B2 JP3824668B2 (ja) | 2006-09-20 |
Family
ID=17251488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25344494A Expired - Fee Related JP3824668B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 電動サーボモータ式調速機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3824668B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007014998A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Fanuc Ltd | ダイクッション機構の制御装置及び制御方法 |
| US7183739B2 (en) * | 2003-03-04 | 2007-02-27 | Fanuc Ltd | Synchronous control device |
-
1994
- 1994-10-19 JP JP25344494A patent/JP3824668B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7183739B2 (en) * | 2003-03-04 | 2007-02-27 | Fanuc Ltd | Synchronous control device |
| JP2007014998A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Fanuc Ltd | ダイクッション機構の制御装置及び制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3824668B2 (ja) | 2006-09-20 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040317 |
|
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|
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