JP2553319B2 - 可変速発電電動装置 - Google Patents
可変速発電電動装置Info
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- JP2553319B2 JP2553319B2 JP6135257A JP13525794A JP2553319B2 JP 2553319 B2 JP2553319 B2 JP 2553319B2 JP 6135257 A JP6135257 A JP 6135257A JP 13525794 A JP13525794 A JP 13525794A JP 2553319 B2 JP2553319 B2 JP 2553319B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
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- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/08—Controlling based on slip frequency, e.g. adding slip frequency and speed proportional frequency
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- H—ELECTRICITY
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/007—Control circuits for doubly fed generators
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/42—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output to obtain desired frequency without varying speed of the generator
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統の安定度改善
に貢献できる可変速発電電動装置に関する。
に貢献できる可変速発電電動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】同期機を用いた従来の発電電動装置に代
わり、巻線形誘導発電電動機を用いた可変速発電電動装
置が実用化されてきた。この可変速発電電動装置は、一
次巻線が電力系統に接続され二次巻線が交流励磁される
巻線形誘導発電電動機（以下誘導機１と呼ぶ。）と、誘
導機の回転軸に結合された原動機／負荷とから構成され
るものであり、系統周波数から決まる同期速度とは異な
る回転速度で運転できることから、運転効率を最適化で
きる，或いは系統故障時に従来同期機の動揺抑制に寄与
できる等の特徴を有している。但し、同期速度とは異な
る回転速度で運転するために、同期速度と回転速度の差
で決まる周波数の交流で二次巻線を励磁する必要があ
る。（電気協会雑誌昭和61年３月号34頁他参照）ここに
同期速度Ｎ1 は、系統周波数ｆ1 と発電電動機の極数ｐ
から決まり、Ｎ１＝１２０ｆ1 ／ｐと定義される回転速
度である。すなわち、同期速度Ｎ1 は固定値ではなく系
統周波数ｆ1 が変化すると同期速度も変化する。
わり、巻線形誘導発電電動機を用いた可変速発電電動装
置が実用化されてきた。この可変速発電電動装置は、一
次巻線が電力系統に接続され二次巻線が交流励磁される
巻線形誘導発電電動機（以下誘導機１と呼ぶ。）と、誘
導機の回転軸に結合された原動機／負荷とから構成され
るものであり、系統周波数から決まる同期速度とは異な
る回転速度で運転できることから、運転効率を最適化で
きる，或いは系統故障時に従来同期機の動揺抑制に寄与
できる等の特徴を有している。但し、同期速度とは異な
る回転速度で運転するために、同期速度と回転速度の差
で決まる周波数の交流で二次巻線を励磁する必要があ
る。（電気協会雑誌昭和61年３月号34頁他参照）ここに
同期速度Ｎ1 は、系統周波数ｆ1 と発電電動機の極数ｐ
から決まり、Ｎ１＝１２０ｆ1 ／ｐと定義される回転速
度である。すなわち、同期速度Ｎ1 は固定値ではなく系
統周波数ｆ1 が変化すると同期速度も変化する。
【０００３】可変速発電電動装置は、系統周波数から決
まる同期速度に固定されることなく運用上最適な回転速
度に制御できること、同期速度と回転速度の差ので決ま
る周波数の交流で二次巻線を励磁することがその特徴と
なっている。
まる同期速度に固定されることなく運用上最適な回転速
度に制御できること、同期速度と回転速度の差ので決ま
る周波数の交流で二次巻線を励磁することがその特徴と
なっている。
【０００４】可変速発電電動装置は、交流励磁制御装置
によって誘導機の有効電力を制御でき、原動機／負荷制
御装置によって原動機／負荷のトルクを制御できるの
で、回転速度制御は交流励磁制御装置，原動機／負荷制
御装置いずれによっても可能である。（昭和61年電気学
会全国大会1026号他参照）交流励磁制御装置によって回
転速度制御が行われている一例は、特公平 3-51910、特
開昭61-247299 に示されている。また、特開平1-231698
に示されている例は、原動機が図示されていないが、原
動機／負荷制御装置によって回転速度制御が行われてい
る一例であると言える。
によって誘導機の有効電力を制御でき、原動機／負荷制
御装置によって原動機／負荷のトルクを制御できるの
で、回転速度制御は交流励磁制御装置，原動機／負荷制
御装置いずれによっても可能である。（昭和61年電気学
会全国大会1026号他参照）交流励磁制御装置によって回
転速度制御が行われている一例は、特公平 3-51910、特
開昭61-247299 に示されている。また、特開平1-231698
に示されている例は、原動機が図示されていないが、原
動機／負荷制御装置によって回転速度制御が行われてい
る一例であると言える。
【０００５】何故ならば、特開平1-231698に示されてい
る例では、交流励磁装置（サイクロコンバ―タ）で有効
電力を制御しているので、回転速度は他の制御装置、す
なわち図示されていない原動機制御装置で制御している
ことが前提となっている。
る例では、交流励磁装置（サイクロコンバ―タ）で有効
電力を制御しているので、回転速度は他の制御装置、す
なわち図示されていない原動機制御装置で制御している
ことが前提となっている。
【０００６】また、特開昭61-173698 、特開昭62-7149
7、特開昭62-71498も原動機／負荷制御装置によって回
転速度制御が行われている一例である。以下に可変速揚
水発電システムを例にして、従来の可変速発電電動装置
の構成と作用を説明する。
7、特開昭62-71498も原動機／負荷制御装置によって回
転速度制御が行われている一例である。以下に可変速揚
水発電システムを例にして、従来の可変速発電電動装置
の構成と作用を説明する。
【０００７】なお、以下の説明において、全ての変数，
定数は各々の基準値で無次元化された値とし、更に説明
中で使用しているε・ｊθ1 、ε・ｊθ2 、ε・ｊθ
R 、ε・ｊ（θ2 ＋φ* ）は指数関数を示している。例
えばε・ｊθ1 ＝ｅｘｐ（ｊθ1 ）を意味する。
定数は各々の基準値で無次元化された値とし、更に説明
中で使用しているε・ｊθ1 、ε・ｊθ2 、ε・ｊθ
R 、ε・ｊ（θ2 ＋φ* ）は指数関数を示している。例
えばε・ｊθ1 ＝ｅｘｐ（ｊθ1 ）を意味する。
【０００８】従って、図中で異なる単位量が用いられて
いるとしても、前記無次元化が施こされているものとし
て取りあつかう。異なる単位量間で直接加減算が行なわ
れているように見える場合でも、実際には何も問題はな
い。
いるとしても、前記無次元化が施こされているものとし
て取りあつかう。異なる単位量間で直接加減算が行なわ
れているように見える場合でも、実際には何も問題はな
い。
【０００９】まず最初に、交流励磁制御装置によって回
転速度制御が行われている可変速揚水発電システムの例
を説明する。図１０にそのシステム構成を示す。図１０
において、巻線形誘導発電電動機１（以下、誘導機１と
称する。）はその回転子にポンプ水車２が連結され、二
次巻線は周波数変換器であるサイクロコンバ―タ３によ
って交流励磁される。可変速運転に際し最適な回転速
度，ガイドベ―ン開度は、有効電力設定器６の出力Ｐ*
と落差検出器７の出力Ｈから、関数発生器８で求めら
れ、各々回転速度指令Ｎ* ，ガイドベ―ン開度指令Ｙ*
となる。
転速度制御が行われている可変速揚水発電システムの例
を説明する。図１０にそのシステム構成を示す。図１０
において、巻線形誘導発電電動機１（以下、誘導機１と
称する。）はその回転子にポンプ水車２が連結され、二
次巻線は周波数変換器であるサイクロコンバ―タ３によ
って交流励磁される。可変速運転に際し最適な回転速
度，ガイドベ―ン開度は、有効電力設定器６の出力Ｐ*
と落差検出器７の出力Ｈから、関数発生器８で求めら
れ、各々回転速度指令Ｎ* ，ガイドベ―ン開度指令Ｙ*
となる。
【００１０】ガイドベ−ン開度制御装置140 は、ガイド
ベ―ン開度制御器41とガイドベ―ン開度指令Ｙ* とガイ
ドベ―ン開度Ｙの差を演算する減算器42とから構成さ
れ、油圧サ―ボモ―タ４を介してポンプ水車２のガイド
ベ―ン開度Ｙがガイドベ―ン開度指令Ｙ* と一致するよ
うに制御する。
ベ―ン開度制御器41とガイドベ―ン開度指令Ｙ* とガイ
ドベ―ン開度Ｙの差を演算する減算器42とから構成さ
れ、油圧サ―ボモ―タ４を介してポンプ水車２のガイド
ベ―ン開度Ｙがガイドベ―ン開度指令Ｙ* と一致するよ
うに制御する。
【００１１】電圧制御装置120 は、電圧設定器５の出力
Ｖ* と電圧変成器17，電圧検出器23で検出する誘導機１
の一次電圧Ｖ1 との差を演算する減算器22と、電圧制御
器21とから構成され、電圧設定器５の出力Ｖ* と誘導機
１の一次電圧Ｖ1 が等しくなるようにｄ軸電流指令値Ｉ
d * を演算する。
Ｖ* と電圧変成器17，電圧検出器23で検出する誘導機１
の一次電圧Ｖ1 との差を演算する減算器22と、電圧制御
器21とから構成され、電圧設定器５の出力Ｖ* と誘導機
１の一次電圧Ｖ1 が等しくなるようにｄ軸電流指令値Ｉ
d * を演算する。
【００１２】ここにｄ軸電流は誘導機１の一次電圧ｖ1
に対して90°遅れた電流成分で、無効電力はこのｄ軸電
流に比例する。速度制御装置１３０は、誘導機１の回転
子に取り付けられ回転速度に比例した周波数の交流信号
を出力する速度信号発生器33，周波数に比例した電圧を
発生する速度検出器34から得る速度信号ＮR と回転速度
指令Ｎ* との偏差を演算する減算器32と、速度制御器31
から構成され、この偏差からＮ* とＮR が等しくなるよ
うにｑ軸電流指令値Ｉq * を演算する。
に対して90°遅れた電流成分で、無効電力はこのｄ軸電
流に比例する。速度制御装置１３０は、誘導機１の回転
子に取り付けられ回転速度に比例した周波数の交流信号
を出力する速度信号発生器33，周波数に比例した電圧を
発生する速度検出器34から得る速度信号ＮR と回転速度
指令Ｎ* との偏差を演算する減算器32と、速度制御器31
から構成され、この偏差からＮ* とＮR が等しくなるよ
うにｑ軸電流指令値Ｉq * を演算する。
【００１３】Ｉｄｑ軸電流検出装置100 は、誘導機１の
回転子に取り付けられた回転子の位相検出器19の出力ε
・ｊθR と、電圧変成器17，位相検出器19で検出する誘
導機１の一次電圧ｖ1 の位相ε・ｊθ1 から誘導機１の
二次電流の位相基準ε・ｊθ2 を検出するフェ―ズドロ
ックル―プ回路16（以下、ＰＬＬ回路16と言う）、誘導
機１の二次電流ｉ2 を検出する電流検出器15と、誘導機
１の二次電流ｉ2 と誘導機１の二次電流の位相基準ε・
ｊθ2 からＩｄｑ軸電流検出を検出するＩｄｑ軸電流検
出器１４とで構成され、誘導機１の二次電流のｄ軸電流
Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを検出する。
回転子に取り付けられた回転子の位相検出器19の出力ε
・ｊθR と、電圧変成器17，位相検出器19で検出する誘
導機１の一次電圧ｖ1 の位相ε・ｊθ1 から誘導機１の
二次電流の位相基準ε・ｊθ2 を検出するフェ―ズドロ
ックル―プ回路16（以下、ＰＬＬ回路16と言う）、誘導
機１の二次電流ｉ2 を検出する電流検出器15と、誘導機
１の二次電流ｉ2 と誘導機１の二次電流の位相基準ε・
ｊθ2 からＩｄｑ軸電流検出を検出するＩｄｑ軸電流検
出器１４とで構成され、誘導機１の二次電流のｄ軸電流
Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを検出する。
【００１４】ここに位相信号ε・ｊθR 、ε・ｊθ1 、
ε・ｊθ2 は、回転子の電気角θRから決まるベクトル
ｃｏｓθR ＋ｊｓｉｎθR 、電圧ｖ1 の位相角θ1 から
決まるベクトルｃｏｓθ1 ＋ｊｓｉｎθ1 ，θ1 −θR
（これをθ2 と呼ぶ）から決まるベクトルｃｏｓθ2 ＋
ｊｓｉｎθ2 である。
ε・ｊθ2 は、回転子の電気角θRから決まるベクトル
ｃｏｓθR ＋ｊｓｉｎθR 、電圧ｖ1 の位相角θ1 から
決まるベクトルｃｏｓθ1 ＋ｊｓｉｎθ1 ，θ1 −θR
（これをθ2 と呼ぶ）から決まるベクトルｃｏｓθ2 ＋
ｊｓｉｎθ2 である。
【００１５】ＰＬＬ回路16はその一例として、図11に示
されるようにε・ｊθ1 とε・ｊ（θR ＋θ2 ）の差を
求めるベクトル減算器 161と比例積分演算器 162とベク
トル発生器 163とベクトル加算器 164とで構成される。
されるようにε・ｊθ1 とε・ｊ（θR ＋θ2 ）の差を
求めるベクトル減算器 161と比例積分演算器 162とベク
トル発生器 163とベクトル加算器 164とで構成される。
【００１６】二次電流制御装置110 は、ｄ軸電流指令値
Ｉd * とｄ軸電流Ｉd の差を演算する減算器12と、ｑ軸
電流指令値Ｉq * とｑ軸電流Ｉ q の差を演算する減算器
１３と電流制御器11とから構成され、ｄ軸電流Ｉd がｄ
軸電流指令値Ｉd * に、ｑ軸電流Ｉq がｑ軸電流指令値
Ｉq * に一致するようにサイクロコンバ―タ３の点弧角
を制御する。
Ｉd * とｄ軸電流Ｉd の差を演算する減算器12と、ｑ軸
電流指令値Ｉq * とｑ軸電流Ｉ q の差を演算する減算器
１３と電流制御器11とから構成され、ｄ軸電流Ｉd がｄ
軸電流指令値Ｉd * に、ｑ軸電流Ｉq がｑ軸電流指令値
Ｉq * に一致するようにサイクロコンバ―タ３の点弧角
を制御する。
【００１７】図10のように構成された可変速揚水発電シ
ステムは、Ｖ＝Ｖ* ，ＮR ＝Ｎ* ，Ｙ＝Ｙ* ，Ｉd ＝Ｉ
d * ，Ｉq ＝Ｉq * となるように運転されるので、電圧
がＶ* （通常定格電圧に設定される）のもと有効電力設
定値Ｐ * と落差Ｈでの最適な運転（回転速度がＮ* ，ガ
イドベ―ン開度がＹ* での運転）が可能となる。
ステムは、Ｖ＝Ｖ* ，ＮR ＝Ｎ* ，Ｙ＝Ｙ* ，Ｉd ＝Ｉ
d * ，Ｉq ＝Ｉq * となるように運転されるので、電圧
がＶ* （通常定格電圧に設定される）のもと有効電力設
定値Ｐ * と落差Ｈでの最適な運転（回転速度がＮ* ，ガ
イドベ―ン開度がＹ* での運転）が可能となる。
【００１８】また、Ｉd ＝Ｉd * ，Ｉq ＝Ｉq * で運転
すると、誘導機１の二次巻線は、電力系統の周波数ｆ1
と回転速度ＮR に対応する周波数ｆR の差の周波数の交
流で励磁されることは次のように説明できる。なお、こ
こで“対応する”とは、誘導機１の極数が決定されると
一義的に決定される回転速度と周波数との関係という意
味である。
すると、誘導機１の二次巻線は、電力系統の周波数ｆ1
と回転速度ＮR に対応する周波数ｆR の差の周波数の交
流で励磁されることは次のように説明できる。なお、こ
こで“対応する”とは、誘導機１の極数が決定されると
一義的に決定される回転速度と周波数との関係という意
味である。
【００１９】Ｉd ＝Ｉd * ，Ｉq ＝Ｉq * の状態では、
誘導機１の二次電流ｉ2 は、ｔａｎφ* ＝Ｉq * ／Ｉd
* とすると（１）式で表される。
誘導機１の二次電流ｉ2 は、ｔａｎφ* ＝Ｉq * ／Ｉd
* とすると（１）式で表される。
【００２０】
【数１】ｉ2 の励磁周波数ｆ2 は、ｉ2 の位相角（θ2
＋φ* ）を微分して求められる。θ2 ＝θ1 −θR であ
り、φ* は一定値であるので ｆ2 ＝ｄ（θ2 ＋φ* ）／ｄｔ＝ｄ（θ1 −θR ）／ｄｔ θ1 ，θR を微分するとｆ1 ，ｆR となるので、励磁周
波数ｆ2 は（２）式で表される。
＋φ* ）を微分して求められる。θ2 ＝θ1 −θR であ
り、φ* は一定値であるので ｆ2 ＝ｄ（θ2 ＋φ* ）／ｄｔ＝ｄ（θ1 −θR ）／ｄｔ θ1 ，θR を微分するとｆ1 ，ｆR となるので、励磁周
波数ｆ2 は（２）式で表される。
【００２１】
【数２】 ｆ2 ＝ｆ1 −ｆR ……………………………………………（２） （２）式から誘導機１の励磁周波数ｆ2 はすべり周波数
ｆS （ただしｆS ＝ｆ1−ｆR ）となることが分かる。
励磁周波数ｆ 2 はすべり周波数ｆ S と電気的に同期をと
ることを前提としており、即ちｆ 2 ＝ｆ S となるため、
以下励磁周波数ｆ 2 をすべり周波数ｆ S の用語に統一し
て説明する。
ｆS （ただしｆS ＝ｆ1−ｆR ）となることが分かる。
励磁周波数ｆ 2 はすべり周波数ｆ S と電気的に同期をと
ることを前提としており、即ちｆ 2 ＝ｆ S となるため、
以下励磁周波数ｆ 2 をすべり周波数ｆ S の用語に統一し
て説明する。
【００２２】次に、ガイドベ―ン開度制御装置によって
回転速度制御が行われている可変速揚水発電システムの
例を説明する。図12にそのシステム構成を示す。図12に
おいて、誘導機１，ポンプ水車２，サイクロコンバ―タ
３，有効電力設定器６，落差検出器７，関数発生器８，
油圧サ―ボモ―タ４，ガイドベ―ン開度制御器41と減算
器42とで構成されるガイドベ−ン開度制御装置140 、電
圧設定器５，電圧変成器17と電圧検出器23と減算器22と
電圧制御器21とで構成される電圧制御装置120 ，回転子
の位相検出器19と電圧変成器17と系統周波数の位相検出
器18とＰＬＬ回路16と電流検出器15とＩd Ｉq 検出器14
とで構成されるＩｄｑ軸検出装置100,減算器12と電流制
御器11とで構成される二次電流制御装置110 は図10と同
一であるので説明は省略する。
回転速度制御が行われている可変速揚水発電システムの
例を説明する。図12にそのシステム構成を示す。図12に
おいて、誘導機１，ポンプ水車２，サイクロコンバ―タ
３，有効電力設定器６，落差検出器７，関数発生器８，
油圧サ―ボモ―タ４，ガイドベ―ン開度制御器41と減算
器42とで構成されるガイドベ−ン開度制御装置140 、電
圧設定器５，電圧変成器17と電圧検出器23と減算器22と
電圧制御器21とで構成される電圧制御装置120 ，回転子
の位相検出器19と電圧変成器17と系統周波数の位相検出
器18とＰＬＬ回路16と電流検出器15とＩd Ｉq 検出器14
とで構成されるＩｄｑ軸検出装置100,減算器12と電流制
御器11とで構成される二次電流制御装置110 は図10と同
一であるので説明は省略する。
【００２３】図10と異なっているのは、速度制御装置13
0 のかわりに、速度制御器31と減算器32と加算器33とで
構成される速度制御装置160 は、速度制御器31の出力Ｎ
C とガイドベ―ン開度指令値Ｙ* を補正して、補正され
たガイドベ―ン開度指令値Ｙ*1を演算している点と、電
流検出器71，有効電力検出器72，減算器73，有効電力制
御器74から構成される有効電力制御部170 を追加してい
る点である。
0 のかわりに、速度制御器31と減算器32と加算器33とで
構成される速度制御装置160 は、速度制御器31の出力Ｎ
C とガイドベ―ン開度指令値Ｙ* を補正して、補正され
たガイドベ―ン開度指令値Ｙ*1を演算している点と、電
流検出器71，有効電力検出器72，減算器73，有効電力制
御器74から構成される有効電力制御部170 を追加してい
る点である。
【００２４】有効電力制御部170 は、有効電力指令値Ｐ
* と前記有効電力検出器72の出力Ｐが一致するように有
効電力制御器74はｑ軸電流指令値Ｉq * を出力する。ま
た、速度制御装置160 は、速度指令値Ｎ* と回転速度Ｎ
R が一致するようにガイドベ―ン開度指令値Ｙ* を補正
する信号ＮC を出力し、ガイドベ―ン開度Ｙを補正され
たガイドベ―ン開度指令値Ｙ1 * と一致させるようにガ
イドベ―ン制御装置140 が動作する。関数発生器８が正
確であると補正信号ＮC は零になる。
* と前記有効電力検出器72の出力Ｐが一致するように有
効電力制御器74はｑ軸電流指令値Ｉq * を出力する。ま
た、速度制御装置160 は、速度指令値Ｎ* と回転速度Ｎ
R が一致するようにガイドベ―ン開度指令値Ｙ* を補正
する信号ＮC を出力し、ガイドベ―ン開度Ｙを補正され
たガイドベ―ン開度指令値Ｙ1 * と一致させるようにガ
イドベ―ン制御装置140 が動作する。関数発生器８が正
確であると補正信号ＮC は零になる。
【００２５】従って、このような構成でも図10のシステ
ムと同様に、Ｖ＝Ｖ* ，ＮR ＝Ｎ*，Ｙ＝Ｙ* ，Ｉd ＝
Ｉd * ，Ｉq ＝Ｉq * となるように運転されるので、電
圧がＶ* のもと有効電力設定値Ｐ * と落差Ｈでの最適な
運転（回転速度がＮ* ，ガイドベ―ン開度がＹ* での運
転）が可能となる。
ムと同様に、Ｖ＝Ｖ* ，ＮR ＝Ｎ*，Ｙ＝Ｙ* ，Ｉd ＝
Ｉd * ，Ｉq ＝Ｉq * となるように運転されるので、電
圧がＶ* のもと有効電力設定値Ｐ * と落差Ｈでの最適な
運転（回転速度がＮ* ，ガイドベ―ン開度がＹ* での運
転）が可能となる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】従来の可変速発電電動
装置では、系統周波数から決まる同期速度に固定される
ことなく運用上最適な回転速度に制御できることから、
種々の特徴が発揮できる反面、回転速度が系統周波数と
独立して制御されることから下記の問題があった。
装置では、系統周波数から決まる同期速度に固定される
ことなく運用上最適な回転速度に制御できることから、
種々の特徴が発揮できる反面、回転速度が系統周波数と
独立して制御されることから下記の問題があった。
【００２７】第１の問題点；電力系統の周波数或いは回
転速度が大きく変動した場合に運転不能になる恐れがあ
る。誘導機１の二次巻線に誘起される電圧はすべりに比
例するが、この電圧がサイクロコンバ―タが出力できる
電圧ｖ2MAXを越えると、サイクロンコンバ―タによる誘
導機１の二次電流の制御が出来なくなり、運転は継続出
来なくなる。すべりＳは同期速度Ｎ1 と誘導機１の回転
速度ＮR から決まるが、周波数によっても表示すことが
出来、（３）式で表される。
転速度が大きく変動した場合に運転不能になる恐れがあ
る。誘導機１の二次巻線に誘起される電圧はすべりに比
例するが、この電圧がサイクロコンバ―タが出力できる
電圧ｖ2MAXを越えると、サイクロンコンバ―タによる誘
導機１の二次電流の制御が出来なくなり、運転は継続出
来なくなる。すべりＳは同期速度Ｎ1 と誘導機１の回転
速度ＮR から決まるが、周波数によっても表示すことが
出来、（３）式で表される。
【００２８】
【数３】 Ｓ＝（Ｎ1 −ＮR ）／Ｎ1 ＝（ｆ1 −ｆR ）／ｆ1 ……………（３） （３）式からも分かるように、回転速度が一定（即ちＮ
R ，ｆR 一定）でも、電力系統の周波数ｆ1 が大きく変
動した場合には、すべりＳが大きくなり運転不能になる
恐れがある。例えばｆ1 が 100％，ｆR が95％でＳが５
％の時、ｆ1 が 105％に変動すると、すべりＳは10％に
なる。
R ，ｆR 一定）でも、電力系統の周波数ｆ1 が大きく変
動した場合には、すべりＳが大きくなり運転不能になる
恐れがある。例えばｆ1 が 100％，ｆR が95％でＳが５
％の時、ｆ1 が 105％に変動すると、すべりＳは10％に
なる。
【００２９】同様に電力系統の周波数が一定（即ちｆ
1 ，Ｎ1 一定）でも、回転速度が大きく変動した場合に
は、すべりＳが大きくなり運転不能になる恐れがある。
例えばＮ1 が 100％，ＮR が95％ですべりＳが５％の
時、ＮR が90％に変動すると、すべりＳは10％になる。
特にガイドベ―ン制御で回転速度制御を行っている可変
速発電電動装置の場合は、有効電力変化時の回転速度変
化が大きいので、すべりが大きくなり運転不能になる恐
れが多いので、何らかの対策が必要になる。
1 ，Ｎ1 一定）でも、回転速度が大きく変動した場合に
は、すべりＳが大きくなり運転不能になる恐れがある。
例えばＮ1 が 100％，ＮR が95％ですべりＳが５％の
時、ＮR が90％に変動すると、すべりＳは10％になる。
特にガイドベ―ン制御で回転速度制御を行っている可変
速発電電動装置の場合は、有効電力変化時の回転速度変
化が大きいので、すべりが大きくなり運転不能になる恐
れが多いので、何らかの対策が必要になる。
【００３０】第２の問題点；同期化力が働かないので電
力系統の周波数変動抑制に貢献できない。電力系統の周
波数が低下した場合を例に説明する。
力系統の周波数変動抑制に貢献できない。電力系統の周
波数が低下した場合を例に説明する。
【００３１】同期機を用いた従来の発電電動装置の場合
は、図16の特性図が示すように、電力系統の周波数ｆ 1
が低下すると、発電運転中であれば発電電動機出力が増
加して、電力系統の周波数ｆ 1 に対応する回転速度Ｎ R
まで速度が低下して電力系統との同期が保たれる。揚水
運転中であれば、同期機入力が減少して、電力系統の周
波数に対応する回転速度ＮR まで速度が低下して電力系
統との同期が保たれる。
は、図16の特性図が示すように、電力系統の周波数ｆ 1
が低下すると、発電運転中であれば発電電動機出力が増
加して、電力系統の周波数ｆ 1 に対応する回転速度Ｎ R
まで速度が低下して電力系統との同期が保たれる。揚水
運転中であれば、同期機入力が減少して、電力系統の周
波数に対応する回転速度ＮR まで速度が低下して電力系
統との同期が保たれる。
【００３２】この場合の同期機出力の増加，同期機入力
の減少を同期化力と言われているが、同期化力は電力系
統の周波数が低下するのを抑制する方向の変化であり、
電力系統の周波数変動抑制に貢献していると言える。
の減少を同期化力と言われているが、同期化力は電力系
統の周波数が低下するのを抑制する方向の変化であり、
電力系統の周波数変動抑制に貢献していると言える。
【００３３】一方、可変速発電電動装置の場合は、図15
の特性図が示すように、電力系統の周波数ｆ 1 が低下し
た場合、同期化力によって回転速度が低下しようとする
が、回転速度は電力系統の周波数ｆ 1 とは関係なく前述
のようにＮR に制御されているため、同期化力は打ち消
されて誘導機出力の増加（或いは誘導機入力の減少）も
回転速度の低下も生じない。
の特性図が示すように、電力系統の周波数ｆ 1 が低下し
た場合、同期化力によって回転速度が低下しようとする
が、回転速度は電力系統の周波数ｆ 1 とは関係なく前述
のようにＮR に制御されているため、同期化力は打ち消
されて誘導機出力の増加（或いは誘導機入力の減少）も
回転速度の低下も生じない。
【００３４】このことは可変速発電電動装置は、電力系
統の周波数変動抑制に貢献していないと言える。第３の
問題点；ガバナフリ―機能が無いので電力系統の周波数
変動抑制に貢献できない。
統の周波数変動抑制に貢献していないと言える。第３の
問題点；ガバナフリ―機能が無いので電力系統の周波数
変動抑制に貢献できない。
【００３５】同期機を用いた従来の発電電動装置の場合
は、発電運転中は原動機の回転速度制御機能により、上
述のように電力系統の周波数ｆ1 の低下に伴って回転速
度が低下すると、それを抑制するように原動機の出力を
変化するいわゆるガバナフリ―機能が有る。このガバナ
フリ―機能は電力系統の周波数変動抑制に貢献してお
り、電力系統の周波数ｆ 1 の低下に伴う原動機の回転速
度の低下を抑制するように原動機の出力を変化させる機
能をガバナフリ−機能という。
は、発電運転中は原動機の回転速度制御機能により、上
述のように電力系統の周波数ｆ1 の低下に伴って回転速
度が低下すると、それを抑制するように原動機の出力を
変化するいわゆるガバナフリ―機能が有る。このガバナ
フリ―機能は電力系統の周波数変動抑制に貢献してお
り、電力系統の周波数ｆ 1 の低下に伴う原動機の回転速
度の低下を抑制するように原動機の出力を変化させる機
能をガバナフリ−機能という。
【００３６】一方、可変速発電電動装置の場合は、電力
系統の周波数ｆ1 が低下しても上述のように回転速度は
変化しないので、原動機の出力は変化しない。このこと
は、発電電動装置に於ける原動機の回転速度制御機能で
はガバナフリ―の効果が無く、電力系統の周波数変動抑
制に貢献出来ないと言える。
系統の周波数ｆ1 が低下しても上述のように回転速度は
変化しないので、原動機の出力は変化しない。このこと
は、発電電動装置に於ける原動機の回転速度制御機能で
はガバナフリ―の効果が無く、電力系統の周波数変動抑
制に貢献出来ないと言える。
【００３７】上記第１の問題点を解決すべく、すべりを
検出してすべりが設定値を越えた量に応じて交流励磁制
御装置による有効電力補正を行う方法が提案されてい
る。（特開平1-231698）この方式は、図13に示されるよ
うに図12に対して、ＰＬＬ出力信号から誘導機１のすべ
り周波数ｆ s を検出するすべり周波数検出器81，すべり
周波数ｆs がすべり幅設定値ｆm を越えた量を検出する
すべり超過検出器82，一次遅れ演算器83，有効電力指令
値Ｐ* から一次遅れ演算器83の出力ＰC を減算して、補
正された有効電力指令値Ｐ1 * を出力する減算器84から
成るすべり周波数制限装置180 を追加している。
検出してすべりが設定値を越えた量に応じて交流励磁制
御装置による有効電力補正を行う方法が提案されてい
る。（特開平1-231698）この方式は、図13に示されるよ
うに図12に対して、ＰＬＬ出力信号から誘導機１のすべ
り周波数ｆ s を検出するすべり周波数検出器81，すべり
周波数ｆs がすべり幅設定値ｆm を越えた量を検出する
すべり超過検出器82，一次遅れ演算器83，有効電力指令
値Ｐ* から一次遅れ演算器83の出力ＰC を減算して、補
正された有効電力指令値Ｐ1 * を出力する減算器84から
成るすべり周波数制限装置180 を追加している。
【００３８】本方式では、すべり周波数制限装置により
すべり周波数ｆs は、すべり幅設定値ｆm から大きく越
えることはなくなるので、すべりＳも過大になることは
なく、安定に運転が出来る。
すべり周波数ｆs は、すべり幅設定値ｆm から大きく越
えることはなくなるので、すべりＳも過大になることは
なく、安定に運転が出来る。
【００３９】しかしながら、この方式では第２および第
３の問題点が解決されておらず、電力系統の周波数変動
抑制の面からは従来と変わらない。上記第３の問題点を
解決すべく、電力系統の周波数変動を検出し、それによ
り、有効電力設定器６の出力Ｐ* を修正する方法が提案
されている。（特公平 3-51910）この方式は図14に示さ
れるように図10に対して、周波数検出器85，変動率演算
器86，加算器84から成る電力系統周波数抑制手段181 を
追加している。本方式では、電力系統周波数変動抑制手
段181 により、電力系統の周波数変動に応じて有効電力
指令値を補正し、その結果有効電力は電力系統の周波数
変動を抑制する方向に変化するので、電力系統の周波数
変動抑制に貢献する。
３の問題点が解決されておらず、電力系統の周波数変動
抑制の面からは従来と変わらない。上記第３の問題点を
解決すべく、電力系統の周波数変動を検出し、それによ
り、有効電力設定器６の出力Ｐ* を修正する方法が提案
されている。（特公平 3-51910）この方式は図14に示さ
れるように図10に対して、周波数検出器85，変動率演算
器86，加算器84から成る電力系統周波数抑制手段181 を
追加している。本方式では、電力系統周波数変動抑制手
段181 により、電力系統の周波数変動に応じて有効電力
指令値を補正し、その結果有効電力は電力系統の周波数
変動を抑制する方向に変化するので、電力系統の周波数
変動抑制に貢献する。
【００４０】しかしながら、この方法では、第１および
第２の問題点が解決されておらず、不完全な改善に留っ
ている。本発明の第１の目的は，電力系統の周波数が大
きく変動した場合にも運転不能になることのない、可変
速発電電動装置を提供することである。
第２の問題点が解決されておらず、不完全な改善に留っ
ている。本発明の第１の目的は，電力系統の周波数が大
きく変動した場合にも運転不能になることのない、可変
速発電電動装置を提供することである。
【００４１】第２の目的は、同期化力を打ち消すことの
無い可変速発電電動装置を実現して、電力系統の周波数
変動抑制に貢献出来るようにすることである。第３の目
的は、電力系統の周波数変動を抑制する制御機能を付加
した可変速発電電動装置を提供することである。
無い可変速発電電動装置を実現して、電力系統の周波数
変動抑制に貢献出来るようにすることである。第３の目
的は、電力系統の周波数変動を抑制する制御機能を付加
した可変速発電電動装置を提供することである。
【００４２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、上記第１及び第２の目的を達成するために、一次巻
線が電力系統に接続され、二次巻線が交流励磁される巻
線形誘導発電電動機と、前記巻線形誘導発電電動機の回
転軸に結合された原動機／負荷とから構成される可変速
発電電動装置において、前記電力系統の電力デ−タと前
記回転軸の回転デ−タに基いて前記交流励磁のすべり周
波数を検出するすべり周波数検出手段と、前記交流励磁
のすべり周波数がすべり周波数指令値になるように前記
交流励磁の周波数を制御するすべり周波数制御手段とを
有することを特徴とする可変速発電電動装置。
は、上記第１及び第２の目的を達成するために、一次巻
線が電力系統に接続され、二次巻線が交流励磁される巻
線形誘導発電電動機と、前記巻線形誘導発電電動機の回
転軸に結合された原動機／負荷とから構成される可変速
発電電動装置において、前記電力系統の電力デ−タと前
記回転軸の回転デ−タに基いて前記交流励磁のすべり周
波数を検出するすべり周波数検出手段と、前記交流励磁
のすべり周波数がすべり周波数指令値になるように前記
交流励磁の周波数を制御するすべり周波数制御手段とを
有することを特徴とする可変速発電電動装置。
【００４３】請求項２の発明においては、上記第２及び
第３の目的を達成するために、一次巻線が電力系統に接
続され二次巻線が交流励磁される巻線形誘導発電電動機
と、巻線形誘導発電電動機の回転軸に結合された原動機
／負荷とから構成される可変速発電電動装置において、
前記電力系統の電力デ−タまたは前記回転軸の回転デ−
タのいずれか一方のデ−タに基づき前記原動機／負荷の
トルクを補正する原動機／負荷トルク補正手段とを有す
ることを特徴とする。
第３の目的を達成するために、一次巻線が電力系統に接
続され二次巻線が交流励磁される巻線形誘導発電電動機
と、巻線形誘導発電電動機の回転軸に結合された原動機
／負荷とから構成される可変速発電電動装置において、
前記電力系統の電力デ−タまたは前記回転軸の回転デ−
タのいずれか一方のデ−タに基づき前記原動機／負荷の
トルクを補正する原動機／負荷トルク補正手段とを有す
ることを特徴とする。
【００４４】請求項３の発明においては、上記第２及び
第３の目的を達成するために、一次巻線が電力系統に接
続され二次巻線が交流励磁される巻線形誘導発電電動機
と、巻線形誘導発電電動機の回転軸に結合された原動機
／負荷とから構成される可変速発電電動装置において、
前記電力系統の電力デ−タまたは前記回転軸の回転デ−
タのいずれか一方のデ−タに基づきすべり周波数指令値
補正手段とを有することを特徴とする。
第３の目的を達成するために、一次巻線が電力系統に接
続され二次巻線が交流励磁される巻線形誘導発電電動機
と、巻線形誘導発電電動機の回転軸に結合された原動機
／負荷とから構成される可変速発電電動装置において、
前記電力系統の電力デ−タまたは前記回転軸の回転デ−
タのいずれか一方のデ−タに基づきすべり周波数指令値
補正手段とを有することを特徴とする。
【００４５】請求項４の発明においては、請求項１ない
し請求項３において、前記回転デ−タとして前記巻線形
誘導発電電動機の回転軸の回転速度または回転軸の回転
角のいずれか一方を用い、前記電力デ−タとして前記電
力系統の周波数または前記電力系統の電圧位相のいずれ
か一方を用いたことを特徴とする可変速発電電動装置。
し請求項３において、前記回転デ−タとして前記巻線形
誘導発電電動機の回転軸の回転速度または回転軸の回転
角のいずれか一方を用い、前記電力デ−タとして前記電
力系統の周波数または前記電力系統の電圧位相のいずれ
か一方を用いたことを特徴とする可変速発電電動装置。
【００４６】請求項５の発明においては、請求項１ない
し請求項４のいずれかにおいて、す べり周波数制御手段
から出力されるすべり周波数指令値を規定値以内に制限
する手段を有することを特徴とする可変速発電電動装
置。
し請求項４のいずれかにおいて、す べり周波数制御手段
から出力されるすべり周波数指令値を規定値以内に制限
する手段を有することを特徴とする可変速発電電動装
置。
【００４７】
【作用】請求項１のように構成された可変速発電電動装
置の作用を説明する。本発明によれば、すべり周波数制
御手段を設けていることから、すべり周波数ｆ s （即ち
ｆ 1 −ｆ R ）は一定に制御されるので、（３）式の分子
は一定となる。
置の作用を説明する。本発明によれば、すべり周波数制
御手段を設けていることから、すべり周波数ｆ s （即ち
ｆ 1 −ｆ R ）は一定に制御されるので、（３）式の分子
は一定となる。
【００４８】従って、例えば、電力系統の電力デ−タの
１信号である電力系統の周波数が変動してもすべりが変
動しないようになる。例えば、ｆ 1 が 100％，ｆ R が95
％でＳが５％の時、ｆ 1 が 105％に変動しても、ｆ s が
一定になるようにｆ R が 100％に制御されるので、すべ
りＳは５％から 4.76 ％に変化するだけで、その変動は
小さい。
１信号である電力系統の周波数が変動してもすべりが変
動しないようになる。例えば、ｆ 1 が 100％，ｆ R が95
％でＳが５％の時、ｆ 1 が 105％に変動しても、ｆ s が
一定になるようにｆ R が 100％に制御されるので、すべ
りＳは５％から 4.76 ％に変化するだけで、その変動は
小さい。
【００４９】前述のように、電力系統の周波数が変動し
た場合、すべり周波数が変動しないように回転速度が電
力系統の周波数変動とほぼ同じ割合で変化するが、この
変化は同期機が同期化力によって回転速度が変化するの
と等価であり、同期化力を打ち消さない可変速発電電動
装置となっていることを意味する。
た場合、すべり周波数が変動しないように回転速度が電
力系統の周波数変動とほぼ同じ割合で変化するが、この
変化は同期機が同期化力によって回転速度が変化するの
と等価であり、同期化力を打ち消さない可変速発電電動
装置となっていることを意味する。
【００５０】請求項２および請求項４のように構成され
た可変速発電電動装置の作用を説明する。 本発明によれ
ば、例えば、回転軸の回転デ−タの１信号である回転速
度Ｎの変動ΔＮに比例して原動機／負荷のトルクをΔτ
M 補正させると、すべり周波数制御によりすべり周波数
ｆ s は一定に制御されていることから、後述のようにΔ
τ M は電力系統の周波数ｆ 1 の変動量に比例し、誘導機
１の有効電力もΔτ M 補正される。上記回転速度の代り
に回転軸の回転デ−タとして回転角を用いても同様の作
用が行われる。
た可変速発電電動装置の作用を説明する。 本発明によれ
ば、例えば、回転軸の回転デ−タの１信号である回転速
度Ｎの変動ΔＮに比例して原動機／負荷のトルクをΔτ
M 補正させると、すべり周波数制御によりすべり周波数
ｆ s は一定に制御されていることから、後述のようにΔ
τ M は電力系統の周波数ｆ 1 の変動量に比例し、誘導機
１の有効電力もΔτ M 補正される。上記回転速度の代り
に回転軸の回転デ−タとして回転角を用いても同様の作
用が行われる。
【００５１】また、電力系統の電力デ−タの１信号であ
る周波数の変動、または、電圧位相に基づき原動機／負
荷のトルク及び誘導機１の有効電力を補正するので、同
様にガバナフリ―機能を発揮することが分かる。
る周波数の変動、または、電圧位相に基づき原動機／負
荷のトルク及び誘導機１の有効電力を補正するので、同
様にガバナフリ―機能を発揮することが分かる。
【００５２】従って、請求項２および請求項４の手段を
用いた可変速発電電動装置は、電力系統の周波数ｆ 1 の
変動，電圧位相、回転軸の回転速度，回転角に応じて原
動機／負荷のトルク及び誘導機１の有効電力を変化させ
る機能即ちガバナフリ―機能を発揮することが分かる。
用いた可変速発電電動装置は、電力系統の周波数ｆ 1 の
変動，電圧位相、回転軸の回転速度，回転角に応じて原
動機／負荷のトルク及び誘導機１の有効電力を変化させ
る機能即ちガバナフリ―機能を発揮することが分かる。
【００５３】請求項３および請求項４のように構成され
た可変速発電電動装置の作用を説明する。 本発明によれ
ば、例えば、回転軸の回転デ−タの１信号である回転速
度Ｎの変動ΔＮに応じて、すべり周波数指令値ｆ s * を
補正する。すべり周波数制御によりすべり周波数ｆ s は
すべり周波数指令値ｆ s * に一致するように制御されて
いることから、後述のように、すべり周波数指令値ｆ s
* を補正したことにより変化する誘導機１の有効電力の
補正量ΔＰ E は、電力系統の周波数変動Δｆ 1 に応じた
値となる。
た可変速発電電動装置の作用を説明する。 本発明によれ
ば、例えば、回転軸の回転デ−タの１信号である回転速
度Ｎの変動ΔＮに応じて、すべり周波数指令値ｆ s * を
補正する。すべり周波数制御によりすべり周波数ｆ s は
すべり周波数指令値ｆ s * に一致するように制御されて
いることから、後述のように、すべり周波数指令値ｆ s
* を補正したことにより変化する誘導機１の有効電力の
補正量ΔＰ E は、電力系統の周波数変動Δｆ 1 に応じた
値となる。
【００５４】また、上記回転速度の代りに回転軸の回転
デ−タとして回転角を用いても同様な作用が行われる。
また、例えば、電力系統の電力デ−タの１信号である周
波数と基準周波数の差Δｆ 1 、または、電圧位相に応じ
てすべり周波数の指令値ｆ s * を補正する。この場合、
すべり周波数制御によりすべり周波数ｆ s は、すべり周
波数指令値ｆ s * に一致するように制御されていること
から、後述のように、すべり周波数指令値ｆ s * を補正
したことにより変化する誘導機１の有効電力の補正量Δ
Ｐ E は、電力系統の周波数変動Δｆ 1 、または、電圧位
相に応じた値となる。
デ−タとして回転角を用いても同様な作用が行われる。
また、例えば、電力系統の電力デ−タの１信号である周
波数と基準周波数の差Δｆ 1 、または、電圧位相に応じ
てすべり周波数の指令値ｆ s * を補正する。この場合、
すべり周波数制御によりすべり周波数ｆ s は、すべり周
波数指令値ｆ s * に一致するように制御されていること
から、後述のように、すべり周波数指令値ｆ s * を補正
したことにより変化する誘導機１の有効電力の補正量Δ
Ｐ E は、電力系統の周波数変動Δｆ 1 、または、電圧位
相に応じた値となる。
【００５５】請求項５のように構成された可変速発電電
動装置の作用を説明する。本発明は、すべり周波数指令
値を制限する手段を設けて、すべり周波数指令値 を規定
値以内に制限すると、電力系統の周波数が変動しても前
述のようにすべりが規定値以内に制限される。
動装置の作用を説明する。本発明は、すべり周波数指令
値を制限する手段を設けて、すべり周波数指令値 を規定
値以内に制限すると、電力系統の周波数が変動しても前
述のようにすべりが規定値以内に制限される。
【００５６】
【実施例】以下の説明は全ての変数，定数は各々の基準
値で無次元化された値とする。本発明に係る可変速発電
電動装置の実施例を各図面を参照して説明する。本発明
に係る第１の実施例の構成図を図１に示す。誘導機１，
ポンプ水車２，サイクロコンバ―タ３，有効電力設定器
６，落差検出器７，関数発生器８，油圧サ―ボモ―タ
４，ガイドベ―ン開度制御器41，減算器42とで構成され
るガイドベ―ン開度制御装置140 、電圧設定器５，電圧
変成器17と電圧制御器21と減算器22と電圧検出器23とで
構成される電圧制御装置120 、Ｉd Ｉq 検出器14と電流
検出器15とＰＬＬ回路16と電圧変成器17と系統周波数の
位相検出器18と回転子の位相検出器19とで構成されるＩ
ｄｑ軸検出装置100,電流制御器11と減算器12とで構成さ
れる二次電流制御装置110 は、図10と同一であるので説
明は省略する。
値で無次元化された値とする。本発明に係る可変速発電
電動装置の実施例を各図面を参照して説明する。本発明
に係る第１の実施例の構成図を図１に示す。誘導機１，
ポンプ水車２，サイクロコンバ―タ３，有効電力設定器
６，落差検出器７，関数発生器８，油圧サ―ボモ―タ
４，ガイドベ―ン開度制御器41，減算器42とで構成され
るガイドベ―ン開度制御装置140 、電圧設定器５，電圧
変成器17と電圧制御器21と減算器22と電圧検出器23とで
構成される電圧制御装置120 、Ｉd Ｉq 検出器14と電流
検出器15とＰＬＬ回路16と電圧変成器17と系統周波数の
位相検出器18と回転子の位相検出器19とで構成されるＩ
ｄｑ軸検出装置100,電流制御器11と減算器12とで構成さ
れる二次電流制御装置110 は、図10と同一であるので説
明は省略する。
【００５７】図10と異なっているのは、速度制御装置13
0 の代わりに、速度指令値Ｎ* からすべり周波数指令値
ｆs * を演算するすべり周波数指令値発生器51，すべり
周波数指令値ｆs * とＰＬＬ回路16の内部出力であるす
べり周波数ｆ s の差を演算する減算器52、そしてこの偏
差にもとづきｑ軸電流指令値Ｉq * を出力するすべり周
波数制御器53とから構成されるすべり周波数制御装置15
0 を設けたことである。すべり周波数指令値発生器51は
図２に示されるように減算器 511，係数器 512で構成さ
れ、その演算内容は（４）式で表される。
0 の代わりに、速度指令値Ｎ* からすべり周波数指令値
ｆs * を演算するすべり周波数指令値発生器51，すべり
周波数指令値ｆs * とＰＬＬ回路16の内部出力であるす
べり周波数ｆ s の差を演算する減算器52、そしてこの偏
差にもとづきｑ軸電流指令値Ｉq * を出力するすべり周
波数制御器53とから構成されるすべり周波数制御装置15
0 を設けたことである。すべり周波数指令値発生器51は
図２に示されるように減算器 511，係数器 512で構成さ
れ、その演算内容は（４）式で表される。
【００５８】
【数４】 ｆs * ＝Ｎ0 −Ｎ* …………………………………………（４） に応じた値となる。ここにＮ0 は基準同期速度であり、
電力系統の周波数ｆ1 の基準値ｆ0 （例え ば、50Hzまた
は60Hz）に対応した回転速度を意味する。
電力系統の周波数ｆ1 の基準値ｆ0 （例え ば、50Hzまた
は60Hz）に対応した回転速度を意味する。
【００５９】次に、本実施例の作用を図９の特性図を参
照して説明する。ＰＬＬ回路16のすべり周波数ｆ s は、
前述のように（２）式で表されるが、回転速度で表すと
（５）式で表される。
照して説明する。ＰＬＬ回路16のすべり周波数ｆ s は、
前述のように（２）式で表されるが、回転速度で表すと
（５）式で表される。
【００６０】
【数５】 ｆ s ＝Ｎ1 −ＮR ……………………………………………（５） すべり周波数制御器53の動作により、ｆs * ＝ｆ s に制
御されるので、（４）（５）式から（６）式が成り立
つ。
御されるので、（４）（５）式から（６）式が成り立
つ。
【００６１】
【数６】 ＮR ＝Ｎ* ＋Ｎ1 −Ｎ0 ……………………………………（６） 回転速度ＮR は、（６）式に示されるようにＮ* ＋Ｎ1
−Ｎ0 に制御されることが分かる。
−Ｎ0 に制御されることが分かる。
【００６２】また、すべり周波数ｆs を（４）式のよう
に電力系統の周波数ｆ1 に無関係に制御されるので、前
述のように電力系統の周波数が変動してもすべりは変動
しない。
に電力系統の周波数ｆ1 に無関係に制御されるので、前
述のように電力系統の周波数が変動してもすべりは変動
しない。
【００６３】電力系統の周波数が変動した場合、すべり
周波数が変動しないように回転速度が電力系統の周波数
変動とほぼ同じ割合で変化する（（６）式参照）が、こ
の変化は同期機が同期化力によって回転速度が変化する
のと等価であり、同期化力を打ち消さない可変速発電電
動装置となっていることを意味する。
周波数が変動しないように回転速度が電力系統の周波数
変動とほぼ同じ割合で変化する（（６）式参照）が、こ
の変化は同期機が同期化力によって回転速度が変化する
のと等価であり、同期化力を打ち消さない可変速発電電
動装置となっていることを意味する。
【００６４】すなわち、本実施例によれば、可変速発電
電動装置の回転速度ＮR は、Ｎ* ＋Ｎ1 −Ｎ0 に制御さ
れるが、Ｎ* はＮ1 −Ｎ0 に対して十分大きいので、最
適な回転速度Ｎ* の近傍で運転でき、しかも電力系統の
周波数変動に応動してＮ* からＮ1 −Ｎ0 変動すること
になる。
電動装置の回転速度ＮR は、Ｎ* ＋Ｎ1 −Ｎ0 に制御さ
れるが、Ｎ* はＮ1 −Ｎ0 に対して十分大きいので、最
適な回転速度Ｎ* の近傍で運転でき、しかも電力系統の
周波数変動に応動してＮ* からＮ1 −Ｎ0 変動すること
になる。
【００６５】前述のように、電力系統の周波数変動に応
動して回転速度が変動するのは、同期化力を打ち消して
いないことであり、電力系統の周波数変動抑制に貢献出
来る。
動して回転速度が変動するのは、同期化力を打ち消して
いないことであり、電力系統の周波数変動抑制に貢献出
来る。
【００６６】なお、本実施例では原動機／負荷として、
ポンプ水車の場合で説明したが、水車，ポンプ，蒸気タ
―ビン，はずみ車，風車等慣性を持った回転体を用いて
も同様の効果が得られる。
ポンプ水車の場合で説明したが、水車，ポンプ，蒸気タ
―ビン，はずみ車，風車等慣性を持った回転体を用いて
も同様の効果が得られる。
【００６７】また、ＰＬＬ回路が集積化されて内部出力
を取り出せない場合は、他のすべり周波数の検出方法を
とっても同等の作用・効果を示すことは明らかである。
を取り出せない場合は、他のすべり周波数の検出方法を
とっても同等の作用・効果を示すことは明らかである。
【００６８】以下に、他のすべり周波数検出方法の一例
としての他の実施例を示す。すべり周波数ｆ s をＰＬＬ
回路の内部から検出する代わりに、電力系統の周波数ｆ
1 と回転速度ＮR から、すべり周波数ｆs をｆ1 −ＮR
として検出しても同様の効果が得られる。
としての他の実施例を示す。すべり周波数ｆ s をＰＬＬ
回路の内部から検出する代わりに、電力系統の周波数ｆ
1 と回転速度ＮR から、すべり周波数ｆs をｆ1 −ＮR
として検出しても同様の効果が得られる。
【００６９】図３に、図１のすべり周波数検出回路とは
異なる構成を有する第２の実施例を示す。図３では図１
に対して、速度信号発生器33, 速度検出器34，系統周波
数検出器35，減算器36から構成されるすべり周波数検出
回路165 を追加して、図１のＰＬＬ回路16からの出力信
号であるｆ2 の代わりに、減算器36の出力信号であるす
べり周波数ｆs を用いている点が異なっている。作用・
効果は図１と同一であるので説明は省略する。
異なる構成を有する第２の実施例を示す。図３では図１
に対して、速度信号発生器33, 速度検出器34，系統周波
数検出器35，減算器36から構成されるすべり周波数検出
回路165 を追加して、図１のＰＬＬ回路16からの出力信
号であるｆ2 の代わりに、減算器36の出力信号であるす
べり周波数ｆs を用いている点が異なっている。作用・
効果は図１と同一であるので説明は省略する。
【００７０】同様に、ＰＬＬ回路16の他の出力信号であ
る二次電流位相基準εからその周波数を検出することで
も、すべり周波数を検出することが出来る。その一例
は、従来技術例で示した図13の周波数／電圧変換機81に
示されているので説明は省略する。
る二次電流位相基準εからその周波数を検出することで
も、すべり周波数を検出することが出来る。その一例
は、従来技術例で示した図13の周波数／電圧変換機81に
示されているので説明は省略する。
【００７１】上記はすべり周波数の検出方法の一例であ
るが、すべり周波数の検出方法がいずれの手法をとって
も、本発明は同等の作用・効果を示すことは明らかであ
る。
るが、すべり周波数の検出方法がいずれの手法をとって
も、本発明は同等の作用・効果を示すことは明らかであ
る。
【００７２】次に、本発明に係る可変速発電電動装置の
第３の実施例を図面を参照して説明する。本実施例は、
第１の実施例のすべり周波数指令値発生器51を図２の構
成から、図４に示す構成に変更することで構成される。
即ち、係数器 512の出力にリミッタ 513を追加する。
第３の実施例を図面を参照して説明する。本実施例は、
第１の実施例のすべり周波数指令値発生器51を図２の構
成から、図４に示す構成に変更することで構成される。
即ち、係数器 512の出力にリミッタ 513を追加する。
【００７３】次に、本実施例の作用を説明する。本実施
例は、すべり周波数指令値ｆs * が規定値にリミットさ
れるので、すべり周波数指令値ｆs * になるように制御
されているすべり周波数ｆ s は規定値を越えることはな
い。
例は、すべり周波数指令値ｆs * が規定値にリミットさ
れるので、すべり周波数指令値ｆs * になるように制御
されているすべり周波数ｆ s は規定値を越えることはな
い。
【００７４】すなわち、本実施例によれば、すべり周波
数は規定値を越えることはないので、すべりも規定値を
越えることはない。従って電力系統の周波数が大きく変
動した場合でも運転不能になることはなく、安定に運転
が維持できる。
数は規定値を越えることはないので、すべりも規定値を
越えることはない。従って電力系統の周波数が大きく変
動した場合でも運転不能になることはなく、安定に運転
が維持できる。
【００７５】本発明に係る可変速発電電動装置の第４の
実施例を図面を参照して説明する。本実施例の構成図を
図５に示す。図５は、図１に対して速度信号発生器33，
速度検出器34から構成される回転速度検出手段と、速度
指令値Ｎ* と回転速度Ｎ R の差を演算する減算器61，減
算器61の出力からガイドベ―ン開度指令値Ｙ* を補正す
る信号τC を演算するトルク補正器62，ガイドベ―ン開
度指令値Ｙ* に前記補正信号τC を加算する加算器63と
から構成されるトルク補正手段160 を追加している。次
に、本実施例の作用を説明する。本実施例では補正信号
τC は（７）式で求める。
実施例を図面を参照して説明する。本実施例の構成図を
図５に示す。図５は、図１に対して速度信号発生器33，
速度検出器34から構成される回転速度検出手段と、速度
指令値Ｎ* と回転速度Ｎ R の差を演算する減算器61，減
算器61の出力からガイドベ―ン開度指令値Ｙ* を補正す
る信号τC を演算するトルク補正器62，ガイドベ―ン開
度指令値Ｙ* に前記補正信号τC を加算する加算器63と
から構成されるトルク補正手段160 を追加している。次
に、本実施例の作用を説明する。本実施例では補正信号
τC は（７）式で求める。
【００７６】
【数７】 τC ＝Ｋ（Ｎ* −ＮR ） ……………………………………（７） ここにＫは速度調定率すべり周波数制御によって、
（６）式が成り立つので、補正信号τC により、原動機
／負荷のトルクが補正される量ΔτM は（８）式で表さ
れる。
（６）式が成り立つので、補正信号τC により、原動機
／負荷のトルクが補正される量ΔτM は（８）式で表さ
れる。
【００７７】
【数８】 ΔτM ＝τC ＝−Ｋ（Ｎ1 −Ｎ0 ）＝−Ｋ（ｆ1 −ｆ0 ） ………（８） 原動機／負荷のトルクがΔτM 補正されると、誘導機１
の回転速度，すべりが変化しようとするが、すべり周波
数制御によって誘導機１の有効電力をΔτM 補正してす
べりの変化を抑える。従って、誘導機１の有効電力は電
力系統の周波数変動（ｆ1 −ｆ0 ）に応じて補正され
る。
の回転速度，すべりが変化しようとするが、すべり周波
数制御によって誘導機１の有効電力をΔτM 補正してす
べりの変化を抑える。従って、誘導機１の有効電力は電
力系統の周波数変動（ｆ1 −ｆ0 ）に応じて補正され
る。
【００７８】すなわち、本実施例によれば、第１の実施
例の効果に加えて、電力系統の周波数の変動に応じて、
原動機／負荷のトルク及び誘導機１の有効電力を変化さ
せる機能即ちガバナフリ―機能を発揮することが出来る
ので、電力系統の周波数の変動抑制によりいっそう貢献
できる。
例の効果に加えて、電力系統の周波数の変動に応じて、
原動機／負荷のトルク及び誘導機１の有効電力を変化さ
せる機能即ちガバナフリ―機能を発揮することが出来る
ので、電力系統の周波数の変動抑制によりいっそう貢献
できる。
【００７９】本発明に係る可変速発電電動装置の第５の
実施例を図面を参照して説明する。本実施例の構成図を
図６に示す。図６は、図１に対して電力系統の周波数ｆ
1 と基準周波数の差Δｆ1 を検出する周波数偏差検出器
64と、前記Δｆ1 からガイドベ―ン開度指令値Ｙ* を補
正する信号τC を演算するトルク補正器65，ガイドベ―
ン開度指令値Ｙ* に前記補正信号τC を加算する加算器
63とから構成されるトルク補正手段161 を追加してい
る。次に、本実施例の作用を説明する。本実施例では、
補正信号τC は（９）式で求める。
実施例を図面を参照して説明する。本実施例の構成図を
図６に示す。図６は、図１に対して電力系統の周波数ｆ
1 と基準周波数の差Δｆ1 を検出する周波数偏差検出器
64と、前記Δｆ1 からガイドベ―ン開度指令値Ｙ* を補
正する信号τC を演算するトルク補正器65，ガイドベ―
ン開度指令値Ｙ* に前記補正信号τC を加算する加算器
63とから構成されるトルク補正手段161 を追加してい
る。次に、本実施例の作用を説明する。本実施例では、
補正信号τC は（９）式で求める。
【００８０】
【数９】 τC ＝−ＫF Δｆ1 …………………………………………（９） ここにＫF は周波数調定率補正信号τC により、原動機
／負荷のトルクが補正される量をΔτM とすると、Δτ
M は（14）式で表される。
／負荷のトルクが補正される量をΔτM とすると、Δτ
M は（14）式で表される。
【００８１】
【数１０】 ΔτM ＝τC ＝−ＫF Δｆ1 ………………………………（10） 前述のように、すべり制御によって誘導機１の有効電力
もΔτM 補正される。（10）式から、第５の実施例の可
変速発電電動装置は、電力系統の周波数ｆ1 の変動Δｆ
1 に応じて、原動機／負荷のトルク及び誘導機１の有効
電力を変化させる機能即ちガバナフリ―機能を発揮する
ことが分かる。
もΔτM 補正される。（10）式から、第５の実施例の可
変速発電電動装置は、電力系統の周波数ｆ1 の変動Δｆ
1 に応じて、原動機／負荷のトルク及び誘導機１の有効
電力を変化させる機能即ちガバナフリ―機能を発揮する
ことが分かる。
【００８２】すなわち、本実施例によれば、第１の実施
例の効果に加えて、電力系統の周波数の変動に応じて、
原動機／負荷のトルク及び誘導機１の有効電力を変化さ
せる機能即ちガバナフリ―機能を発揮することが出来る
ので、電力系統の周波数の変動抑制によりいっそう貢献
できる。
例の効果に加えて、電力系統の周波数の変動に応じて、
原動機／負荷のトルク及び誘導機１の有効電力を変化さ
せる機能即ちガバナフリ―機能を発揮することが出来る
ので、電力系統の周波数の変動抑制によりいっそう貢献
できる。
【００８３】本発明に係る可変速発電電動装置の第６の
実施例を図面を参照して説明する。本実施例の構成図を
図７に示す。図７は、図１に対して速度信号発生器33，
速度検出器34から構成される回転速度検出手段を追加
し、更にすべり周波数指令値発生器51の代わりに、速度
指令値Ｎ* と回転速度ＮR からすべり周波数指令値ｆs
* を演算するすべり周波数指令値発生器54から構成され
るすべり周波数制御装置151 を構成している。
実施例を図面を参照して説明する。本実施例の構成図を
図７に示す。図７は、図１に対して速度信号発生器33，
速度検出器34から構成される回転速度検出手段を追加
し、更にすべり周波数指令値発生器51の代わりに、速度
指令値Ｎ* と回転速度ＮR からすべり周波数指令値ｆs
* を演算するすべり周波数指令値発生器54から構成され
るすべり周波数制御装置151 を構成している。
【００８４】次に、本実施例の作用を説明する。本実施
例では、回転速度に応じて（11）式により、すべり周波
数指令値ｆ s * を補正する。
例では、回転速度に応じて（11）式により、すべり周波
数指令値ｆ s * を補正する。
【００８５】
【数１１】 但し、ｆso * は電力系統の周波数変動が零の時のすべり
周波数指令値，ＴN は補正積分時定数， は積分を表す。
周波数指令値，ＴN は補正積分時定数， は積分を表す。
【００８６】ｆso * は一定であり、またすべり周波数制
御によってすべり周波数ｆ s がすべり周波数指令値ｆs
* に一致するように制御されているので、（11）式は
（12）式に変形出来る。
御によってすべり周波数ｆ s がすべり周波数指令値ｆs
* に一致するように制御されているので、（11）式は
（12）式に変形出来る。
【００８７】
【数１２】 ｄｆs * ／ｄｔ＝（ｆR * −ｆR ）／ＴN ＝｛（ｆ0 −ｆs * ）−（ｆ1 −ｆ s ）｝／ＴN ＝−Δｆ1 ／ＴN …………………………（12）すべり周波数指令値 ｆs * を補正したことにより変化す
る誘導機１の有効電力の補正量ΔＰE とすると、回転軸
の運動方程式から（13）式が成り立つ。
る誘導機１の有効電力の補正量ΔＰE とすると、回転軸
の運動方程式から（13）式が成り立つ。
【００８８】
【数１３】 但しＴA は発電電動装置の加速時定数であり、ｄ／ｄｔ
は微分を表す。また有効電力，回転速度，周波数は全て
発電方向を正としている。ｆs * ＝ｆ s として、（12）
式を（13）式に代入すると、（13）式は（14）式とな
る。
は微分を表す。また有効電力，回転速度，周波数は全て
発電方向を正としている。ｆs * ＝ｆ s として、（12）
式を（13）式に代入すると、（13）式は（14）式とな
る。
【００８９】
【数１４】 −ΔＰE ＝ＮR ＴA （ｄΔｆ1 ／ｄｔ＋Δｆ1 ／ＴN ） …………（14） （14）式から、第６の実施例の可変速発電電動装置は、
電力系統の周波数変動Δｆ1 に応じて有効電力ＰE を変
化させる作用をすることが分かる。
電力系統の周波数変動Δｆ1 に応じて有効電力ＰE を変
化させる作用をすることが分かる。
【００９０】すなわち、本実施例によれば、第１の実施
例の効果に加えて、電力系統の周波数の変動に応じて、
可変速発電電動装置の有効電力を変化させることが出来
るので、電力系統の周波数の変動抑制によりいっそう貢
献できる。この機能はすべり周波数制御が出来ない同期
機（何故ならば、同期機は直流励磁しているから）を用
いた発電電動装置では実現できない効果であり、本可変
速発電電動装置の特長となる。
例の効果に加えて、電力系統の周波数の変動に応じて、
可変速発電電動装置の有効電力を変化させることが出来
るので、電力系統の周波数の変動抑制によりいっそう貢
献できる。この機能はすべり周波数制御が出来ない同期
機（何故ならば、同期機は直流励磁しているから）を用
いた発電電動装置では実現できない効果であり、本可変
速発電電動装置の特長となる。
【００９１】本発明に係る可変速発電電動装置の第７の
実施例を図面を参照して説明する。本実施例の構成図を
図８に示す。図８は、図１に対して電力系統の周波数ｆ
1 と基準周波数の差Δｆ1 を検出する周波数偏差検出器
64を追加し、更にすべり周波数指令値発生器51の代わり
に、速度指令値Ｎ* と前記Δｆ1 からすべり周波数指令
値ｆs * を演算するすべり周波数指令値発生器55を用い
てすべり周波数制御装置152 を構成している。
実施例を図面を参照して説明する。本実施例の構成図を
図８に示す。図８は、図１に対して電力系統の周波数ｆ
1 と基準周波数の差Δｆ1 を検出する周波数偏差検出器
64を追加し、更にすべり周波数指令値発生器51の代わり
に、速度指令値Ｎ* と前記Δｆ1 からすべり周波数指令
値ｆs * を演算するすべり周波数指令値発生器55を用い
てすべり周波数制御装置152 を構成している。
【００９２】次に、本実施例の作用を説明する。本実施
例では、電力系統の周波数ｆ 1 と基準周波数の差Δｆ1
に応じて（15）式により、すべり周波数指令値ｆs * を
補正する。
例では、電力系統の周波数ｆ 1 と基準周波数の差Δｆ1
に応じて（15）式により、すべり周波数指令値ｆs * を
補正する。
【００９３】
【数１５】 （15）式は（16）式に変形出来る。
【００９４】
【数１６】 ｄｆs * ／ｄｔ＝−Δｆ1 ／ＴN …………………………（16） （16）式は（12）式と同一の結果になっているので、本
実施例も第６の実施例と同様な作用となる。
実施例も第６の実施例と同様な作用となる。
【００９５】すなわち、本実施例によれば、第１の実施
例の効果に加えて、電力系統の周波数の変動に応じて、
可変速発電電動装置の有効電力を変化させることが出来
るので、電力系統の周波数の変動抑制によりいっそう貢
献できる。この機能はすべり周波数制御が出来ない同期
機（何故ならば、同期機は直流励磁しているから）を用
いた発電電動装置では実現できない効果であり、本可変
速発電電動装置の特長となる。
例の効果に加えて、電力系統の周波数の変動に応じて、
可変速発電電動装置の有効電力を変化させることが出来
るので、電力系統の周波数の変動抑制によりいっそう貢
献できる。この機能はすべり周波数制御が出来ない同期
機（何故ならば、同期機は直流励磁しているから）を用
いた発電電動装置では実現できない効果であり、本可変
速発電電動装置の特長となる。
【００９６】また、巻線形誘導発電電動機の一次電圧の
位相，周波数、又は、一次電流の位相，周波数に基づい
て、すべり周波数の検出，原動機／負荷のトルクの補
正，すべり周波数指令値の補正を行ってもよい。
位相，周波数、又は、一次電流の位相，周波数に基づい
て、すべり周波数の検出，原動機／負荷のトルクの補
正，すべり周波数指令値の補正を行ってもよい。
【００９７】
【発明の効果】本発明によれば、電力系統の周波数が大
きく変動した場合にもすべりの変動は抑制され、また同
期化力を打ち消すことの無く電力系統の周波数変動に追
従でき、更に電力系統の周波数変動を抑制する方向に有
効電力を変化させられるので、電力系統の周波数が大き
く変動した場合にも運転不能になることはなく、電力系
統の周波数変動抑制に貢献出来る。
きく変動した場合にもすべりの変動は抑制され、また同
期化力を打ち消すことの無く電力系統の周波数変動に追
従でき、更に電力系統の周波数変動を抑制する方向に有
効電力を変化させられるので、電力系統の周波数が大き
く変動した場合にも運転不能になることはなく、電力系
統の周波数変動抑制に貢献出来る。
【図１】
本発明の第１の実施例の可変速発電電動装置の
構成図。
構成図。
【図２】
本発明の第１の実施例のすべり周波数指令値発
生器の構成図。
生器の構成図。
【図３】
本発明の第２の実施例の可変速発電電動装置の
構成図。
構成図。
【図４】
本発明の第３の実施例の可変速発電電動装置の
構成図。
構成図。
【図５】
本発明の第４の実施例の可変速発電電動装置の
構成図。
構成図。
【図６】
本発明の第５の実施例の可変速発電電動装置の
構成図。
構成図。
【図７】
本発明の第６の実施例の可変速発電電動装置の
構成図。
構成図。
【図８】
本発明の第７の実施例の可変速発電電動装置の
構成図。
構成図。
【図９】
本発明に係る可変速発電電動装置の動作を示す
特性図。
特性図。
【図１０】
従来の可変速発電電動装置の構成図。
【図１１】
従来の可変速発電電動装置に用いられるＰＬ
Ｌ構成図。
Ｌ構成図。
【図１２】
従来の可変速発電電動装置の他の構成図。
【図１３】
従来の可変速発電電動装置の他の構成図。
【図１４】
従来の可変速発電電動装置の他の構成図。
【図１５】
従来の可変速発電電動装置の動作を示す特性
図。
図。
【図１６】
従来の同期機を用いた発電電動装置の動作を
示す特性図。
示す特性図。
１…巻線形誘導発電電動機、２…ポンプ水車、３…サイ
クロコンバ−タ ４…油圧サ−ボモ−タ、５…電圧設定器、６…有効電力
設定器 ７…落差検出器、８…関数発生器、11…電流制御器 14…ＩdIq 検出器、15…電流検出器、16…PLL 回路、17
…電圧変成器 18,19 …位相検出器、21…電圧制御器、23…電圧検出
器、31…速度制御器 33…速度信号発生器、34…速度検出器、35…系統周波数
検出器 41…ガイドベ−ン開度制御器、51,54,55…すべり周波数
指令値発生器 53…すべり周波数制御器、62,65 …トルク補正器、81…
すべり周波数検出器82…すべり超過検出器、83…一次遅
れ演算器、85…すべり周波数検出器 86…変動率演算器、100 …Idq 軸検出装置、110 …二次
電流制御装置 120 …電圧制御装置、130,160 …速度制御装置 140 …ガイドベ−ン開度制御装置、150,151,152 …すべ
り周波数制御装置 161 …トルク補正手段、165 …すべり周波数検出回路、
170 …有効電力制御部
クロコンバ−タ ４…油圧サ−ボモ−タ、５…電圧設定器、６…有効電力
設定器 ７…落差検出器、８…関数発生器、11…電流制御器 14…ＩdIq 検出器、15…電流検出器、16…PLL 回路、17
…電圧変成器 18,19 …位相検出器、21…電圧制御器、23…電圧検出
器、31…速度制御器 33…速度信号発生器、34…速度検出器、35…系統周波数
検出器 41…ガイドベ−ン開度制御器、51,54,55…すべり周波数
指令値発生器 53…すべり周波数制御器、62,65 …トルク補正器、81…
すべり周波数検出器82…すべり超過検出器、83…一次遅
れ演算器、85…すべり周波数検出器 86…変動率演算器、100 …Idq 軸検出装置、110 …二次
電流制御装置 120 …電圧制御装置、130,160 …速度制御装置 140 …ガイドベ−ン開度制御装置、150,151,152 …すべ
り周波数制御装置 161 …トルク補正手段、165 …すべり周波数検出回路、
170 …有効電力制御部
Claims (5)
- 【請求項１】一次巻線が電力系統に接続され、二次巻線
が交流励磁される巻線形誘導発電電動機と、前記巻線形
誘導発電電動機の回転軸に結合された原動機／負荷とか
ら構成される可変速発電電動装置において、前記電力系統の電力デ−タと前記回転軸の回転デ−タに
基いて前記交流励磁のすべり周波数を検出するすべり周
波数検出手段と、 前記交流励磁のすべり周波数がすべり周波数指令値にな
るように前記交流励磁の周波数を制御するすべり周波数
制御手段と を有することを特徴とする可変速発電電動装
置。 - 【請求項２】前記電力デ−タまたは前記回転デ−タのい
ずれか一方のデ−タに基づき前記原動機／負荷のトルク
を補正する原動機／負荷トルク補正手段を有することを
特徴とする請求項１記載の可変速発電電動装置。 - 【請求項３】前記電力デ−タまたは前記回転デ−タのい
ずれか一方のデ−タに基づき前記すべり周波数指令値を
補正するすべり周波数指令値補正手段を有することを特
徴とする請求項１記載の可変速発電電動装置。 - 【請求項４】請求項１ないし請求項３において、前記回
転デ−タとして前記巻線形誘導発電電動機の回転軸の回
転速度または回転軸の回転角のいずれか一方を用い、前
記電力デ−タとして前記電力系統の周波数または前記電
力系統の電圧位相のいずれか一方を用いたことを特徴と
する可変速発電電動装置。 - 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかにおい
て、すべり周波数制御手段から出力されるすべり周波数
指令値を規定値以内に制限する手段を有することを特徴
とする可変速発電電動装置。
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