(57)【要約】【課題】複数のモータを制御対象とするような場合であっても、効率良く回生エネルギーを回収できる配電制御装置を得る。【解決手段】制御対象のモータ１２の通常運転時に外部の商用電源１０から電力供給を受けて、各モータ１２に電力を分配する運転用母線２と、モータ１２の回生エネルギーを利用する回生時にモータ１２から供給される回生電力を外部の蓄電設備１１に受け渡す蓄電用母線４と、運転用母線２と各モータ１２との間に個別に接続される運転用遮断器３と、蓄電用母線４と各モータ１２との間に個別に接続される蓄電用遮断器５と、運転用遮断器３および蓄電用遮断器５を制御する制御部６とを有し、回生時には、停止指令を受けたモータ１２の運転用遮断器３の遮断動作に連動して蓄電用遮断器５が投入されて蓄電用母線４を介して蓄電設備１１に回生電力が送出されるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモータを制御対象とし、前記モータの通常運転時に外部電源から供給される電力を各前記モータに分配する運転用母線と、
前記モータの回生エネルギーを利用する回生時に前記モータから供給される回生電力を外部の蓄電設備に受け渡す蓄電用母線と、
前記運転用母線と各前記モータとの間に個別に接続される運転用遮断器と、
前記蓄電用母線と各前記モータとの間に個別に接続される蓄電用遮断器と、
前記運転用遮断器および前記蓄電用遮断器を制御する制御部とを有し、
前記回生時には、停止指令を受けた前記モータの前記運転用遮断器の遮断動作に連動して前記蓄電用遮断器が投入され、前記蓄電用母線を介して前記蓄電設備に前記回生電力が送出されるようにしたことを特徴とする配電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の配電制御装置において、
前記制御部にはタイマーが設けられ、各前記モータの特性に応じ、前記蓄電用遮断器の投入から遮断までの時間が設定されており、前記回生時には、設定された前記時間の経過後に前記蓄電用遮断器が遮断されるようにしたことを特徴とする配電制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の配電制御装置において、
予め各前記モータの容量が前記制御部に設定されており、２台以上の前記モータが同時に停止した場合に、前記容量の大きいモータに接続された前記蓄電用遮断器を優先して投入するようにしたことを特徴とする配電制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の配電制御装置において、
前記回生時に前記モータから得られる前記回生電力を計測する電力計測器が設けられ、回生対象の前記蓄電用遮断器が投入されたとき、前記電力計測器での計測電力が０となった時点で前記蓄電用遮断器が遮断されるようにしたことを特徴とする配電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のモータを制御する配電制御装置に関し、特に、モータの通常運転に加え、回生エネルギーによる蓄電を考慮した配電制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の配電制御装置において、例えばプラント運転等で多数のモータを制御するような場合では、通常運転のみを行うものが主流であった。回生エネルギーを利用する技術としては、例えば、マシニングセンタのような工作機械の主軸や送り軸等を駆動するモータの制御装置であって、モータに電力を供給する第１の電力変換器と、交流電源から第１の電力変換器に電力を供給する第２の電力変換器と、モータが減速するときにモータおよびその負荷の回生エネルギーまたは運動エネルギーを回生エネルギーとして蓄えるエネルギー蓄積手段とを具備した技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−４０７８７号公報（第３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような従来の制御装置では、回生エネルギーを利用する場合には、モータごとに個別の蓄電設備を設け、電力供給設備とは別のシステムとしている。電力供給設備と蓄電設備が分割された構成においては、特許文献１の適用例のように、負荷の起動停止が頻繁に行われるものには有効であるが、例えば、複数の負荷を有するプラント全体の機器に適用するには、投入コストに見合った発電が見込めないことや、設置スペースが過大となる等の問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、複数のモータを制御対象とする場合でも、1台の蓄電設備に回生エネルギーを効率良く回収できる配電制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る配電制御装置は、複数のモータを制御対象とし、モータの通常運転時に外部の商用電源から供給される電力を各モータに分配する運転用母線と、モータの回生エネルギーを利用する回生時にモータから供給される回生電力を外部の蓄電設備に受け渡す蓄電用母線と、運転用母線と各モータとの間に個別に接続される運転用遮断器と、蓄電用母線と各モータとの間に個別に接続される蓄電用遮断器と、運転用遮断器および蓄電用遮断器を制御する制御部とを有し、回生時には、停止指令を受けたモータの運転用遮断器の遮断動作に連動して蓄電用遮断器が投入され、蓄電用母線を介して蓄電設備に回生電力が送出されるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の配電制御装置によれば、運転用母線とモータとの間に個別に接続される運転用遮断器と、蓄電用母線とモータとの間に個別に接続される蓄電用遮断器と、それらを制御する制御部とを有し、回生時には、停止指令を受けたモータの運転用遮断器の遮断動作に連動して蓄電用遮断器が投入され、蓄電用母線を介して蓄電設備に回生電力が送出されるので、複数の制御対象モータに対して、蓄電専用の蓄電用母線を利用して外部に設けた１台の蓄電設備に蓄電できる。
また、起動停止の少ないモータにおいても、停止するタイミングにのみ蓄電設備を利用することができ、複数のモータから効率良く回生エネルギーを回収できるために、制御装置を大型化することなく回生エネルギーの回収効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１による配電制御装置の概略構成図である。
【図２】図１の配電制御装置による蓄電動作の説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２による配電制御装置の蓄電動作の説明図である。
【図４】この発明の実施の形態３による配電制御装置の概略構成図である。
【図５】図４の配電制御装置の蓄電動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本願発明の配電制御装置は、多数のモータを制御対象とするものであり、例えば、発電所のように大型のモータが数多く使用されるようなプラント運用において、モータの停止時に回生エネルギーを回収するような配電制御装置に適用されるものである。
以下、この発明の実施の形態１による配電制御装置を図に基づいて説明する。図１は、実施の形態１による配電制御装置の概略構成図である。
【００１０】
図において、配電制御装置１は、通常運転用として、通常運転時に負荷に対して電力を供給するための運転用母線２を有し、この運転用母線２に運転用遮断器３が接続されている。一方、回生時の蓄電用として、専用の蓄電用母線４を有し、この蓄電用母線４に蓄電用遮断器５が接続されている。また、運転用遮断器３および蓄電用遮断器５を制御するために制御部６を備えている。
運転用母線２は、電源側遮断器７を介して外部の商用電源１０に接続される。一方の蓄電用母線４は、蓄電設備側遮断器８を介して外部の蓄電設備１１に接続される。
【００１１】
また、制御対象負荷として、複数のモータ１２を有している。それぞれのモータ１２は、運転用遮断器３を介して運転用母線２に接続されていると共に、蓄電用遮断器５を介して蓄電用母線４に接続されている。すなわち、運転用遮断器３および蓄電用遮断器５は、ペアとなって接続するモータ１２の数だけ運転用母線２および蓄電用母線４から分岐して設置されている。そして、運転用遮断器３および蓄電用遮断器５は、制御部６によって制御が行われるようになっている。なお、制御部６には、タイマー（図示せず）を備えているが、その動作は後述する。
このような構成により、モータ１２を通常に運転する通常運転時と、モータ１２を停止したときに回生エネルギーを利用する回生時とを、遮断器により切り替えて操作できるようになっている。
【００１２】
次に動作について説明する。
通常運転時には、商用電源１０から電源側遮断器７を介して運転用母線２に給電されており、蓄電用遮断器５を「切」とし、運転用遮断器３を「入」とすることでモータ１２が駆動される。
一方、回生時には、モータ１２が停止後、蓄電用遮断器５を介し蓄電用母線４を経由して回生電力が蓄電設備１１に蓄電されるが、この蓄電動作を図２によりさらに詳しく説明する。
【００１３】
図２は、図１の配電制御装置１における蓄電動作を説明する説明図である。
モータ１２の通常運転中に、複数のモータ１２の内の特定のモータ１２に対して外部より停止指令を受けた場合（ステップ１）、停止指令を受けたモータ１２が接続されている運転用遮断器３を「切」とし（ステップ２）、その信号によって対象のモータ１２の蓄電用遮断器５を「入」とする（ステップ３）。このとき、対象のモータ１２以外のモータ１２の蓄電用遮断器５が「切」となっていることをインターロック条件としている。これにより、他のモータ１２への影響を排除するものである。
ステップ３の動作によって、対象のモータ１２からの回生電力が蓄電用母線４を経由して蓄電設備１１に回収され蓄電される。
【００１４】
モータ１２の特性や負荷の接続状況により、モータ１２が停止した場合に利用可能な回生エネルギーが概略把握できるので、回収が終われば次の動作に備えて蓄電用遮断器５を「切」に戻しておく必要がある。
そこで、制御部６では、タイマーにより、モータ１２の特性に応じて、モータ１２ごとに蓄電用遮断器５に対し投入から遮断までの時間、すなわち蓄電用遮断器５を投入動作させる時間を設定しておき、設定した時間が経てば蓄電用遮断器５を遮断することで、一連の動作が完了する（ステップ４）。
【００１５】
上記のように、本願発明は、運転用母線２と蓄電用母線４とを個別に備え、通常運転と、回生電力を得る蓄電動作とを切り替える機能を制御部６に備えていることを特徴としている。
蓄電設備１１そのものは本願発明の対象外なので詳細な説明は省略するが、例えば、蓄電池やコンデンサ等を備えて構成されており、蓄電された電力は、装置の電力として再利用される。
【００１６】
以上のように、実施の形態１の配電制御装置によれば、複数のモータを制御対象とし、モータの通常運転時に外部の商用電源から供給される電力を各モータに分配する運転用母線と、モータの回生エネルギーを利用する回生時にモータから供給される回生電力を外部の蓄電設備に受け渡す蓄電用母線と、運転用母線と各モータとの間に個別に接続される運転用遮断器と、蓄電用母線と各モータとの間に個別に接続される蓄電用遮断器と、運転用遮断器および蓄電用遮断器を制御する制御部とを有し、回生時には、停止指令を受けたモータの運転用遮断器の遮断動作に連動して蓄電用遮断器が投入され、蓄電用母線を介して蓄電設備に回生電力が送出されるようにしたので、複数の制御対象モータに対して、蓄電専用の蓄電用母線を利用して外部に設けた１台の蓄電設備に蓄電できる。
また、起動停止の少ないモータにおいても、停止するタイミングにのみ蓄電設備を利用することができ、複数のモータから効率良く回生エネルギーを回収できるために、制御装置を大型化することなく回生エネルギーの回収効率を上げることができる。
【００１７】
また、制御部にはタイマーが設けられ、各モータの特性に応じ、蓄電用遮断器の投入から遮断までの時間が設定されており、回生時には、設定された時間経過後に蓄電用遮断器が遮断されるようにしたので、モータの特性に応じて効率良く回生エネルギーを得ることができる。
【００１８】
実施の形態２．
実施の形態２の配電制御装置は、システム構成としては実施の形態１の図１と同じなので、図示および説明は省略する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
実施の形態１では、モータ１２の停止指令に従って、単純にタイマー動作時間を設定して蓄電動作させる場合を述べたが、本実施の形態では、２台以上のモータが同時に停止した場合に、優先的に発電容量の大きいモータから回生エネルギーを得るようにしたものである。
このため、制御部６には、予め制御対象のそれぞれのモータ１２の容量を設定する機能を有し、すべてのモータ１２の容量が設定され記憶されている。
【００１９】
図３は、実施の形態２による蓄電動作を説明する説明図である。以下、図３により回生電力を蓄電する際の動作を説明する。
モータ１２の通常運転中に外部より停止指令を受けた場合（ステップ１）、対応する運転用遮断器３を「切」とし（ステップ２）、その信号によって蓄電用遮断器５を「入」とする。このとき、他のモータ１２の蓄電用遮断器５が「切」となっていることをインターロック条件とするのは実施の形態１と同じであるが、通常運転中に複数のモータ１２に対して外部より停止指令を受ける場合がある。
そこで、２台以上のモータ１２が同時に停止指令を受け、蓄電用遮断器５に対して２台以上同時に制御を行うような事態が生じた場合、予め設定したモータ１２の容量が大きいものから優先的に蓄電用遮断器５を「入」とする（ステップ３）。
最後にモータ１２の特性に応じてタイマーに設定した設定時間後に蓄電用遮断器５を「切」として一連の動作が完了する（ステップ４）。
【００２０】
以上のように、実施の形態２の配電制御装置によれば、予め各モータの容量が制御部に設定されており、２台以上のモータが同時に停止した場合に、容量の大きいモータに接続された蓄電用遮断器を優先して投入するようにしたので、２台以上のモータが同時に停止した場合、優先的に容量の大きい、すなわち発電容量の大きいモータから回生エネルギーを得ることができる。
【００２１】
実施の形態３．
図４は、実施の形態３による配電制御装置の概略構成図である。実施の形態１の図１に対応するので、図１と同等部分には同一の符号を付して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
先の実施の形態１および２では、回生時に蓄電用遮断器５を投入して遮断するまでの時間は、モータの特性に応じて設定したタイマー時間に依っていたが、例えば、プラント設備等に使用するモータにおいて、プラントの運用に応じた水系統の水抜き等、モータの停止特性に沿わない停止操作を行う場合も生じてくる。
【００２２】
本実施の形態は、このような場合も考慮して、タイマーに替えて、電力計測器９を設けたものである。
図４に示すように、各遮断器の後段からモータに接続される接続線に、変流器および変成器等からなる電力計測器９を設けている。この電力計測器９によって、常時、モータ１２に供給される電力、または、モータ１２から蓄電設備１１へ供給される回生電力を監視している。
【００２３】
次に、蓄電動作を図５により説明する。
モータ１２の通常運転中に外部より停止指令を受けた場合（ステップ１）、そのモータ１２の運転用遮断器３を「切」とし（ステップ２）、その信号によって蓄電用遮断器５を「入」とし、この動作によって回生電力を蓄電設備１１に供給する（ステップ３）。このとき、他のモータ１２の蓄電用遮断器５が「切」となっていることをインターロック条件とするのはこれまでと同じである。
モータ１２に対して蓄電用遮断器５が投入されると、電力計測器９により回生電力が監視されているので、電力計測器９による計測値が０となった後、すなわち蓄電設備１１への電力供給が０となった後、蓄電用遮断器５を「切」として一連の動作が完了する（ステップ４）。
【００２４】
以上のように、実施の形態３の配電制御装置によれば、回生時に各モータから得られる回生電力を計測する電力計測器を有し、回生対象の蓄電用遮断器が投入されたとき、電力計測器での計測電力が０となった時点で蓄電用遮断器を遮断するようにしたので、蓄電設備への供給電力を検出しながら蓄電遮断器の動作を制御できるため、回生エネルギーの回収効率を上げることができる。したがって、プラント運用に応じたモータの停止特性に沿
わない蓄電を行う場合でも、エネルギー回収効率を上げることができる。
【００２５】
なお、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  配電制御装置、２  運転用母線、３  運転用遮断器、４  蓄電用母線、
５  蓄電用遮断器、６  制御部、７  電源側遮断器、８  蓄電設備側遮断器、
９  電力計測器、１０  商用電源、１１  蓄電設備、１２  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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