JPS6267204A - タ−ビン自動起動装置 - 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 本発明はタービン自動起動装置に関し、例えば電磁検出
子により速度検出を行なうような回転体の自動起動装置
に利用される。

従来の技術 従来のタービン自動起動装置においては、その速度設定
値は、時間に対して一定の割合で暖機速度まで増加して
行く。これに対するタービン実速度の変化の模様は、速
度制御系のゲインによって大きく変化する。

従来のタービン制御系を第３図に示す。この第３図にお
いて、符号１はタービン、２は被駆動機を示しており、
その速度の調整は、タービンに流入する蒸気又は他の流
体Ｆの景を制御する調整弁３の開度ＸＶを調整すること
によってなされる。

タービン速度制御部４は、タービン速度設定値（以下Ｖ
ｒｅｆと記す）とタービン実速度（以下■８と記す）と
の差がゼロとなるように調整弁３の開閉信号を発生する
。偏差演算部５は、速度設定値Ｖｒｅｆと検出速度ｖｓ
との差（以下速度偏差をＶｅと記す）を求める偏差演算
部である。速度検出子６は、タービン１の実速度ｖａを
検出し検出速度Ｖｓを得るための検出器である。速度設
定器７は、チで、タービン自動起動時はこのスイッチ８
がオンとなることにより、自動起動装置の速定設定値Ｖ
ｒｅｆが、第４図又は第５図に示すように、時間に対し
て一定の割合で増加し始める。このとき（起動時）ター
ビン実速度Ｖａから得る検出速度ＶＳはゼロであるので
、速度偏差Ｖｅは正であり、タービン速度制御部４は速
度偏差Ｖｅに見合った制しかし、停止中のタービン１が
回転し始めるには、タービンの静止摩擦を上回る起動ト
ルクが与えられることが必要であるので、タービン１は
蒸気又は他の流体Ｆが流入し始めてもしばらく静止状態
を保ち、前記起動トルクを得てから回転し始める。

タービン１が一旦回転し始めると、その回転を妨げる要
素は、静止摩擦力よりも小さい動摩擦力に変わるため、
タービン１は加速を始める。

しかし、速度検出子６の特性は、一般的に、低速領域に
おいて、タービン実速度Ｖａに対して検出速度信号が比
例関係を得ない。したがって、検出速度信号が一定値以
下の場合、検出速度Ｖｓはゼロを得たものとして偏差演
算部５に入力するのが一般的である。このとき、タービ
ン実速度Ｖａと検出速度Ｖｓとの関係は、第６図に示し
たようにな；≠卒る。

速度検出子６が上記の特性を持つとき、タービン１の制
御特性は、速度制御部４のゲインによって異なる。

ゲインが低い場合、ある正の値の速度偏差Ｖｅに対して
、速度制御部４の出力は小さく、調整弁３の開度ＸＶが
小さいためにタービン１へ流入する蒸気又は他の流体Ｆ
の量も少なく、そのためスイッチ８がオンとなってから
タービン１が回転し始めるまでの時間が長い。また、回
転を始めてからの実速度Ｖａの増加率も小さいため、速
度制御部４のゲインが小さい場合のタービン１の自動起
動の様子は第４図に示したようになる。

一方、速度制御、部４のゲインが高い場合、ある正の値
の速度偏差Ｖｅに対して、速度制御部４の出力は大きく
、調整弁３の開度ＸＶが大きいために、タービン１へ流
入する蒸気又は他の流体Ｆの量も多く、そのため、スイ
ッチ８がオンとなってからタービン１が回転し始めるま
での時間は短かい。また、回転を始めてからの実速度Ｖ
ａの増加率も大きいため、速度制御部４のゲインが大き
い場合のタービン１の自動起動の様子は第５図のように
なる。

第５図かられかるとおり、タービン１の実速度Ｖａが、
急速に増加して、速度設定値Ｖｒｅｆを追い越し、さら
に増加を続ける。実速度Ｖａが、検出速度Ｖｓと実速度
Ｖａとが一致する下限速度ＶＯに至ると、検出速度ＶＳ
は実速度Ｖａと一致するために、偏差演算部５の演算結
果は、それまでの正値から負値に急変する。このため速
度制御部４は、調整弁３を閉じる方向の信号を発生する
ため、やがてタービンｌへ流入する蒸気又は他の流体Ｆ
の量は減少し、タービン実速度Ｖａも減少し始める。

この結果、タービン実速度Ｖａは、検出速度ＶＳと実速
度Ｖａが一致する最下限速度ＶＯを下回るため、検出速
度Ｖｓは再びゼロとなる。すると偏差演算部５の演算結
果Ｖｅは、それまでの負値から正値に急変する。このた
め、速度制御部４は、再び調整弁開の信号を発生し、こ
の結果、タービン実速度Ｖａは再び増加する。タービン
実速度Ｖａが、検出速度Ｖｓと実速度Ｖａとが一致する
最下限速度ＶＯに至ったとき、速度設定値Ｖｒｅｆがそ
れ以下であった場合には、偏差演算部５の演算結果の速
度偏差ｖｅは再び正値から負値に急変する。

この結果、速度制御部４は、調整弁３閉の信号を発生す
る。

発明が解決しようとする問題点 以上のように、タービン１が回転を始めてから、速度設
定値Ｖｒｅｆが、検出速度Ｖｓと実速度Ｖａとが一致す
る最下限速度に至るまでタービン実速度Ｖａが短かい周
期で変動するハンチング現象を呈　　　□する。この・
・・チング現象の発生を防ぐために、　　　　：速度制
御部４のゲインを低くして起動するのが従　　　□ト 来の一般的な方法である。　　　　　　　　　　　　　
　）しかしゲインが低いことは、制御応答性が悪い！ ことであり、同時に、自動起動によって暖機速度　　　
−に至るまでに要する時間が長いことを意味するもので
、制御上好ましくない。

又、このような起動を終えたあとの制御ゲインは、応答
性を上げるためにも大きい方がよく、そのためには運転
員が途中でこのゲインを調整しなければならないので、
操作が煩雑となる不具合がある。

本発明は、タービンを停止状態から暖機速度まで自動的
に昇速させる際、前記タービンの低速回転中は、速度検
出子の発生する速度信号がタービン実速度に対して比例
的に出てこない為、タービン実速度に対して一致しない
ことによる不具合を除去することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点に対し、本発明によれば、速度検出子からの
速度信号に応じ速度設定器に対して速度設定値の変更を
指命するタービン検出速度監視部を備えたタービン自動
起動装置が提供される。

作用 速度検出子の発生する速度信号がタービン実速度と一致
する最下限速度を越えた時点において、タービン検出速
度監視部が速度設定器に対して速度設定値の変化を指令
し、速度設定値を、前記最下限速度を上回る値に急速に
変化させ、これによって速度制御部のゲインを高くする
こととハンチングを起こさないこととを両立させながら
タービンの自動起動を可能にさせている。

実施例 第１図の本発明によるタービン自動制御系によれば、第
３図の従来の制御系における符号工ないし８の要素に加
えて、タービン検出速度監視部９が設けられている。　
　　　　　　　　　　ｂ轟（五ミｉこの検出速度監視部
９による速度設定値の変更、及びこれによるタービン速
度の上昇の様子を第２図に示す。なお、検出速度監視部
９を設ける点及び検出速度監視部９が速度設定器７に対
し速度設定値Ｖｒｅｆの変化を指命する機能を持つ点を
除き、他の部分は従来の技術で説明した場合と全く同一
の特性を持つものとする。

スイッチ８がオンとなってから、タービン実速度Ｖａが
、検出速度Ｖ８と実速度Ｖａとが一致する最下限速度に
至るまでの速度変化の様子は従来の技術で説明した場合
と同一である。

タービン実速度Ｖａが、検出速度ＶＳと実速度Ｖａとが
一致する最下限速度ＶＯに至ったとき、検出速度監視部
９から速度設定器７に対し速度設定値Ｖｒｅｆを変化す
るよう指令し、速度設定値Ｖｒｅｆを、前記最下限速度
ＶＯを上回る値に急速に変化させる。

この結果、速度偏差Ｖｅは、急速に減少するために、速
度制御部４の出力及び調整弁３の開度Ｘｖは変化するが
、速度偏差Ｖｅがそれまでの正の値を維持するために、
タービン速度が、前記最下限速度Ｖｏを下回ることは避
けられる。したがって、前記速度設定値Ｖｒｅｆを急変
させた後、制御に支障のない任意の変化率により、暖機
速度に向けて速度設定値Ｖｒｅｆを増加して行けば、ハ
ンチングを起こすことなく、速度制御部４のゲインを高
くしたままでタービンの自動起動が可能である。

発明の効果 本発明によれば、速度検出子の発生する速度鵜信号がタ
ービン実速度に一致する最下限速度を越えた時点におい
て、急速に速度設定値を前記最下限速度を上回る値に変
化させる機能を備えたことにより、ハンチングを起こす
ことなく、かつ速度制御部４のゲインを高くしたままで
タービンの自動起動が可能である。

これによって高速応答性の良好な制御が可能となり、同
時に、自動起動によって暖機速度に至るまでに要する時
間を短縮することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるタービン自動起動装置の制御系を
示す図、第２図はタービン実速度Ｖａ　。 速度設定値Ｖｒｅｆ及び調整弁開度Ｘｖの変化を示す線
図、第３図は従来装置の制御系を示す図、第４図及び第
５図は速度制御部のゲインが低いとき及び高いときのタ
ービン実速度Ｖａ　、速度設定値Ｖｒｅｆ及び調整弁開
度Ｘｖの変化を示す線図、第６図は検出速度Ｖｓとター
ビン実速度Ｖａとの関係を表わす線図である。 １・ｅタービン、２・φ被駆動機、３・・調整弁、４・
・速度制御部、５・・偏差演算部、６・・速度検出子、
７・・速度設定器、８・・スイッチ、９・・検出速度監
視部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タービンへの流入量を制御する調節弁と、同調節弁の開
   度を制御する速度制御部と、速度設定値とタービンの検
   出速度との差を演算する偏差演算部と、タービンの速度
   信号を発生させる速度検出子と、前記速度設定値を記憶
   している速度設定器とを備えたタービン自動起動装置に
   おいて、前記速度検出子からの速度信号に応じ前記速度
   設定器に対して速度設定値の変更を指令する速度監視部
   を設けたことを特徴とするタービン自動起動装置。