JPH0346706B2 - - Google Patents
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- JPH0346706B2 JPH0346706B2 JP62210206A JP21020687A JPH0346706B2 JP H0346706 B2 JPH0346706 B2 JP H0346706B2 JP 62210206 A JP62210206 A JP 62210206A JP 21020687 A JP21020687 A JP 21020687A JP H0346706 B2 JPH0346706 B2 JP H0346706B2
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- Japan
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- valve
- opening
- induction motor
- thrust force
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、蒸気原動所等における高圧流体の圧
力、流量を調整するに好適な電動式調節弁用アク
チユエータに関する。
力、流量を調整するに好適な電動式調節弁用アク
チユエータに関する。
［従来の技術］
従来、調節弁は、入口流路および出口流路なら
びに弁室を備えるケーシングと、ケーシングの弁
室内に形成される弁座と、ケーシングに移動可能
に支持されて弁体を備える弁棒と、弁体が弁座に
対して接離するように弁棒を駆動し、弁開度を調
節するDCサーボモータとを有して構成されてい
る。
びに弁室を備えるケーシングと、ケーシングの弁
室内に形成される弁座と、ケーシングに移動可能
に支持されて弁体を備える弁棒と、弁体が弁座に
対して接離するように弁棒を駆動し、弁開度を調
節するDCサーボモータとを有して構成されてい
る。
上記従来の調節弁は、弁開度を位相制御にて制
御する制御装置を用いている。この制御装置は、
指令弁開度と現在弁開度の開度偏差を求め、該開
度偏差が減少する方向にDCサーボモータを駆動
し、該開度偏差が零となる状態下にてDCサーボ
モータを停止せしめるようになつている。
御する制御装置を用いている。この制御装置は、
指令弁開度と現在弁開度の開度偏差を求め、該開
度偏差が減少する方向にDCサーボモータを駆動
し、該開度偏差が零となる状態下にてDCサーボ
モータを停止せしめるようになつている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、DCサーボモータは前述の如く
にて停止する状態下では、弁棒スラスト力に対す
る対抗トルクを発生できない。したがつて、上記
従来のDCサーボモータを用いる調節弁にあつて
は、弁開度をある開度に保持するため、DCサー
ボモータと弁棒とを連結するトルク伝達経路に自
動締り機構を形成するウオーム歯車列を設ける必
要がある。ウオーム歯車列を設けることはトルク
伝達経路を複雑化するとともに、ウオーム歯車列
の低トルク伝達経路に起因してモータ容量を大型
化するという不都合がある。
にて停止する状態下では、弁棒スラスト力に対す
る対抗トルクを発生できない。したがつて、上記
従来のDCサーボモータを用いる調節弁にあつて
は、弁開度をある開度に保持するため、DCサー
ボモータと弁棒とを連結するトルク伝達経路に自
動締り機構を形成するウオーム歯車列を設ける必
要がある。ウオーム歯車列を設けることはトルク
伝達経路を複雑化するとともに、ウオーム歯車列
の低トルク伝達経路に起因してモータ容量を大型
化するという不都合がある。
また、上記DCサーボモータを用いる調節弁に
あつては、弁締切時や中間開度での異物噛合時
に、モータが停動トルクを発生すると過大な弁棒
スラスト力を生ずることとなるため、弁、動力伝
達経路等を上記スラスト力から保護するため、動
力伝達経路に機械的なトルクリミツトスイツチを
設けることが必須となる。
あつては、弁締切時や中間開度での異物噛合時
に、モータが停動トルクを発生すると過大な弁棒
スラスト力を生ずることとなるため、弁、動力伝
達経路等を上記スラスト力から保護するため、動
力伝達経路に機械的なトルクリミツトスイツチを
設けることが必須となる。
また、上記従来のDCサーボモータを用いる調
節弁にあつては、モータが整流のためのブラシを
備えているから、高速運転に限界があい、また保
守性も悪い。
節弁にあつては、モータが整流のためのブラシを
備えているから、高速運転に限界があい、また保
守性も悪い。
本発明は、弁開度をDCサーボモータを用いる
ことなく安定的に調節可能とし、自動締り機構を
形成するウオーム歯車列やトルクリミツトスイツ
チを動力伝達経路に必須に備えることを不要とす
ることを目的とする。
ことなく安定的に調節可能とし、自動締り機構を
形成するウオーム歯車列やトルクリミツトスイツ
チを動力伝達経路に必須に備えることを不要とす
ることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明の第１は、入口流路および出口流路なら
びに弁室を備えるケーシングと、ケーシングの弁
室内に形成される弁座と、ケーシングに移動可能
に支持されて弁体を備える弁棒と、弁体が弁座に
対して接離するように弁棒を駆動し、弁開度を調
節する誘導電動機とを有してなる電動式調節弁用
アクチユエータにおいて、指令弁開度と現在弁開
度の開度偏差を求め、該開度偏差に応じた弁体開
閉速度指令を発生し、該弁体開閉速度指令と実際
の弁体開閉速度から速度偏差を求め、該開度偏差
に応じたトルク指令を発生し、誘導電動機が上記
指令トルクを出力するように誘導電動機の１次電
流をベクトル制御方式にて演算し、演算された１
次電流指令により誘導電動機を制御する制御装置
を備えるようにしたものである。
びに弁室を備えるケーシングと、ケーシングの弁
室内に形成される弁座と、ケーシングに移動可能
に支持されて弁体を備える弁棒と、弁体が弁座に
対して接離するように弁棒を駆動し、弁開度を調
節する誘導電動機とを有してなる電動式調節弁用
アクチユエータにおいて、指令弁開度と現在弁開
度の開度偏差を求め、該開度偏差に応じた弁体開
閉速度指令を発生し、該弁体開閉速度指令と実際
の弁体開閉速度から速度偏差を求め、該開度偏差
に応じたトルク指令を発生し、誘導電動機が上記
指令トルクを出力するように誘導電動機の１次電
流をベクトル制御方式にて演算し、演算された１
次電流指令により誘導電動機を制御する制御装置
を備えるようにしたものである。
本発明の第２は、入口流路および出口流路なら
びに弁室を備えるケーシングと、ケーシングの弁
室内に形成される弁座と、ケーシングに移動可能
に支持されて弁体を備える弁棒と、弁体が弁座に
対して接離するように弁棒を駆動し、弁開度を調
節する誘導電動機とを有してなる電動式調節弁用
アクチユエータにおいて、指令弁開度と現在弁開
度の開度差を求め、該開度偏差に応じた弁体開閉
速度指令を発生し、該弁体開閉速度指令と実際の
弁体開閉速度から速度偏差を求め、該開度偏差に
応じたトルク指令を発生し、誘導電動機が上記指
令トルクを出力するように誘導電動機の１次電流
をベクトル制御方式にて演算し、演算された１次
電流指令により誘導電動機を制御する制御装置
と、弁締切状態下における誘導電動機の停止制御
時に誘導電動機の空転を制動する制動装置と、弁
棒に作用するスラスト力を検出するスラスト力検
出器と、弁締切状態下におけるスラスト力検出器
の検出結果がスラスト力の変化を示すことを条件
に誘導電動機を再起動するとともに制動装置を無
制動とするスラスト力判断器とを備えるようにし
たものである。
びに弁室を備えるケーシングと、ケーシングの弁
室内に形成される弁座と、ケーシングに移動可能
に支持されて弁体を備える弁棒と、弁体が弁座に
対して接離するように弁棒を駆動し、弁開度を調
節する誘導電動機とを有してなる電動式調節弁用
アクチユエータにおいて、指令弁開度と現在弁開
度の開度差を求め、該開度偏差に応じた弁体開閉
速度指令を発生し、該弁体開閉速度指令と実際の
弁体開閉速度から速度偏差を求め、該開度偏差に
応じたトルク指令を発生し、誘導電動機が上記指
令トルクを出力するように誘導電動機の１次電流
をベクトル制御方式にて演算し、演算された１次
電流指令により誘導電動機を制御する制御装置
と、弁締切状態下における誘導電動機の停止制御
時に誘導電動機の空転を制動する制動装置と、弁
棒に作用するスラスト力を検出するスラスト力検
出器と、弁締切状態下におけるスラスト力検出器
の検出結果がスラスト力の変化を示すことを条件
に誘導電動機を再起動するとともに制動装置を無
制動とするスラスト力判断器とを備えるようにし
たものである。
［作 用］
本発明の第１、第２によれば、弁棒を駆動する
誘導電動機の出力トルクがベクトル制御されるか
ら、弁棒がいかなる速度状態にある時にもトルク
制御できる。
誘導電動機の出力トルクがベクトル制御されるか
ら、弁棒がいかなる速度状態にある時にもトルク
制御できる。
したがつて、弁開度が全開、中間、締切のいず
れの開度状態にある時にも、誘導電動機は弁棒ス
ラスト力に対抗するトルクを出力でき、自動締り
機構を形成するウオーム歯車列を設けることなく
弁開度を所望の開度に保持できる。また、動力伝
達経路に低トルク伝達効率のウオーム歯車列を設
けることなく、高トルク伝達効率の平歯車列を用
いることができるので、結果としてモータ容量の
小型化も実現できる。
れの開度状態にある時にも、誘導電動機は弁棒ス
ラスト力に対抗するトルクを出力でき、自動締り
機構を形成するウオーム歯車列を設けることなく
弁開度を所望の開度に保持できる。また、動力伝
達経路に低トルク伝達効率のウオーム歯車列を設
けることなく、高トルク伝達効率の平歯車列を用
いることができるので、結果としてモータ容量の
小型化も実現できる。
また、制御装置は誘導電動機の現在トルクを常
に監視するものであるから、機械的なトルクリミ
ツトスイツチを動力伝達経路に設けることなく、
停動トルクに基づく過大スラスト力の発生等を抑
制し、弁、動力伝達経路等を保護できる。
に監視するものであるから、機械的なトルクリミ
ツトスイツチを動力伝達経路に設けることなく、
停動トルクに基づく過大スラスト力の発生等を抑
制し、弁、動力伝達経路等を保護できる。
また、かご形誘導電動機の採用により、運転の
高速化が可能となり、またブラシが無いため保守
性も向上する。
高速化が可能となり、またブラシが無いため保守
性も向上する。
さらに、本発明の第２にあつては、弁締切時に
該誘導電動機を制動装置にて制動しかつ給電停止
することにより、電動機の発熱を避けることがで
きる。この誘導電動機の停止制御状態下では誘導
電動機のトルクが弁棒スラスト力に対抗してバラ
ンスするものでない。ただし、この場合にはスラ
スト力検出器が弁棒スラスト力を監視し流体の温
度変化による弁棒の過負荷あるいは低負荷を検出
すると、スラスト力判断器が誘導電動機を再起動
するとともに制動装置を無制動とし、弁を弁棒負
荷に対抗して締切状態に設定する最適トルク制御
が実行される。
該誘導電動機を制動装置にて制動しかつ給電停止
することにより、電動機の発熱を避けることがで
きる。この誘導電動機の停止制御状態下では誘導
電動機のトルクが弁棒スラスト力に対抗してバラ
ンスするものでない。ただし、この場合にはスラ
スト力検出器が弁棒スラスト力を監視し流体の温
度変化による弁棒の過負荷あるいは低負荷を検出
すると、スラスト力判断器が誘導電動機を再起動
するとともに制動装置を無制動とし、弁を弁棒負
荷に対抗して締切状態に設定する最適トルク制御
が実行される。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例が適用されてなる調
節弁を一部破断して示す正面図、第２図は制御ブ
ロツク図、第３図は第１図の要部を示す断面図、
第４図はスラスト検出系統を示すブロツク図であ
る。
節弁を一部破断して示す正面図、第２図は制御ブ
ロツク図、第３図は第１図の要部を示す断面図、
第４図はスラスト検出系統を示すブロツク図であ
る。
調節弁１０は、第１図に示すように、入口流路
１１および出口流路１２ならびに弁室１３を備え
るケーシング１４と、ケーシング１４の弁室１３
に形成される弁座１５と、ケーシング１４に移動
可能に支持されて弁体１６を備える弁棒１７とを
有している。
１１および出口流路１２ならびに弁室１３を備え
るケーシング１４と、ケーシング１４の弁室１３
に形成される弁座１５と、ケーシング１４に移動
可能に支持されて弁体１６を備える弁棒１７とを
有している。
さらに、調節弁１０は駆動装置としてのACサ
ーボモータ（誘導電動機）１８を有している。モ
ータ１８は、減速装置１９、ボールねじ装置２０
を介して弁棒１７に連結され、弁体１６が弁座１
５に対して接離するように弁棒１７を駆動し、弁
開度を調節する。減速装置１９は平歯車列を構成
するギア２１Ａ〜２１Ｄからなる。なお、上記減
速装置１９にはギア２１Ｅを介して手動ハンドル
２２が連結されている。
ーボモータ（誘導電動機）１８を有している。モ
ータ１８は、減速装置１９、ボールねじ装置２０
を介して弁棒１７に連結され、弁体１６が弁座１
５に対して接離するように弁棒１７を駆動し、弁
開度を調節する。減速装置１９は平歯車列を構成
するギア２１Ａ〜２１Ｄからなる。なお、上記減
速装置１９にはギア２１Ｅを介して手動ハンドル
２２が連結されている。
なお、弁棒１７は、ボールねじ装置２０が結合
される上弁棒２３、弁体１６を備える下弁棒２
４、上弁棒２３の下端部に固定されるアダプタ２
５、下弁棒２４の上端部に固定されてアダプタ２
５と軸方向に結合するカツプリング２６の各部に
分割されている。
される上弁棒２３、弁体１６を備える下弁棒２
４、上弁棒２３の下端部に固定されるアダプタ２
５、下弁棒２４の上端部に固定されてアダプタ２
５と軸方向に結合するカツプリング２６の各部に
分割されている。
また、調節弁１０は、下弁棒２４の軸方向移動
量をリンケージを介して伝達され電気信号に変換
せしめる差動トランス方式等からなる開度発信器
２７をヨーク２７Ａに備え、弁開度を検出可能と
している。
量をリンケージを介して伝達され電気信号に変換
せしめる差動トランス方式等からなる開度発信器
２７をヨーク２７Ａに備え、弁開度を検出可能と
している。
また、調節弁１０は、エンコーダ２８をモータ
１８に備え、モータ１８の回転量を検出可能とし
ている。
１８に備え、モータ１８の回転量を検出可能とし
ている。
また、調節弁１０は、弁棒１７に作用するスラ
スト力を検出するスラスト力検出器２９を備えて
いる。スラスト力検出器２９は、アダプタ２５に
設けた第３図に示す小径部２５Ａにホイートスト
ンブリツジ状に貼り付けられる歪ゲージ３０にて
構成される。第４図に示されるように、歪ゲージ
３０には電源回路３０Ａが接続され、歪ゲージ３
０の出力は増幅器３０Ｂを経て後述するスラスト
力判断器３６に転送される。第３図において、３
１は防水コネクタである。
スト力を検出するスラスト力検出器２９を備えて
いる。スラスト力検出器２９は、アダプタ２５に
設けた第３図に示す小径部２５Ａにホイートスト
ンブリツジ状に貼り付けられる歪ゲージ３０にて
構成される。第４図に示されるように、歪ゲージ
３０には電源回路３０Ａが接続され、歪ゲージ３
０の出力は増幅器３０Ｂを経て後述するスラスト
力判断器３６に転送される。第３図において、３
１は防水コネクタである。
なお、調節弁１０は、アダプタ２５とカツプリ
ング２６とを弁棒１７の伸長方向には第３図に示
す係合部３２Ａ，３２Ｂにて係合可能とする状態
下で、両者の間に皿ばね（緩衝装置）３２を介装
している。
ング２６とを弁棒１７の伸長方向には第３図に示
す係合部３２Ａ，３２Ｂにて係合可能とする状態
下で、両者の間に皿ばね（緩衝装置）３２を介装
している。
また、調節弁１０は、電磁ブレーキ（制動装
置）３３をモータ１８に備え、モータ１８の停止
制御時における空転を制動可能としている。
置）３３をモータ１８に備え、モータ１８の停止
制御時における空転を制動可能としている。
さらに、調節弁１０は、第２図に示すように、
制御装置３４を備えるとともに、該制御装置３４
に付帯するトルク判断器３５、スラスト力判断器
３６を備えている。
制御装置３４を備えるとともに、該制御装置３４
に付帯するトルク判断器３５、スラスト力判断器
３６を備えている。
制御装置３４は、指令弁開度K0と開度発信器
２７から転送される現在弁開度Ｋを増幅器３７を
介して速度指令演算回路３８に伝達し、速度指令
演算回路３８にて、両開度の偏差Keに応じた開
速度指令OV0もしくは閉速度指令CV0を演算す
る。速度指令演算回路３８にて演算された開閉速
度指令OV0、CV0はインターフエイス３９を介し
てACサーボアンプ４０に伝達される。
２７から転送される現在弁開度Ｋを増幅器３７を
介して速度指令演算回路３８に伝達し、速度指令
演算回路３８にて、両開度の偏差Keに応じた開
速度指令OV0もしくは閉速度指令CV0を演算す
る。速度指令演算回路３８にて演算された開閉速
度指令OV0、CV0はインターフエイス３９を介し
てACサーボアンプ４０に伝達される。
他方、制御装置３４は、エンコーダ２８の出力
信号をACサーボアンプ４０の速度演算回路４１
に伝達し、実際のモータ回転速度Ｖを演算する。
信号をACサーボアンプ４０の速度演算回路４１
に伝達し、実際のモータ回転速度Ｖを演算する。
ACサーボアンプ４０は、上記開閉速度指令
OV0、CV0と実際のモータ回転速度Ｖから速度偏
差Veを求め、トルク指令演算回路４２にて上記
偏差Veに応じたトルク指令It（電流値）を演算す
る。上記トルク指令Itはベクトル演算回路４３に
伝達され、ベクトル演算回路４３はモータ１８が
上記指令トルクItを出力するようにモータ１８の
１次電流I1（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流指令Iu、
Iv、Iw）をベクトル制御方式にて演算する。し
かして、ACサーボアンプ４０は、上記１次電流
指令I1と電流検出器４４から転送される現在１次
電流指令Ｉとの電流偏差Ieを求め、給電制御回路
４５にて上記電流偏差Ieに応じた電圧指令信号
Eu、Ev、Ewを３相交流の各相に対応するパワー
トランジスタ４６に供給し、これによりモータ１
８を駆動制御可能とする。
OV0、CV0と実際のモータ回転速度Ｖから速度偏
差Veを求め、トルク指令演算回路４２にて上記
偏差Veに応じたトルク指令It（電流値）を演算す
る。上記トルク指令Itはベクトル演算回路４３に
伝達され、ベクトル演算回路４３はモータ１８が
上記指令トルクItを出力するようにモータ１８の
１次電流I1（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流指令Iu、
Iv、Iw）をベクトル制御方式にて演算する。し
かして、ACサーボアンプ４０は、上記１次電流
指令I1と電流検出器４４から転送される現在１次
電流指令Ｉとの電流偏差Ieを求め、給電制御回路
４５にて上記電流偏差Ieに応じた電圧指令信号
Eu、Ev、Ewを３相交流の各相に対応するパワー
トランジスタ４６に供給し、これによりモータ１
８を駆動制御可能とする。
ベクトル演算回路４３においてはトルク指令演
算回路４２にて演算されたトルク指令Itと、速度
演算回路４１により演算されたモータ回転角速度
ωmおよびACサーボアンプ４０の外部から初期
設定値として与えられる励磁電流指令I0を受けて
下記(1)〜(4)式の演算を行ない、これらの演算結果
によりさらに下記（５−１）、（５−２）、（５−
３）式の演算を行ない演算結果である各相の１次
電流指令Iu、Iv、Iwを出力する。
算回路４２にて演算されたトルク指令Itと、速度
演算回路４１により演算されたモータ回転角速度
ωmおよびACサーボアンプ４０の外部から初期
設定値として与えられる励磁電流指令I0を受けて
下記(1)〜(4)式の演算を行ない、これらの演算結果
によりさらに下記（５−１）、（５−２）、（５−
３）式の演算を行ない演算結果である各相の１次
電流指令Iu、Iv、Iwを出力する。
１次電流の大きさ
I1＝√2 0＋2 t …(1)
位相角
φ＝tan-1It／I0 …(2)
すべり周波数
ωs＝１／τ・It／I0 …(3)
出力周波数
ω0＝ωs＋ωn …(4)
なお、τは使用するモータのモータ定数であ
る。
る。
１次電流指令
Iu＝I1sin（ω0t＋φ） …（５−１）
Iv＝I1sin（ω0t＋φ−２／３π）
…（５−２）
Iw＝I1sin（ω0t＋φ−４／３π）
…（５−３）
すなわち、ベクトル演算回路４３においてはト
ルクItを指令して(1)〜(4)式から１次電流の大きさ
I1、１次電流の位相角φ、すべり周波数ωmを演
算するとともに実回転速度に応じた各周波数ωm
を検出し、ωs、ωm、φ、I1を用いて（５−１）
〜（５−３）式から３相の１次電流指令Iu、Iv、
Iwを演算するものである。
ルクItを指令して(1)〜(4)式から１次電流の大きさ
I1、１次電流の位相角φ、すべり周波数ωmを演
算するとともに実回転速度に応じた各周波数ωm
を検出し、ωs、ωm、φ、I1を用いて（５−１）
〜（５−３）式から３相の１次電流指令Iu、Iv、
Iwを演算するものである。
また、調節弁１０にあつては、最大許容トルク
Tmaxがインターフエイス５２を介してベクトル
演算回路４３に転送され、これによりモータ１８
の最大出力トルクを規制し、安全かつ確実な起
動、運転を行なうこととしている。
Tmaxがインターフエイス５２を介してベクトル
演算回路４３に転送され、これによりモータ１８
の最大出力トルクを規制し、安全かつ確実な起
動、運転を行なうこととしている。
また、調節弁１０にあつては、前述のトルク判
断器３５に弁締切トルク、弁運転トルク等を記憶
させている。トルク判断器３５は、ACサーボア
ンプ４０にて演算されるモータ１８の出力トルク
を上記記憶データと比較し、弁締切時、もしくは
弁中間開度における異常トルク発生時にそれぞれ
モータ１８を停止させる停止信号SVを給電制御
回路４５に伝達する。
断器３５に弁締切トルク、弁運転トルク等を記憶
させている。トルク判断器３５は、ACサーボア
ンプ４０にて演算されるモータ１８の出力トルク
を上記記憶データと比較し、弁締切時、もしくは
弁中間開度における異常トルク発生時にそれぞれ
モータ１８を停止させる停止信号SVを給電制御
回路４５に伝達する。
また、調節弁１０にあつては、前述のスラスト
力判断器３６により、弁締切状態下におけるスラ
スト力検出器２９の検出結果が弁棒スラスト力の
変化を示す時、停止制御状態にあるモータ１８を
再起動し、流体の温度変化により弁棒１７に作用
する過負荷あるいは低負荷に対抗する最適トルク
にてモータ１８を駆動制御する。この時、スラス
ト力判断器３６はインターフエイス３９、給電制
御回路４５のそれぞれに再起動信号RVを伝達す
る。なお、弁締切状態におけるモータ１８の空転
を電磁ブレーキ３３が制動しているから、スラス
ト力判断器３６は上記モータ１８の再起動時に電
磁ブレーキ３３を無制動状態に切換設定する。な
お、スラスト力判断器３６は常時スラスト力検出
器２９の検出結果を監視し、これによりACサー
ボアンプ４０の制御装置故障時のバツクアツプ機
能をも果たし、調節弁１０の信頼性、安全性を向
上可能とする。
力判断器３６により、弁締切状態下におけるスラ
スト力検出器２９の検出結果が弁棒スラスト力の
変化を示す時、停止制御状態にあるモータ１８を
再起動し、流体の温度変化により弁棒１７に作用
する過負荷あるいは低負荷に対抗する最適トルク
にてモータ１８を駆動制御する。この時、スラス
ト力判断器３６はインターフエイス３９、給電制
御回路４５のそれぞれに再起動信号RVを伝達す
る。なお、弁締切状態におけるモータ１８の空転
を電磁ブレーキ３３が制動しているから、スラス
ト力判断器３６は上記モータ１８の再起動時に電
磁ブレーキ３３を無制動状態に切換設定する。な
お、スラスト力判断器３６は常時スラスト力検出
器２９の検出結果を監視し、これによりACサー
ボアンプ４０の制御装置故障時のバツクアツプ機
能をも果たし、調節弁１０の信頼性、安全性を向
上可能とする。
さらに、調節弁１０は、スラスト力較正および
診断器４７を備えている。スラスト力較正および
診断器４７は、スラスト力検出器２９（歪ゲージ
３０と増幅器３０Ｂ）、およびスラスト力判断器
３６の初期化と較正、およびスラスト力の表示を
行なう。また、スラスト力較正および診断器４７
は、ACサーボアンプ４０が演算するモータ１８
の出力トルクと、スラスト力検出器２９が検出す
る弁棒スラスト力とを比較し、その比較結果の経
時変化を観察することにより、動力伝達部品の摩
耗、劣化等を推定し、診断する。
診断器４７を備えている。スラスト力較正および
診断器４７は、スラスト力検出器２９（歪ゲージ
３０と増幅器３０Ｂ）、およびスラスト力判断器
３６の初期化と較正、およびスラスト力の表示を
行なう。また、スラスト力較正および診断器４７
は、ACサーボアンプ４０が演算するモータ１８
の出力トルクと、スラスト力検出器２９が検出す
る弁棒スラスト力とを比較し、その比較結果の経
時変化を観察することにより、動力伝達部品の摩
耗、劣化等を推定し、診断する。
また、調節弁１０は、手動／自動運転切換スイ
ツチ４８を手動側に切換える状態下で、開操作ボ
タン４９、閉操作ボタン５０に加える操作により
手動開閉できる。なお、手動運転時の開閉速度は
任意に設定できる。
ツチ４８を手動側に切換える状態下で、開操作ボ
タン４９、閉操作ボタン５０に加える操作により
手動開閉できる。なお、手動運転時の開閉速度は
任意に設定できる。
また、調節弁１０は、緊急操作ボタン５１に加
える操作により、自動運転、手動運転のいずれの
状態下でも、予め設定した開／閉方向に駆動でき
る。緊急運転時の開閉速度は任意に設定できる。
える操作により、自動運転、手動運転のいずれの
状態下でも、予め設定した開／閉方向に駆動でき
る。緊急運転時の開閉速度は任意に設定できる。
以下、上記調節弁１０の作動について説明す
る。
る。
指令弁開度K0と現在弁開度Ｋとに偏差があ
る時、速度指令演算回路３８にて両開度の偏差
Keおよび該偏差Keに応じた開閉速度指令
OV1、CV0が演算され、ACサーボアンプ４０
のトルク指令演算回路４２にて開閉速度指令
OV0、CV0と実際の開閉速度Ｖとの偏差Veに
応じたトルク指令Itが演算され、さらにACサ
ーボアンプ４０のベクトル演算回路４３にて上
記トルク指令Itを出力するに必要なモータ１８
の１次電流I1が演算された後、給電制御回路４
５にて上記１次電流I1が給電されるようにモー
タ１８が駆動制御される。これにより、モータ
１８は指令弁開度K0と現在弁開度Ｋとの偏差
が零となるまで弁棒１７を駆動せしめられる。
る時、速度指令演算回路３８にて両開度の偏差
Keおよび該偏差Keに応じた開閉速度指令
OV1、CV0が演算され、ACサーボアンプ４０
のトルク指令演算回路４２にて開閉速度指令
OV0、CV0と実際の開閉速度Ｖとの偏差Veに
応じたトルク指令Itが演算され、さらにACサ
ーボアンプ４０のベクトル演算回路４３にて上
記トルク指令Itを出力するに必要なモータ１８
の１次電流I1が演算された後、給電制御回路４
５にて上記１次電流I1が給電されるようにモー
タ１８が駆動制御される。これにより、モータ
１８は指令弁開度K0と現在弁開度Ｋとの偏差
が零となるまで弁棒１７を駆動せしめられる。
調節弁１０が中間開度にある状態下で、指令
弁開度K0と現在弁開度Ｋとの偏差が零となる
場合には、モータ１８は弁棒１７に作用するス
ラスト力に対抗する出力トルクを与えられてそ
の開度を保持する。
弁開度K0と現在弁開度Ｋとの偏差が零となる
場合には、モータ１８は弁棒１７に作用するス
ラスト力に対抗する出力トルクを与えられてそ
の開度を保持する。
指令弁開度K0が全閉（締切）信号となる場
合には、上記にて指令弁開度K0と現在弁開
度Ｋとの偏差Keが零になるまでモータ１８を
駆動制御し、弁締切時におけるACサーボアン
プ４０の演算トルクが予め定めた締切トルクに
一致したことをトルク判断器３５にて判断した
後、モータ１８を停止制御し、かつ電磁ブレー
キ３３にてモータ１８の空転を制動する。
合には、上記にて指令弁開度K0と現在弁開
度Ｋとの偏差Keが零になるまでモータ１８を
駆動制御し、弁締切時におけるACサーボアン
プ４０の演算トルクが予め定めた締切トルクに
一致したことをトルク判断器３５にて判断した
後、モータ１８を停止制御し、かつ電磁ブレー
キ３３にてモータ１８の空転を制動する。
なお、トルク判断器３５は弁中間開度での適
正運転トルクをも記憶しており、ACサーボア
ンプ４０の演算トルクが上記記憶データと異な
る時に異常トルク発生を検知してモータ１８を
停止制御し、かつ電磁ブレーキ３３にてモータ
１８の空転を制動する。
正運転トルクをも記憶しており、ACサーボア
ンプ４０の演算トルクが上記記憶データと異な
る時に異常トルク発生を検知してモータ１８を
停止制御し、かつ電磁ブレーキ３３にてモータ
１８の空転を制動する。
また、調節弁１０の締切状態下で、弁棒１７
は弁室内の流体の温度変化により熱膨張するか
ら、スラスト力判断器３６はスラスト力検出器
２９の検出結果により弁棒スラスト力の変化を
監視し、弁棒スラスト力が低下したらモータ
１８を再起動するとともに電磁ブレーキ３３を
無制動として調節弁１０を締込み、弁棒スラ
スト力が増加したらモータ１８を再起動すると
ともに電磁ブレーキ３３を無制動として調節弁
１０の締込みを緩和し、結果として常に適正な
スラスト力を弁棒１７に付与せしめる。
は弁室内の流体の温度変化により熱膨張するか
ら、スラスト力判断器３６はスラスト力検出器
２９の検出結果により弁棒スラスト力の変化を
監視し、弁棒スラスト力が低下したらモータ
１８を再起動するとともに電磁ブレーキ３３を
無制動として調節弁１０を締込み、弁棒スラ
スト力が増加したらモータ１８を再起動すると
ともに電磁ブレーキ３３を無制動として調節弁
１０の締込みを緩和し、結果として常に適正な
スラスト力を弁棒１７に付与せしめる。
次に、上記実施例の作用について説明する。
上記実施例によれば、弁棒１７を駆動するAC
サーボモータ１８の出力トルクがベクトル制御さ
れるから、弁棒１７がいかなる速度状態にある時
にもトルク制御できる。
サーボモータ１８の出力トルクがベクトル制御さ
れるから、弁棒１７がいかなる速度状態にある時
にもトルク制御できる。
したがつて、弁開度が全開、中間、締切のいず
れの開度状態にある時にも、モータ１８は弁棒ス
ラスト力に対抗するトルクを出力でき、自動締り
機構を形成するウオーム歯車列を設けることなく
弁開度を所望の開度に保持できる。また、動力伝
達経路に低トルク伝達効率のウオーム歯車列を設
けることなく、高トルク伝達効率の平歯車列を用
いることができるので、結果としてモータ容量の
小型化も実現できる。
れの開度状態にある時にも、モータ１８は弁棒ス
ラスト力に対抗するトルクを出力でき、自動締り
機構を形成するウオーム歯車列を設けることなく
弁開度を所望の開度に保持できる。また、動力伝
達経路に低トルク伝達効率のウオーム歯車列を設
けることなく、高トルク伝達効率の平歯車列を用
いることができるので、結果としてモータ容量の
小型化も実現できる。
また、制御装置３４はモータ１８の現在トルク
を常に監視するものであるから、機械的なトルク
リミツトスイツチを動力伝達経路に設けることな
く、停動トルクに基づく過大スラスト力の発生等
を抑制し、弁、動力伝達経路等を保護できる。
を常に監視するものであるから、機械的なトルク
リミツトスイツチを動力伝達経路に設けることな
く、停動トルクに基づく過大スラスト力の発生等
を抑制し、弁、動力伝達経路等を保護できる。
また、かご形誘導電動機１８の採用により、運
転の高速化が可能となり、またブラシがないため
保守性も向上する。
転の高速化が可能となり、またブラシがないため
保守性も向上する。
さらに、上記実施例にあつては、弁締切時にモ
ータ１８を電磁ブレーキ３３にて制動しかつ給電
停止することにより、モータ１８の発熱を避ける
ことができる。このモータ１８の停止制御状態で
はモータ１８のトルクが弁棒スラスト力に対抗し
てバランスするものでない。ただし、この場合に
はスラスト力検出器２９が弁棒スラスト力を監視
し流体の温度変化による弁棒１７の過負荷あるい
は低負荷を検出すると、スラスト力判断器３６が
モータ１８を再起動するとともに電磁ブレーキ３
３を無制動とし、弁１０を弁棒負荷に対抗して常
に適正締切状態に設定する最適トルクスラスト制
御が実行される。
ータ１８を電磁ブレーキ３３にて制動しかつ給電
停止することにより、モータ１８の発熱を避ける
ことができる。このモータ１８の停止制御状態で
はモータ１８のトルクが弁棒スラスト力に対抗し
てバランスするものでない。ただし、この場合に
はスラスト力検出器２９が弁棒スラスト力を監視
し流体の温度変化による弁棒１７の過負荷あるい
は低負荷を検出すると、スラスト力判断器３６が
モータ１８を再起動するとともに電磁ブレーキ３
３を無制動とし、弁１０を弁棒負荷に対抗して常
に適正締切状態に設定する最適トルクスラスト制
御が実行される。
［発明の効果］
以上のように、本発明によれば、弁開度をDC
サーボモータを用いることなく安定に調節可能と
し、さらにトルクと速度をそれぞれ独立に調節す
ることが可能となりまた自動締り機構を形成する
ウオーム歯車列がトルクリミツトスイツチを動力
伝達経路に必須に備えることを不要とすることが
でき、合わせて弁締切時には弁棒の熱膨張による
過負荷および低負荷が確実に防止できる。
サーボモータを用いることなく安定に調節可能と
し、さらにトルクと速度をそれぞれ独立に調節す
ることが可能となりまた自動締り機構を形成する
ウオーム歯車列がトルクリミツトスイツチを動力
伝達経路に必須に備えることを不要とすることが
でき、合わせて弁締切時には弁棒の熱膨張による
過負荷および低負荷が確実に防止できる。
第１図は本発明の一実施例が適用されてなる調
節弁を一部破断して示す正面図、第２図は制御ブ
ロツク図、第３図は第１図の要部を示す断面図、
第４図はスラスト検出系統を示すブロツク図であ
る。 １０…調節弁、１１…入口流路、１２…出口流
路、１３…弁室、１４…ケーシング、１５…弁
座、１６…弁体、１７…弁棒、１８…ACサーボ
モータ（誘導電動機）、２９…スラスト力検出器、
３３…電磁ブレーキ（制動装置）、３４…制御装
置、３６…スラスト力判断器。
節弁を一部破断して示す正面図、第２図は制御ブ
ロツク図、第３図は第１図の要部を示す断面図、
第４図はスラスト検出系統を示すブロツク図であ
る。 １０…調節弁、１１…入口流路、１２…出口流
路、１３…弁室、１４…ケーシング、１５…弁
座、１６…弁体、１７…弁棒、１８…ACサーボ
モータ（誘導電動機）、２９…スラスト力検出器、
３３…電磁ブレーキ（制動装置）、３４…制御装
置、３６…スラスト力判断器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入口流路および出口流路ならびに弁室を備え
るケーシングと、ケーシングの弁室内に形成され
る弁座と、ケーシングに移動可能に支持されて弁
体を備える弁棒と、弁体が弁座に対して接離する
ように弁棒を駆動し、弁開度を調節する誘導電動
機とを有してなる電動式調節弁用アクチユエータ
において、指令弁開度と現在弁開度の開度偏差を
求め、該開度偏差に応じた弁体開閉速度指令を発
生し、該弁体開閉速度指令と実際の弁体開閉速度
から速度偏差を求め、該速度偏差に応じたトルク
指令を発生し、誘導電動機が上記指令トルクを出
力するように誘導電動機の１次電流をベクトル制
御方式にて演算し、演算された１次電流指令によ
り誘導電動機を制御する制御装置を備えることを
特徴とする電動式調節弁用アクチユエータ。 ２ 入口流路および出口流路ならびに弁室を備え
るケーシングと、ケーシングの弁室内に形成され
る弁座と、ケーシングに移動可能に支持されて弁
体を備える弁棒と、弁体が弁座に対して接離する
ように弁棒を駆動し、弁開度を調節する誘導電動
機とを有してなる電動式調節弁用アクチユエータ
において、指令弁開度と現在弁開度の開度偏差を
求め、該開度偏差に応じた弁体開閉速度指令を発
生し、該弁体開閉速度指令と実際の弁体開閉速度
から速度偏差を求め、該速度偏差に応じたトルク
指令を発生し、誘導電動機が上記指令トルクを出
力するように誘導電動機の１次電流をベクトル制
御方式にて演算し、演算された１次電流指令によ
り誘導電動機を制御する制御装置と、弁締切状態
下における誘導電動機の停止制御時に誘導電動機
の空転を制動する制動装置と、弁棒に作用するス
ラスト力を検出するスラスト力検出器と、弁締切
状態下におけるスラスト力検出器の検出結果がス
ラスト力の変化を示すことを条件に誘導電動機を
再起動するとともに制動装置を無制動とするスラ
スト力判断器とを備えることを特徴とする電動式
調節弁用アクチユエータ。
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21020687A JPS6455488A (en) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | Actuator for electric adjusting valve |
| US07/123,151 US4794309A (en) | 1987-08-26 | 1987-11-20 | Electric actuator for a control valve |
| DE3786666T DE3786666T3 (de) | 1987-08-26 | 1987-11-25 | Elektrisches Stellglied zur Ventilsteuerung. |
| EP87310412A EP0304526B2 (en) | 1987-08-26 | 1987-11-25 | Electric actuator for a control valve |
| IN930/CAL/87A IN168765B (ja) | 1987-08-26 | 1987-11-26 | |
| MX009512A MX169481B (es) | 1987-08-26 | 1987-11-27 | Accionador electrico para una valvula de control |
| AU81844/87A AU595750B2 (en) | 1987-08-26 | 1987-11-27 | Electric actuator for a control valve |
| CN87108097A CN1013298B (zh) | 1987-08-26 | 1987-11-30 | 控制阀的电气执行装置 |
| KR1019870013583A KR920007770B1 (ko) | 1987-08-26 | 1987-11-30 | 전동식 조절밸브용 액츄에이터 |
| CA000553089A CA1281796C (en) | 1987-08-26 | 1987-11-30 | Electric actuator for a control valve |
| ES8703417A ES2005954A6 (es) | 1987-08-26 | 1987-11-30 | Accionador electrico para una valvula de control. |
| BR8706620A BR8706620A (pt) | 1987-08-26 | 1987-12-30 | Atuador eletrico para uma valvula de controle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21020687A JPS6455488A (en) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | Actuator for electric adjusting valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6455488A JPS6455488A (en) | 1989-03-02 |
| JPH0346706B2 true JPH0346706B2 (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=16585548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21020687A Granted JPS6455488A (en) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | Actuator for electric adjusting valve |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6455488A (ja) |
| BR (1) | BR8706620A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022408A1 (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Shikoku Research Institute | 電動弁診断方法と診断装置 |
| WO2006131961A1 (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | The Japan Atomic Power Company | 弁駆動装置 |
| JPWO2006022408A1 (ja) * | 2004-08-24 | 2008-05-08 | 株式会社四国総合研究所 | 電動弁診断方法と診断装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2571464B2 (ja) * | 1990-09-29 | 1997-01-16 | 株式会社エルモ社 | 透過型オーバーヘッドプロジェクタ |
| WO2004081436A1 (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-23 | Shikoku Research Institute Incorporated | 電動弁診断方法および装置 |
| WO2010008398A1 (en) | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Flowserve Management Company | Variable speed actuator |
| CN102777661B (zh) * | 2012-08-08 | 2013-10-02 | 林永江 | 一种缓速型电动阀门的控制方法及其控制装置 |
| JP7197385B2 (ja) * | 2019-01-28 | 2022-12-27 | アズビル株式会社 | 電動アクチュエータおよび劣化指標計算方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6293580A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-30 | M Syst Giken:Kk | バルブ操作器 |
-
1987
- 1987-08-26 JP JP21020687A patent/JPS6455488A/ja active Granted
- 1987-12-30 BR BR8706620A patent/BR8706620A/pt not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6293580A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-30 | M Syst Giken:Kk | バルブ操作器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022408A1 (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Shikoku Research Institute | 電動弁診断方法と診断装置 |
| JPWO2006022408A1 (ja) * | 2004-08-24 | 2008-05-08 | 株式会社四国総合研究所 | 電動弁診断方法と診断装置 |
| WO2006131961A1 (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | The Japan Atomic Power Company | 弁駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6455488A (en) | 1989-03-02 |
| BR8706620A (pt) | 1989-03-28 |
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Legal Events
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