JP2001037298A - 発電機の電気ブレーキ装置 - Google Patents

発電機の電気ブレーキ装置

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JP2001037298A
JP2001037298A JP11200045A JP20004599A JP2001037298A JP 2001037298 A JP2001037298 A JP 2001037298A JP 11200045 A JP11200045 A JP 11200045A JP 20004599 A JP20004599 A JP 20004599A JP 2001037298 A JP2001037298 A JP 2001037298A
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JP
Japan
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generator
circuit
electric brake
power supply
bridge rectifier
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JP11200045A
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English (en)
Inventor
Narimasa Matsuki
成正 松木
Tatsuya Ishiguro
達也 石黒
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシレス励磁方式の発電機の場合にも、電
気ブレーキの効果を生ぜしめるようにする。 【解決手段】 発電機1の停止時に発電機出力を短絡す
る断路器2と、常に励磁用電圧が印加されてブラシレス
励磁機14の界磁電流を供給するサイリスタブリッジ整
流回路9と、発電機1の主回路短絡電流を検出する検出
回路22を備え、初期励磁時に発電機出力の電圧,位相
及び周波数が系統側に合うようにサイリスタブリッジ整
流回路9を点弧角制御し、かつ、発電制動操作時に発電
機の主回路短絡電流を検出し主回路短絡電流の低下に逆
比例して界磁電流を増加させるようにサイリスタブリッ
ジ整流回路を点弧角制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ブラシレス励磁
方式の発電機において、発電制動(電気ブレーキ)によ
り停止できるようにした発電機の電気ブレーキ装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】発電機の電気ブレーキは発電機主回路を
短絡し、定格電流程度の短絡電流を流して発電機のI2
Rロスにより発電機に制動をかける方式である。回転数
の遅い水力発電所等では、回転部のもつ回転エネルギー
も大きく、したがって機械的ブレーキでは熱的制約もあ
って停止時間が長くなるばかりでなくブレーキシューの
摩耗も大となるため保守も大変である。そこで通常の発
電機の停止は、電気ブレーキにより行ない、機械ブレー
キは緊急の場合だけに使用するという考え方がクローズ
アップしてきた。
【0003】従来のサイリスタ励磁方式の場合の電気ブ
レーキの一例を図4により説明する。図において、1は
発電機、1Aはその界磁巻線、2は電気ブレーキ用断路
器、3は発電機用遮断器、4は主変圧器、5は計器用変
圧器、6は励磁用変圧器、7は自動電圧調整器(AV
R)、8は点弧回路(GPG)、9はサイリスタブリッ
ジ整流回路、10は界磁遮断器、11は界磁放電抵抗
器、12は初期励磁および電気ブレーキ用コンタクタ、
13は初期励磁および電気ブレーキ用ダイオードブリッ
ジ整流回路である。
【0004】次に、上記サイリスタ励磁方式の発電機の
電気ブレーキの動作について説明する。発電機の停止指
令により発電機用遮断器3および界磁遮断器10を開路
し、発電機1の界磁電流を消磁して発電機電圧が残留電
圧のみとなったら電気ブレーキ用断路器2を閉路する。
次いで界磁遮断器10および電気ブレーキ用コンタクタ
12を投入して発電機1の界磁にダイオードブリッジ整
流器13を通して発電機の定格電流程度の短絡電流が流
れる励磁を与えて電気ブレーキをかける。
【0005】電気ブレーキ時の電流は次式で与えられ
る。 I=SV/{R2+(Sxd)2}×V/xd ここで、I;電気ブレーキ時の電流、S;すべり、V;
発電機電圧、R;電機子抵抗、xd;同期リアクタンス
【0006】上記サイリスタ励磁方式では、発電機の回
転が低下しても励磁電源が確保されているため一定の電
流を継続して流せるので電気ブレーキの効果が停止まで
効果的に働くこととなり従来から採用されている。
【0007】一方、従来のブラシレス励磁方式の場合の
励磁回路の一例を図5に示す。図において、1は発電
機、1Aはこの発電機の界磁巻線、3は発電機用遮断
器、4は主変圧器、5は計器用変圧器、6は励磁用変圧
器、7は自動電圧調整器(AVR)、8は点弧回路(G
PG)、9はサイリスタブリッジ整流回路、10は界磁
遮断器、14はブラシレス交流励磁機、15は回転整流
器、16は初期励磁用コンタクタ、17は逆流阻止ダイ
オード、18は調整抵抗器、19はバッテリである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のブラシレス励磁
方式の発電機では、ブラシレス交流励磁機が発電機に直
結されているため回転数の低下と共に発電機界磁電流が
減少するので、発電機の内部誘起電圧が回転数の2乗で
減少し、発電機の主回路短絡電流が小さくなって従来は
電気ブレーキの効果がないとして電気ブレーキの適用が
なされていなかった。
【0009】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、ブラシレス励磁方式の発電機
の場合にも電気ブレーキの効果を生ぜしめるように回路
を工夫して、上記従来の問題点を除去しようとするもの
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、励磁
装置としてブラシレス励磁機を使用する発電機の電気ブ
レーキ装置において、前記発電機の停止時に発電機出力
を短絡する断路器と、常に励磁用電圧が印加されて前記
ブラシレス励磁機の界磁電流を供給するサイリスタブリ
ッジ整流回路と、前記発電機の主回路短絡電流を検出す
る検出回路と、初期励磁時に前記発電機出力の電圧,位
相及び周波数が系統側に合うように前記サイリスタブリ
ッジ整流回路を点弧角制御し、かつ、発電制動操作時に
発電機の主回路短絡電流を検出し前記主回路短絡電流の
低下に逆比例して前記界磁電流を増加させるように前記
サイリスタブリッジ整流回路を点弧角制御する制御回路
を備えたものである。
【0011】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、サイリスタブリッジ整流回路の励磁用電源を発電機
用遮断器と主変圧器の間から取り出すことを特徴とす
る。
【0012】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、サイリスタブリッジ整流回路の励磁用電源を、常時
電源が確保できる所内電源回路から供給することを特徴
とする。
【0013】請求項4の発明は、請求項1の発明におい
て、サイリスタブリッジ整流回路の励磁用電源を、発電
機用遮断器と発電機の間又は常時電源が確保できる所内
電源回路から適宜切り換えて供給することを特徴とす
る。
【0014】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1によるブラシレス励磁方式の発電機の電気
ブレーキ装置を示す接続図である。
【0015】図1において、1は発電機、1Aは発電機
の界磁巻線、2は電気ブレーキ用断路器、3は発電機用
遮断器、4は主変圧器、5は計器用変圧器、6は励磁用
変圧器、7は自動電圧調整器(AVR)、8は点弧回路
(GPG)、9はサイリスタブリッジ整流回路、10は
界磁遮断器、14はブラシレス交流励磁機、15は回転
整流器、20は通常の運転時と初期励磁や電気ブレーキ
時に切換える切換回路、21は初期励磁や電気ブレーキ
時の点弧角制御回路、22は発電機主回路電流判定回
路、24は計器用変流器である。
【0016】従来のブラシレス励磁方式の発電機(図
5)と、実施の形態1によるブラシレス励磁方式の発電
機(図1)の相違する点は、(1)まず、発電機の主回
路に電気ブレーキ用断路器2を設けた点、(2)励磁用
変圧器6の接続を発電機用遮断器3と主変圧器4の中間
に接続して常にサイリスタブリッジ整流回路9に電圧を
印加した点、(3)初期励磁回路を省略し通常の励磁回
路と兼用した点、(4)初期励磁時や電気ブレーキ時に
励磁回路を兼用するためにその時の点弧角制御のための
切換回路20および点弧角制御回路21を付加した点、
(5)発電機主回路電流の低下を判定するための判定回
路22を付加した点である。
【0017】次に、実施の形態1の動作について説明す
る。発電機1が図示していない原動機により駆動されて
定格速度となれば界磁遮断器10を投入して、発電機電
圧を点弧角制御回路21から切換回路20,点弧回路8
を通して初期励磁に適した点弧角となるようにサイリス
タブリッジ整流回路9を制御して電圧を確立させ、電
圧,位相,周波数が系統側と合えば発電機用遮断器3を
投入して、引き続いて切換回路20を点弧角制御回路2
1側から自動電圧調整器(AVR)7側に接続して発電
運転に入る。
【0018】次に、電気ブレーキ時の動作について説明
する。停止指令により発電機用遮断器3,界磁遮断器1
0を開路し、発電機1の端子電圧が残留電圧まで低下し
たら電気ブレーキ用断路器2を投入する。切換回路20
は自動電圧調整器(AVR)7側から点弧角制御回路2
1側に切り換え、かつ点弧角制御回路21は電気ブレー
キに適する点弧角にセットされた回路に接続し、界磁遮
断器10を投入して発電機1に短絡電流を電気ブレーキ
用断路器2を通して流し電気ブレーキをかける。この場
合、サイリスタブリッジ整流回路9には常に励磁電源が
与えられているために、発電機端子が短絡され回転数が
低下しても励磁電源を供給できるので電気ブレーキの効
果を生ぜしめることができる。しかし、回転数が低下す
るとブラシレス励磁機14の発生電圧が低下し、発電機
1の短絡電流が低下するので電気ブレーキの効果が小さ
くなる。
【0019】そこで更に回転数低下による短絡電流の低
下を、計器用変流器24で検出した電流により判定回路
22で判定し、点弧角制御回路21により点弧回路8を
点弧角制御して回転数に逆比例して界磁電流Ifを増加
させてやることにより電気ブレーキの効果を更に助長し
てやることができる。
【0020】実施の形態2.上記実施の形態1では、励
磁用変圧器6を発電機用遮断器3と主変圧器4の中間に
接続する場合について述べたが、本実施の形態では、励
磁用電源を常時電源が確保できる所内電源回路から供給
するようにする。
【0021】図2はこの発明の実施の形態2によるブラ
シレス励磁方式の発電機の電気ブレーキ装置を示す接続
図である。実施の形態1と異なる点は、励磁用変圧器6
を発電機用遮断器3と主変圧器4の中間に接続する代り
に、励磁用電源を常時電源が確保できる所内電源回路か
ら供給する。
【0022】以上のように実施の形態2では、励磁用電
源を所内電源回路から供給するようにしたので、励磁用
変圧器6を省略することができ励磁電源回路を簡素化す
ることができ、経済的に優れた装置を得ることができ
る。
【0023】実施の形態3.上記実施の形態1では励磁
用変圧器6を発電機用遮断器3と主変圧器4の中間に接
続する場合について述べ、実施の形態2では励磁用電源
を所内電源回路から供給する場合について述べたが、本
実施の形態では、励磁用電源を発電機用遮断器3と発電
機1の中間から又は所内電源回路から適宜切り換えて供
給するようにする。
【0024】図3はこの発明の実施の形態3によるブラ
シレス励磁方式の発電機の電気ブレーキ装置を示す接続
図である。図において、実施の形態1のブラシレス励磁
方式と異なり、励磁用変圧器6を発電機用遮断器3と発
電機1の中間に接続し、また、励磁用電源を所内電源回
路から供給するようにし、それらを電源切換回路23に
より切り換えるように構成する。そして、通常の励磁は
励磁用変圧器6から電源を供給し、初期励磁や電気ブレ
ーキ時の励磁は所内電源から電源を供給するようにす
る。
【0025】以上のように実施の形態3によれば、励磁
用電源を発電機用遮断器3と発電機1の中間から又は所
内電源回路から適宜切り換えて供給するようにしたの
で、励磁電源の信頼性、励磁用変圧器6の保守性に優れ
た装置を得ることができる。
【0026】
【発明の効果】請求項1から請求項4の発明によれば、
常時、ブラシレス励磁機の界磁電流を供給するサイリス
タブリッジ整流回路に励磁用電圧が印加されるように
し、また初期励磁時に発電機出力の電圧,位相及び周波
数が系統側に合うようにサイリスタブリッジ整流回路を
点弧角制御し、かつ、発電制動操作時に発電機の主回路
短絡電流を検出し主回路短絡電流の低下に逆比例して界
磁電流を増加させるようにサイリスタ整流回路を点弧角
制御するようにしたので、スリップリングやブラシが不
要でメンテナンスが容易なブラシレス励磁方式の発電機
においても、効果的に電気ブレーキを使用することがで
きる効果がある。
【0027】請求項3の発明によれば、サイリスタブリ
ッジ整流回路の励磁用電源を所内電源回路から供給する
ようにしたので、励磁用変圧器を省略することができ励
磁電源回路を簡素化することができ、経済的に優れた装
置を得ることができる。
【0028】請求項4の発明によれば、サイリスタブリ
ッジ整流回路の励磁用電源を発電機用遮断器と発電機の
中間から又は所内電源回路から適宜切り換えて供給する
ようにしたので、励磁電源の信頼性、励磁用変圧器の保
守性に優れた装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるブラシレス励
磁方式の発電機の電気ブレーキ装置を示す接続図であ
る。
【図2】 この発明の実施の形態2によるブラシレス励
磁方式の発電機の電気ブレーキ装置を示す接続図であ
る。
【図3】 この発明の実施の形態3によるブラシレス励
磁方式の発電機の電気ブレーキ装置を示す接続図であ
る。
【図4】 従来のサイリスタ励磁方式の発電機の電気ブ
レーキ装置の一例を示す接続図である。
【図5】 従来のブラシレス励磁方式の発電機の一例を
示す接続図である。
【符号の説明】
1 発電機、1A 発電機の界磁巻線、2 電気ブレー
キ用断路器、3 発電機用遮断器、4 主変圧器、5
計器用変圧器、6 励磁用変圧器、7 自動電圧調整器
(AVR)、8 点弧回路(GPG)、9 サイリスタ
ブリッジ整流回路、10 界磁遮断器、14 ブラシレ
ス励磁機、15 回転整流器、20 切換回路、21
点弧角制御回路、22 発電機主回路電流判定回路、2
3 電源切換回路、24 計器用変流器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H530 AA19 BB40 CC20 CC30 CD32 CE15 CF15 DD04 DD15 DD16 EE07 5H590 AA04 AA08 AA30 CC01 DD33 DD64 EB02 EB13 EB21 FA06 HA02 HA04 HA05 HB02 HB03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励磁装置としてブラシレス励磁機を使用
    する発電機の電気ブレーキ装置において、 前記発電機の停止時に発電機出力を短絡する断路器、 常に励磁用電圧が印加されて前記ブラシレス励磁機の界
    磁電流を供給するサイリスタブリッジ整流回路、 前記発電機の主回路短絡電流を検出する検出回路、 初期励磁時に前記発電機出力の電圧,位相及び周波数が
    系統側に合うように前記サイリスタブリッジ整流回路を
    点弧角制御し、かつ、発電制動操作時に発電機の主回路
    短絡電流を検出し前記主回路短絡電流の低下に逆比例し
    て前記界磁電流を増加させるように前記サイリスタブリ
    ッジ整流回路を点弧角制御する制御回路を備えたことを
    特徴とする発電機の電気ブレーキ装置。
  2. 【請求項2】 前記サイリスタブリッジ整流回路の励磁
    用電源を、発電機用遮断器と主変圧器の間から取り出す
    ことを特徴とする請求項1に記載の発電機の電気ブレー
    キ装置。
  3. 【請求項3】 前記サイリスタブリッジ整流回路の励磁
    用電源を、常時電源が確保できる所内電源回路から供給
    することを特徴とする請求項1に記載の発電機の電気ブ
    レーキ装置。
  4. 【請求項4】 前記サイリスタブリッジ整流回路の励磁
    用電源を、発電機用遮断器と発電機の間、又は常時電源
    が確保できる所内電源回路から切り換えて供給すること
    を特徴とする請求項1に記載の発電機の電気ブレーキ装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114563704A (zh) * 2022-03-01 2022-05-31 西安热工研究院有限公司 一种使用电制动装置进行水电厂发电机短路试验的试验方法

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CN114563704A (zh) * 2022-03-01 2022-05-31 西安热工研究院有限公司 一种使用电制动装置进行水电厂发电机短路试验的试验方法

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