JP2001298996A - 同期発電機用自動電圧調整装置 - Google Patents
同期発電機用自動電圧調整装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】界磁コイルのインダクタンスにより還流する励
磁電流を速やかに減少させる。 【解決手段】界磁コイル２と並列に接続した還流ダイオ
ード１１と直列に抵抗体１２を接続し、供給する励磁電
流をチョッパ制御によりＯＮ−ＯＦＦ制御している状態
では前記抵抗体を短絡し、ＯＦＦ状態が所定時間継続す
ると短絡を解除して還流電流を抵抗体に流すことにより
減衰速度を早める。
磁電流を速やかに減少させる。 【解決手段】界磁コイル２と並列に接続した還流ダイオ
ード１１と直列に抵抗体１２を接続し、供給する励磁電
流をチョッパ制御によりＯＮ−ＯＦＦ制御している状態
では前記抵抗体を短絡し、ＯＦＦ状態が所定時間継続す
ると短絡を解除して還流電流を抵抗体に流すことにより
減衰速度を早める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同期発電機用自動
電圧調整装置に関する。
電圧調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】界磁コイルに供給する励磁電流をチョッ
パ制御する同期発電機は、図５に示すように、同期発電
機１の界磁コイル２に供給する励磁電流をチョッパ制御
自動電圧調整装置３によって制御する構成である。
パ制御する同期発電機は、図５に示すように、同期発電
機１の界磁コイル２に供給する励磁電流をチョッパ制御
自動電圧調整装置３によって制御する構成である。
【０００３】自動電圧調整装置３は、電圧検出器４と、
信号増幅器５と、チョッパ制御器６を備える。電圧検出
器４は、同期発電機１の出力電圧を検出し、この出力電
圧を設定電圧と比較してその偏差信号を出力する。この
偏差信号は、信号増幅器５により増幅し、チョッパ制御
器６により電力増幅して出力端子（Ｐ，Ｎ）から同期発
電機１の界磁コイル２に供給し、同期発電機１の出力電
圧を設定電圧に一致した一定値に自動的に維持するよう
に負帰還制御する。
信号増幅器５と、チョッパ制御器６を備える。電圧検出
器４は、同期発電機１の出力電圧を検出し、この出力電
圧を設定電圧と比較してその偏差信号を出力する。この
偏差信号は、信号増幅器５により増幅し、チョッパ制御
器６により電力増幅して出力端子（Ｐ，Ｎ）から同期発
電機１の界磁コイル２に供給し、同期発電機１の出力電
圧を設定電圧に一致した一定値に自動的に維持するよう
に負帰還制御する。
【０００４】チョッパ制御器６は、直流電源を得るため
の整流器７およびフィルタ用コンデンサ８と、ＯＮ−Ｏ
ＦＦ比率制御器９と、電子スイッチ１０と、還流ダイオ
−ド１１を備え、整流器７とコンデンサ８によって直流
電源電圧（＋，−）を発生し、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器
９の出力によって電子スイッチ１０を開閉（ＯＮ−ＯＦ
Ｆ）することによりチョッパ制御した励磁電流を界磁コ
イル２に供給する。
の整流器７およびフィルタ用コンデンサ８と、ＯＮ−Ｏ
ＦＦ比率制御器９と、電子スイッチ１０と、還流ダイオ
−ド１１を備え、整流器７とコンデンサ８によって直流
電源電圧（＋，−）を発生し、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器
９の出力によって電子スイッチ１０を開閉（ＯＮ−ＯＦ
Ｆ）することによりチョッパ制御した励磁電流を界磁コ
イル２に供給する。
【０００５】図６の（ａ）は、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器
９およびチョッパ制御器６の出力電圧波形を示し、
（ｂ）はＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９およびチョッパ制御
器６の入力信号と出力電圧のＯＮ−ＯＦＦ比率およびチ
ョッパ制御出力電圧平均値の関係を示している。
９およびチョッパ制御器６の出力電圧波形を示し、
（ｂ）はＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９およびチョッパ制御
器６の入力信号と出力電圧のＯＮ−ＯＦＦ比率およびチ
ョッパ制御出力電圧平均値の関係を示している。
【０００６】ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９は、その入力信
号に応じて（ａ）に示すようなＯＮレベルとＯＦＦレベ
ルの出力電圧を周期的に発生し、ＯＮ期間Ｔonと周期Ｔ
の比率Ｔon／ＴがＯＮ−ＯＦＦ比率となる。ＯＮ−ＯＦ
Ｆ比率制御器９の入力信号に対して出力電圧のＯＮ−Ｏ
ＦＦ比率の関係は（ｂ）に示す特性のようになる。ＯＮ
−ＯＦＦ制御器９の出力電圧によりＯＮ−ＯＦＦ制御さ
れる電子スイッチ１０の出力電圧、即ち、チョッパ制御
器６の出力電圧も（ａ）に示す波形となり、また、入力
信号に対する出力電圧のＯＮ−ＯＦＦ比率の変化特性お
よび入力信号と出力電圧平均値の関係も（ｂ）の特性と
なる。即ち、自動電圧調整装置３は、同期発電機１の出
力電圧と設定電圧との偏差に対応してチョッパ制御器６
の出力電圧を変化させることにより励磁電流を制御して
同期発電機１の出力電圧を所定値に制御する。
号に応じて（ａ）に示すようなＯＮレベルとＯＦＦレベ
ルの出力電圧を周期的に発生し、ＯＮ期間Ｔonと周期Ｔ
の比率Ｔon／ＴがＯＮ−ＯＦＦ比率となる。ＯＮ−ＯＦ
Ｆ比率制御器９の入力信号に対して出力電圧のＯＮ−Ｏ
ＦＦ比率の関係は（ｂ）に示す特性のようになる。ＯＮ
−ＯＦＦ制御器９の出力電圧によりＯＮ−ＯＦＦ制御さ
れる電子スイッチ１０の出力電圧、即ち、チョッパ制御
器６の出力電圧も（ａ）に示す波形となり、また、入力
信号に対する出力電圧のＯＮ−ＯＦＦ比率の変化特性お
よび入力信号と出力電圧平均値の関係も（ｂ）の特性と
なる。即ち、自動電圧調整装置３は、同期発電機１の出
力電圧と設定電圧との偏差に対応してチョッパ制御器６
の出力電圧を変化させることにより励磁電流を制御して
同期発電機１の出力電圧を所定値に制御する。
【０００７】還流ダイオード１１は、電子スイッチ１０
をＯＦＦ状態にするときに、大きいインダクタンスをも
った界磁コイル２に流れている励磁電流を該電子スイッ
チ１０を経由する回路から還流ダイオ−ド１１を経由す
る回路に転流させることにより、電子スイッチ１０をＯ
ＦＦ状態にすることによるサージ電圧の発生を防止し、
且つ、界磁コイル２にリップル成分の少ない励磁電流を
流すように機能する。尚、この種のチョッパ装置として
は、特開昭53-6819号公報に記載されたものを挙げるこ
とができる。
をＯＦＦ状態にするときに、大きいインダクタンスをも
った界磁コイル２に流れている励磁電流を該電子スイッ
チ１０を経由する回路から還流ダイオ−ド１１を経由す
る回路に転流させることにより、電子スイッチ１０をＯ
ＦＦ状態にすることによるサージ電圧の発生を防止し、
且つ、界磁コイル２にリップル成分の少ない励磁電流を
流すように機能する。尚、この種のチョッパ装置として
は、特開昭53-6819号公報に記載されたものを挙げるこ
とができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
では、図６の（ｂ）に示した特性からもわかるように、
チョッパ制御器６の出力電圧の最低値は略０％、即ち、
還流ダイオ−ド１１の僅かなフォワ−ドドロップ電圧の
約１Ｖ程度の負電圧である。従って、電子スイッチ１０
をＯＦＦ状態にして励磁電流の供給を遮断したときに界
磁コイル２に大きなインダクタンスによって還流する励
磁電流、即ち自動電圧調整装置３の出力電流を速やかに
減少させることが困難であり、同期発電機１の全負荷遮
断時などにみられるように、同期発電機１の出力電圧が
高くなり過ぎたときに界磁コイル２に流れる励磁電流を
速やかに減少させて出力電圧を低下させる制御の応答が
遅くなる欠点がある。
では、図６の（ｂ）に示した特性からもわかるように、
チョッパ制御器６の出力電圧の最低値は略０％、即ち、
還流ダイオ−ド１１の僅かなフォワ−ドドロップ電圧の
約１Ｖ程度の負電圧である。従って、電子スイッチ１０
をＯＦＦ状態にして励磁電流の供給を遮断したときに界
磁コイル２に大きなインダクタンスによって還流する励
磁電流、即ち自動電圧調整装置３の出力電流を速やかに
減少させることが困難であり、同期発電機１の全負荷遮
断時などにみられるように、同期発電機１の出力電圧が
高くなり過ぎたときに界磁コイル２に流れる励磁電流を
速やかに減少させて出力電圧を低下させる制御の応答が
遅くなる欠点がある。
【０００９】界磁コイル２のインダクタンスによって還
流する励磁電流の減少速度は、励磁電流還流回路の電気
抵抗を大きくすることにより早めることができる。しか
しながら、還流回路の電気抵抗を大きくすると、通常運
転時の還流回路の電力損失が増加すると共にチョッパ制
御に伴う励磁電流のリップル成分が大きくなって制御が
不安定になる問題がある。
流する励磁電流の減少速度は、励磁電流還流回路の電気
抵抗を大きくすることにより早めることができる。しか
しながら、還流回路の電気抵抗を大きくすると、通常運
転時の還流回路の電力損失が増加すると共にチョッパ制
御に伴う励磁電流のリップル成分が大きくなって制御が
不安定になる問題がある。
【００１０】本発明の１つの目的は、励磁電流を速やか
に減少させることができる同期電動機用自動電圧調整装
置を提案することにある。
に減少させることができる同期電動機用自動電圧調整装
置を提案することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、通常運転時の励磁電
流還流回路の電力損失および励磁電流のリップル成分が
少なく、しかも、励磁電流を速やかに減少させることが
できる同期電動機用自動電圧調整装置を提案することに
ある。
流還流回路の電力損失および励磁電流のリップル成分が
少なく、しかも、励磁電流を速やかに減少させることが
できる同期電動機用自動電圧調整装置を提案することに
ある。
【００１２】本発明の更に他の目的は、通常運転時の励
磁電流還流回路の電力損失および励磁電流のリップル成
分の軽減と、励磁電流の速やかな減少を実現するための
制御を正確に実行することができる同期電動機用自動電
圧調整装置を提案することにある。
磁電流還流回路の電力損失および励磁電流のリップル成
分の軽減と、励磁電流の速やかな減少を実現するための
制御を正確に実行することができる同期電動機用自動電
圧調整装置を提案することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、界磁コイルを
有する同期発電機の出力電圧を所定値に維持するように
前記界磁コイルに供給する励磁電流を断続制御する第１
電子スイッチと、この第１電子スイッチを遮断するとき
に前記界磁コイルに流れている励磁電流を還流させる還
流ダイオードを備えた同期発電機用自動電圧調整装置に
おいて、前記還流ダイオードと直列に接続した抵抗体
と、この抵抗体に並列した第２電子スイッチと、前記第
１電子スイッチが励磁電流の断続制御を繰り返している
状態では前記第２電子スイッチを導通状態に制御し、断
続制御の繰り返しを所定時間継続して停止したときには
前記第２電子スイッチを非導通状態に制御する還流制御
信号発生回路を設けたことを特徴とする。
有する同期発電機の出力電圧を所定値に維持するように
前記界磁コイルに供給する励磁電流を断続制御する第１
電子スイッチと、この第１電子スイッチを遮断するとき
に前記界磁コイルに流れている励磁電流を還流させる還
流ダイオードを備えた同期発電機用自動電圧調整装置に
おいて、前記還流ダイオードと直列に接続した抵抗体
と、この抵抗体に並列した第２電子スイッチと、前記第
１電子スイッチが励磁電流の断続制御を繰り返している
状態では前記第２電子スイッチを導通状態に制御し、断
続制御の繰り返しを所定時間継続して停止したときには
前記第２電子スイッチを非導通状態に制御する還流制御
信号発生回路を設けたことを特徴とする。
【００１４】そして、前記還流制御信号発生回路は、前
記第１電子スイッチを断続制御する信号または第１電子
スイッチの出力電圧に基づいて充放電するコンデンサと
抵抗器の充放電回路を備え、または、前記第１電子スイ
ッチを断続制御する信号または第１電子スイッチの出力
電圧に基づいて動作する単安定マルチ回路を備えたこと
を特徴とする。
記第１電子スイッチを断続制御する信号または第１電子
スイッチの出力電圧に基づいて充放電するコンデンサと
抵抗器の充放電回路を備え、または、前記第１電子スイ
ッチを断続制御する信号または第１電子スイッチの出力
電圧に基づいて動作する単安定マルチ回路を備えたこと
を特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１６】図１は、本発明の一実施の形態を示す同期
発電機用自動電圧調整装置の電気的回路図である。図５
に示した従来の同期発電機用自動電圧調整装置の構成手
段に相応する構成手段には同一の参照符号を付して重複
する説明を省略する。
発電機用自動電圧調整装置の電気的回路図である。図５
に示した従来の同期発電機用自動電圧調整装置の構成手
段に相応する構成手段には同一の参照符号を付して重複
する説明を省略する。
【００１７】この実施の形態において、チョッパ制御器
６は、更に、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９の出力電圧のＯ
ＦＦ期間の継続状態を監視し、所定時間継続してＯＦＦ
状態にあることを検出したときに制御信号を出力するＯ
ＦＦ状態検出回路１２と、還流ダイオード１１と直列接
続した抵抗体１３と、この抵抗体１３と並列接続した第
２電子スイッチ１４を備える。この第２電子スイッチ１
４は、ＯＦＦ状態検出回路１２から出力する制御信号に
よって制御し、第１電子スイッチ１０が励磁電流のＯＮ
−ＯＦＦ制御を繰り返している状態ではＯＮ（導通）状
態に制御して抵抗体１３を短絡し、ＯＮ−ＯＦＦ制御の
繰り返しを所定時間して停止してＯＦＦ状態を継続した
ときにはＯＦＦ（非導通）状態に制御して抵抗体１３の
短絡を解除する。
６は、更に、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９の出力電圧のＯ
ＦＦ期間の継続状態を監視し、所定時間継続してＯＦＦ
状態にあることを検出したときに制御信号を出力するＯ
ＦＦ状態検出回路１２と、還流ダイオード１１と直列接
続した抵抗体１３と、この抵抗体１３と並列接続した第
２電子スイッチ１４を備える。この第２電子スイッチ１
４は、ＯＦＦ状態検出回路１２から出力する制御信号に
よって制御し、第１電子スイッチ１０が励磁電流のＯＮ
−ＯＦＦ制御を繰り返している状態ではＯＮ（導通）状
態に制御して抵抗体１３を短絡し、ＯＮ−ＯＦＦ制御の
繰り返しを所定時間して停止してＯＦＦ状態を継続した
ときにはＯＦＦ（非導通）状態に制御して抵抗体１３の
短絡を解除する。
【００１８】第１および第２電子スイッチ１０，１４
は、ＭＯＳ−ＦＥＴを使用する。
は、ＭＯＳ−ＦＥＴを使用する。
【００１９】ＯＦＦ状態検出回路１２は、ＯＮ−ＯＦＦ
比率制御器９から出力される出力電圧を分離ダイオード
を介して入力し、コンデンサと抵抗器で構成した充放電
回路によって積分（平滑）し、その値が所定値以上の状
態では第２電子スイッチ１４を導通させ、ＯＦＦ信号が
所定時間継続することにより積分値が所定値を下回った
状態で第２電子スイッチ１４をＯＦＦ状態とするような
制御信号を発生する積分回路や、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御
器９から繰り返し出力される出力電圧の立上り（ＯＮ
時）により繰り返しトリガされて第２電子スイッチ１４
を導通させる制御信号を維持し、ＯＦＦ状態が所定時間
継続したときには反転して第２電子スイッチ１４をＯＦ
Ｆ状態にする制御信号を発生する単安定マルチ回路等に
よって構成することができる。また、このＯＦＦ状態検
出回路１２は、第１電子スイッチ１０の出力電圧を取り
込んで立上りを微分処理した後に同様に処理するように
変形して構成することもできる。この実施の形態におい
て、このＯＦＦ状態検出回路１２は、還流制御信号発生
回路に相当する。
比率制御器９から出力される出力電圧を分離ダイオード
を介して入力し、コンデンサと抵抗器で構成した充放電
回路によって積分（平滑）し、その値が所定値以上の状
態では第２電子スイッチ１４を導通させ、ＯＦＦ信号が
所定時間継続することにより積分値が所定値を下回った
状態で第２電子スイッチ１４をＯＦＦ状態とするような
制御信号を発生する積分回路や、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御
器９から繰り返し出力される出力電圧の立上り（ＯＮ
時）により繰り返しトリガされて第２電子スイッチ１４
を導通させる制御信号を維持し、ＯＦＦ状態が所定時間
継続したときには反転して第２電子スイッチ１４をＯＦ
Ｆ状態にする制御信号を発生する単安定マルチ回路等に
よって構成することができる。また、このＯＦＦ状態検
出回路１２は、第１電子スイッチ１０の出力電圧を取り
込んで立上りを微分処理した後に同様に処理するように
変形して構成することもできる。この実施の形態におい
て、このＯＦＦ状態検出回路１２は、還流制御信号発生
回路に相当する。
【００２０】通常運転状態において、ＯＮ−ＯＦＦ比率
制御器９は、出力電圧を１００μｓｅｃ程度の周期でＯ
Ｎ−ＯＦＦ制御し、同期発電機１の出力電圧が過大にな
ると出力電圧をＯＦＦ状態に固定して維持し、ＯＦＦ状
態検出回路１２は、この出力電圧のＯＦＦ期間の継続時
間が所定時間として設定した数１０ｍｓｅｃになると第
２電子スイッチ１４をＯＦＦ状態にする制御信号を発生
するように構成する。
制御器９は、出力電圧を１００μｓｅｃ程度の周期でＯ
Ｎ−ＯＦＦ制御し、同期発電機１の出力電圧が過大にな
ると出力電圧をＯＦＦ状態に固定して維持し、ＯＦＦ状
態検出回路１２は、この出力電圧のＯＦＦ期間の継続時
間が所定時間として設定した数１０ｍｓｅｃになると第
２電子スイッチ１４をＯＦＦ状態にする制御信号を発生
するように構成する。
【００２１】抵抗体１３は、還流ダイオ−ド１１を還流
する電流の方向を正としたとき、図２に示す電流−電圧
特性のように、流れる電流値に比例した電圧を発生する
もので、一般的に使用されている抵抗器である。
する電流の方向を正としたとき、図２に示す電流−電圧
特性のように、流れる電流値に比例した電圧を発生する
もので、一般的に使用されている抵抗器である。
【００２２】このような同期発電機用自動電圧調整装置
において、第１電子スイッチ１０と第２電子スイッチ１
４は、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９とＯＦＦ状態検出回路
１２によってそれぞれ制御され、そのＯＮ−ＯＦＦ特性
は、図３に示すように、通常の正電圧を発生させる範囲
では第２電子スイッチ１４をＯＮ状態にして励磁電流の
還流回路の電気抵抗を小さな値に維持して還流電流によ
る電力損失を軽減する。そして、第１電子スイッチ１０
は、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９の入力信号に対応して、
同期発電機１の出力電圧が設定値より低く、ＯＮ−ＯＦ
Ｆ比率制御器９の入力信号が小さい場合にはＯＮ−ＯＦ
Ｆ比率を大きくし、同期発電機１の出力電圧が設定値よ
り高くなってＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９の入力信号が大
きい場合にはＯＮ−ＯＦＦ比率を小さくするようにＯＮ
−ＯＦＦ制御（チョッパ制御）される。第１電子スイッ
チ１０のＯＮ−ＯＦＦ制御におけるＯＦＦ期間において
は、出力電流、即ち界磁コイル２に流れていた励磁電流
は、還流ダイオ−ド１１とＯＮ状態にある第２電子スイ
ッチ１２を経由して還流するように流れ続けてリップル
成分を減少する。この場合の出力電圧平均値の特性は、
図４に示す曲線ｈ−ｎのように、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御
器９の入力信号に対応して正の範囲で変化して励磁電流
の大きさを制御する。
において、第１電子スイッチ１０と第２電子スイッチ１
４は、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９とＯＦＦ状態検出回路
１２によってそれぞれ制御され、そのＯＮ−ＯＦＦ特性
は、図３に示すように、通常の正電圧を発生させる範囲
では第２電子スイッチ１４をＯＮ状態にして励磁電流の
還流回路の電気抵抗を小さな値に維持して還流電流によ
る電力損失を軽減する。そして、第１電子スイッチ１０
は、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９の入力信号に対応して、
同期発電機１の出力電圧が設定値より低く、ＯＮ−ＯＦ
Ｆ比率制御器９の入力信号が小さい場合にはＯＮ−ＯＦ
Ｆ比率を大きくし、同期発電機１の出力電圧が設定値よ
り高くなってＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９の入力信号が大
きい場合にはＯＮ−ＯＦＦ比率を小さくするようにＯＮ
−ＯＦＦ制御（チョッパ制御）される。第１電子スイッ
チ１０のＯＮ−ＯＦＦ制御におけるＯＦＦ期間において
は、出力電流、即ち界磁コイル２に流れていた励磁電流
は、還流ダイオ−ド１１とＯＮ状態にある第２電子スイ
ッチ１２を経由して還流するように流れ続けてリップル
成分を減少する。この場合の出力電圧平均値の特性は、
図４に示す曲線ｈ−ｎのように、ＯＮ−ＯＦＦ比率制御
器９の入力信号に対応して正の範囲で変化して励磁電流
の大きさを制御する。
【００２３】そして、全負荷遮断等によって同期発電機
１の出力電圧が設定値より高くなり過ぎて励磁電流を速
やかに低下させる必要が生じた状態では、ＯＮ−ＯＦＦ
比率制御器９は、第１電子スイッチ１０をＯＦＦ状態に
維持するように出力電圧をＯＦＦ状態に維持する。この
とき、界磁コイル２に流れていた励磁電流は還流ダイオ
ード１１と第２電子スイッチ１４を通して還流するが、
ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９の出力電圧のＯＦＦ状態が所
定時間継続すると、ＯＦＦ状態検出回路１２が第２電子
スイッチ１４をＯＦＦ状態にするような制御信号を出力
する。これにより、第２電子スイッチ１４はＯＦＦ状態
となるので、界磁コイル２のインダクタンスによって流
れる還流電流は、還流ダイオ−ド１１から抵抗体１３を
経由して界磁コイル２に戻る還流回路に流れるようにな
るので、抵抗体１３の端子間、即ち自動電圧調整装置３
の端子（Ｐ，Ｎ）間の電圧値は、図２に示したように、
流れている還流電流とによって決まる値となり、チョッ
パ制御器６の入出力特性は、図４に示した直線ｎ−ｌの
ようになる。ここで、Ｖｓは、図２に示すように、抵抗
体の特性により決まる電圧である。
１の出力電圧が設定値より高くなり過ぎて励磁電流を速
やかに低下させる必要が生じた状態では、ＯＮ−ＯＦＦ
比率制御器９は、第１電子スイッチ１０をＯＦＦ状態に
維持するように出力電圧をＯＦＦ状態に維持する。この
とき、界磁コイル２に流れていた励磁電流は還流ダイオ
ード１１と第２電子スイッチ１４を通して還流するが、
ＯＮ−ＯＦＦ比率制御器９の出力電圧のＯＦＦ状態が所
定時間継続すると、ＯＦＦ状態検出回路１２が第２電子
スイッチ１４をＯＦＦ状態にするような制御信号を出力
する。これにより、第２電子スイッチ１４はＯＦＦ状態
となるので、界磁コイル２のインダクタンスによって流
れる還流電流は、還流ダイオ−ド１１から抵抗体１３を
経由して界磁コイル２に戻る還流回路に流れるようにな
るので、抵抗体１３の端子間、即ち自動電圧調整装置３
の端子（Ｐ，Ｎ）間の電圧値は、図２に示したように、
流れている還流電流とによって決まる値となり、チョッ
パ制御器６の入出力特性は、図４に示した直線ｎ−ｌの
ようになる。ここで、Ｖｓは、図２に示すように、抵抗
体の特性により決まる電圧である。
【００２４】従って、界磁コイル２のインダクタンスに
よって該界磁コイル２に還流する励磁電流は、抵抗体１
３による電力消費によって速やかに減少し、同期発電機
１の出力電圧を速やかに低下させる。
よって該界磁コイル２に還流する励磁電流は、抵抗体１
３による電力消費によって速やかに減少し、同期発電機
１の出力電圧を速やかに低下させる。
【００２５】第１電子スイッチ１０のＯＮ−ＯＦＦ動作
による励磁電流供給のチョッパ制御と第２電子スイッチ
１４のＯＮ−ＯＦＦ動作による励磁電流の還流制御は、
電力損失の増加を防止し、励磁電流のリップル成分を軽
減するためには、正確に連係することが必要である。
による励磁電流供給のチョッパ制御と第２電子スイッチ
１４のＯＮ−ＯＦＦ動作による励磁電流の還流制御は、
電力損失の増加を防止し、励磁電流のリップル成分を軽
減するためには、正確に連係することが必要である。
【００２６】この実施の形態においては、第１電子スイ
ッチ１０をＯＮ−ＯＦＦ制御するＯＮ−ＯＦＦ比率制御
器９の出力電圧または界磁コイル２に供給する励磁電流
をチョッパ制御する第１電子スイッチ１０の出力電圧を
ＯＦＦ状態検出回路１２によって検出して第２電子スイ
ッチ１４をＯＮ−ＯＦＦ制御する制御信号を生成するよ
うに構成しているので、第１電子スイッチ１０と第２電
子スイッチ１４のＯＮ−ＯＦＦ制御を極めて正確に連係
させ、安定に動作させることができる。
ッチ１０をＯＮ−ＯＦＦ制御するＯＮ−ＯＦＦ比率制御
器９の出力電圧または界磁コイル２に供給する励磁電流
をチョッパ制御する第１電子スイッチ１０の出力電圧を
ＯＦＦ状態検出回路１２によって検出して第２電子スイ
ッチ１４をＯＮ−ＯＦＦ制御する制御信号を生成するよ
うに構成しているので、第１電子スイッチ１０と第２電
子スイッチ１４のＯＮ−ＯＦＦ制御を極めて正確に連係
させ、安定に動作させることができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の同期発電機用自動電圧調整装置
は、同期発電機の界磁コイルに流れる励磁電流を速やか
に減少させることができるので、負荷急減時などに出力
電圧が過上昇するのを抑制することができる。
は、同期発電機の界磁コイルに流れる励磁電流を速やか
に減少させることができるので、負荷急減時などに出力
電圧が過上昇するのを抑制することができる。
【００２８】また、界磁コイルに流れる励磁電流の減少
は抵抗体による電力消費によって行うが、通常運転状態
ではこの抵抗体による電力消費を抑制するようにしてい
るので、抵抗体の電力損失が少なく、装置の電力損失と
大型化を軽減することができる。
は抵抗体による電力消費によって行うが、通常運転状態
ではこの抵抗体による電力消費を抑制するようにしてい
るので、抵抗体の電力損失が少なく、装置の電力損失と
大型化を軽減することができる。
【００２９】更に、界磁コイルから抵抗体に流れる還流
電流を制御する第２電子スイッチは、界磁コイルに供給
する励磁電流をチョッパ制御する第１電子スイッチの制
御電圧または第１電子スイッチの出力電圧に基づいて制
御するようにしているので、第１および第２電子スイッ
チのＯＮ−ＯＦＦ制御を極めて正確に連係させることが
できる。
電流を制御する第２電子スイッチは、界磁コイルに供給
する励磁電流をチョッパ制御する第１電子スイッチの制
御電圧または第１電子スイッチの出力電圧に基づいて制
御するようにしているので、第１および第２電子スイッ
チのＯＮ−ＯＦＦ制御を極めて正確に連係させることが
できる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す同期発電機用自動
電圧調整装置の電気的回路図である。
電圧調整装置の電気的回路図である。
【図２】図１に示した本発明の同期発電機用自動電圧調
整装置における抵抗体の特性図である。
整装置における抵抗体の特性図である。
【図３】図１に示した本発明の同期発電機用自動電圧調
整装置における励磁電流チョッパ制御特性図である。
整装置における励磁電流チョッパ制御特性図である。
【図４】図１に示した本発明の同期発電機用自動電圧調
整装置の励磁電流チョッパ制御における出力電圧の特性
図である。
整装置の励磁電流チョッパ制御における出力電圧の特性
図である。
【図５】従来の同期発電機用自動電圧調整装置の電気的
回路図である。
回路図である。
【図６】従来の同期発電機用自動電圧調整装置の励磁電
流チョッパ制御特性図である。
流チョッパ制御特性図である。
１…同期発電機、２…界磁コイル、３…自動電圧調整装
置、４…電圧検出器、６…チョッパ制御器、７…整流
器、８…フィルタ用コンデンサ、９…ＯＮ−ＯＦＦ比率
制御器、１０…第１電子スイッチ、１１…還流ダイオ−
ド、１２…ＯＮ−ＯＦＦ状態検出回路、１３…抵抗体、
１４…第２電子スイッチ。
置、４…電圧検出器、６…チョッパ制御器、７…整流
器、８…フィルタ用コンデンサ、９…ＯＮ−ＯＦＦ比率
制御器、１０…第１電子スイッチ、１１…還流ダイオ−
ド、１２…ＯＮ−ＯＦＦ状態検出回路、１３…抵抗体、
１４…第２電子スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 宣夫 茨城県日立市東金沢町一丁目15番25号 株 式会社日立エレクトリックシステムズ内 Ｆターム(参考） 5H590 AA02 AA15 AA21 BB15 CC01 CC28 CD01 DD25 DD64 DD72 EB02 FA06 FB01 FC14 FC21 FC22 HA02 JB15 JB20
Claims (3)
- 【請求項１】界磁コイルを有する同期発電機の出力電圧
を所定値に維持するように前記界磁コイルに供給する励
磁電流を断続制御する第１電子スイッチと、この第１電
子スイッチを遮断するときに前記界磁コイルに流れてい
る励磁電流を還流させる還流ダイオードを備えた同期発
電機用自動電圧調整装置において、 前記還流ダイオードと直列に接続した抵抗体と、この抵
抗体に並列した第２電子スイッチと、前記第１電子スイ
ッチが励磁電流の断続制御を繰り返している状態では前
記第２電子スイッチを導通状態に制御し、断続制御の繰
り返しを所定時間継続して停止したときには前記第２電
子スイッチを非導通状態に制御する還流制御信号発生回
路を設けたことを特徴とする同期発電機用自動電圧制御
装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記還流制御信号発生
回路は、前記第１電子スイッチを断続制御する信号また
は第１電子スイッチの出力電圧に基づいて充放電するコ
ンデンサと抵抗器の充放電回路を備えたことを特徴とす
る同期発電機用自動電圧調整装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記還流制御信号発生
回路は、前記第１電子スイッチを断続制御する信号また
は第１電子スイッチの出力電圧に基づいて動作する単安
定マルチ回路を備えたことを特徴とする同期発電機用自
動電圧調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000115318A JP2001298996A (ja) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | 同期発電機用自動電圧調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000115318A JP2001298996A (ja) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | 同期発電機用自動電圧調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001298996A true JP2001298996A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=18626987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000115318A Pending JP2001298996A (ja) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | 同期発電機用自動電圧調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001298996A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101143367B1 (ko) | 2010-01-06 | 2012-05-18 | 이경산전 주식회사 | Ｋｔｘ 고속전철 추진제어시스템의 여자초퍼장치 설계방법 |
| CN110056465A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-07-26 | 重庆交通职业学院 | 具有励磁电流自调节功能的水流发电系统 |
| CN111064403A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-24 | 绍兴市上虞区理工高等研究院 | 一种基于励磁系统的电路控制方法及装置 |
-
2000
- 2000-04-17 JP JP2000115318A patent/JP2001298996A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101143367B1 (ko) | 2010-01-06 | 2012-05-18 | 이경산전 주식회사 | Ｋｔｘ 고속전철 추진제어시스템의 여자초퍼장치 설계방법 |
| CN110056465A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-07-26 | 重庆交通职业学院 | 具有励磁电流自调节功能的水流发电系统 |
| CN110056465B (zh) * | 2019-05-24 | 2024-01-26 | 重庆交通职业学院 | 具有励磁电流自调节功能的水流发电系统 |
| CN111064403A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-24 | 绍兴市上虞区理工高等研究院 | 一种基于励磁系统的电路控制方法及装置 |
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