JPS61106079A - ２速度モータ制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は一般的には産業用設備（プラント）中に空気あ
るいはガスを移動させるためのファンに使用できる２速
度モータの制御に関し、詳しくいうと、モータの休止位
置から低または高速度位置への手動のまたは自動の始動
を可能にし、かつ高位置と低位置間の自動のまたは手動
の切換えを可能にする新規な、有用なモータ制御装置に
関する。

従来の技術 大出力容量を有する産業用ボイラーは一般に空気あるい
は他のガスをボイラー中に移動させてボイラーの排煙筒
（スタック）から排出させるためにファンを使用する必
要がある。押込通風（ＦＤ）ファンが大気圧以上の圧力
で空気をボイラーの燃焼室中へ強制的に送るために使用
されている０そのようなＦＤファンは空気ダクト、空気
加熱器、バーナーおよび燃料床の合計の抵抗およびファ
ン吐出口と炉間の他の抵抗に等しい十分に高い吐出圧力
を有さねばなら力い０炉は一般にバランスのとれた通風
点、すなわち炉の圧力が大気圧に等しい点である。押込
通風ファンの容積出力は燃焼に必要な空気に空気加熱器
の漏れを加えた合計量に等しくなければならない。

吸込通風（ＩＤ）ファンは燃焼生成物および他のガスを
排煙筒中に吐出させるためにボイラーの排煙筒側で使用
されている。吸込通風ファンはガスを吸引するためにこ
のファンの入口端部に大気圧よシ低い圧力を確立するよ
うに、かつまた、ノくランスのとれた通風を確立するよ
うに動作する０吸込通風ファンが始動できるあるいはそ
の速度が変化できる前に、ちる条件がボイラーに存在す
るということを注意しなければならない０この条件とし
ては吸込通風ファンに関連するダンノくならびに吸込通
風ファンの出口ダンパのような任意の制御機構の正しい
設定、ボイラーのバーナーに対する２次空気ダンパの正
しい設定、およびボイラーのバグハウスのダンパの設定
がある。また、吸込通風ファンを手動および自動の両方
で制御できることが望ましいり 吸込および押込通風ファンに使用されるモータならびに
ポンプあるいは他の大型装置に使用されるモータのよう
な大型モータの速度制御は、従来、２速度モータに対す
るＥＳＣＯオイル充填変速機スイッチのような大型の機
械的変速機を必要とした。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この変速機スイッチは手動で作動される
ものであり、自動的に作動できない難点がらシ、また電
気機械的トリップ回路を必要とするので高価になる難点
があった０ 問題点を解決するための手段 本発明は２速度モータ、例えばボイラーまたは他の産業
用設備用の吸込通風（ＩＤ）ファンのモータに対する制
御装置に向けられている。勿論、他の２速度モータも本
発明によって制御できる。

本発明によれば、モータは始動でき、かつ高速度または
低速度に設定できる。モータの速度は高速度から低速度
へまたは低速度から高速度へ切換えるために手動で制御
でき、同時に安全状態を保持するために他の適轟な状態
を観察することができる。

本発明によれば、速度の切換えはモータによって駆動さ
れるファンに課されている需要状態（負荷〕および流れ
の状態に依存して自動的に行なうこともできる。

本発明の他の目的は入手可能なｒ　ＮＥＴＷＯＲＫ９０
」を使用して実現できるモータ制御装置を提供すること
である。ｒＮＥＴＷＯＲＫ　　９０　Ｊはベイリー・コ
ントロールズ拳カンパニーのＩｔ　録商標である。

本発明の他の目的は設計が簡単で、頑丈々構成を有し、
かつ経済的に製造できるモータ制御装置を提供すること
でらる０ 本発明は完全に自動のおよび手動の制御能力を有する完
全に自動化されたマイクロプロセッサに基づくインタロ
ックシステムである０オペレータが自動化モードを選択
すると、これは制御されるモータが始動された後、負荷
に基づく自動速度変化を見込むことになる０１つの連成
での動作の３０分以内の速度変化を禁止するためにイン
タロックが組込まれ、モータの過熱を防止している。

本発明は所望とする速度を選択することだけにオペレー
タを必要とする。オペレータは安全に速度を変えるため
に速度指示器ちるいはブレーカの位置を調べる必要がな
い。高速度から低速度への変換が要求されたときに、本
発明はモータの惰力走行を自動的に補償する。また、進
行中の速度変化のオンライン指示（低または高）が提供
される０本発明はまた、速度変化が要求され、モータは
適正な毎分回転数（ＲＰＭ）であるという事実に基づい
て高または低速度の指示を与える。

従って、本発明の目的は、モータを高速度で始動させる
ために閉成する高速度スタートブレーカ、モータを低速
度で始動させるために閉成する低速度スタートブレーカ
およびモータを停止させるために開放するストップブレ
ーカを有し、かつある状態を満足する間、モータを高ま
たは低速度で始動させるために手動で作動し得る、ブツ
シュボタンの形式でちることが好ましい、スタートスイ
ッチを含むモータ用２速度モータ制御装置を提供するこ
とである。本発明はスタート信号を受信する大めにスタ
ートスイッチに接続される例えばＡＮＤゲートおよびＯ
Ｒゲートを使用する論理回路の形式でよいモータスター
ト許可手段を含む。モータが接続されているシステムの
種々の病態を示す、かつモータが始動するのに適してい
る許可信号を搬送するために複数の追加の入力が上記許
可手段に接続されている。ボイラーの周囲環境において
、例えば制御されるモータが吸込通風ファンに接続され
たモータである場合には、おるバッフルが開放している
かあるいは閉塞しているかを決定するセンサがボイラー
に設けられなければならず、これらセンサの信号はバッ
フルの適当な位置を指示しなければならない。

本発明は高セレクタ手段および低セレクタ手段を含み、
両手段ともモータが高速度で始動されるべきかまたは低
速度で始動されるべきかをオペレータが選択するための
手動で作動可能碌スイッチまたはブツシュボタンを有す
る。高および低セレクタ手段はモータスタート許可手段
と高速度スタート許可手段および低速度スタート許可手
段との間にそれぞれ接続されている。高速度スタート許
可手段は信号を高速度スタートブレーカに供給してその
ブレーカを閉成し、ある他の条件が満足された場合にの
みモータを高速度で始動する。同様に、低速度スタート
許可手段はある条件が満足された場合にのみ低速度スタ
ートブレーカを閉成する０ 本発明はまた、任意の選択された時間にモータを停止さ
せるために作動できるストップスイッチまたはブツシュ
ボタンを使用する。アボート・オフ手段がストップブレ
ーカに接続されており、システムに緊急状態が発生した
ときに、あるいは特定すると、２速度モータ制御装置に
おいて低速度への切換えを行なうことができなくなった
ときに、モータを停止するために使用される。アボート
・低速度手段が低速度スタートブレーカに接続されてお
り、２速度モータ制御装置において高速度への切換えが
できなくなったときに低速度スタートブレーカを作動さ
せるために使用される。アボート・高速度手段が高速度
ブレーカに接続されており、高から低状態への切換えに
故障が生じた場合に高速度ブレーカを作動させるために
使用される。

本発明の他の目的は許可を決定するためのプログラムを
含むマイクロプロセッサを提供することである。許可手
段はＮＥＴＷＯＲＫ　　９０マイクロプロセツサシステ
ムの論理ブロックを使用して実施できるう 本発明の他の目的は設計が簡単で、頑強な構成を有し、
かつ経済的に製造できる２速度モータ制御装監を提供す
ることである。

実施例 以下添付図面を参照して本発明の好ましい実施例につい
て詳細に説明する。

第１図を参照すると、低速度ブレーカ１２を使用して低
速度で始動することができ、かつ高速度ブレーカ１４を
使用して高速度で始動することができる２速度モータ１
０に対する本発明の２速度モータ制御装置が例示されて
いる。モータ１０はまた、モータ１０を停止するために
開放するストップブレーカ１６を含む。２速度モータ１
０ならびにブレーカ１２．１４および１６はこの技術分
野で周知であり、従ってここでは詳細な説明は省略する
。

モータ１０は回転速度を決定するタコメータ２０を備え
ている０タコメータ２０は出力信号を提供し、この出力
信号は選択された回転速度がある時間の間保持されてい
たか否かを決定するために遅延回路２２に供給される０ 本発明の制御装置はモータを始動および停止するための
、力もびにモータが高速度で始動されるかまたは低速度
で始動されるかを選択するためのブツシュボタンの形式
であることが好ましいスイッチを含む。ブツシュボタン
２４はある条件が満足される間、モータを始動するため
に作動され得る。ブツシュボタン２６は高速度の始動を
選択するために、または低速度から高速度状態ヘモータ
の動作を切換えるために作動され得る。ブツシュボタン
２８は低速度の始動を選択するために、かつまた、高速
度から低速度動作ヘモータ動作を切換えるために作動さ
れ得る。ブツシュボタン５０はストップブレーカ１６を
直接作動させることによってモータを停止するために作
動され得るＯストップブレーカ１６には種々の源から入
力を受信し、適当な条件が生じたときにモータを自動的
に停止することができるアボート・ストップ素子３２も
接続されている。

低速度スタートブレーカ１２にはアボートＳ低速炭素子
３４が接続されており、このアボート・低速度素子３４
は高速度動作への所望の切換えまたは始動ができなかっ
たか否かを決定する感知回路に接続された入力を有する
０この故障を感知すると、アボート−低速度素子３４は
低速度スタートブレーカ１２を作動し、モータを切換え
させ、または低速度での動作を継続させる０アボート・
高速度素子３６は高速度から低速度動作への切換えに故
障が発生したときに高速度スタートブレーカ１４を作動
する。このアボート・高速度素子６６はそのような切換
え故障の発生を決定するための入力を有している。

複数の追加の入力を含むモータスタート許可ユニット４
８がスタートブツシュボタン２４に接続されている。こ
れら各入力はモータ１０を始動させるための適当表条件
が存在することを決定するためのモータ１０を含むシス
テムの各部に接続され得る。モータ１０がボイラーにお
ける吸込通風ファンモータとして使用される場合には、
例え（ｆ許可ユニット４８の１つ以上の入力がファンと
関連するバッフルの正しい位置を決定すること力３でき
る。モータは例えばバッフルが正しい開放位置にある場
合にのみ始動され、）くツフルが正しい開放位置にない
場合には、許可ユニット４８はブツシュボタン２４の抑
圧にも拘わらず出力を発生しない。

許可ユニット４８は低セレクタユニット５０および高セ
レクタユニット５２に接続されている。

低セレクタユニット５０は低ブツシュボタン２８に接続
されており、許可ユニット４８から付勢信号を受信する
と、スタート信号を許可ユニット５４に出力する。同様
に、高ブツシュボタン２６が押され、許可ユニット４８
がスタート信号を出力すると、高セレクタユニット５２
はスタート信号を許可ユニット５６に出力する。許可ユ
ニット４８．５４および５６は出カスタード信号が発生
されるべきか否かを決定するためにＡＮＤゲートおよび
ＯＲゲートのような適当な論理ブロックを含んでいても
よい。

許可ユニット５４は低速度スタート許可ユニットからな
シ、４つの条件が満足された場合にのみスタート信号を
低速度ブレーカ１２に出力する。

これら条件のうちのＡで示された第１の条件はストップ
ブツシュボタン３０が押されていないということである
。これはストップブツシュボタン３０からの入力（ユニ
ット５４の近傍にのみ図示されている〕を必要とする。

Ｂで示された第２の条件はアボート・ストップ素子５２
が付勢されていないということである。これは同じくユ
ニット５４の近傍にのみ示されている別の入力をユニッ
ト５４に必要とする。Ｃ１で示された第６の条件は高速
反モータブレーカ１４が閉成されていないということで
ある。これはブレーカ１４からユニット５４への入力を
必要とする。最後の条件はタコメータ２０および遅延回
路２２に依存するＯＤｌで示されたこの条件は高から低
速反への切換えが要求されている場合、すなわちモータ
が高速度で動作していてかつ低速度ブツシュボタン２８
が押された場合にのみ経験される必要がある０このよう
な切換えが選択されたときに、タヨメータ２０および遅
延回路２２によって決定されるモータ速度は少なくとも
選択された分数（分で表わした時間〕の間高速度でなけ
ればならない０吸込通風ファンモータの場合には、例え
ば、ファンは約３０分の間高速度で作動されるべきであ
る。これは急激な速度変化によるモータの過熱あるいは
損害を防止することである。条件Ｄ１の他の部分はモー
タ速度が感知されて低速度に減ぜられることである。こ
れは許可ユニット５４が低速度ブレーカ１２にスタート
信号を出力した後でさえ、速度の継続する測定を必要と
する。この速度の減少が感知されない場合には、切換え
の故障とみなされ、アボート・高速度素子３６が作動さ
れて高速度ブレーカ１４を付勢する。

高速度許可ユニット５６は許可ユニット５４と同様の態
様で動作する。

条件ＡおよびＢは許可ユニット５４の条件ＡおよびＢと
同一である。条件Ｃ２は低速度モータブレーカ１２が閉
成されないことを必要とする０これはブレーカ１２から
ユニット５６への適当な入力によって決定される。

条件Ｄ２は、低から高速度への切換えが要求されている
ときに、モータがタコメータ２０および遅延回路２２に
よって決定されるように選択された分数の時間以上低速
度で既に作動されていることを必要とする。再び、吸込
通風ファンの場合には、この時間として５０分が適当し
ている。休止状態から高速度に始動させるためには、許
可ユニット５６はまず、低速度ブレーカ１２を付勢して
モータ１０を低速度に制御し、次いで選択された分数の
後ブレーカ１４を付勢してモータを高速度にする。

第１図に示す２速度モータ制御装置の主な利点は、オペ
レータは所望の結果に対応するボタンを作動することの
みを必要とし、実際のモータ制御信号が適当なブレーカ
を通じてモータに送られる前に必要な条件が存在したか
否かに関してはたずされる必要が々いということでちる
。オペレータは高速度でも、低速度でもモータを始動す
ることができ、また一方の速度から他方の速度へ切換え
ることができる。また、オペレータはモータを停止する
ことについて制御することができる０許可ユニツトおよ
びタコメータに適当な指示器を接続し、許可条件および
モータ速度の可視指示を行なうようにしてもよい。

本発明の２速度モータ制御装置を実現するために、マイ
クロプロセッサに基づ＜　ＮＥＴＷＯＲＫ９０を使用す
る回路が必要な論理および制御動作を遂行するようにア
センブルできる。そのような構成例を第２図に示す。マ
スター論理モジュール８０はユニット４８．５４および
５６に対する適当な許可が生じたときにスタート信号を
発生するようにプログラム制御することができる。

マスター論理モジュール８０は他の論理ユニットに接続
のためモジュールバス８２に接続されている。このモジ
ュール８０はｔＡ、マルチプレクサ８６、第１のディジ
タルスレーブモジュール８８および第２のディジタルス
レーブモジュール９０に接続の六めエキスパンダバス８
４に接続されている。マルチプレクサ８６は端末ユニッ
ト９２を介してディジタル論理ステーション１００に接
続されている。ディジタル論理ステーションｔｏｏはス
タート、ストップ、低および高セレクタブツシュボタン
を含み、また各ボタンが押され大ときＫおよびブツシュ
ボタンを押すことによってどの条件が達成されたかを指
示する発光ダイオードを有する。かくして、オペレータ
の命令はステーション１００によって端末ユニット９２
を介してマルチプレクサ８６に入力され、さらにエキス
パンダバス８４を介してマスター論理モジュール８０に
与えられる０このマスター論理モジュール８０は適当な
信号を第１のディジタルスレーブモジュール８８に出力
し、このモジュール８８は制御信号を、例えば２４ボル
トラインの形式にある端末ユニット１０２を介してブレ
ーカ１２．１４および１６に供給する。

モータからのフィードバックはブレーカおよびタコメー
タのような１１０で図示する素子に接続されている端末
ユニット１０４によって確立され、これら素子１１０か
らの信号は第２のスレーブモジュール９０に与えられろ
う適当な速度でのモータに対する適当な継続時間を決定
するために遅延回路２２がマスター論理モジュール８０
に組込まれている。

本発明の原理の適用例を例示するために本発明の特定の
実施例を詳細に図示し、記載したけれど、本発明はその
ような原理から逸脱することなしに他の態様で実施でき
ることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は２速度モータを高速状態で、または低速状態で
始動させるのに必要な、あるいは２速度モータを停止さ
せるのに必要な論理段階を示す本発明の一実施例のブロ
ック図、第２図はＮＥＴＷＯＲＫ９０プロセス制御ユニ
ットの構成素子を使用して実現された本発明を示すブロ
ック図である。 １０：２速度モータ １２：低速度ブレーカ １４：高速度ブレーカ １６：ストップブレーカ ２０：タコメータ ２２：遅延回路 ２４ニスタートブツシユボタン ２６：高速度ブツシュボタン ２８：低速度ブツシュボタン ５０：ストラフフッシュボタン ５２ニアボート・ストップ素子 ３４ニアボート・低速度素子 ５６：アボート・高速度素子 ４８：モータスタート許可ユニット ５０：低セレクタユニット ５２：高セレクタユニット ５４：低速度スタート許可ユニット ５６：高速［スタート許可ユニット ８０：マスター論理モジュール ８６：マルチプレクサ ８８．９０：ｆイジタルスレーブ七ジュール９２．１０
２，１０４：端末ユニット １００：ディジタル論理ステーション ＦＩＧ、２ 手続補正書（方式） 昭和６０年１１月２８０ 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 事件の表示　昭和６０年特　願第１９６１２９　　号補
正をすると

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータを高速度で動作させるために閉成可能な高
   速度ブレーカ、モータを低速度で動作させるために閉成
   可能な低速度ブレーカ、およびモータを停止させるため
   に閉成可能なストップブレーカを有するモータ用２速度
   モータ制御装置において、モータを高または低速度で始
   動させるために手動で動作可能なスタートスイッチと、 前記スタートスイッチに接続され、始動されるモータに
   とつて受け入れることのできる条件を示す許可信号を受
   信するための複数の入力を有し、かつ前記スタートスイ
   ッチが作動され、前記許可信号のすべてが受信されたと
   きにスタート信号を発生するための出力を有するモータ
   スタート許可手段と、 モータに対して高速度動作を選択するためにオペレータ
   によつて動作可能であり、かつモータの高速度動作を開
   始させるために前記モータスタート許可手段の出力に接
   続されている高速度セレクタ手段と、 モータの低速度動作を開始させるためにオペレータによ
   つて作動可能であり、かつモータの低速度動作を開始さ
   せるために前記モータスタート許可手段の出力に接続さ
   れている低速度セレクタ手段と、 前記高速度セレクタ手段に接続され、モータを高速度で
   始動させるための許可条件を確立するための複数の入力
   を有し、かつ前記高速度ブレーカに接続されている高速
   度スタート許可手段と、前記低速度セレクタ手段に接続
   され、モータの低速度スタートに対する許可条件を確立
   するための入力を有し、かつ前記低速度ブレーカに接続
   されている低速度スタート許可手段と、 前記高速度ブレーカ、低速度ブレーカおよびストップブ
   レーカに接続され、始動の故障または切換えの故障が発
   生したときに前記ブレーカを選択的に動作させるための
   アボート手段とを具備することを特徴とする２速度モー
   タ制御装置。
2. （２）前記アボート手段が、前記ストップブレーカに接
   続され、前記低速度セレクタ手段が前記低速度ブレーカ
   を作動できないときに前記ストップブレーカを作動して
   モータを停止させるためのアボート・ストップユニット
   を有する特許請求の範囲第１項記載の２速度モータ制御
   装置。
3. （３）前記ストップブレーカを手動で作動させるための
   ストップスイッチが前記ストップブレーカに接続されて
   いる特許請求の範囲第２項記載の２速度モータ制御装置
   。
4. （４）前記高速度セレクタ手段が高速度動作を選択する
   ために手動で動作可能な高速度セレクタスイッチを有し
   、前記低速度セレクタ手段が低速度動作を選択するため
   に手動で動作可能な低速度セレクタスイッチを有する特
   許請求の範囲第３項記載の２速度モータ制御装置。
5. （５）前記アボート手段が、前記低速度ブレーカに接続
   され、前記高速度スタート許可手段が前記高速度ブレー
   カを作動させることができないときに前記低速度ブレー
   カを作動させるためのアボート・低速度ユニットと、前
   記高速度ブレーカに接続され、前記低速度スタート許可
   手段が前記低速度ブレーカを作動させることができない
   ときに前記高速度ブレーカを作動させるためのアボート
   ・高速度ユニットとを有する特許請求の範囲第２項記載
   の２速度モータ制御装置。
6. （６）前記ストップブレーカを手動で作動させてモータ
   を停止させるためのストップスイッチが前記ストップブ
   レーカに接続されており、前記高速度セレクタ手段がモ
   ータに対して高速度動作を選択するための高速度スター
   トスイッチを有し、前記低速度セレクタ手段がモータに
   対して低速度動作を選択するための低速度スイッチを有
   し、前記高速度スタートおよび低速度スタート許可手段
   がそれぞれ、前記ストップスイッチから前記ストップス
   イッチが作動されていないということを指示する許可信
   号を受信するための第１の入力と、前記アボート・スト
   ップユニットに接続され、前記アボート・ストップユニ
   ットが作動されていないということを指示するための第
   ２の入力とを有する特許請求の範囲第５項記載の２速度
   モータ制御装置。
7. （７）前記高速度スタート許可手段が前記低速度ブレー
   カから前記低速度ブレーカが閉成されないということを
   指示する許可信号を受信するための第３の入力を有し、
   前記低速度スタート許可手段が前記高速度ブレーカから
   前記高速度ブレーカが閉成されないということを指示す
   る許可信号を受信するための第３の入力を有する特許請
   求の範囲第６項記載の２速度モータ制御装置。
8. （８）モータの速度およびその速度での継続時間を決定
   するための遅延論理手段がモータに接続されており、前
   記高速度スタート許可手段が前記遅延論理手段からモー
   タが少なくとも選択された分数の時間の間低速度で動作
   していたということを指示する許可信号を受信するため
   の第４の入力を有し、前記低速度スタート許可手段が前
   記遅延論理手段からモータが選択された分数の時間の間
   高速度で動作していたということを指示する許可信号を
   受信するための第４の入力を有する特許請求の範囲第７
   項記載の２速度モータ制御装置。