JPH0681555B2 - 可変速発電装置及び方法 - Google Patents
可変速発電装置及び方法Info
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- JPH0681555B2 JPH0681555B2 JP62008061A JP806187A JPH0681555B2 JP H0681555 B2 JPH0681555 B2 JP H0681555B2 JP 62008061 A JP62008061 A JP 62008061A JP 806187 A JP806187 A JP 806187A JP H0681555 B2 JPH0681555 B2 JP H0681555B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- 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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- 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
- 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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- 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
- H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
- H02P2101/10—Special adaptation of control arrangements for generators for water-driven turbines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は2次励磁を可変周波の交流で行い、発電機の回
転数に係りなく常に一定の周波数の出力を得ることので
きる可変速発電装置の改良に係り、特に系統に異常が生
じた時でも安定な運転を保つことのできる可変速発電装
置に関する。
転数に係りなく常に一定の周波数の出力を得ることので
きる可変速発電装置の改良に係り、特に系統に異常が生
じた時でも安定な運転を保つことのできる可変速発電装
置に関する。
従来一般に採用されているこの種可変速発電装置は例え
ば特開昭55-56499号公報に記載されているように可変速
発電機の回転子側(2次側)に回転子の回転速度に関連
させた可変周波の交流励磁を与え、回転子の回転速度に
かかわりなくその固定子側より常に一定の周波数の電力
が得られるように形成されている。
ば特開昭55-56499号公報に記載されているように可変速
発電機の回転子側(2次側)に回転子の回転速度に関連
させた可変周波の交流励磁を与え、回転子の回転速度に
かかわりなくその固定子側より常に一定の周波数の電力
が得られるように形成されている。
第5図はその代表的な例を示す電気回路図であり、まず
この図に基ずき全体的な構成を説明すると、1は系統で
あり、この系統に高圧側しや断器2、主変圧器3及び低
圧側しや断器4を介して可変速発電機5が結合されてい
る。
この図に基ずき全体的な構成を説明すると、1は系統で
あり、この系統に高圧側しや断器2、主変圧器3及び低
圧側しや断器4を介して可変速発電機5が結合されてい
る。
可変速発電機5は固定子側に1次巻線5a回転子側に2次
巻線5bを備え、そして回転子軸は駆動源である水車6に
結合されている。
巻線5bを備え、そして回転子軸は駆動源である水車6に
結合されている。
又この回転子軸には回転子の回転速度を検出するための
永久磁石発電機7及び位相検出用の位相検出機8が結合
されている。
永久磁石発電機7及び位相検出用の位相検出機8が結合
されている。
可変速発電機の2次巻線5bは周波数変換機9を介して可
変速発電機の1次側に結合されている。
変速発電機の1次側に結合されている。
周波数変換機9の制御は制御装置10によつて行なわれ、
この制御装置への制御信号は、可変速発電機の1次側す
なわち系統より信号供給装置11を介して行なわれる。
尚、図中12は変調器、13は復調器である。又低圧側しや
断器の部分に設けられている14は系統並入用の同期検定
器である。
この制御装置への制御信号は、可変速発電機の1次側す
なわち系統より信号供給装置11を介して行なわれる。
尚、図中12は変調器、13は復調器である。又低圧側しや
断器の部分に設けられている14は系統並入用の同期検定
器である。
このように構成された発電装置において通常運転時は周
波数変換器9により可変速発電機の2次側に、回転子の
回転速度に関連した所定の周波数が与えられ、すなわち
可変速発電機の1次側と2次側のすべり周波数で二次励
磁が行なわれ、同期速度からずれた回転速度であつて
も、すなわち回転速度が変つても常に系統と同一の周波
数を発生するようになされている。
波数変換器9により可変速発電機の2次側に、回転子の
回転速度に関連した所定の周波数が与えられ、すなわち
可変速発電機の1次側と2次側のすべり周波数で二次励
磁が行なわれ、同期速度からずれた回転速度であつて
も、すなわち回転速度が変つても常に系統と同一の周波
数を発生するようになされている。
この構成において通常は特に問題はないのであるが、例
えば系統母線の地絡などの事故が生じた場合には、次の
ような問題が生ずる。すなわち、事故発生と同時に高圧
側しや断器2が開放され可変速発電機5は系統1と負荷
状態から急激に切り離されるが、この負荷しや断が行な
われると、信号供給装置11への入力信号は可変速発電機
の1次側5aの出力電圧のみとなり、系統1の一定した周
波数を信号供給装置の入力信号とすることが不可能とな
る。その結果、負荷しや断によつて水車6、および可変
速発電機の回転子が速度変動を生じてしまう。すなわち
負荷しや断直後においては、水車6の発生する回転エネ
ルギーは、回転体の速度上昇に費やされるので回転子は
加速することになる。この加速もやがては水車調速機の
動作で一定速度に安定されるが、それまでに過渡的に速
度変動を生ずることはさけられない。従つて、信号供給
装置11の入力信号が可変速発電機5の出力側よりとられ
ていると、可変速発電機の滑り周波数はこの速度変動の
影響で不安定なものとなり、許容滑り周波数範囲を逸脱
して2次励磁の継続、すなわち無負荷有励磁運転が不可
能となる。無負荷有励磁運転ができないということは、
系統への再並入に際し可変速発電機を無負荷無励磁運転
から再励磁し、その後系統へ並入することになり、系統
への可変速発電機の再並入が速やかにできないというこ
とであり、従来から負荷しや断が生じても無負荷有励磁
運転が可能なこの種可変速発電装置が要望されていた。
えば系統母線の地絡などの事故が生じた場合には、次の
ような問題が生ずる。すなわち、事故発生と同時に高圧
側しや断器2が開放され可変速発電機5は系統1と負荷
状態から急激に切り離されるが、この負荷しや断が行な
われると、信号供給装置11への入力信号は可変速発電機
の1次側5aの出力電圧のみとなり、系統1の一定した周
波数を信号供給装置の入力信号とすることが不可能とな
る。その結果、負荷しや断によつて水車6、および可変
速発電機の回転子が速度変動を生じてしまう。すなわち
負荷しや断直後においては、水車6の発生する回転エネ
ルギーは、回転体の速度上昇に費やされるので回転子は
加速することになる。この加速もやがては水車調速機の
動作で一定速度に安定されるが、それまでに過渡的に速
度変動を生ずることはさけられない。従つて、信号供給
装置11の入力信号が可変速発電機5の出力側よりとられ
ていると、可変速発電機の滑り周波数はこの速度変動の
影響で不安定なものとなり、許容滑り周波数範囲を逸脱
して2次励磁の継続、すなわち無負荷有励磁運転が不可
能となる。無負荷有励磁運転ができないということは、
系統への再並入に際し可変速発電機を無負荷無励磁運転
から再励磁し、その後系統へ並入することになり、系統
への可変速発電機の再並入が速やかにできないというこ
とであり、従来から負荷しや断が生じても無負荷有励磁
運転が可能なこの種可変速発電装置が要望されていた。
本発明はこれにかんがみなされたもので、負荷しや断が
生じ、可変速発電機の回転数及びその出力周波数が不安
定なときでも、無負荷無励磁運転が可能で、系統への再
並入が速やかにできるこの種可変速発電装置を提供する
にある。
生じ、可変速発電機の回転数及びその出力周波数が不安
定なときでも、無負荷無励磁運転が可能で、系統への再
並入が速やかにできるこの種可変速発電装置を提供する
にある。
すなわち本発明は周波数変換機の制御信号を送る信号供
給装置に、系統周波数を関数とした第1の基準周波装置
と、所要の周波数を発生する第2基準周波装置とを設
け、かつ、この第1、第2の基準周波装置と周波数変換
器との間に定常運転時には前記第1の基準周波装置側に
閉じられ、発電機がしや断された時には、すなわち負荷
しや断時には前記第2の基準周波装置側に切換えられる
切換装置を設け、負荷しや断時、この第2の基準周波装
置の信号を基に周波数変換器を制御するようにしたもの
である。
給装置に、系統周波数を関数とした第1の基準周波装置
と、所要の周波数を発生する第2基準周波装置とを設
け、かつ、この第1、第2の基準周波装置と周波数変換
器との間に定常運転時には前記第1の基準周波装置側に
閉じられ、発電機がしや断された時には、すなわち負荷
しや断時には前記第2の基準周波装置側に切換えられる
切換装置を設け、負荷しや断時、この第2の基準周波装
置の信号を基に周波数変換器を制御するようにしたもの
である。
このように構成された可変速発電装置であると、負荷し
や断が生じた場合、可変速発電機の回転速度は水車調速
機が充分作動するまで一時的に加速上昇し発電機の出力
周波数も変動するが、このときには、この信号供給装置
の基準周波数装置は所定の周波数を発生する第2の基準
周波装置に切換えられるので、この基準周波装置の出力
に基づき所定周波数の交流励磁が行なわれ、したがつて
特に周波数変換器には許容範囲外の周波数が与えられる
ことはなく、可変速発電機を無負荷無励磁からスタート
することなしに、すなわち、無負荷有励磁が可能とな
り、再並入を速やかに行うことが可能となるのである。
や断が生じた場合、可変速発電機の回転速度は水車調速
機が充分作動するまで一時的に加速上昇し発電機の出力
周波数も変動するが、このときには、この信号供給装置
の基準周波数装置は所定の周波数を発生する第2の基準
周波装置に切換えられるので、この基準周波装置の出力
に基づき所定周波数の交流励磁が行なわれ、したがつて
特に周波数変換器には許容範囲外の周波数が与えられる
ことはなく、可変速発電機を無負荷無励磁からスタート
することなしに、すなわち、無負荷有励磁が可能とな
り、再並入を速やかに行うことが可能となるのである。
以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
る。
第1図は、その可変速発電装置のシステムを示す電気回
路図で、原動機、例えば水車6と可変速発電機5、例え
ば誘導発電機の回転軸とが直結されている。誘導発電機
の固定子側の1次巻線5aは低圧側しや断器4、主変圧器
3及び高圧側しや断器2を介して系統1に接続されてお
り、回転子側の交流励磁巻線、すなわち2次巻線5bは集
電環(図示せず)を通じて周波数変換器9に接続されて
いる。周波数変換器9の他方側は誘導発電器の出力側に
接続されている。
路図で、原動機、例えば水車6と可変速発電機5、例え
ば誘導発電機の回転軸とが直結されている。誘導発電機
の固定子側の1次巻線5aは低圧側しや断器4、主変圧器
3及び高圧側しや断器2を介して系統1に接続されてお
り、回転子側の交流励磁巻線、すなわち2次巻線5bは集
電環(図示せず)を通じて周波数変換器9に接続されて
いる。周波数変換器9の他方側は誘導発電器の出力側に
接続されている。
また、この周波数変換器は、制御装置10及び制御装置に
信号を与える信号供給装置11に接続されている。
信号を与える信号供給装置11に接続されている。
信号供給装置11は2つの基準周波装置を備えており、そ
の一つ、すなわち第1の基準周波装置11aは従来同様、
変調器12、位相検出器8及び復調器13とを備え、またも
う一つ、すなわち第2の基準周波装置11bは所定の周波
数を発振する低周波発振器15を備えている。
の一つ、すなわち第1の基準周波装置11aは従来同様、
変調器12、位相検出器8及び復調器13とを備え、またも
う一つ、すなわち第2の基準周波装置11bは所定の周波
数を発振する低周波発振器15を備えている。
これら第1、第2の基準周波装置を含んだ信号供給装置
11は前述もしたように制御装置10に接続されているわけ
であるが、単に接続されるわけではなく、特に次のよう
に接続されているのである。
11は前述もしたように制御装置10に接続されているわけ
であるが、単に接続されるわけではなく、特に次のよう
に接続されているのである。
すなわち信号供給装置11と制御装置10の間には切換スイ
ツチ装置16が介在され、運転条件に基づき第1、第2の
基準周波装置のいずれかが制御装置10と接続されるよう
に形成されているのである。すなわちこの切換スイツチ
装置は、たとえば高圧側しや断器2のしや断に連動し
て、この高圧側しや断器のしや断により第2の基準周波
装置11bの出力が制御装置10に与えられる。換言すれば
通常運転時は第1の基準周波装置11aの信号が制御装置1
0に与えられ、異常時、すなわち負荷しや断が生じた時
には第2の基準周波装置11bの信号が制御装置に与えら
れるということである。
ツチ装置16が介在され、運転条件に基づき第1、第2の
基準周波装置のいずれかが制御装置10と接続されるよう
に形成されているのである。すなわちこの切換スイツチ
装置は、たとえば高圧側しや断器2のしや断に連動し
て、この高圧側しや断器のしや断により第2の基準周波
装置11bの出力が制御装置10に与えられる。換言すれば
通常運転時は第1の基準周波装置11aの信号が制御装置1
0に与えられ、異常時、すなわち負荷しや断が生じた時
には第2の基準周波装置11bの信号が制御装置に与えら
れるということである。
尚、この実施例では切換スイツチ装置16を切換えるに際
し、高圧側しや断器2に連動させた場合について説明し
たが、この切換えは勿論高圧側しや断器のしや断信号を
用いてもよいし、可変速発電器出力部の電流や電圧又周
波数の変化をとらえその変化信号にて行うようにしても
よいであろう。
し、高圧側しや断器2に連動させた場合について説明し
たが、この切換えは勿論高圧側しや断器のしや断信号を
用いてもよいし、可変速発電器出力部の電流や電圧又周
波数の変化をとらえその変化信号にて行うようにしても
よいであろう。
又この切換スイツチ装置は制御装置10の前段に設けるこ
とが制御装置の簡素化の点で望ましいが、常にここにお
かなければならないわけではなく、たとえば低周波発振
器15に別途制御装置を内在させ、これら制御装置と周波
数変換器9の間に設けるようにしてもよいであろう。
とが制御装置の簡素化の点で望ましいが、常にここにお
かなければならないわけではなく、たとえば低周波発振
器15に別途制御装置を内在させ、これら制御装置と周波
数変換器9の間に設けるようにしてもよいであろう。
次にこの動作について説明すると、この構成で通常は、
水車6により可変速発電機5が駆動され、そして可変速
発電機で発生した電圧が低圧側しや断器4、主変圧器3
及び高圧側しや断器2を介して系統1に供給されてい
る。
水車6により可変速発電機5が駆動され、そして可変速
発電機で発生した電圧が低圧側しや断器4、主変圧器3
及び高圧側しや断器2を介して系統1に供給されてい
る。
この場合の回転子側の励磁周波数の制御は、制御装置10
により制御された周波数変換器9によつて行われるが、
制御装置に与えられる信号は、信号供給装置11の変調器
12、位相検出機8、復調器13、すなわち発電機出力側に
接続された第1の基準周波装置11aにより行われてい
る。
により制御された周波数変換器9によつて行われるが、
制御装置に与えられる信号は、信号供給装置11の変調器
12、位相検出機8、復調器13、すなわち発電機出力側に
接続された第1の基準周波装置11aにより行われてい
る。
この通常運転中に、今例えば系統事故により高圧側しや
断器2が作動し負荷しや断が行われたとすると、負荷し
や断と同時に切換スイツチ装置16が第1の基準周波装置
11a側より低周波発振器15、すなわち第2の基準周波装
置11b側に切換えられる。したがつて、制御装置10に与
えられる信号は、所定周波数の低周波発振器15の出力に
基づく信号となるのである。
断器2が作動し負荷しや断が行われたとすると、負荷し
や断と同時に切換スイツチ装置16が第1の基準周波装置
11a側より低周波発振器15、すなわち第2の基準周波装
置11b側に切換えられる。したがつて、制御装置10に与
えられる信号は、所定周波数の低周波発振器15の出力に
基づく信号となるのである。
尚、以上の説明においては第2の基準周波装置11bを形
成するにあたり、低周波発振器を用いた場合について説
明してきたが、この第2の基準周波装置としては他にも
種々考えられよう。
成するにあたり、低周波発振器を用いた場合について説
明してきたが、この第2の基準周波装置としては他にも
種々考えられよう。
第2図にはその一つの例があげられている。全体的な構
成はほぼ第1図と同一なので同一符号を付し説明は省略
するが、相違している第2の基準周波装置の部分につい
てのべると、第2の基準周波装置11bは低周波発電機16
とこの低周波発電機を駆動する同期電動機17とを備えて
いる。
成はほぼ第1図と同一なので同一符号を付し説明は省略
するが、相違している第2の基準周波装置の部分につい
てのべると、第2の基準周波装置11bは低周波発電機16
とこの低周波発電機を駆動する同期電動機17とを備えて
いる。
そして負荷しや断時には低周波発電機16の出力が制御装
置13への供給信号となるのである。
置13への供給信号となるのである。
尚、この場合同期電動機17の駆動電源は所定の電源でよ
いが、装置の簡略化の点からここでは調速機18を駆動し
ている電源、すなわち磁石発電機7の電力を利用するよ
うにしている。
いが、装置の簡略化の点からここでは調速機18を駆動し
ている電源、すなわち磁石発電機7の電力を利用するよ
うにしている。
又第2の基準周波装置として最も簡単には前述した磁石
発電機7の出力を利用することも可能であろう。最もこ
の場合には磁石発電機7の周波数はある程度高いので、
場合によつては周波数を下げる装置が必要となることは
勿論である。
発電機7の出力を利用することも可能であろう。最もこ
の場合には磁石発電機7の周波数はある程度高いので、
場合によつては周波数を下げる装置が必要となることは
勿論である。
第3図にはさらに他の例をあげた。この実施例において
も概略構成は第1図と同一なので同一部品には同一符号
を付し説明は省略するが、第1,第2の基準周波装置が両
者一部兼用される点で前述した実施例とは異なつてく
る。
も概略構成は第1図と同一なので同一部品には同一符号
を付し説明は省略するが、第1,第2の基準周波装置が両
者一部兼用される点で前述した実施例とは異なつてく
る。
すなわち、可変速発電機の1次側に同期発電機19とこの
同期発電機を駆動するための同期電動機20が切換スイツ
チ装置16を介して接続されているのである。同期発電機
19の出力は位相検出器を構成する変調器12に接続されて
いる。可変速発電機の回転子には、可変速発電機と同一
極数で磁極が永久磁石で作られた同期発電機の一種であ
る永久磁石発電機7が直結され、その出力電力は水車6
の速度制御装置である水車調速機18の駆動力に使用さ
れ、又同期電動機20の駆動用電源としても使用できるよ
う切換スイツチ装置16にも接続されている。
同期発電機を駆動するための同期電動機20が切換スイツ
チ装置16を介して接続されているのである。同期発電機
19の出力は位相検出器を構成する変調器12に接続されて
いる。可変速発電機の回転子には、可変速発電機と同一
極数で磁極が永久磁石で作られた同期発電機の一種であ
る永久磁石発電機7が直結され、その出力電力は水車6
の速度制御装置である水車調速機18の駆動力に使用さ
れ、又同期電動機20の駆動用電源としても使用できるよ
う切換スイツチ装置16にも接続されている。
次にこの構成における動作について説明するが、スイツ
チ装置の切換えが一寸複雑となるので、可変速発電機の
始動時、負荷運転時、負荷しや断時、負荷しや断後の再
並入時に分けて、その動作を説明すると次のようにな
る。
チ装置の切換えが一寸複雑となるので、可変速発電機の
始動時、負荷運転時、負荷しや断時、負荷しや断後の再
並入時に分けて、その動作を説明すると次のようにな
る。
(1)始動時 高圧側しや断器2を閉、同期投入用低圧側しや断器4は
開、切換スイツチ16aも開、切換スイツチ16bも開として
おく。
開、切換スイツチ16aも開、切換スイツチ16bも開として
おく。
始動準備指令により切換スイツチ16aを系統側に入れ、
同期電動機20を始動(ダンパー始動)し、同期発電機19
を同期化して周波数を安定に保つ。次に、水車6を昇速
して回転速度が規定可変速範囲に入つた後、周波数変換
器9で可変速発電機の2次巻線5bを励磁し、同期検定器
14で系統1と可変速発電機の1次側の電圧、周波数、位
相を含せ同期投入用しや断器4を投入して可変速発電機
を系統1に並入する。
同期電動機20を始動(ダンパー始動)し、同期発電機19
を同期化して周波数を安定に保つ。次に、水車6を昇速
して回転速度が規定可変速範囲に入つた後、周波数変換
器9で可変速発電機の2次巻線5bを励磁し、同期検定器
14で系統1と可変速発電機の1次側の電圧、周波数、位
相を含せ同期投入用しや断器4を投入して可変速発電機
を系統1に並入する。
(2)負荷運転時 前項の状態から、水車調速機18によつて水車6のガイド
ベーンを開いて水車6の出力を増して、可変速発電機で
所要の負荷をとる。
ベーンを開いて水車6の出力を増して、可変速発電機で
所要の負荷をとる。
この間においては、切換スイツチ16a,16bの操作などは
ない。
ない。
(3)負荷しや断時 制御装置10からの指令によつて水車調速機18は速度急増
を抑制するためにガイドベーン閉操作に入るので、その
指令あるいは負荷しや断指令を用いて、切換スイツチ16
aを開にし、引続き切換スイツチ16bを永久磁石発電機15
側に切換え、同期電動機の駆動電源を系統1から永久磁
石発電機7に切替える。
を抑制するためにガイドベーン閉操作に入るので、その
指令あるいは負荷しや断指令を用いて、切換スイツチ16
aを開にし、引続き切換スイツチ16bを永久磁石発電機15
側に切換え、同期電動機の駆動電源を系統1から永久磁
石発電機7に切替える。
(4)負荷しや断後の再並入時 同期投入用低圧側しや断器4を開き、高圧側しや断器2
を投入し、切換スイツチ16aを閉じて、同期電動機20を
系統電源にて運転する。同期検定器14で系統と可変速発
電機の1次側の電圧、周波数、位相を合せたあと同期投
入用低圧側しや断器4を入れて可変速発電機を系統1に
並入する。
を投入し、切換スイツチ16aを閉じて、同期電動機20を
系統電源にて運転する。同期検定器14で系統と可変速発
電機の1次側の電圧、周波数、位相を合せたあと同期投
入用低圧側しや断器4を入れて可変速発電機を系統1に
並入する。
この構成であつても負荷しや断時には、同期発電機19の
出力周波数で安定した基準周波が与えられ前述と同様な
効果が得られる。
出力周波数で安定した基準周波が与えられ前述と同様な
効果が得られる。
又第4図には他の実施例が示されている。この実施例で
は前述の同期電動機20の始動をする誘導電動機21を付加
したこと。又同軸上にフライホイール22を設けたこと。
それに切換スイツチ装置16が、付加しや断時には同期電
電機20を誘導電動機21が駆動するように切換わることで
ある。すなわちこの点についてもう少し詳しく説明する
と、始動時は勿論誘導電動機21により同期電動機20や同
期発電機19の昇速が行なわれ、そして定格速度(同期速
度)になれば後は同期電動機20が系統に並入され、通常
はこの同期電動機により同期発電機19が駆動されてい
る。
は前述の同期電動機20の始動をする誘導電動機21を付加
したこと。又同軸上にフライホイール22を設けたこと。
それに切換スイツチ装置16が、付加しや断時には同期電
電機20を誘導電動機21が駆動するように切換わることで
ある。すなわちこの点についてもう少し詳しく説明する
と、始動時は勿論誘導電動機21により同期電動機20や同
期発電機19の昇速が行なわれ、そして定格速度(同期速
度)になれば後は同期電動機20が系統に並入され、通常
はこの同期電動機により同期発電機19が駆動されてい
る。
次に負荷しや断時には、同期発電機の駆動が、磁石発電
機7の出力を電源として回動する誘導電動機21により行
なわれる。勿論このような動作となるように切換スイツ
チ装置16が作動されるのである。
機7の出力を電源として回動する誘導電動機21により行
なわれる。勿論このような動作となるように切換スイツ
チ装置16が作動されるのである。
このような構成であると、フライホイール22の付加によ
り可変速発電機5と同期発電機19相互の単位慣性定数を
一定範囲内に保つことができ、又負荷しや断時の過渡応
答特性を良好なものとすることができる。
り可変速発電機5と同期発電機19相互の単位慣性定数を
一定範囲内に保つことができ、又負荷しや断時の過渡応
答特性を良好なものとすることができる。
又さらに良好なことは同期電動機20の始動用として誘導
電動機21が用いられているが、ここに誘導電動機が配置
されることは、たとえば負荷しや断時に、同期発電機19
の駆動機を同期電動機20から誘導電動機21に切替えられ
ることから、駆動電源の周波数が、切替えにより急変し
ても、また負荷しや断による回転速度の変動によつても
誘導電動機21は非同期運転が可能であるから、時間の経
過と共に永久磁石発電機の電圧、周波数に追従する形と
なり、切換時のシヨツクが充分緩和されるのである。
電動機21が用いられているが、ここに誘導電動機が配置
されることは、たとえば負荷しや断時に、同期発電機19
の駆動機を同期電動機20から誘導電動機21に切替えられ
ることから、駆動電源の周波数が、切替えにより急変し
ても、また負荷しや断による回転速度の変動によつても
誘導電動機21は非同期運転が可能であるから、時間の経
過と共に永久磁石発電機の電圧、周波数に追従する形と
なり、切換時のシヨツクが充分緩和されるのである。
このように回転体の慣性効果と誘導電動機21の非同期運
転特性の両者の長所により、負荷運転から負荷しや断を
経てスムーズに無負荷有励磁運転に移行できるのであ
る。
転特性の両者の長所により、負荷運転から負荷しや断を
経てスムーズに無負荷有励磁運転に移行できるのであ
る。
本発明は以上説明してきたように、周波数変換器の制御
信号を送る信号供給装置に、系統の周波数を関数とした
第1の基準周波装置と、所定の周波数を発生する第2の
基準周波装置とを設け、かつ周波数変換器を制御する回
路中に、可変速発電機の通常運転時には第1の基準周波
装置の出力が周波数制御装置の制御信号となり、かつ可
変速発電機の負荷しや断時には前記第2の基準周波装置
の出力が周波数変換器の制御信号となる切換回路を設け
るようになしたから、負荷しや断時には、周波数変換器
の制御信号が可変速発電機の出力周波数とは関係の無い
第2の基準周波装置より送られるのでたとえ可変速発電
機の回転速度が負荷しや断時に変動しても、周波数変換
器には許容範囲外の周波数が与えられることはなく、し
たがつて負荷しや断が生じても無負荷有励磁状態を保つ
ことができ系統への再並入を速やかに行うことができ
る。
信号を送る信号供給装置に、系統の周波数を関数とした
第1の基準周波装置と、所定の周波数を発生する第2の
基準周波装置とを設け、かつ周波数変換器を制御する回
路中に、可変速発電機の通常運転時には第1の基準周波
装置の出力が周波数制御装置の制御信号となり、かつ可
変速発電機の負荷しや断時には前記第2の基準周波装置
の出力が周波数変換器の制御信号となる切換回路を設け
るようになしたから、負荷しや断時には、周波数変換器
の制御信号が可変速発電機の出力周波数とは関係の無い
第2の基準周波装置より送られるのでたとえ可変速発電
機の回転速度が負荷しや断時に変動しても、周波数変換
器には許容範囲外の周波数が与えられることはなく、し
たがつて負荷しや断が生じても無負荷有励磁状態を保つ
ことができ系統への再並入を速やかに行うことができ
る。
第1図は本発明の一実施例を示す可変速発電装置の電気
回路図、第2図〜第4図は同じく夫々他の実施例を示す
電気回路図、第5図は従来の可変速発電装置の電気回路
図である。 1……系統、2……高圧側しや断器、5……可変速発電
機、5a……1次巻線、5b……2次巻線(交流励磁巻
線)、6……水車(原動機)、7……磁石発電機、9…
…周波数変換器、10……制御装置、11……信号供給装
置、11a……第1の基準周波装置、11b……第2の基準周
波装置、15……低周波発振器、16……切換スイツチ装
置、18……水車調速機。
回路図、第2図〜第4図は同じく夫々他の実施例を示す
電気回路図、第5図は従来の可変速発電装置の電気回路
図である。 1……系統、2……高圧側しや断器、5……可変速発電
機、5a……1次巻線、5b……2次巻線(交流励磁巻
線)、6……水車(原動機)、7……磁石発電機、9…
…周波数変換器、10……制御装置、11……信号供給装
置、11a……第1の基準周波装置、11b……第2の基準周
波装置、15……低周波発振器、16……切換スイツチ装
置、18……水車調速機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名倉 理 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 原口 英二 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 中川 博人 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 大野 泰照 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−12595(JP,A) 特開 昭55−125100(JP,A)
Claims (5)
- 【請求項1】原動機に駆動されて電力系統に電力を供給
する可変速発電機と、前記可変速発電機の1次巻線と前
記電力系統とを接続する高電圧遮断器と、前記高電圧遮
断器の前記1次巻線側と前記可変速発電機の2次巻線に
接続されて可変周波数の励磁電流で前記可変速発電機の
2次巻線を励磁する周波数変換器と、前記周波数変換器
を制御する制御装置とを用いて、前記可変速発電機の回
転速度と独立に前記電力系統の周波数と同一周波数を出
力するよう制御される可変速発電装置において、 前記可変速発電機の回転周波数及び前記電力系統の系統
周波数からすべり周波数を求めて出力する第1基準周波
数装置と、 前記可変速発電機の通常運転時のすべり周波数範囲内の
周波数を出力する低周波発信器からなる第2基準周波数
装置と、 前記制御装置に対し、前記高電圧遮断器が通電中は前記
第1基準周波数装置の周波数を出力し、前記高電圧遮断
器が遮断後は前記第2基準周波数装置の周波数を出力す
る切換回路と、 を有し、前記切換回路からの周波数に基づいて前記制御
装置が前記可変速発電機の出力周波数を制御することを
特徴とする可変速発電装置。 - 【請求項2】原動機に駆動されて電力系統に電力を供給
する可変速発電機と、前記可変速発電機の1次巻線と前
記電力系統とを接続する高電圧遮断器と、前記高電圧遮
断器の前記1次巻線側と前記可変速発電機の2次巻線に
接続されて可変周波数の励磁電流で前記可変速発電機の
2次巻線を励磁する周波数変換器と、前記周波数変換器
を制御する制御装置とを用いて、前記可変速発電機の回
転速度と独立に前記電力系統の周波数と同一周波数を出
力するよう制御される可変速発電装置において、 前記可変速発電機の回転周波数及び前記電力系統の系統
周波数からすべり周波数を求めて出力する第1基準周波
数装置と、 前記可変速発電機の回転軸に設けられた永久磁石発電機
と、前記永久磁石発電機の出力を電源として回動する同
期電動機と、前記同期電動機に駆動される同期発電機と
により、前記可変速発電機の通常運転時のすべり周波数
範囲内の周波数を出力する第2基準周波数装置と、 前記制御装置に対して、前記高電圧遮断器が通電中は前
記第1基準周波数装置の周波数を出力し、前記高電圧遮
断器が遮断後は前記第2基準周波数装置の周波数を出力
する切換回路と、 を有し、前記切換回路からの周波数に基づいて前記制御
装置が前記可変速発電機の出力周波数を制御することを
特徴とする可変速発電装置。 - 【請求項3】原動機に駆動されて電力系統に電力を供給
する可変速発電機と、前記可変速発電機の1次巻線と前
記電力系統とを接続する高電圧遮断器と、前記高電圧遮
断器の前記1次巻線側と前記可変速発電機の2次巻線に
接続されて可変周波数の励磁電流で前記可変速発電機の
2次巻線を励磁する周波数変換器と、前記周波数変換器
を制御する制御装置とを用いて、前記可変速発電機の回
転速度と独立に前記電力系統の周波数と同一周波数を出
力するよう制御される可変速発電装置において、 同期電動機と、前記同期電動機に駆動される同期発電機
とにより、前記可変速発電機の通常運転時のすべり周波
数範囲内の周波数を前記制御装置に出力する基準周波数
装置と、 前記基準周波数装置内の前記同期電動機に対して、前記
高電圧遮断器が通電中は前記電力系統電源を供給し、前
記高電圧遮断器が遮断後は前記可変速発電機の回転軸に
設けられた永久磁石発電機の出力を前記制御装置に供給
する切換回路と、 を有し、前記切換回路からの周波数に基づいて前記制御
装置が前記可変速発電機の出力周波数を制御することを
特徴とする可変速発電装置。 - 【請求項4】原動機に駆動されて電力系統に電力を供給
する可変速発電機と、前記可変速発電機の1次巻線と前
記電力系統とを接続する高電圧遮断器と、前記高電圧遮
断器の前記1次巻線側と前記可変速発電機の2次巻線に
接続されて可変周波数の励磁電流で前記可変速発電機の
2次巻線を励磁する周波数変換器と、前記周波数変換器
を制御する制御装置とを用いて、前記可変速発電機の回
転速度と独立に前記電力系統の周波数と同一周波数を出
力するよう制御される可変速発電装置において、 同期電動機と、前記同期電動機に駆動される同期発電機
とにより、前記可変速発電機の通常運転時のすべり周波
数範囲内の周波数を前記制御装置に出力する基準周波数
装置と、 前記可変速発電機の回転軸に設けられた永久磁石発電機
の出力で回動する誘導電動機と、 前記基準周波数装置内の前記同期電動機に対し、前記高
電圧遮断器が通電中は前記電力系統から電力を供給し、
前記可変速発電機の負荷開極時は前記誘導電動機を介し
て前記制御装置に電力を供給する切換回路と、 を有し、前記切換回路からの周波数に基づいて前記制御
装置が前記可変速発電機の出力周波数を制御することを
特徴とする可変速発電装置。 - 【請求項5】原動機に駆動されて電力系統に電力を供給
する可変速発電機と、前記可変速発電機の1次巻線と前
記電力系統とを接続する高電圧遮断器と、前記高電圧遮
断器の前記1次巻線側と前記可変速発電機の2次巻線に
接続されて可変周波数の励磁電流で前記可変速発電機の
2次巻線を励磁する周波数変換器と、前記周波数変換器
を制御する制御装置とを用いて、前記可変速発電機の回
転速度と独立に前記電力系統の周波数と同一周波数を出
力するよう制御される可変速発電方法において、 前記高電圧遮断器が通電中は、前記可変速発電機の回転
周波数及び前記電力系統の系統周波数から求めたすべり
周波数を用いて、前記制御装置が前記周波数変換器を制
御し、 また前記高電圧遮断器が遮断後は前記可変速発電機の通
常運転時のすべり周波数範囲内の周波数を用いて、前記
制御装置が前記可変速発電機の出力周波数を制御するこ
とを特徴とする可変速発電方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62008061A JPH0681555B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 可変速発電装置及び方法 |
US07/144,108 US4870339A (en) | 1987-01-19 | 1988-01-15 | Variable-speed power generating system |
CA000556703A CA1279368C (en) | 1987-01-19 | 1988-01-18 | Variable-speed power generating system |
EP88100608A EP0275953B1 (en) | 1987-01-19 | 1988-01-18 | Variable-speed power generating system |
DE8888100608T DE3877587T2 (de) | 1987-01-19 | 1988-01-18 | System zum erzeugen von leistung bei wechselnder drehzahl. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62008061A JPH0681555B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 可変速発電装置及び方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63178800A JPS63178800A (ja) | 1988-07-22 |
JPH0681555B2 true JPH0681555B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=11682827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62008061A Expired - Fee Related JPH0681555B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 可変速発電装置及び方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4870339A (ja) |
EP (1) | EP0275953B1 (ja) |
JP (1) | JPH0681555B2 (ja) |
CA (1) | CA1279368C (ja) |
DE (1) | DE3877587T2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0728559B2 (ja) * | 1988-04-22 | 1995-03-29 | 株式会社日立製作所 | 可変速発電システムの運転方法 |
EP0577994B1 (en) * | 1992-06-25 | 1997-05-21 | Motorola, Inc. | Alternator voltage regulator comprising an alternator rotation detector and alternator battery charging system |
GB2276022B (en) * | 1993-03-10 | 1996-05-22 | Cegelec Controls Ltd | Power supply systems |
GB9319323D0 (en) * | 1993-09-17 | 1993-11-03 | British Gas Plc | An electrical power generating arrangement |
US5541488A (en) * | 1994-04-11 | 1996-07-30 | Sundstrand Corporation | Method and apparatus for controlling induction motors |
US5574340A (en) * | 1994-05-11 | 1996-11-12 | Bisel; Charley W. | Electrical and electromagnetic rotary motor apparatus and method utilizing self-generated secondary electrical energy |
JP2553319B2 (ja) * | 1994-06-17 | 1996-11-13 | 株式会社東芝 | 可変速発電電動装置 |
US5627744A (en) * | 1996-02-02 | 1997-05-06 | Sundstrand Corporation | Converter enhanced variable frequency power bus architecture |
DK173912B1 (da) * | 1999-11-29 | 2002-02-18 | Bonus Energy As | Fremgangsmåde til drift af et generatoranlæg og generatoranlæg |
US6844706B2 (en) * | 2002-08-30 | 2005-01-18 | Active Power, Inc. | Multiple path variable speed constant frequency device having automatic power path selection capability |
JP4007268B2 (ja) * | 2003-07-22 | 2007-11-14 | 株式会社日立製作所 | 風力発電装置 |
JP2007053889A (ja) * | 2005-07-21 | 2007-03-01 | Fumihiko Saito | 発電機 |
EP1914872A1 (en) * | 2006-10-17 | 2008-04-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Wind farm |
ES2331285B1 (es) * | 2008-06-26 | 2010-09-27 | Ingeteam Energy, S.A. | Metodo de control de una turbina eolica. |
US10630215B2 (en) * | 2017-11-20 | 2020-04-21 | General Electric Company | System and method for operating a doubly fed induction generator system to reduce harmonics |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1256771B (de) * | 1958-10-06 | 1967-12-21 | Lear Siegler Inc | Anlage zur Erzeugung von Wechselstrom konstanter Frequenz |
US3887820A (en) * | 1974-03-29 | 1975-06-03 | Sunstrand Corp | Paralleling control for phase synchronized generators |
DE2845930C2 (de) * | 1978-10-21 | 1985-08-22 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Turbinengetriebener, doppelt gespeister Asynchrongenerator |
US4308465A (en) * | 1979-05-25 | 1981-12-29 | General Electric Company | Frequency control for paralleled AC systems |
GB2095487B (en) * | 1981-03-20 | 1985-01-09 | Nat Res Dev | Induction generators |
JPS5812595A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-24 | Toshiba Corp | 励磁電流の供給方法 |
JPS58107099A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-25 | Toshiba Corp | 同期機の励磁装置 |
-
1987
- 1987-01-19 JP JP62008061A patent/JPH0681555B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-01-15 US US07/144,108 patent/US4870339A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-01-18 CA CA000556703A patent/CA1279368C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-18 EP EP88100608A patent/EP0275953B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-18 DE DE8888100608T patent/DE3877587T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1279368C (en) | 1991-01-22 |
JPS63178800A (ja) | 1988-07-22 |
EP0275953B1 (en) | 1993-01-20 |
EP0275953A2 (en) | 1988-07-27 |
DE3877587D1 (de) | 1993-03-04 |
US4870339A (en) | 1989-09-26 |
EP0275953A3 (en) | 1989-03-15 |
DE3877587T2 (de) | 1993-07-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |