JP2000217399A - Exciter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は同期機の励磁装置
に関するもので、特に発電機電圧の一定制御に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exciting device for a synchronous machine, and more particularly to a constant control of a generator voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は、例えば実用新案登録公報第25
73103号に示された従来の励磁系の構成図であり、
図において、1は同期機、2はその界磁巻線、3はこの
界磁巻線2に界磁電流を供給する励磁機、4は上記同期
機1の電圧を検出するための計器用変圧器(以下PTと
呼ぶ)、5は同じく上記同期機1の電流を検出するため
の計器用変成器(以下CTと呼ぶ)である。2. Description of the Related Art FIG.
73 is a configuration diagram of a conventional excitation system shown in No. 73103,
In the figure, 1 is a synchronous machine, 2 is its field winding, 3 is an exciter that supplies a field current to the field winding 2, and 4 is an instrument transformer for detecting the voltage of the synchronous machine 1. A transformer (hereinafter referred to as PT) 5 is an instrument transformer (hereinafter referred to as CT) for detecting the current of the synchronous machine 1.
【0003】6は同期機1の電圧を一定に制御するため
の自動電圧調整装置(以下AVRと呼ぶ)で、上記PT
4、CT5の信号より発電機電圧(V)、有効電力
(P)、電圧/周波数の比(V/F)、無効電力(Q)
に変換するディジタル式変換器61、上記同期機1の電
圧の制御目標値をつくる基準部62、上記基準部62の
制御目標値とディジタル式変換器61からの信号である
発電機電圧(V)との差をとって増幅する増幅部A6
3、電圧制御の安定性を高めるための位相補償部64、
他の付加機能装置(後述)等の信号を加算する加算部6
5、上記加算部65の出力を更に増幅し、上記励磁機3
に信号を出す増幅部B66から構成される。[0003] Reference numeral 6 denotes an automatic voltage regulator (hereinafter referred to as AVR) for controlling the voltage of the synchronous machine 1 to be constant.
4. Generator voltage (V), active power (P), voltage / frequency ratio (V / F), reactive power (Q) from CT5 signal
, A reference unit 62 for producing a control target value of the voltage of the synchronous machine 1, a control target value of the reference unit 62 and a generator voltage (V) which is a signal from the digital converter 61. A6 to amplify the difference
3. a phase compensator 64 for improving the stability of voltage control;
Adder 6 for adding signals from other additional function devices (described later)
5. The output of the adder 65 is further amplified and the exciter 3
And an amplifying unit B66 for outputting a signal to
【0004】7は上記ディジタル式変換器61からの出
力信号であるPを入力信号とし、AVR6に補助信号を
与えることにより系統の安定度を高めるための系統安定
化装置、8はディジタル式変換器61からの出力信号で
あるV/Fを入力信号とし、AVR6に補助信号を与え
ることによりV/F値が一定値以上にならないよう制限
制御を行うためのV/F制限装置である。[0004] Reference numeral 7 denotes a system stabilizing device for increasing the stability of the system by giving an output signal P from the digital converter 61 as an input signal and supplying an auxiliary signal to the AVR 6, and 8 denotes a digital converter. This is a V / F limiting device for performing a limiting control so that the V / F value, which is an output signal from 61, is an input signal and an AVR 6 is supplied with an auxiliary signal so that the V / F value does not exceed a certain value.
【0005】9はディジタル式変換器61からの出力信
号であるP及びQを入力信号とし、AVR6に補助信号
を与えることにより同期機1の運転状態を一定値以下に
ならないよう制限制御する低励磁制限装置、10は界磁
巻線2に流れる電流を検出するシャント、11はシャン
ト10の出力信号により過励磁状態を検出し、ある値以
上になればAVR6に補助信号を与えることにより、過
励磁を制限制御する過励磁制限装置である。Reference numeral 9 designates low excitation which controls the operation state of the synchronous machine 1 so that the operation state of the synchronous machine 1 does not become lower than a predetermined value by inputting P and Q which are output signals from the digital converter 61 as input signals and supplying an auxiliary signal to the AVR 6. The limiting device 10 is a shunt for detecting a current flowing through the field winding 2, and 11 is for detecting an over-excitation state based on an output signal of the shunt 10. Is an overexcitation limiting device for limiting control of
【0006】図7はディジタル式変換器61のハードウ
ェア構成図である。ディジタル式変換器61は1枚のプ
リントカードで構成され、内部はPT4、CT5の各3
相入力信号(va,vb,vc,ia,ib,ic)を
絶縁するアイソレータ611、PT4、CT5の各3相
信号より各信号(V,P,V/F,Q)を演算する高速
演算部612、演算処理のための2ポートレジスタ61
3、制御するための各信号(V,P,V/F,Q)を出
力するPIOバスインターフェース614より構成され
ている。FIG. 7 is a hardware configuration diagram of the digital converter 61. The digital converter 61 is composed of one print card, and has three PT4 and CT5 inside.
High-speed operation unit that calculates each signal (V, P, V / F, Q) from each of the three-phase signals of the isolator 611, PT4, and CT5 that insulates the phase input signals (va, vb, vc, ia, ib, ic). 612, 2-port register 61 for arithmetic processing
3. It is composed of a PIO bus interface 614 that outputs signals (V, P, V / F, Q) for control.
【0007】次に動作について説明する。同期機1の出
力電圧はPT4により降圧され、その信号はAVR6に
入力される。AVR6でまずPT4の信号はディジタル
式変換器61にて、後述のソフト演算方法によりディジ
タル信号Vに変換される。基準部62の値は同期機1の
電圧を制御しようとしているAVR6にとっての制御目
標値である。この基準部62とディジタル式変換器61
の出力信号であるVとの差をとり、増幅部A63にて適
当な値に増幅される。Next, the operation will be described. The output voltage of synchronous machine 1 is stepped down by PT4, and the signal is input to AVR6. In the AVR 6, first, the signal of the PT 4 is converted into a digital signal V by the digital converter 61 by a software operation method described later. The value of the reference unit 62 is a control target value for the AVR 6 that is trying to control the voltage of the synchronous machine 1. The reference unit 62 and the digital converter 61
The difference between the output signal V and the output signal V is obtained, and the amplified signal is amplified to an appropriate value by the amplifier A63.
【0008】この差信号が正の値であれば同期機1の出
力電圧が基準部62で設定された制御目標電圧値よりも
低く、従ってAVR6としては励磁機3の出力を上げる
ような制御信号を出力することにより、界磁巻線2に流
れる電流を増し、同期機1の出力電圧を増す動作を行
う。If the difference signal is a positive value, the output voltage of the synchronous machine 1 is lower than the control target voltage value set by the reference unit 62, and therefore, the AVR 6 increases the output of the exciter 3 by a control signal. , The current flowing through the field winding 2 is increased, and the operation of increasing the output voltage of the synchronous machine 1 is performed.
【0009】位相補償部64では電圧制御の安定性を高
めるために増幅部A63の出力に補償をかけ、加算部6
5ではこの位相補償部64の出力信号に各種の付属機器
(系統安定化装置7、V/F制限装置8等)の出力を加
え、更に増幅部B66で適当に増幅すると共に励磁機3
に対し、励磁機3の出力である界磁電流に比例した信号
を出力する(つまり励磁機3も一つの増幅機能を持った
ものである)。これらの一連の動作により、同期機1の
出力電圧はAVR6内の基準部62で設定された制御目
標値になるよう制御される。The phase compensating section 64 compensates the output of the amplifying section A63 in order to enhance the stability of the voltage control.
In 5, the output of the phase compensator 64 is added to the output of various attached devices (system stabilizing device 7, V / F limiting device 8, etc.).
Outputs a signal proportional to the field current output from the exciter 3 (that is, the exciter 3 also has one amplifying function). Through a series of these operations, the output voltage of the synchronous machine 1 is controlled so as to become the control target value set by the reference unit 62 in the AVR 6.
【0010】次に高速演算部612でのソフト演算方法
について述べる。 (a)図8に示すように例えばPT4の3相信号の1つ
であるva交流信号の1周期を12分してサンプリング
する。なお、この場合の交流信号は基準周波数に基づい
てサンプリングされる。基準周波数は50Hz等の定格
周波数が用いられる。 (b)上記のサンプリング値から次の演算を行う。図9
は各入力信号の演算式の詳細を示し、演算は2つのサン
プリングデータ(vamとvam-3)より振幅値演算式の積
形を用いて(1)式によりva値を求め3相(va、v
b、vc)の平均値より電圧(V)を求める。Next, a software operation method in the high-speed operation unit 612 will be described. (A) As shown in FIG. 8, for example, one cycle of a va AC signal, which is one of the three-phase signals of PT4, is sampled by dividing it into 12 periods. The AC signal in this case is sampled based on the reference frequency. As the reference frequency, a rated frequency such as 50 Hz is used. (B) The following operation is performed from the above sampling value. FIG.
Shows the details of the arithmetic expression of each input signal. In the arithmetic operation, the va value is obtained from the two sampling data (vam and vam-3) by the expression (1) using the product of the amplitude value arithmetic expressions, and the three phases (va, v
The voltage (V) is obtained from the average value of (b, vc).
【0011】[0011]
【数1】 (Equation 1)
【0012】(c)周波数Fa(Fb、Fc)について
もvaと同様にして(2)式により計算できる。(C) The frequency Fa (Fb, Fc) can also be calculated by equation (2) in the same manner as for va.
【0013】[0013]
【数2】 (Equation 2)
【0014】以上の演算方法は基準周波数においては誤
差を生じないものであるが、周波数変動のある場合には
誤差が生じる。この周波数変動による誤差は以下に述べ
るように理論的に求めることができる。PT4からの交
流信号であるvaを以下のようにおく。 Vam=Vsinωt Vam-3 =Vsinω(t−3Ts) −−−(3) ここで、Tsはサンプリング周期である。この時、振幅
Vaは図9に示したように(4)式で計算できる。The above calculation method does not cause an error at the reference frequency, but causes an error when there is a frequency fluctuation. The error due to the frequency fluctuation can be theoretically obtained as described below. Va which is an AC signal from PT4 is set as follows. Vam = Vsinωt Vam−3 = Vsinω (t−3Ts) (3) where Ts is a sampling period. At this time, the amplitude Va can be calculated by the equation (4) as shown in FIG.
【0015】[0015]
【数3】 (Equation 3)
【0016】例えば、基準周波数を50Hzとするとサ
ンプリング周波数は600Hz(Ts=1/600[s
ec])であり、基準周波数においてはVa=Vとな
り、誤差は0である。しかし、周波数49Hzにおいて
は、Va=1.0158V〜0.9841V、即ち誤差
が1.58%〜−1.59%となる。For example, if the reference frequency is 50 Hz, the sampling frequency is 600 Hz (Ts = 1/600 [s
ec]), Va = V at the reference frequency, and the error is zero. However, at the frequency of 49 Hz, Va = 1.0158 V to 0.9841 V, that is, the error is 1.58% to -1.59%.
【0017】この誤差を低減するために図10に示すス
テップ13において、以下のような平均値処理を行う。
例えば2値の平均値処理を行うとすれば振幅Va' は
(5)式のように計算できる。In order to reduce this error, in step 13 shown in FIG. 10, the following average processing is performed.
For example, if a binary average processing is performed, the amplitude Va 'can be calculated as in the equation (5).
【0018】[0018]
【数4】 (Equation 4)
【0019】この場合、周波数49Hzにおいては、V
a' =1.00049V〜0.99951V、即ち、誤
差は0.049%〜−0.049%となる。また、振幅
Vb、VcについてもVaと同様に計算することができ
る。In this case, at a frequency of 49 Hz, V
a ′ = 1.00049 V to 0.99951 V, that is, the error is 0.049% to −0.049%. The amplitudes Vb and Vc can be calculated in the same manner as Va.
【0020】なお、図10のステップ12の周波数計算
は(2)式の計算であり、この(2)式で求めた同期機
の出力電圧の周波数(Fa,Fb,Fc)が、ステップ
13の(5)式のω(2πf)の周波数fに代入され計
算される。また、図10のステップ14の三相平均電圧
演算は、図9に示す後段の式によるものである。The frequency calculation in step 12 in FIG. 10 is the calculation in equation (2). The frequency (Fa, Fb, Fc) of the output voltage of the synchronous machine obtained in equation (2) is calculated in step 13 It is calculated by substituting into the frequency f of ω (2πf) in the equation (5). In addition, the three-phase average voltage calculation in step 14 in FIG. 10 is based on the following equation shown in FIG.
【0021】[0021]
【発明が解決しようとする課題】従来の励磁装置は上記
のように、ディジタル式変換器により電圧及び電流を検
出する際に、基準周波数における電圧及び電流の振幅値
との誤差の低減を図っており、一般の発電プラントに対
しては上記のような精度で十分である。一方、始動時に
発電機を電動機として用いて始動する方式であるサイリ
スタ始動システムの場合には、周波数が定格50Hzに
たいして10Hz〜40Hzの範囲で正確に電圧を検出
して励磁制御を行う必要があるが、上記現状の電圧検出
方式では実際の電圧値・電流値よりも大きく検出してし
まい、発電機電圧を一定に制御することができないとい
う問題点があった。As described above, the conventional exciter reduces the error between the amplitude of the voltage and the current at the reference frequency when the voltage and the current are detected by the digital converter. Therefore, the accuracy described above is sufficient for a general power plant. On the other hand, in the case of a thyristor starting system in which a generator is used as a motor at the time of starting, it is necessary to perform excitation control by accurately detecting a voltage in a frequency range of 10 Hz to 40 Hz with respect to a rated frequency of 50 Hz. However, the current voltage detection method described above has a problem that the voltage is detected to be larger than the actual voltage value / current value, and the generator voltage cannot be controlled to be constant.
【0022】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、サイリスタ始動システムにお
ける始動時の低周波数においても正確な電圧及び電流を
検出できるディジタル式変換器の出力を用いて発電機電
圧を制御目標値になるように制御することができる励磁
制御装置を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and uses the output of a digital converter capable of accurately detecting voltage and current even at a low frequency at the time of starting in a thyristor starting system. An object of the present invention is to provide an excitation control device capable of controlling a generator voltage to a control target value.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】(1)この発明に係る励
磁装置は、設定した基準周波数に応じて同期機の出力電
圧をサンプリングし、そのサンプリング値に基づいて平
均値処理を含む振幅値演算を行い出力電圧値を求める電
圧検出手段と、上記求めた出力電圧値と制御目標値との
比較に応じて励磁制御を行い、上記同期機の出力電圧を
上記制御目標値に制御する制御手段とを備えた励磁装置
において、上記基準周波数は、上記同期機の周波数に応
じた周波数として上記演算を行うようにしたものであ
る。(1) An exciting device according to the present invention samples an output voltage of a synchronous machine according to a set reference frequency, and calculates an amplitude value including an average value process based on the sampled value. Voltage detecting means for calculating an output voltage value by performing excitation control according to a comparison between the obtained output voltage value and a control target value, and control means for controlling the output voltage of the synchronous machine to the control target value. , Wherein the reference frequency is calculated as a frequency corresponding to the frequency of the synchronous machine.
【0024】(2)また、設定した基準周波数に応じて
同期機の出力電圧をサンプリングし、そのサンプリング
値に基づいて平均値処理を含む振幅値演算を行い出力電
圧値を求める電圧検出手段と、上記求めた出力電圧値と
制御目標値との比較に応じて励磁制御を行い、上記同期
機の出力電圧を上記制御目標値に制御する制御手段とを
備えた励磁装置において、上記同期機の出力電圧を整流
・平滑処理して直流出力電圧を得る第2の電圧検出手段
を備え、上記同期機が低周波領域で動作中は、上記直流
出力電圧の電圧値を用いて上記制御目標値と比較し、上
記同期機が定格周波数付近で動作中は、上記基準周波数
を定格周波数として上記演算を行い、求めた出力電圧値
と制御目標とを比較するようにしたものである。(2) voltage detecting means for sampling the output voltage of the synchronous machine in accordance with the set reference frequency and performing an amplitude value calculation including an average value process based on the sampled value to obtain an output voltage value; An excitation device that performs excitation control according to a comparison between the obtained output voltage value and the control target value, and controls the output voltage of the synchronous machine to the control target value. A second voltage detecting means for rectifying and smoothing the voltage to obtain a DC output voltage, wherein the synchronous machine is compared with the control target value using the DC output voltage while the synchronous machine is operating in a low frequency range. When the synchronous machine is operating near the rated frequency, the calculation is performed using the reference frequency as the rated frequency, and the obtained output voltage value is compared with the control target.
【0025】(3)また、設定した基準周波数に応じて
同期機の出力電圧をサンプリングし、そのサンプリング
値に基づいて平均値処理を含む振幅値演算を行い出力電
圧値を求める電圧検出手段と、上記求めた出力電圧値と
制御目標値との比較に応じて励磁制御を行い、上記同期
機の出力電圧を上記制御目標値に制御する制御手段とを
備えた励磁装置において、上記同期機の出力電圧波形の
ピーク値に応じて出力電圧値を求める第3の電圧検出手
段を備え、上記同期機が低周波領域で動作中は、上記第
3の電圧検出手段で求めた出力電圧値を用いて上記制御
目標値と比較し、上記同期機が定格周波数付近で動作中
は、上記基準周波数を定格周波数として上記演算を行
い、求めた出力電圧値と制御目標とを比較するようにし
たものである。(3) voltage detecting means for sampling the output voltage of the synchronous machine in accordance with the set reference frequency and performing an amplitude value calculation including an average value process based on the sampled value to obtain an output voltage value; An excitation device that performs excitation control according to a comparison between the obtained output voltage value and the control target value, and controls the output voltage of the synchronous machine to the control target value. A third voltage detecting means for obtaining an output voltage value according to a peak value of the voltage waveform is provided. While the synchronous machine is operating in a low frequency region, the output voltage value obtained by the third voltage detecting means is used. In comparison with the control target value, while the synchronous machine is operating near the rated frequency, the calculation is performed with the reference frequency as the rated frequency, and the obtained output voltage value is compared with the control target. .
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図に基づいて説明する。なお、励磁装置
の全体の構成は従来の図6と同一であるので省略する。
図1はディジタル変換器61の高速演算部612での処
理を示している。図1において、ステップ12の周波数
計算及びステップ13の振幅値演算(平均値処理)、ス
テップ14の三相平均電圧演算は、図10に示した従来
の処理と同様である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the overall configuration of the excitation device is the same as that of FIG.
FIG. 1 shows the processing in the high-speed operation unit 612 of the digital converter 61. In FIG. 1, the frequency calculation in step 12, the amplitude value calculation (average value processing) in step 13, and the three-phase average voltage calculation in step 14 are the same as the conventional processing shown in FIG.
【0027】ステップ15の周波数モード判定処理は、
AVR6の主CPUからのフラグ値により周波数モード
を判定し、基準周波数を設定するステップである。な
お、このフラグ値は励磁装置動作時に、同期機の運転状
態により低速状態(低周波数)か、通常の定格速度近く
の状態(定格周波数付近)かの外部信号によりCPUが
判断してフラグ値を決定する。従って、同期機の出力電
圧の周波数に応じた基準周波数を選択して、この基準周
波数に応じたサンプリング周期によりサンプリングし
て、そのサンプリング電圧値から出力電圧値を求める。The frequency mode determination processing in step 15 is as follows.
This is a step of determining a frequency mode based on a flag value from the main CPU of the AVR 6 and setting a reference frequency. During operation of the exciting device, the CPU determines the flag value based on an external signal indicating whether the synchronous machine is in a low speed state (low frequency) depending on the operation state of the synchronous machine or in a state near the normal rated speed (near the rated frequency). decide. Therefore, a reference frequency corresponding to the frequency of the output voltage of the synchronous machine is selected, sampling is performed at a sampling cycle corresponding to the reference frequency, and an output voltage value is obtained from the sampling voltage value.
【0028】次に動作について説明する。図2はディジ
タル式変換器61の電圧値及び電流値の周波数補正係数
計算のための基準周波数設定のアルゴリズムである。 (1)ステップS1では、AVR6の主CPUにおいて
判定された低周波モードであるか通常モードであるかの
情報(フラグ値)に基づいてモード変更の有無を判定
し、モード変更有ならばステップS2へ、無ならばステ
ップS6へ進む。Next, the operation will be described. FIG. 2 shows an algorithm for setting a reference frequency for calculating the frequency correction coefficient of the voltage value and the current value of the digital converter 61. (1) In step S1, the presence or absence of a mode change is determined based on information (flag value) on whether the mode is the low frequency mode or the normal mode determined by the main CPU of the AVR 6, and if there is a mode change, step S2. If no, go to step S6.
【0029】(2)ステップS2では、変更後の周波数
モードが低周波モードであるか通常モードであるかを判
定し、低周波モードならばステップS3へ、通常モード
ならばステップS4へ進む。 (3)ステップS4では、基準周波数を通常モードの値
すなわち従来の基準周波数に設定し、更にサンプリング
周波数を基準周波数の12倍すなわちサンプリング周期
を基準波の周期の1/12倍に設定する。(2) In step S2, it is determined whether the frequency mode after the change is the low frequency mode or the normal mode. If the frequency mode is the low frequency mode, the process proceeds to step S3, and if it is the normal mode, the process proceeds to step S4. (3) In step S4, the reference frequency is set to the value of the normal mode, that is, the conventional reference frequency, and the sampling frequency is set to 12 times the reference frequency, that is, the sampling cycle is set to 1/12 times the cycle of the reference wave.
【0030】(4)ステップS3では、基準周波数を通
常モードにおける基準周波数の1/2倍とし、サンプリ
ング周波数を低周波モードの基準周波数の12倍に設定
する。例えば通常モードにおける基準周波数を50Hz
とする場合、通常モードにおけるサンプリング周波数は
600Hzとなり、また低周波モードにおける基準周波
数及びサンプリング周波数はそれぞれ25Hz、300
Hzに設定される。 (5)ステップS5では、メモリ内の変数の値を初期化
し、 (6)ステップS6では、図1に示した演算処理を行
う。(4) In step S3, the reference frequency is set to 1/2 the reference frequency in the normal mode, and the sampling frequency is set to 12 times the reference frequency in the low frequency mode. For example, the reference frequency in the normal mode is 50 Hz
In this case, the sampling frequency in the normal mode is 600 Hz, and the reference frequency and the sampling frequency in the low frequency mode are 25 Hz and 300 Hz, respectively.
Hz. (5) In step S5, the values of the variables in the memory are initialized. (6) In step S6, the arithmetic processing shown in FIG. 1 is performed.
【0031】周波数27Hzにおける電圧の値において
具体的例を示すと、通常モードの基準周波数50Hz
(Ts=1/600)において計算すると、その誤差は
(5)式により19.9%〜−25.0%となるのに対
し、低周波モードの基準周波数25Hz(Ts=1/3
00)における誤差は0.78%〜−0.79%とかな
り小さくなる。A specific example of a voltage value at a frequency of 27 Hz is as follows.
When calculated at (Ts = 1/600), the error is 19.9% to −25.0% according to the equation (5), whereas the reference frequency of the low frequency mode is 25 Hz (Ts = 1/3).
The error in 00) is considerably small, from 0.78% to -0.79%.
【0032】以上のようにこの実施の形態1によれば、
AVR6のディジタル式変換器61の高速演算部612
において、通常モードと低周波モードにより基準周波数
の周波数を変更し設定するようにしたので、低周波数に
おいても正確な電圧及び電流を検出でき、発電機電圧が
制御目標値になるように励磁制御を行う効果がある。As described above, according to the first embodiment,
High-speed operation unit 612 of AVR6 digital converter 61
In the standard mode and the low frequency mode, the frequency of the reference frequency is changed and set, so that accurate voltage and current can be detected even at a low frequency, and the excitation control is performed so that the generator voltage becomes the control target value. There is an effect to do.
【0033】実施の形態2.上記実施の形態1では、フ
ラグ値に応じて周波数モードを決定したが、同期機の出
力している電圧の周波数を検出して、その検出した周波
数に応じて基準周波数を変更するようにしてもよい。Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the frequency mode is determined according to the flag value. However, the frequency of the voltage output from the synchronous machine may be detected, and the reference frequency may be changed according to the detected frequency. Good.
【0034】また、周波数モードを「低周波モード」と
「通常モード」の2段階で基準周波数を切り換えたが、
「低い周波数」「中程度の周波数」「通常の定格周波
数」等の3段階、またはそれ以上の多段階の切り換えを
してもよい。例えば、基準周波数を同期機の周波数に応
じて20Hz、30Hz、50Hzの3段階にしてもよ
い。また、それ以上の多段階にしてもよいし、また、段
階を無くて同期機の周波数に対応して連続的に変化する
基準周波数としてもよい。Although the reference frequency is switched in two stages of the "low frequency mode" and the "normal mode" in the frequency mode,
Switching may be performed in three steps such as “low frequency”, “medium frequency”, “normal rated frequency”, or a multi-step switching of more steps. For example, the reference frequency may be set to three levels of 20 Hz, 30 Hz, and 50 Hz according to the frequency of the synchronous machine. Further, the number of stages may be more than that, or the reference frequency may be continuously changed in accordance with the frequency of the synchronous machine without any stages.
【0035】実施の形態3.図3は実施の形態3による
励磁装置の構成を示す図である。図3は図6に示した従
来の励磁装置の構成図にディジタル式変換器61と並列
に接続される電圧検出部67及びディジタル式変換器6
1と電圧検出部67とを選択するためのスイッチ68を
追加したものである。また、図4は図3の電圧検出部6
7の内部構成を示す図である。Embodiment 3 FIG. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the excitation device according to the third embodiment. FIG. 3 is a block diagram of the conventional exciter shown in FIG. 6, which includes a voltage detector 67 and a digital converter 6 connected in parallel with the digital converter 61.
1 and a switch 68 for selecting the voltage detector 67 is added. FIG. 4 shows the voltage detector 6 of FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an internal configuration of a seventh embodiment.
【0036】次に動作について説明する。 (1)電圧検出部67は、PT4の3相信号(va、v
b、vc)を3相トランス671、半導体672、抵抗
673、コンデンサ674で構成された全波整流回路に
より小レベルのアナログ信号に変換し、調整抵抗675
で特性の補正を行うことで電圧(V)を出力する。Next, the operation will be described. (1) The voltage detector 67 outputs the three-phase signal (va, v
b, vc) is converted into a small-level analog signal by a full-wave rectifier circuit including a three-phase transformer 671, a semiconductor 672, a resistor 673, and a capacitor 674, and an adjustment resistor 675 is provided.
Output the voltage (V) by correcting the characteristics.
【0037】(2)基準周波数においては、スイッチ6
8の接点aを接点cと接続することで、従来の方法と同
様にディジタル式変換器61により電圧(V)を検出
し、励磁制御を行う。 (3)また、低周波においては、スイッチ68の接点a
を接点bと接続することで前述の電圧検出部67により
電圧(V)を検出し、励磁制御を行う。(2) At the reference frequency, the switch 6
By connecting the contact a of No. 8 to the contact c, the voltage (V) is detected by the digital converter 61 and the excitation control is performed as in the conventional method. (3) At low frequencies, the contact a of the switch 68
Is connected to the contact b, the voltage (V) is detected by the above-described voltage detection unit 67, and the excitation control is performed.
【0038】このように周波数モードごとにPT4から
の交流信号の周波数に関係なく精度の良い電圧検出が可
能な電圧検出部67と、従来のディジタル式変換器とを
切り替えて用いることにより、低周波モードにおいて誤
差の小さい電圧検出が可能となる。As described above, by switching between the voltage detector 67 capable of accurately detecting the voltage regardless of the frequency of the AC signal from the PT 4 for each frequency mode and the conventional digital converter, the low frequency In the mode, voltage detection with a small error becomes possible.
【0039】以上のようにこの実施の形態3によれば、
AVR6においてディジタル式変換器61と電圧検出部
67とを通常モードと低周波モードにより切り替えて使
用するようにしたので、低周波数においても正確な電圧
を検出でき、発電機電圧が制御目標値になるように励磁
制御を行う効果がある。As described above, according to the third embodiment,
In the AVR 6, the digital converter 61 and the voltage detector 67 are switched between the normal mode and the low frequency mode for use, so that an accurate voltage can be detected even at a low frequency, and the generator voltage becomes the control target value. Thus, there is an effect that the excitation control is performed.
【0040】実施の形態4.なお、上記実施の形態1で
は、AVR6のディジタル式変換器61の高速演算部6
12において、通常モードと低周波モードにより基準周
波数を変更し設定する場合について述べたが、この実施
の形態4では、図7の従来の高速演算部612での演算
処理において、図10に示す振幅値演算の平均値処理1
3を図5に置き換えた演算処理を行う。Embodiment 4 FIG. In the first embodiment, the high-speed operation unit 6 of the digital type converter 61 of the AVR 6 is used.
12, the case where the reference frequency is changed and set between the normal mode and the low frequency mode has been described. In the fourth embodiment, the amplitude shown in FIG. Average value processing 1 of value calculation
3 is replaced with FIG.
【0041】通常の周波数モードにおいては、同期機の
規定の周波数を基準周波数とし、その基準周波数におい
てサンプリングした値を用いて(5)式に示した演算式
により電圧Vを計算する。そして、低周波モードにおい
ては(6)式を用いて電圧の振幅を計算する。In the normal frequency mode, the prescribed frequency of the synchronous machine is used as a reference frequency, and the voltage V is calculated by the operation formula shown in Expression (5) using the value sampled at the reference frequency. Then, in the low frequency mode, the amplitude of the voltage is calculated using the equation (6).
【0042】[0042]
【数5】 (Equation 5)
【0043】ここでvnは交流電圧波形における振幅の
ピーク値(1/2周期ごとの波形の正負の最大値)であ
り、(6)式は電圧波形において12点の振幅のピーク
値(6周期分のピーク値)の平均を電圧Vとするもので
ある。この演算方式では低周波数において、従来の演算
方式で生じる誤差よりも誤差が小さくなり、電圧検出精
度が向上する。Here, vn is the peak value of the amplitude in the AC voltage waveform (maximum positive / negative value of the waveform in every 1/2 cycle), and equation (6) represents the peak value of the amplitude at 12 points (6 cycles) in the voltage waveform. (Peak value of minutes) is defined as the voltage V. In this calculation method, at low frequencies, the error is smaller than the error generated by the conventional calculation method, and the voltage detection accuracy is improved.
【0044】以上のようにこの実施の形態4によれば、
ディジタル式変換器61の高速演算部612において、
通常モードと低周波モードにより振幅値演算方式を切り
替えて演算することにより、低周波数における演算の誤
差が低減され、電圧検出の精度が向上して発電機電圧が
制御目標値になるように励磁制御を行う効果がある。As described above, according to the fourth embodiment,
In the high-speed operation unit 612 of the digital converter 61,
By switching the amplitude value calculation method between the normal mode and the low frequency mode, the calculation error at low frequencies is reduced, the accuracy of voltage detection is improved, and the excitation control is performed so that the generator voltage becomes the control target value. Has the effect of doing
【0045】[0045]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、同期機
の周波数が低周波であっても正確な出力電圧値を検出す
るようにしたので、発電機電圧が制御目標値になるよう
な励磁制御を行うことが可能となる。As described above, according to the present invention, even if the frequency of the synchronous machine is low, an accurate output voltage value is detected, so that the generator voltage becomes equal to the control target value. Excitation control can be performed.
【図1】 この発明の実施の形態1によるディジタル式
変換器の高速演算部での演算処理を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing arithmetic processing in a high-speed arithmetic unit of a digital converter according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】 この発明の実施の形態1によるディジタル式
変換器の動作を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the digital converter according to the first embodiment of the present invention.
【図3】 この発明の実施の形態3による励磁装置の構
成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of an excitation device according to a third embodiment of the present invention.
【図4】 この発明の実施の形態3による電圧検出部の
構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage detector according to Embodiment 3 of the present invention.
【図5】 この発明の実施の形態4によるディジタル式
変換器の高速演算部での演算処理を示すブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram showing arithmetic processing in a high-speed arithmetic unit of a digital converter according to Embodiment 4 of the present invention.
【図6】 従来の励磁装置の構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional excitation device.
【図7】 従来のディジタル式変換器の構成を示す回路
図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional digital converter.
【図8】 従来のサンプリングの一例を示す波形図であ
る。FIG. 8 is a waveform chart showing an example of conventional sampling.
【図9】 従来のディジタル式変換器の高速演算部での
演算処理を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a calculation process in a high-speed calculation unit of a conventional digital converter.
【図10】 従来のディジタル式変換器の高速演算部で
の演算処理を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a calculation process in a high-speed calculation unit of a conventional digital converter.
1 同期機 2 界磁巻線 3 励磁機 4 計器用変圧器 5 計器用変成器 6 自動電圧調整
装置 61 ディジタル変換器 62 基準部 63 増幅部A 64 位相補償
部 65 加算部 66 増幅部B 67 電圧検出部 68 スイッチ 612 高速演算部 613 2ポー
トレジスタ 614 PIOバスインターフェース 671 3相ト
ランス 672 半導体 673 抵抗 674 コンデンサ 675 調整抵
抗DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Synchronous machine 2 Field winding 3 Exciter 4 Instrument transformer 5 Instrument transformer 6 Automatic voltage regulator 61 Digital converter 62 Reference section 63 Amplification section A 64 Phase compensation section 65 Addition section 66 Amplification section B 67 Voltage Detector 68 Switch 612 High-speed operation unit 613 Two-port register 614 PIO bus interface 671 Three-phase transformer 672 Semiconductor 673 Resistance 674 Capacitor 675 Adjustment resistance
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H590 AA22 CC01 CC18 CD01 DD64 DD70 EA07 EB02 EB21 FA06 GA02 GB05 HA02 HA05 HA06 HA07 HA09 HB02 JA02 JA19 JB02 JB04 JB15 JB16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H590 AA22 CC01 CC18 CD01 DD64 DD70 EA07 EB02 EB21 FA06 GA02 GB05 HA02 HA05 HA06 HA07 HA09 HB02 JA02 JA19 JB02 JB04 JB15 JB16
Claims (3)
力電圧をサンプリングし、そのサンプリング値に基づい
て平均値処理を含む振幅値演算を行い出力電圧値を求め
る電圧検出手段と、上記求めた出力電圧値と制御目標値
との比較に応じて励磁制御を行い、上記同期機の出力電
圧を上記制御目標値に制御する制御手段とを備えた励磁
装置において、上記基準周波数は、上記同期機の周波数
に応じた周波数として上記演算を行うようにしたことを
特徴とする同期機の励磁装置。A voltage detecting means for sampling an output voltage of a synchronous machine in accordance with a set reference frequency, performing an amplitude value calculation including an average value process based on the sampled value, and obtaining an output voltage value, Control means for performing excitation control in accordance with the comparison between the output voltage value and the control target value and controlling the output voltage of the synchronous machine to the control target value. An exciter for a synchronous machine, wherein the computation is performed as a frequency corresponding to the frequency of the synchronous machine.
力電圧をサンプリングし、そのサンプリング値に基づい
て平均値処理を含む振幅値演算を行い出力電圧値を求め
る電圧検出手段と、上記求めた出力電圧値と制御目標値
との比較に応じて励磁制御を行い、上記同期機の出力電
圧を上記制御目標値に制御する制御手段とを備えた励磁
装置において、上記同期機の出力電圧を整流・平滑処理
して直流出力電圧を得る第2の電圧検出手段を備え、上
記同期機が低周波領域で動作中は、上記直流出力電圧の
電圧値を用いて上記制御目標値と比較し、上記同期機が
定格周波数付近で動作中は、上記基準周波数を定格周波
数として上記演算を行い、求めた出力電圧値と制御目標
とを比較するようにしたことを特徴とする励磁装置。2. A voltage detecting means for sampling an output voltage of a synchronous machine in accordance with a set reference frequency, performing an amplitude value calculation including an average value process based on the sampled value, and obtaining an output voltage value, An excitation device that performs excitation control according to a comparison between the output voltage value and the control target value, and that controls the output voltage of the synchronous machine to the control target value. A second voltage detecting means for obtaining a DC output voltage by performing a smoothing process, and when the synchronous machine is operating in a low frequency region, the voltage is compared with the control target value using the voltage value of the DC output voltage. An exciting device characterized in that when the synchronous machine is operating near the rated frequency, the above calculation is performed using the reference frequency as the rated frequency, and the obtained output voltage value is compared with the control target.
力電圧をサンプリングし、そのサンプリング値に基づい
て平均値処理を含む振幅値演算を行い出力電圧値を求め
る電圧検出手段と、上記求めた出力電圧値と制御目標値
との比較に応じて励磁制御を行い、上記同期機の出力電
圧を上記制御目標値に制御する制御手段とを備えた励磁
装置において、上記同期機の出力電圧波形のピーク値に
応じて出力電圧値を求める第3の電圧検出手段を備え、
上記同期機が低周波領域で動作中は、上記第3の電圧検
出手段で求めた出力電圧値を用いて上記制御目標値と比
較し、上記同期機が定格周波数付近で動作中は、上記基
準周波数を定格周波数として上記演算を行い、求めた出
力電圧値と制御目標とを比較するようにしたことを特徴
とする励磁装置。3. A voltage detecting means for sampling an output voltage of a synchronous machine in accordance with a set reference frequency, performing an amplitude value calculation including an average value process on the basis of the sampled value, and obtaining an output voltage value; An excitation device that performs excitation control in accordance with the comparison between the output voltage value and the control target value, and control means for controlling the output voltage of the synchronous machine to the control target value. A third voltage detecting means for obtaining an output voltage value according to the peak value;
While the synchronous machine is operating in the low frequency range, the output voltage value obtained by the third voltage detecting means is used to compare with the control target value. An exciting device characterized in that the above calculation is performed with the frequency as the rated frequency, and the obtained output voltage value is compared with the control target.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-01-20 JP JP11012539A patent/JP2000217399A/en active Pending
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