JPS62294797A - 送排風機の風量制御方法 - 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】

３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、送排風機の風量し制御方法に係り、特に、バ
グフィルタ−を有する集ｇ！機に備えられる排風機に用
いる際に好適な、電動機で駆動される送排風機の処理す
る風量を設定風車とするよう制御する際の送排ｆｆｌ　
ＩｆｆのａＵａ制御方法の改良に関する。

【従来の技術】

一般的な集塵開用の排風機や各種送風芸には、それらが
処理する風量を適正な値に制御するため、従来から種々
の技術が採用されている。そのような技術の中で、特に
、送排風機の回転速度を調整することによりｌ１ｌｆｊ
ｌを制御する方法が、エネルギー効率が良くなることか
ら広く用いられている。 前記のように送排風機の回転速度を調整することにより
風量を制御する従来の方法に、例えば待聞昭５８−５５
０２２で示された集塵別風石の制御方法がある。この方
法においては、処理ガスの経路が向−であれば、果匹ブ
Ｏアの回４＋７．速度と凪Ｈ１が比例しているという観
点から、設定［１から一義的に目標回転速度を法定する
フィードフォワード制御により風量制御が行われている
。 （発明が解決しようとする問題点］ ところが、実際の集血設備等にＪ３いては、配管等への
ダストの付着あるいはフィルターのめづまり等により管
路抵抗が時間と共に増大していくことが多く、フロア等
の送排風機の回転速度を一定にしていたとしても、通常
、該送排」機の処理風量が徐々に低下してしまう。従っ
て、前記集塵設備を前記特開昭５８−５５０２２で提案
された如き従来のフィードフォワード制御により運転し
たとしても、長期間運転すると、管路抵抗の増加と共に
処理される風位が徐々に減少し、精度良く不り量制御を
行うことができなくなるため、前記設備の集塵別面が低
下してしまうという問題点が有る。 又、前記の如（配管等へダストが付着したりフィルター
がめづまりした場合等、圧力損失の変化が大ぎい場合に
対するＩＩＩｆａ制御方法として、例えば特開昭５９−
１３８８８８のようなスクラップ予熱設備における排ガ
ス流ｄ制御方法がある。この方法においては、ブースタ
ーファン前後の差圧をフィードバック制御して排ガス流
量を制御している。しかしながら、この方法を用いた場
合には、前記差圧を検出するための圧力検出殿等を必要
とし、それら機器の設置にｔ黄が掛り、又、それら別器
の保守に手間及び経費が掛るという問題点が有る。

【発明の目的］ 本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、送排風される空気やガス体の圧力あるいは風足を直接測定することなく、圧力損失等の変動があっても常に処理風量が設定風量に可及的に等しくなるよう制御できる送排風機の風量制御方法を提供することを目的とする。 【問題点を解決するための手段】

本発明は、電動機で駆動される送排風機の処理する風量
を設定風量とするよう制御する際に、前記電動機へ入力
される電力及び前記送排風機の回転速度を検出し、検出
電力、検出回転速度及び該検出回転速度の微分値から、
前記送排風機の軸動力を算出し、予め記憶された風足と
軸動力の関係を用いて、検出軸動力から前記送排風機の
処理する風足を推定し、推定風足と前記設定風聞を比較
してその偏差が零となるよう前記送排風機の回転速度を
フィードバック制御することにより、前記目的を達成し
たものである。 〔作用１ 本発明においては、電動はで駆動される送排風機の処理
する風量を設定風量とするよう制御する際に、前記電動
機へ入力される電力及び前記送排風はの回転速度を検出
し、検出電力、検出回転速度及び該検出回転速度の微分
値から、前記送排風機の軸ＣＪ力を算出し、予め記憶さ
れた風量と軸動力の関係を用いて、検出軸動力から前記
送排風機の処理する風量を推定し、推定風量と前記設定
風量を比較してその偏差が零となるよう前記送排風機の
回転速度をフィードバック制御する。 従って、本発明により、送排風される空気やガス体の圧
力あるいは風量を直接測定することなく、管路抵抗の変
動やダストの付着等による圧力損失等の変動による外乱
が発生しても、常に送排風機の処理風量が設定風聞に可
及的に等しくなるよう送排風聞をフィードバックｉｔ＋
＋＋　＠することが可能となる。よって、例えば本発明
をバグフィルタ−を有する集塵機に実施した場合、ダス
トの付着等による圧力損失の増大があっても排風機の回
転速度を自動的に調整して処理風量の低下を防止できる
ので、集画能力の低下による不具合を未然に防止するこ
とができる。又、通常の排ｇ１義においてもなん゛らか
の襄因で管路抵抗が増大した場合、その影響を受けず←
処理風量を設定風聞に維持することが可能となる。

【実施例］ 以乍、本発明が実施された送排風機の風量制御装置につ
いて説明する。 第１図にこの風聞制御装置の概略構成のブロック線図を
示す。図に示すように、この風量制御装置には、空気や
ガス体を送排風するためのファンを有する送排風機１０
と、該送排風機１０の駆動軸に駆動電動機１２からの動
力を伝えると共にその回転速度を調節するため変速を行
う変速手ｖ１４と、前記駆動電ｔｌ［ｔ１２への入力電
力を測定するための電力計１６と、前記送排風機の回転
速度を１ｌｌｌ＋定するための回転速度計１８と、前記
電力計１６にて測定された入力電力から前記駆動電動機
１２の出力を算出するための電動機出力演算器２０と、
前記回転速度計１８で山１１定された回転速度を微分す
るための微分器２２と、前記測定された回転速度、微分
された測定回転速度、及び算出された電動機出力から前
記送排風１１０の軸動力を算出ザる軸動力演算器２４と
、軸動カー風足特性を記憶するための記憶装置２６と、
前記算出軸動力から、記憶された軸動カー風量特性を用
いて前記送排風機１０の風聞を演算して推定するための
風量演算器２８と、推定された風ｊ値を設定風量と比較
して前記送排風にの回転速度をフィードバック制御する
ための回転速度設定演算器３ｏと、が備えられる。 なお、前記回転速度設定演算器３０が出力する回転速度
設定値により前記変速手段１４が判り口されて、前記送
排風機１０の回転速度が制御される。 又、変速手段１４には、例えば電源の周波数が変えられ
る可変周波数電源等により、直接駆動電動機１２の回転
速度を変更する電気的変速手段のほかに、駆動型ｖＪ機
の回転速度は一定で送排風機と駆動電動機の間に配した
流体継手等の制御により送排風機のみの回転速度を変更
する灘械的変更手段を用いることができる。 以下、実施例の作用について説明する。 送排Ｊ［１０が運転される前には、予め記！装置２６に
所定の軸動カー風足特性が記憶されている。 そして、送排［１１ＢＪ１１０が運転されている際に、
駆ｆｌＪ電動礪１２への入力電力Ｐｉｎが電力計１６で
測定され、その測定値Ｐｉｎ信号が軸動力演算器２ｏに
入力される。入力された入力電力Ｐｉｎにより、電動機
出力演算器２０が次式（１）で電動機出力ＰＯＬＪＴを
算出する。 Ｐｏｕｖ＝Ｐｉ　ｎＸ　（１／ηｍ　＞　−（１）但し
、ηｍは電動機効率である。 回転速度計１８で検出された送排」機１０の回転速度Ｎ
は微分器２２に入力されて微分演算され、その微分値ｄ
Ｎ／ｄｔが算出される。算出された回転速度設定値”’
Ｉ　ｙ’　ｕ　ｉ　、回転速度ｉ（電動＝出力ＰＯＬＪ
Ｔは軸動力演算器２４に入力される。 該軸動力演算器２４においては、次式（２）により送排
風機１０の軸動力Ｐｒを算出する。 Ｐｒ　＝ＰＯＵＴ−ＮＸＪ Ｘ　（ｄＮ／　ｄｔ）ＸＫ、　　・・・（２）但し、Ｊ
は送排風機１０のファン及びファンと同期して回転する
回転体の慣性モーメント、Ｋ１は比例定数である。 算出された軸動力Ｐｒ及び前記回転速度Ｎは風足演算器
２８に入力される。該風聞演算器２８では、入力された
値及び予め記憶装置２６に記憶されている送排風機の軸
動カー風帛特性から前記送排態別１０のＪｌｆｆｉの推
定値Ｑを算出する。 該風聞推定値Ｑと設定風ｍＱｒｅｒが回転速度設定演算
器３０に入力される。該回転速度設定演算器３０では、
１１す２推定風量Ｑと設定風量Ｑｒｅｆの偏差が零とな
るよう回転速度設定値Ｎｒｅ（を算出する。ここで、こ
の回転速度設定値Ｎｒｅｆを演算する方法の一例を次式
（３）に示す。 Ｎ　　；　　　ｅ　　ｔ　　＝　　Ｋ　　２　　　（Ｑ
　　ｒ　　ｅ　　ｔ　　＋（１／Ｔ）Ｊ”ｅｄｔ）　　
−（３） 但し、Ｋ２は比例定数、Ｔは積分時定数、ｅは設定風ｆ
ｉｔＱｒｅｒと推定風昂Ｑとの偏差（Ｑｒｅｔ−Ｑ）で
ある。 なお、（３）式の第１項は恩命をフィードフォワード制
御するための項であり、前述した従来技術と同様の制御
項である。又第２項は推定ＪｆｆｌｆｆｌＱによる補正
項である。この（３）式においてはこの補正項を積分演
算して求めているが、積分演算のみならず比例演算等を
用いて求めることもできる。 このようにして算出した回転速度設定値Ｉ”Ｉｒｅｆに
送排風機１０のファンの回転速度が等しくなるよう変速
手段１４により回転速度を調節する。 次に、前記送排引１０が連通する管路の管路抵抗が変化
した場合における、実施例の風聞制御装置の補正別面に
ついて、第２図に基づき説明する。 図のように、前記送排１１１機１０は、静圧−ｊ虱旦特
性と風量−管路抵抗特性（図中符号Ｒ１、Ｒ２）が等し
いところでつりあって運転される。今、前記送排風機１
０のファンの回転数がＮ、であり、管路抵抗がＲ１であ
るとした場合、該送排組［Ｏは図中符号Ａ点でつりあっ
て運転される。このとぎ、風位はＱ　Ｉ　、静圧はＰｌ
、軸動力ＰｆはＷｌである。但し、この際の設定風量は
Ｑｌとされ実績風量とつりあっているものとする。 ここで、前記管路抵抗が図中のＲ＋からＲ２に変化する
と、つりあう点は図中符号へから符号Ｂに移動し、その
風量はＱｌからＱｌへ、静圧はＰｌからＰｌへ、軸動力
はＷｌからＷｌへ変化する。 この場合、従来のフィードフォワードのみによる制御で
あると風ＭがＱ、からＱｌに減った分を補正する機能は
ない。これに対し、本発明の制御方法を用いれば風□□
□の補正ができ、この補正は以下のようにして行う。 即ち、まず、軸動力ＰｔがＷｌがらＷｌへ減少風Ｒｂと
設定風量Ｑｒｅｔとの間に偏差が生じるため、この偏差
を可及的に零とするよう前記送排７ｍ機１０の回転速度
Ｎを補正する。その際、該送排風機１０の風ｍが設定風
量Ｑ１に等しくなるまで加速して、軸動力ＰｆをＷ３と
し回転速度をＮ２とする。その結果、管路抵抗Ｒ２、静
圧、及び風量Ｑ１が、符号Ｃ点でつりあうこととなる。 このようにして送排風機の処理風量を常に設定」足Ｑｒ
ｅｔとなるよう維持するわけであるが、圧力損失や管路
抵抗の増大に伴う負荷の増大により駆動電８機１４が損
傷しないよう、該駆動電動機１４の定格出力に対する設
定値を設け、該駆ｖＪ電動Ｉｊ１１４の出力が該設定値
を超過した場合に警報を発する等の手段を予め講じてお
くことができる。 なお、前記実施例においては、変速手段１４として駆動
電動機１２に可変周波数電源を接続した電気的変速手段
を例示した。この場合、駆動電動機１４から送排」機１
０へかけての機械的構成を比較的小型化でき、設置面積
が減少して機器の設置の自由度が向上する。しかしなが
ら、前記変速手段１４はこれに限定されるものではなく
、他の例えば流体継手等の変速手段を用いることもでき
る。 又、前記実施例においては、送排風機の回転速度の設定
値を（３）式のフィードフォワード環と積分Ｘ算の和に
より算出して比較的簡単な演算手順で回転速度を設定し
ていたが、回転速度を求める手順は（３）式に限定され
るものではなく、他の手順を用いることができる。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、空気やガス体の圧
力あるいは風量を直接測定することなく、圧力損失等の
変動や管路抵抗の変動等の外乱が発生しても常に送排風
機の処理風岱を設定風ｍに可及的に等しくなるようフィ
ードバック制御することができる。従って、例えばバグ
フィルタ−を有する集塵機に本発明を実施した揚台は、
ダストの付着による圧力損失の増大があっても排風■の
回転速度を自動的に調整して処理川石の低下を防止でき
るため、集塵能力の低下による不具合を未然に防止する
ことができる。又、排風機にあってはなんらかの要因で
その管路抵抗が増大した場合でも、その影響を受けずに
所望の風量を維持することが可能である等の優れた効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が実施される風量制御１０装置の概略
構成を示すブロック線図、第２図は、前記実施例の作用
を説明するためのｆｆ１ｆａに対する静圧、管路抵抗及
び軸動力の関係の例を示す線図である。 １０・・・送排風機、 １２・・・駆動電動傭、 １４・・・変速手段、 １６・・・電力計、 １８・・・回転速度計、 ２０・・・電動機出力演算器、 ２２・・・微分器、 ２４・・・軸りＪ力演算器、 ２６・・・軸動カー風量特性の記憶装置、２８・・・風
聞演算器、 ３０・・・回転速度設定演算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電動機で駆動される送排風機の処理する風量を設
   定風量とするよう制御する際に、前記電動機へ入力され
   る電力及び前記送排風機の回転速度を検出し、検出電力
   、検出回転速度及び該検出回転速度の微分値から、前記
   送排風機の軸動力を算出し、予め記憶された風量と軸動
   力の関係を用いて、検出軸動力から前記送排風機の処理
   する風量を推定し、推定風量と前記設定風量を比較して
   その偏差が零となるよう前記送排風機の回転速度をフィ
   ードバックル制御することを特徴とする送排風機の風量
   制御方法。