(57)【要約】【課題】  起動時間を長くすることなく、始動電流を抑えることができる交流電動機の始動方法を提供すること。【解決手段】  本発明の交流電動機の始動方法は、上記課題を解決するために、交流電動機と直流電動機が直結され、該交流電動機と直流電動機の両者が同時に駆動されることで、前記交流電動機の始動トルクに前記直流電動機のトルクが助勢されて前記交流電動機が始動されることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電動機と直流電動機が直結され、該交流電動機と直流電動機の両者が同時に駆動されることで、前記交流電動機の始動トルクに前記直流電動機のトルクが助勢されて前記交流電動機が始動されることを特徴とする交流電動機の始動方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機の交流始動方法において、
前記交流電動機は、発電所に設置された補機を駆動すると共に、電源系統に接続されていることを特徴とする交流電動機の始動方法。
【請求項３】
請求項２に記載の交流電動機の始動方法において、
前記補機は、ファン又はポンプであることを特徴とする交流電動機の始動方法。
【請求項４】
発電所に設置された補機を駆動すると共に、電源系統に接続された交流電動機と、該交流電動機に直結された直流電動機と、該直流電動機と前記電源系統に接続され、通常時は前記電源系統からの電流供給を受けて充電され、非常時は前記直流電動機に電流供給する蓄電機器とを備え、
前記交流電動機と直流電動機の両者が同時に駆動されることで、前記交流電動機の始動トルクに前記直流電動機のトルクが助勢されて前記交流電動機が始動されることを特徴とする交流電動機の始動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の交流電動機の始動装置において、
前記補機は、ファン又はポンプであることを特徴とする交流電動機の始動装置。
【請求項６】
請求項４に記載の交流電動機の始動装置において、
前記補機はファンであり、前記ファンを停止した際の該ファンの慣性力で前記直流電動機の運用を直流発電機に変え、該直流発電機で発電された直流電流で前記蓄電機器の充電を行うことを特徴とする交流電動機の始動装置。
【請求項７】
発電所に設置されたファンを駆動すると共に、電源系統に接続された交流電動機に直流電動機が直結され、該交流電動機と直流電動機の両者を同時に駆動することで前記交流電動機の始動トルクに前記直流電動機のトルクが助勢されて前記交流電動機が始動され、その後の前記ファンを停止した際の該ファンの慣性力で前記直流電動機の運用を直流発電機に変え、該直流発電機で発電された直流電流で、前記直流電動機に電流供給する蓄電機器の充電を行うことを特徴とする蓄電機器の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は交流電動機の始動方法及びその装置並びに蓄電機器の充電方法に係り、例えば、火力発電所等に設置されているポンプ又はファンを駆動する原動力となる交流電動機を備えているものに好適な交流電動機の始動方法及びその装置並びに蓄電機器の充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、火力発電所の大容量化が進み、火力発電所内で使用されるポンプ又はファンの原動力である電動機も大型化されてきている。また、ポンプ又はファンの始動時間の短縮化もされてきており、電動機の始動トルクを大きくする傾向にあるが、電動機の始動トルクを大きくすることに伴い、大容量の始動電流が必要となる。
【０００３】
しかし、電動機の始動電流は、電動機が電源接続されている電源系統の電圧低下に直接起因し、電圧低下の影響で他の電源負荷の運転継続に支障をきたすケースがあり、電動機の始動電流を低下させる必要がある。
【０００４】
規定の電源系統電圧降下値にするために、電動機の始動電流を抑制する方法として、スターデルタ始動方式、リアクトル始動方式、コンドルファ始動方式、一次抵抗始動方式等の装置を設けて電動機の始動電流を抑制することが従来から行われている。
【０００５】
一方、特許文献１には、タービン起動用電動機の始動電流を所望値より低下させるために、タービン起動用電動機の昇速に先立って、該タービン起動用電動機に機械的に連結されているタービン起動用電動機よりも小容量の電動機（ポニーモータ）を始動し、このポニーモータの動力により前記タービン起動用電動機を昇速した後、タービン起動用電動機への駆動用電流の供給を開始し、その後、タービン起動用電動機とタービンとを機械的に連結してタービンを回転させて起動することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３２４７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したスターデルタ始動方式、リアクトル始動方式、コンドルファ始動方式、一次抵抗始動方式等の装置を設けて電動機の始動電流を抑制する方式では、交流電動機の始動電流を抑えるためには時間がかかり、交流電動機の起動時間が長くなってしまう。
【０００８】
また、特許文献１では、タービン起動用電動機よりも小容量のポニーモータを始動し、このポニーモータの動力によりタービン起動用電動機を昇速し、その後、タービン起動用電動機へ駆動用電流を供給開始するため、タービン起動用電動機の起動時間が長くなってしまう。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その第１の目的とするところは、起動時間を長くすることなく、始動電流を抑えることができる交流電動機の始動方法及びその装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的とするところは、既存の設備を利用して蓄電機器への充電が可能な蓄電機器の充電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の交流電動機の始動方法は、上記第１の目的を達成するために、交流電動機と直流電動機が直結され、該交流電動機と直流電動機の両者が同時に駆動されることで、前記交流電動機の始動トルクに前記直流電動機のトルクが助勢されて前記交流電動機が始動されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の交流電動機の始動装置は、上記第１の目的を達成するために、発電所に設置された補機を駆動すると共に、電源系統に接続された交流電動機と、該交流電動機に直結された直流電動機と、該直流電動機と前記電源系統に接続され、通常時は前記電源系統からの電流供給を受けて充電され、非常時は前記直流電動機に電流供給する蓄電機器とを備え、前記交流電動機と直流電動機の両者が同時に駆動されることで、前記交流電動機の始動トルクに前記直流電動機のトルクが助勢されて前記交流電動機が始動されることを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明の蓄電機器の充電方法は、上記第２の目的を達成するために、発電所に設置されたファンを駆動すると共に、電源系統に接続された交流電動機に直流電動機が直結され、該交流電動機と直流電動機の両者を同時に駆動することで前記交流電動機の始動トルクに前記直流電動機のトルクが助勢されて前記交流電動機が始動され、その後の前記ファンを停止した際の該ファンの慣性力で前記直流電動機の運用を直流発電機に変え、該直流発電機で発電された直流電流で、前記直流電動機に電流供給する蓄電機器の充電を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、起動時間を長くすることなく、始動電流を抑えることができる効果がある。また、既存の設備を利用して蓄電機器への充電が可能なる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の交流電動機の始動装置の実施例１における交流電動機と直流電動機の電源接続形態を示す概略図である。
【図２】本発明の交流電動機の始動装置の実施例１における交流電動機と直流電動機の直結状態を示す概略図である。
【図３】本発明の交流電動機の始動方法の実施例１における電動機の起動トルクカーブを示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の交流電動機の始動方法及びその装置について説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００１７】
図１及び図２に、本発明の交流電動機の始動装置の実施例１における交流電動機と直流電動機の電源接続形態及び交流電動機と直流電動機の直結状態を示す。
【００１８】
該図に示す如く、本実施例の交流電動機１の始動装置は、発電所（図示せず）に設置されたポンプ又はファン１１等の補機を駆動すると共に、電源系統（送電系統）に変圧器９を介して接続された交流電動機１と、この交流電動機１に機械的に直結された直流電動機２と、該直流電動機２と電源系統に接続され、通常時は電源系統からの電流供給を受けて充電され、非常時は直流電動機２に直流母線３を介して電流供給する蓄電機器である蓄電池５と、直流電動機２へ電流を供給するバッテリー等の充電器４とから概略構成されている。
【００１９】
このように構成される本実施例では、交流電動機１は、変圧器９を介して電源系統（送電系統）から交流電流が供給される。また、交流電動機１は、常用交流母線８の先に接続されている配電盤（メタクラ）から常用交流母線８を介して交流電流の供給が行われる経路を有している。一方、変圧器９の電源は、発電機から発電された電力又は送電系統からの交流電流が供給される。
【００２０】
また、発電所には、常用交流電源と非常用交流電源が存在するケースが多いが、図１は、常用交流電源は発電機から、非常用交流電源は非常用発電機７からそれぞれ供給されるケースを示している。また、非常用発電機７は、非常用交流母線６と接続され、更に、常用交流母線８と非常用交流母線６は、母線連絡にて系統が繋がっている。
【００２１】
また、充電器４への電流供給は、配電盤（メタクラ）からの電流が非常用交流母線６を介して行われ、充電器４の電流は、直流母線３を介して蓄電池５へ供給される。なお、充電器４の設備容量を低減する目的で、直流電動機２への電流供給は、充電器４からの電流供給ではなく、蓄電池５に貯まっている電気を電流供給して賄っている。
【００２２】
そして、本実施例では、図２に示すように、交流電動機１と直流電動機２が軸により機械的に直結され、交流電動機１はポンプ又はファン１１に接続されており、交流電動機１と直流電動機２の両者を同時に駆動することで、交流電動機１の始動トルクに直流電動機２のトルクが助勢（回転力を加える）されて交流電動機１が始動されるようになっている。
【００２３】
なお、直流電動機２は、目的に応じて電動機又は発電機として使用され、図２に示す如く、直流電動機２として使用した場合は、起動時直流電源供給ライン１２から交流電動機１と直流電動機２の両者が同時に駆動されることで、交流電動機１の始動トルクに直流電動機２のトルクが助勢されて交流電動機１が始動されるに電流が供給され、直流発電機として使用した場合は、直流発電機で発電され電機が停止時直流電源充電ライン１３から供給される。
【００２４】
上述した如く、ポンプ又はファン１１の原動力として交流電動機１と直流電動機２を軸で機械的に直結し、交流電動機１と直流電動機２を同時に駆動させると、図３に示すように、本来、交流電動機１のみで必要な起動トルクに直流電動機２のトルクが助勢される（図３の斜線部分が助勢領域を示す）ことになり、その斜線部分の交流電動機１の起動トルクを抑制することができる。
【００２５】
これに伴い交流電動機１の起動時間を長くすることなく、始動電流を抑制できる効果が得られ、交流電動機１の電流供給元である常用交流母線８の起動電流による電圧降下を抑制することが可能となる。また、ポンプ又はファン１１の原動力として交流電動機１と直流電動機２を軸で機械的に直結した始動方式により、交流電動機１には配電盤（メタクラ）から常用交流母線８を介して電流供給され、直流電動機２には蓄電池５から直流母線３を介して電流供給されるため、電源が分散されることになり、電源系統への影響は緩和される方向に作用するので有利である。
【００２６】
更に、本実施例のように、ポンプ又はファン１１の原動力として交流電動機１と直流電動機２を軸で機械的に直結し、交流電動機１と直流電動機２を同時に始動させる方式にした場合、起動トルクを交流電動機１と直流電動機２で分担することになるので、ポンプ又はファン１１が必要とするトルクを抑制することなく始動されるため、ポンプ又はファン１１の起動時間を延ばすことなく始動することが可能となる。
【００２７】
上述した従来のスターデルタ始動方式、リアクトル始動方式、コンドルファ始動方式、一次抵抗始動方式では、電動機の始動電流を直接的に抑制することになり、ポンプ・ファン１１の起動時間が長くなるが、ポンプ又はファン１１の原動力として交流電動機１と直流電動機２を軸で機械的に直結し、交流電動機１と直流電動機２を同時に始動させる本実施例の方式にした場合は、ポンプ又はファン１１の起動時間を短縮することも可能となる。
【実施例２】
【００２８】
次に、蓄電機器の充電方法について説明する。
【００２９】
火力発電所では、ファンが設置されるケースがあるが、本実施例では、このファンの原動力として交流電動機１と直流電動機２を軸で機械的に直結した実施例１と同様な始動方式にし、そして、ファンを起動し、交流電動機１の始動電流を抑制すると共に、ファンを停止する仮定で、交流電動機１及び直流電動機２が大きな慣性力を得ることができるので、この大きな慣性力を利用し、直流電動機２の運用を直流発電機に変え、ファン停止時の慣性力にて直流発電を行い、直流発電機２から直流母線３を介して蓄電池５へ充電を行うようにしたものである。
【００３０】
即ち、火力発電所に設置されたファンを駆動すると共に、電源系統に接続された交流電動機１に直流電動機２が直結され、該交流電動機１と直流電動機２の両者を同時に駆動することで交流電動機１の始動トルクに直流電動機２のトルクが助勢されて交流電動機１が始動され、その後のファンを停止した際の該ファンの慣性力で直流電動機２の運用を直流発電機に変え、該直流発電機で発電された直流電流で、非常時に直流電動機２に電流供給する蓄電池５の充電を行うようにしたものである。
【００３１】
このような本実施例とすることにより、既存の設備を利用して蓄電池５への充電が可能なる効果が得られる。
【００３２】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１…交流電動機、２…直流電動機、３…直流母線、４…充電器、５…蓄電池、６…非常用交流母線、７…非常用発電機、８…常用交流母線、９…変圧器、１１…ポンプ又はファン、１２…起動時電源供給ライン、１３…停止時直流電源充電ライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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