JP2002354670A - 位相調整装置及びその運転方法 - Google Patents
位相調整装置及びその運転方法Info
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- JP2002354670A JP2002354670A JP2001153703A JP2001153703A JP2002354670A JP 2002354670 A JP2002354670 A JP 2002354670A JP 2001153703 A JP2001153703 A JP 2001153703A JP 2001153703 A JP2001153703 A JP 2001153703A JP 2002354670 A JP2002354670 A JP 2002354670A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Abstract
(57)【要約】
【課題】 位相調整装置10を簡単、かつ、安価に構成
すると共に狭いスペースでも設置できるようにする。 【解決手段】 誘導機13の1次巻線13aを第1系統
11に、2次巻線13bを第2系統12に接続器20
a,20bを介して接続する。また、誘導機13の回転
子13cと機械的に結合されて回転トルクを付与する歯
車からなる回転装置14を設け、この回転装置14をモ
ータ15aにより駆動する。これにより回転装置14の
回転速度が制御されて誘導機13の1次巻線13aと2
次巻線13bとの相対的な電圧位相を調整する。この
際、電力融通する方向に応じて切替器20a,20bを
切換えるようにする。
すると共に狭いスペースでも設置できるようにする。 【解決手段】 誘導機13の1次巻線13aを第1系統
11に、2次巻線13bを第2系統12に接続器20
a,20bを介して接続する。また、誘導機13の回転
子13cと機械的に結合されて回転トルクを付与する歯
車からなる回転装置14を設け、この回転装置14をモ
ータ15aにより駆動する。これにより回転装置14の
回転速度が制御されて誘導機13の1次巻線13aと2
次巻線13bとの相対的な電圧位相を調整する。この
際、電力融通する方向に応じて切替器20a,20bを
切換えるようにする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2以上の電力系統
や電力送電線の間での電力融通を行なう際に用いる位相
調整装置及びその運転方法に関する。
や電力送電線の間での電力融通を行なう際に用いる位相
調整装置及びその運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】2以上の電力系統や電力送電線の間で電
力融通を行なう際には、例えば図3に示すような位相調
整装置100が用いられている。
力融通を行なう際には、例えば図3に示すような位相調
整装置100が用いられている。
【0003】当該位相調整装置100は、1次巻線10
3aと2次巻線103bとを備えた第1誘導機103、
該第1誘導機103の回転子103cと機械的に接続さ
れた回転子104aを備えて、1次巻線103aと2次
巻線103bの相対的電圧位相を調整する回転装置10
4とを主要構成としている。
3aと2次巻線103bとを備えた第1誘導機103、
該第1誘導機103の回転子103cと機械的に接続さ
れた回転子104aを備えて、1次巻線103aと2次
巻線103bの相対的電圧位相を調整する回転装置10
4とを主要構成としている。
【0004】そして、第1誘導機103の1次巻線10
3aは第1系統101に接続され、2次巻線103bは
第2系統102に接続されている。なお、第1系統10
1及び第2系統102は、共に同じ周波数f(通常50
Hz又は60Hz)であるが別系統である。
3aは第1系統101に接続され、2次巻線103bは
第2系統102に接続されている。なお、第1系統10
1及び第2系統102は、共に同じ周波数f(通常50
Hz又は60Hz)であるが別系統である。
【0005】この第1誘導機103の回転子103c
は、第1系統101の周波数がf1、第2系統102の
周波数がf2である場合、第1誘導機103の同期速度
をN0とすると、 N=N0×(f1−f2)/f …(1) で与えらる回転速度Nで回転する。
は、第1系統101の周波数がf1、第2系統102の
周波数がf2である場合、第1誘導機103の同期速度
をN0とすると、 N=N0×(f1−f2)/f …(1) で与えらる回転速度Nで回転する。
【0006】例えば、両系統における通常の周波数がf
=50Hzであり、これがf1=50.1Hz、f2=
49.9Hzとなった場合に、第1誘導機103の同期
回転速度をNO=500/minとすると、第1誘導機
103の回転子103cは式1よりN=2/minで回
転することになる。
=50Hzであり、これがf1=50.1Hz、f2=
49.9Hzとなった場合に、第1誘導機103の同期
回転速度をNO=500/minとすると、第1誘導機
103の回転子103cは式1よりN=2/minで回
転することになる。
【0007】一方、この位相調整装置100の融通電力
Pは、第1誘導機103の1次巻線103a及び2次巻
線103bの電圧をそれぞれV1、V2とし、1次巻線
103aと2次巻線103b間の電圧位相差をδ、1次
巻線103aと2次巻線103bとの間のリアクタンス
をXとすると、 P=(V1×V2×SIN(δ))/X …(2) で表される。
Pは、第1誘導機103の1次巻線103a及び2次巻
線103bの電圧をそれぞれV1、V2とし、1次巻線
103aと2次巻線103b間の電圧位相差をδ、1次
巻線103aと2次巻線103bとの間のリアクタンス
をXとすると、 P=(V1×V2×SIN(δ))/X …(2) で表される。
【0008】そして、この電圧位相差δを回転装置10
4のトルクTを制御することによって調整して、両系統
間で融通電力Pを融通する。
4のトルクTを制御することによって調整して、両系統
間で融通電力Pを融通する。
【0009】即ち、回転装置104にトルクTを作用さ
せて式2によって定る融通電力Pに相当する電圧位相差
δ分だけ回転装置104を回転させる。
せて式2によって定る融通電力Pに相当する電圧位相差
δ分だけ回転装置104を回転させる。
【0010】ここで、回転装置104に発生させるトル
クTは、誘導機103の回転子103cの回転方向に対
して順方向又は逆方向となるが、回転装置104は誘導
機103の回転子103cと機械的に接続されているの
で、逆方向のトルクTを発生させる場合、回転装置10
4に制動をかけるように制御することとなる。
クTは、誘導機103の回転子103cの回転方向に対
して順方向又は逆方向となるが、回転装置104は誘導
機103の回転子103cと機械的に接続されているの
で、逆方向のトルクTを発生させる場合、回転装置10
4に制動をかけるように制御することとなる。
【0011】以上より、位相調整装置100は両系統間
の周波数差に相当する回転速度で機械的に回転しなが
ら、回転装置104のトルクTによって両系統間の電圧
位相差δを調整することで両系統間の融通電力を制御し
ている。
の周波数差に相当する回転速度で機械的に回転しなが
ら、回転装置104のトルクTによって両系統間の電圧
位相差δを調整することで両系統間の融通電力を制御し
ている。
【0012】このような回転装置104として、これま
で可変速揚水発電プラント等で実績のある二重給電発電
機を適用することが考えられている。
で可変速揚水発電プラント等で実績のある二重給電発電
機を適用することが考えられている。
【0013】図4は、かかる場合のシステム構成を示す
図で、回転装置104として第1誘導機103の回転子
103cにその回転子が機械的に接続された第2誘導機
105が設けられ、該第2誘導機105の2次巻線10
5bには回転子を励磁するための励磁装置106が接続
されている。
図で、回転装置104として第1誘導機103の回転子
103cにその回転子が機械的に接続された第2誘導機
105が設けられ、該第2誘導機105の2次巻線10
5bには回転子を励磁するための励磁装置106が接続
されている。
【0014】そして、第2系統102から第1系統10
1に電力を送る場合には、第2誘導機105は第1誘導
機103に回転トルクTを加える。この回転トルクT
は、励磁装置106により第2誘導機105の回転を制
御することにより調整される。
1に電力を送る場合には、第2誘導機105は第1誘導
機103に回転トルクTを加える。この回転トルクT
は、励磁装置106により第2誘導機105の回転を制
御することにより調整される。
【0015】これにより、回転トルクTで第1誘導機1
03の回転速度と両系統間の電圧位相差δが調整され
て、両系統間の融通電力Pが制御されるようになる。
03の回転速度と両系統間の電圧位相差δが調整され
て、両系統間の融通電力Pが制御されるようになる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転装
置104として二重給電発電機を用いた場合には、主機
である第1誘導機103の他に第2誘導機105及びそ
の励磁装置106を必要とするため、コストアップの要
因なると共に、これらの設置に広いスペースが必要にな
ったり、複雑な励磁制御が必要となる問題があった。
置104として二重給電発電機を用いた場合には、主機
である第1誘導機103の他に第2誘導機105及びそ
の励磁装置106を必要とするため、コストアップの要
因なると共に、これらの設置に広いスペースが必要にな
ったり、複雑な励磁制御が必要となる問題があった。
【0017】そこで、本発明は、回転装置として二重給
電発電機を用いなくても、簡単、かつ、安価に狭いスペ
ースでも設置できるようにした位相調整装置を提供する
ことを目的とする。
電発電機を用いなくても、簡単、かつ、安価に狭いスペ
ースでも設置できるようにした位相調整装置を提供する
ことを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1にかかる発明は、2つの電力系統又は電力
送電線の間に設けられ、電力系統又は電力送電線の一方
に接続された1次巻線と他方に接続された2次巻線とを
備えた誘導機と、該誘導機の回転子と機械的に結合され
て回転トルクを付与する回転装置と、該回転装置の回転
速度を制御することによって誘導機の1次巻線と2次巻
線との相対的な電圧位相を調整する速度調整装置とを有
して、電力系統又は電力送電線の一方から他方へ電力を
融通する位相調整装置において、2つの電力系統又は電
力送電線の間における電力の融通方向によって1次巻線
と2次巻線とに接続する当該電力系統又は電力送電線を
入換える切換器を設けて、回転装置として二重給電発電
機を用いなくても、簡単、かつ、安価に狭いスペースで
も設置できるようにしたことを特徴とする。
め、請求項1にかかる発明は、2つの電力系統又は電力
送電線の間に設けられ、電力系統又は電力送電線の一方
に接続された1次巻線と他方に接続された2次巻線とを
備えた誘導機と、該誘導機の回転子と機械的に結合され
て回転トルクを付与する回転装置と、該回転装置の回転
速度を制御することによって誘導機の1次巻線と2次巻
線との相対的な電圧位相を調整する速度調整装置とを有
して、電力系統又は電力送電線の一方から他方へ電力を
融通する位相調整装置において、2つの電力系統又は電
力送電線の間における電力の融通方向によって1次巻線
と2次巻線とに接続する当該電力系統又は電力送電線を
入換える切換器を設けて、回転装置として二重給電発電
機を用いなくても、簡単、かつ、安価に狭いスペースで
も設置できるようにしたことを特徴とする。
【0019】請求項2にかかる発明は、2つの電力系統
又は電力送電線の間に設けられ、電力系統又は電力送電
線の一方に接続された1次巻線と他方に接続された2次
巻線とを備えた誘導機を備えて、該誘導機の回転子に回
転トルクを付与し、1次巻線と2次巻線との相対的な電
圧位相を調整して、電力系統又は電力送電線の一方から
他方へ電力を融通する位相調整装置の運転方法におい
て、2つの電力系統又は電力送電線の間における電力の
融通方向を逆にした場合、1次巻線と2次巻線とに接続
する当該電力系統又は電力送電線を入換えることを特徴
とする。
又は電力送電線の間に設けられ、電力系統又は電力送電
線の一方に接続された1次巻線と他方に接続された2次
巻線とを備えた誘導機を備えて、該誘導機の回転子に回
転トルクを付与し、1次巻線と2次巻線との相対的な電
圧位相を調整して、電力系統又は電力送電線の一方から
他方へ電力を融通する位相調整装置の運転方法におい
て、2つの電力系統又は電力送電線の間における電力の
融通方向を逆にした場合、1次巻線と2次巻線とに接続
する当該電力系統又は電力送電線を入換えることを特徴
とする。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図1及び図2は本実施の形態にかかる位相
調整装置10が適用された電力系統の構成図である。
て説明する。図1及び図2は本実施の形態にかかる位相
調整装置10が適用された電力系統の構成図である。
【0021】これらの図において、位相調整装置10に
は1次巻線13aと2次巻線13bとを備えた誘導機1
3、該誘導機13の回転子13cと機械的に結合されて
回転トルクを付与する歯車である回転装置14、該回転
装置14の回転速度を制御する速度調整装置15等が設
けられている。誘導機13の1次巻線13aは切換器2
0aに接続されており、2次巻線13bは切換器20b
に接続されている。
は1次巻線13aと2次巻線13bとを備えた誘導機1
3、該誘導機13の回転子13cと機械的に結合されて
回転トルクを付与する歯車である回転装置14、該回転
装置14の回転速度を制御する速度調整装置15等が設
けられている。誘導機13の1次巻線13aは切換器2
0aに接続されており、2次巻線13bは切換器20b
に接続されている。
【0022】そして、これらの切替器20a、20bを
切換えることによって、1次巻線13a、2次巻線13
bはそれぞれ第1系統又は第2系統に接続可能になっ
て、この切換器20a,20bは、1方が第1系統11
に接続された場合、他方が第2系統に接続されるように
切換えられる。
切換えることによって、1次巻線13a、2次巻線13
bはそれぞれ第1系統又は第2系統に接続可能になっ
て、この切換器20a,20bは、1方が第1系統11
に接続された場合、他方が第2系統に接続されるように
切換えられる。
【0023】即ち、切換器20aを第1系統に接続し、
切換器20bを第2系統に接続した場合を図1に示し、
切換器20bを第1系統に接続し、切換器20aを第2
系統に接続した場合を図2に示している。
切換器20bを第2系統に接続した場合を図1に示し、
切換器20bを第1系統に接続し、切換器20aを第2
系統に接続した場合を図2に示している。
【0024】なお、速度調整装置15は、歯車である回
転装置14と歯合して当該回転装置14を駆動するモー
タ15a、該モータ15aを制御する制御装置15b等
により構成されている。
転装置14と歯合して当該回転装置14を駆動するモー
タ15a、該モータ15aを制御する制御装置15b等
により構成されている。
【0025】このような構成で、第1系統11の周波数
がf1、第2系統12の周波数がf2となり、第2系統
12から第1系統11の方向(図1の直線矢印方向)に
電力融通する場合を図1に示す。
がf1、第2系統12の周波数がf2となり、第2系統
12から第1系統11の方向(図1の直線矢印方向)に
電力融通する場合を図1に示す。
【0026】この場合には、誘導機13が式1に従い回
転速度Nで回転するが、融通電力Pを第2系統12から
第1系統11に融通するために、制御装置15bがモー
タ15aの回転を制御して回転装置14に回転子13c
と同じ方向への回転トルクTを伝達する。
転速度Nで回転するが、融通電力Pを第2系統12から
第1系統11に融通するために、制御装置15bがモー
タ15aの回転を制御して回転装置14に回転子13c
と同じ方向への回転トルクTを伝達する。
【0027】これにより、回転装置14と機械的に連結
された誘導機13の回転子13cは式2で決る電圧位相
差δだけ回転方向へさらに回転して融通電力Pが融通さ
れる。
された誘導機13の回転子13cは式2で決る電圧位相
差δだけ回転方向へさらに回転して融通電力Pが融通さ
れる。
【0028】次に、第1系統11から第2系統12への
電力を融通する場合を考える。この場合、図1において
回転装置14に、誘導機13の回転子13cの回転方向
と逆の方向に回転トルクTを作用させればよいことにな
る。
電力を融通する場合を考える。この場合、図1において
回転装置14に、誘導機13の回転子13cの回転方向
と逆の方向に回転トルクTを作用させればよいことにな
る。
【0029】ここで回転装置14は誘導機13の回転子
13cと機械的に接続されているため、回転子13cの
トルクによるエネルギーを回生する必要が生じる。
13cと機械的に接続されているため、回転子13cの
トルクによるエネルギーを回生する必要が生じる。
【0030】ところが、回転装置14は歯車であり、モ
ータ15aによって回転力をえるため、かかる回生を行
うことは不可能である。
ータ15aによって回転力をえるため、かかる回生を行
うことは不可能である。
【0031】そこで、本実施の形態において、第1系統
11から第2系統12への電力を融通する場合に、図2
に示すように、切換器20a,20bを切換えて、第1
系統11を2次巻線13bに、第2系統12を1次巻線
13aに接続する。
11から第2系統12への電力を融通する場合に、図2
に示すように、切換器20a,20bを切換えて、第1
系統11を2次巻線13bに、第2系統12を1次巻線
13aに接続する。
【0032】即ち、本実施の形態は、電力融通方向が逆
になった場合に、切換器20a,20bを操作して1次
巻線13aと2次巻線13bとに接続される電力系統を
入換えるものである。
になった場合に、切換器20a,20bを操作して1次
巻線13aと2次巻線13bとに接続される電力系統を
入換えるものである。
【0033】そして、この場合、誘導機13は式1に従
って回転速度Nで回転するので、回転子13cの回転方
向は図1で示したものと逆方向になるが、第1系統11
から第2系統12へ電力を融通するためには図1と同様
に回転子13cの回転方向と同じ方向に回転装置14か
ら回転トルクTを与えればよい。
って回転速度Nで回転するので、回転子13cの回転方
向は図1で示したものと逆方向になるが、第1系統11
から第2系統12へ電力を融通するためには図1と同様
に回転子13cの回転方向と同じ方向に回転装置14か
ら回転トルクTを与えればよい。
【0034】従って、回転装置14及びモータ15aで
エネルギーの回生をする必要がなくなり、どちらの方向
にも融通電力Pを融通することができるようになる。
エネルギーの回生をする必要がなくなり、どちらの方向
にも融通電力Pを融通することができるようになる。
【0035】以上説明したように、本実施の形態を用い
ることで、歯車である回転装置14と、この回転装置に
トルクを伝達するモータ15aといった簡単な構成で誘
導機の回転子13cに与える回転トルクTを制御し、所
望の電力融通が可能になるため、安価、かつ、簡単な構
成で位相調整装置10を構成することができると共に、
その設置面積も小さくてすることが可能になる。
ることで、歯車である回転装置14と、この回転装置に
トルクを伝達するモータ15aといった簡単な構成で誘
導機の回転子13cに与える回転トルクTを制御し、所
望の電力融通が可能になるため、安価、かつ、簡単な構
成で位相調整装置10を構成することができると共に、
その設置面積も小さくてすることが可能になる。
【0036】なお、切換器20a,20bの切換は、操
作員によるマニュアル操作で行う構成であっても良い
が、各系統の電圧、位相、周波数及び電力融通の方向を
検出して自動で回転方向と電力融通の方向によって、回
転装置14によって常に回転子13cの方向と同じ方向
に回転トルクTを与えるように制御すればよい。
作員によるマニュアル操作で行う構成であっても良い
が、各系統の電圧、位相、周波数及び電力融通の方向を
検出して自動で回転方向と電力融通の方向によって、回
転装置14によって常に回転子13cの方向と同じ方向
に回転トルクTを与えるように制御すればよい。
【0037】また、切替器20a,20bは、誘導機1
3の1次巻線13a及び2次巻線13bが第1系統及び
第2系統のそれぞれに接続されるように切換えられれば
よいので、複数の開閉器によって構成することもでき
る。これによって、大容量の位相調整装置を提供するこ
とが可能となる。
3の1次巻線13a及び2次巻線13bが第1系統及び
第2系統のそれぞれに接続されるように切換えられれば
よいので、複数の開閉器によって構成することもでき
る。これによって、大容量の位相調整装置を提供するこ
とが可能となる。
【0038】また、上記説明では電力系統が2系統の場
合について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、2以上の系統間に適用する場合であっても良
く、さらに電力系統に適用対象を限定するものではなく
電力送電線においても適用できる。
合について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、2以上の系統間に適用する場合であっても良
く、さらに電力系統に適用対象を限定するものではなく
電力送電線においても適用できる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
2つの電力系統又は電力送電線の間における電力の融通
方向によって1次巻線と2次巻線とに接続する当該電力
系統又は電力送電線を入換える切換器を設けたので、回
転装置として二重給電発電機を用いなくても、簡単、か
つ、安価に狭いスペースでも設置できるようになる。
2つの電力系統又は電力送電線の間における電力の融通
方向によって1次巻線と2次巻線とに接続する当該電力
系統又は電力送電線を入換える切換器を設けたので、回
転装置として二重給電発電機を用いなくても、簡単、か
つ、安価に狭いスペースでも設置できるようになる。
【図1】本発明の実施の形態の説明に適用される位相調
整装置の概略構成図である。
整装置の概略構成図である。
【図2】図1に対して、誘導機と系統との接続を逆にし
た場合の位相調整装置の概略構成図である。
た場合の位相調整装置の概略構成図である。
【図3】従来の技術の説明に適用される位相調整装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図4】二重給電発電機を適用した場合の図3に代る構
成図である。
成図である。
10 位相調整装置 11 第1系統 12 第2系統 13 誘導機 13a 1次巻線 13b 2次巻線 13c 回転子 14 回転装置 15 速度調整装置 15a モータ 15b 制御装置 20a,20b 切換器
Claims (2)
- 【請求項1】 2つの電力系統又は電力送電線の間に設
けられ、前記電力系統又は電力送電線の一方に接続され
た1次巻線と他方に接続された2次巻線とを備えた誘導
機と、該誘導機の回転子に機械的に結合されて回転トル
クを付与する回転装置と、該回転装置の回転速度を制御
することによって前記誘導機の1次巻線と2次巻線との
相対的な電圧位相を調整する速度調整装置とを有して、
前記電力系統又は電力送電線の一方から他方へ電力を融
通する位相調整装置において、 前記2つの電力系統又は電力送電線の間における電力の
融通方向によって、前記1次巻線と2次巻線とに接続す
る該電力系統又は電力送電線を入換える切換器を設けた
ことを特徴とする位相調整装置。 - 【請求項2】 2つの電力系統又は電力送電線の間に設
けられ、前記電力系統又は電力送電線の一方に接続され
た1次巻線と他方に接続された2次巻線とを備えた誘導
機を有し、該誘導機の回転子に回転トルクを付与し、前
記1次巻線と前記2次巻線との相対的な電圧位相を調整
して、前記電力系統又は電力送電線の一方から他方へ電
力を融通する位相調整装置の運転方法において、 前記2つの電力系統又は電力送電線の間における電力の
融通方向を逆にした場合、前記1次巻線と2次巻線とに
接続する当該電力系統又は電力送電線を入換えることを
特徴とする位相調整装置の運転方法。
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---|---|---|---|
JP2001153703A JP2002354670A (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 位相調整装置及びその運転方法 |
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JP2001153703A JP2002354670A (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 位相調整装置及びその運転方法 |
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JP2001153703A Withdrawn JP2002354670A (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 位相調整装置及びその運転方法 |
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---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-05-23 JP JP2001153703A patent/JP2002354670A/ja not_active Withdrawn
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