JP2003061380A - 同期機のサイリスタ起動装置 - Google Patents
同期機のサイリスタ起動装置Info
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- JP2003061380A JP2003061380A JP2001243454A JP2001243454A JP2003061380A JP 2003061380 A JP2003061380 A JP 2003061380A JP 2001243454 A JP2001243454 A JP 2001243454A JP 2001243454 A JP2001243454 A JP 2001243454A JP 2003061380 A JP2003061380 A JP 2003061380A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 全ての運転領域で転流失敗を防止しながらサ
イリスタ起動装置を効率よく運転したい。 【解決手段】 【請求項１】 交流を直流に変換する順変換器２と前記
順変換器の直流出力を可変周波数の交流電力に変換して
同期機に供給する逆変換器４と、前記逆変換器の電流信
号と前記同期機の出力電圧信号と回転速度信号とを入力
して前記逆変換器の余裕角設定値に対し、転流重なり角
を見込んだ余裕角制御信号を出力する余裕角制御装置２
０を備えた同期機のサイリスタ起動装置において、前記
回転速度信号を入力し、前記回転速度信号Ｎs に対応す
る前記逆変換器の余裕角設定値を出力する関数発生器２
２を備えた。
イリスタ起動装置を効率よく運転したい。 【解決手段】 【請求項１】 交流を直流に変換する順変換器２と前記
順変換器の直流出力を可変周波数の交流電力に変換して
同期機に供給する逆変換器４と、前記逆変換器の電流信
号と前記同期機の出力電圧信号と回転速度信号とを入力
して前記逆変換器の余裕角設定値に対し、転流重なり角
を見込んだ余裕角制御信号を出力する余裕角制御装置２
０を備えた同期機のサイリスタ起動装置において、前記
回転速度信号を入力し、前記回転速度信号Ｎs に対応す
る前記逆変換器の余裕角設定値を出力する関数発生器２
２を備えた。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同期機のサイリス
タ起動装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図３は従来のサイリスタ起動装置の構成
図であって、この図を用いて従来装置を説明する。図３
において、１は入力変圧器、２は順変換器、３は直流リ
アクトル、４は逆変換器、５は交流リアクトル、６は同
期機である。順変換器２と逆変換器４は各々サイリスタ
素子で構成された三相整流器である。 【０００３】又、同期機６は界磁巻線７を持つと共に軸
上には速度パルス発生器８が設けられている。更に入力
変圧器１の１次側には順変換器２のための同期電源変圧
器９が、同期機６の出力端には逆変換器４のための同期
電源変圧器１０が、順変換器２の交流側には変流器１１
が夫々設けられている。 【０００４】又、１３は制御装置の全体構成を示したも
ので以下の構成要素からなる。速度検出器１４は、速度
パルス発生器８が出力する同期機６の回転速度Ｎに比例
した周波数のパルスを入力し、同期機回転速度信号Ｎs
を出力する。速度調整器１５は同期機回転速度信号Ｎs
と回転速度設定値Ｎr とを入力し、その偏差を増幅し電
流基準信号Ｉr を出力する。 【０００５】電流検出器１６は、変流器１１の交流出力
を整流し、変換器電流Ｉd に比例した変換器電流信号Ｉ
を出力する。電流調整器１７は、電流基準信号Ｉr と変
換器電流信号Ｉとを入力し、その偏差信号を増幅し順変
換器位相制御信号θr1を出力する。 【０００６】順変換器パルス発生器１８は、順変換器同
期電源変圧器９の交流出力を入力し、同期電源位相θ1
を検出すると共に、順変換器位相制御信号θr1を入力
し、θ r1に対応したタイミングで順変換器２の各サイリ
スタ素子に順次点弧パルス信号Ｐ1 を出力する。 【０００７】電圧検出器１９は、逆変換器同期電源変圧
器１０の交流出力を整流し、逆変換器電圧信号Ｖ2 を出
力する。余裕角制御装置２０は、同期機回転速度信号Ｎ
s と変換器電流信号Ｉと逆変換器電圧信号Ｖ2 と余裕角
設定値γ2 を入力し、（１）式に従い、逆変換器４の転
流重なり角を見込んだ余裕角制御信号α2 を出力する。 【０００８】 【数１】 ただし、Ｌi は交流リアクトル５と同期機６のインダク
タンスの和であり、Ｌ i ，Ｎs ，Ｉ，Ｖ2 はいずれもＰ
Ｕ値表現である。 【０００９】遅延回路２１は余裕角制御信号α2 を入力
し、α2 の高周波成分を除去して逆変換器位相制御信号
θr2を出力する。逆変換器パルス発生器１２は逆変換器
同期電源変圧器１０の交流出力を入力し、同期電源位相
θ2 を検出すると共に逆変換器位相制御信号θr2を入力
し、このθr2に対応したタイミングで逆変換器４の各サ
イリスタ素子に順次点弧パルス信号Ｐ2 を出力する。 【００１０】以上のような構成において同期機６を加速
するときの起動装置の動作を説明する。なお、同期機６
を停止状態から所定の回転速度まで加速する間は同期機
６の出力電圧Ｖs 及び回転速度Ｎが十分大きな値に達し
ないため、逆変換器電圧信号Ｖ2 と同期機回転速度信号
Ｎs を入力し、（１）式に基づいて余裕角制御信号α 2
を生成出力する余裕角制御装置２０は使用できない。 【００１１】このため同期機６を停止状態から所定の回
転速度まで加速する間は、別途設けられた同期機６の回
転子位置検出器から出力される回転子位置信号に基づい
て逆変換器４の点弧パルスＰ2 を生成する。この間の動
作については本発明と直接関係しないため説明を省略す
る。 【００１２】以下、同期機６が所定の回転速度まで加速
された後の起動装置の動作を説明する。界磁巻線７に所
定の界磁電流Ｉf を流すと、同期機６には回転速度Ｎに
比例した出力電圧Ｖs が誘起される。逆変換器４は、こ
の出力電圧Ｖs を電源としてインバータ運転を行ない、
電力を同期機６に送出する。 【００１３】逆変換器４の直流側には同期機６の出力電
圧Ｖs と逆変換器位相制御信号θr2に応じた直流電圧Ｖ
DC2 が現れるが、このＶDC2 に対して、電流調整器１７
は変換器電流信号Ｉが電流基準信号Ｉr と一致するよう
に順変換器２の位相制御信号θr1を調整し、順変換器直
流電圧ＶDC1 を制御する。速度調整器１５は、同期機回
転速度信号Ｎs が回転速度設定値Ｎr と一致するように
電流基準信号Ｉr を増減し、同期機６を所定の回転速度
に維持する。 【００１４】図中、入力変圧器１は電圧レベルの変換及
び順変換器２のサイリスタ素子を短絡電流から保護する
ために、直流リアクトル３は変換器直流電流Ｉd のリッ
プル抑制のために、交流リアクトル５は逆変換器４のサ
イリスタ素子を短絡電流から保護するために設けてあ
る。 【００１５】又、遅延回路２１は順変換器直流電圧Ｖ
DC1 と、逆変換器直流電圧ＶDC2 の電圧リップルによっ
て生じる変換器電流Ｉd の電流リップルにより逆変換器
位相制御信号θr2が変動し、起動装置の運転が不安定と
ならないように設けてある。 【００１６】 【発明が解決しようとする課題】上記従来例で説明した
起動装置の制御装置１３には次のような問題がある。逆
変換器４は余裕角制御装置２０により逆変換器各素子の
消弧時の逆電圧印加期間を確保できるような一定の余裕
角設定γ２で高力率運転される。ところが、逆変換器出
力回路に接続される主回路のインダクタンスやキャパシ
タンスの定数によっては、ある回転速度領域で逆変換器
４の転流を発振源として逆変換器交流電圧が振動し、逆
変換器各素子の消弧時の逆電圧印加期間が短くなって、
転流失敗が発生する場合がある。 【００１７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、転流時に発生する電圧振動をあらかじめ
予測したうえで、逆変換器の点弧角を最適設定すること
により転流失敗を防止しながら、効率よく運転すること
の可能な同期機のサイリスタ起動装置を提供することを
目的としている。 【００１８】 【課題を解決するための手段】本発明の［請求項１］に
係る同期機のサイリスタ起動装置は、交流を直流に変換
する順変換器と前記順変換器の直流出力を可変周波数の
交流電力に変換して同期機に供給する逆変換器と、前記
逆変換器の電流信号と前記同期機の出力電圧信号と回転
速度信号とを入力して前記逆変換器の余裕角設定値に対
し、転流重なり角を見込んだ余裕角制御信号を出力する
余裕角制御装置を備えた同期機のサイリスタ起動装置に
おいて、前記回転速度信号を入力し、前記回転速度信号
に対応する前記逆変換器の余裕角設定値を出力する関数
発生器を備えた。 【００１９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明に係る同期機
のサイリスタ起動装置の実施の形態を示す構成図であ
り、図３と同一機能部分については同一符号を付して説
明を省略する。本実施の形態では逆変換器の転流を発振
源とした電圧振動が発生する回転速度領域においても、
転流失敗を防止するようにしたものであり、そのために
設けた構成は速度−余裕角関数発生器２２である。その
他は図３と同様である。 【００２０】速度−余裕角関数発生器２２は同期機回転
速度信号Ｎs を入力し、回転速度Ｎに対応した余裕角設
定値γ2 を出力する機能を有し、図２は速度−余裕各関
数の一例を示す。電圧振動が発生しない回転速度領域Ａ
では力率を大きくして余裕角設定値をγ2Aとし、電圧振
動が発生する回転速度領域Ｂでは転流失敗防止のため、
余裕角設定値γ2Bをγ2Aより大きくする。 【００２１】作用について説明すると、電圧振動が発生
しない回転速度領域Ａでは高力率運転が行なえ、逆変換
器交流電圧の振動が発生する回転速度領域Ｂでも、十分
な余裕角設定とすることにより、全ての回転速度領域に
おいて安定した転流動作が行なえる。 【００２２】本実施の形態によれば、同期機のサイリス
タ起動装置において余裕角設定値を速度に対する関数で
設定できるようにしたので、逆変換器の転流を発振源と
した、逆変換器交流電圧の振動が発生する回転速度領域
においても転流失敗を防止することができ、全ての回転
速度領域でサイリスタ起動装置を効率よく運転できる。 【００２３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば同
期機のサイリスタ起動装置において全ての運転領域で転
流失敗を防止しながらサイリスタ起動装置を効率よく運
転でき、安定した同期機の起動が行なえるようになると
いう効果が得られる。
タ起動装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図３は従来のサイリスタ起動装置の構成
図であって、この図を用いて従来装置を説明する。図３
において、１は入力変圧器、２は順変換器、３は直流リ
アクトル、４は逆変換器、５は交流リアクトル、６は同
期機である。順変換器２と逆変換器４は各々サイリスタ
素子で構成された三相整流器である。 【０００３】又、同期機６は界磁巻線７を持つと共に軸
上には速度パルス発生器８が設けられている。更に入力
変圧器１の１次側には順変換器２のための同期電源変圧
器９が、同期機６の出力端には逆変換器４のための同期
電源変圧器１０が、順変換器２の交流側には変流器１１
が夫々設けられている。 【０００４】又、１３は制御装置の全体構成を示したも
ので以下の構成要素からなる。速度検出器１４は、速度
パルス発生器８が出力する同期機６の回転速度Ｎに比例
した周波数のパルスを入力し、同期機回転速度信号Ｎs
を出力する。速度調整器１５は同期機回転速度信号Ｎs
と回転速度設定値Ｎr とを入力し、その偏差を増幅し電
流基準信号Ｉr を出力する。 【０００５】電流検出器１６は、変流器１１の交流出力
を整流し、変換器電流Ｉd に比例した変換器電流信号Ｉ
を出力する。電流調整器１７は、電流基準信号Ｉr と変
換器電流信号Ｉとを入力し、その偏差信号を増幅し順変
換器位相制御信号θr1を出力する。 【０００６】順変換器パルス発生器１８は、順変換器同
期電源変圧器９の交流出力を入力し、同期電源位相θ1
を検出すると共に、順変換器位相制御信号θr1を入力
し、θ r1に対応したタイミングで順変換器２の各サイリ
スタ素子に順次点弧パルス信号Ｐ1 を出力する。 【０００７】電圧検出器１９は、逆変換器同期電源変圧
器１０の交流出力を整流し、逆変換器電圧信号Ｖ2 を出
力する。余裕角制御装置２０は、同期機回転速度信号Ｎ
s と変換器電流信号Ｉと逆変換器電圧信号Ｖ2 と余裕角
設定値γ2 を入力し、（１）式に従い、逆変換器４の転
流重なり角を見込んだ余裕角制御信号α2 を出力する。 【０００８】 【数１】 ただし、Ｌi は交流リアクトル５と同期機６のインダク
タンスの和であり、Ｌ i ，Ｎs ，Ｉ，Ｖ2 はいずれもＰ
Ｕ値表現である。 【０００９】遅延回路２１は余裕角制御信号α2 を入力
し、α2 の高周波成分を除去して逆変換器位相制御信号
θr2を出力する。逆変換器パルス発生器１２は逆変換器
同期電源変圧器１０の交流出力を入力し、同期電源位相
θ2 を検出すると共に逆変換器位相制御信号θr2を入力
し、このθr2に対応したタイミングで逆変換器４の各サ
イリスタ素子に順次点弧パルス信号Ｐ2 を出力する。 【００１０】以上のような構成において同期機６を加速
するときの起動装置の動作を説明する。なお、同期機６
を停止状態から所定の回転速度まで加速する間は同期機
６の出力電圧Ｖs 及び回転速度Ｎが十分大きな値に達し
ないため、逆変換器電圧信号Ｖ2 と同期機回転速度信号
Ｎs を入力し、（１）式に基づいて余裕角制御信号α 2
を生成出力する余裕角制御装置２０は使用できない。 【００１１】このため同期機６を停止状態から所定の回
転速度まで加速する間は、別途設けられた同期機６の回
転子位置検出器から出力される回転子位置信号に基づい
て逆変換器４の点弧パルスＰ2 を生成する。この間の動
作については本発明と直接関係しないため説明を省略す
る。 【００１２】以下、同期機６が所定の回転速度まで加速
された後の起動装置の動作を説明する。界磁巻線７に所
定の界磁電流Ｉf を流すと、同期機６には回転速度Ｎに
比例した出力電圧Ｖs が誘起される。逆変換器４は、こ
の出力電圧Ｖs を電源としてインバータ運転を行ない、
電力を同期機６に送出する。 【００１３】逆変換器４の直流側には同期機６の出力電
圧Ｖs と逆変換器位相制御信号θr2に応じた直流電圧Ｖ
DC2 が現れるが、このＶDC2 に対して、電流調整器１７
は変換器電流信号Ｉが電流基準信号Ｉr と一致するよう
に順変換器２の位相制御信号θr1を調整し、順変換器直
流電圧ＶDC1 を制御する。速度調整器１５は、同期機回
転速度信号Ｎs が回転速度設定値Ｎr と一致するように
電流基準信号Ｉr を増減し、同期機６を所定の回転速度
に維持する。 【００１４】図中、入力変圧器１は電圧レベルの変換及
び順変換器２のサイリスタ素子を短絡電流から保護する
ために、直流リアクトル３は変換器直流電流Ｉd のリッ
プル抑制のために、交流リアクトル５は逆変換器４のサ
イリスタ素子を短絡電流から保護するために設けてあ
る。 【００１５】又、遅延回路２１は順変換器直流電圧Ｖ
DC1 と、逆変換器直流電圧ＶDC2 の電圧リップルによっ
て生じる変換器電流Ｉd の電流リップルにより逆変換器
位相制御信号θr2が変動し、起動装置の運転が不安定と
ならないように設けてある。 【００１６】 【発明が解決しようとする課題】上記従来例で説明した
起動装置の制御装置１３には次のような問題がある。逆
変換器４は余裕角制御装置２０により逆変換器各素子の
消弧時の逆電圧印加期間を確保できるような一定の余裕
角設定γ２で高力率運転される。ところが、逆変換器出
力回路に接続される主回路のインダクタンスやキャパシ
タンスの定数によっては、ある回転速度領域で逆変換器
４の転流を発振源として逆変換器交流電圧が振動し、逆
変換器各素子の消弧時の逆電圧印加期間が短くなって、
転流失敗が発生する場合がある。 【００１７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、転流時に発生する電圧振動をあらかじめ
予測したうえで、逆変換器の点弧角を最適設定すること
により転流失敗を防止しながら、効率よく運転すること
の可能な同期機のサイリスタ起動装置を提供することを
目的としている。 【００１８】 【課題を解決するための手段】本発明の［請求項１］に
係る同期機のサイリスタ起動装置は、交流を直流に変換
する順変換器と前記順変換器の直流出力を可変周波数の
交流電力に変換して同期機に供給する逆変換器と、前記
逆変換器の電流信号と前記同期機の出力電圧信号と回転
速度信号とを入力して前記逆変換器の余裕角設定値に対
し、転流重なり角を見込んだ余裕角制御信号を出力する
余裕角制御装置を備えた同期機のサイリスタ起動装置に
おいて、前記回転速度信号を入力し、前記回転速度信号
に対応する前記逆変換器の余裕角設定値を出力する関数
発生器を備えた。 【００１９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明に係る同期機
のサイリスタ起動装置の実施の形態を示す構成図であ
り、図３と同一機能部分については同一符号を付して説
明を省略する。本実施の形態では逆変換器の転流を発振
源とした電圧振動が発生する回転速度領域においても、
転流失敗を防止するようにしたものであり、そのために
設けた構成は速度−余裕角関数発生器２２である。その
他は図３と同様である。 【００２０】速度−余裕角関数発生器２２は同期機回転
速度信号Ｎs を入力し、回転速度Ｎに対応した余裕角設
定値γ2 を出力する機能を有し、図２は速度−余裕各関
数の一例を示す。電圧振動が発生しない回転速度領域Ａ
では力率を大きくして余裕角設定値をγ2Aとし、電圧振
動が発生する回転速度領域Ｂでは転流失敗防止のため、
余裕角設定値γ2Bをγ2Aより大きくする。 【００２１】作用について説明すると、電圧振動が発生
しない回転速度領域Ａでは高力率運転が行なえ、逆変換
器交流電圧の振動が発生する回転速度領域Ｂでも、十分
な余裕角設定とすることにより、全ての回転速度領域に
おいて安定した転流動作が行なえる。 【００２２】本実施の形態によれば、同期機のサイリス
タ起動装置において余裕角設定値を速度に対する関数で
設定できるようにしたので、逆変換器の転流を発振源と
した、逆変換器交流電圧の振動が発生する回転速度領域
においても転流失敗を防止することができ、全ての回転
速度領域でサイリスタ起動装置を効率よく運転できる。 【００２３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば同
期機のサイリスタ起動装置において全ての運転領域で転
流失敗を防止しながらサイリスタ起動装置を効率よく運
転でき、安定した同期機の起動が行なえるようになると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるサイリスタ起動装置の実施の形態
を示す構成図。 【図２】回転速度−余裕角関数の一例図。 【図３】従来例を示すサイリスタ起動装置の構成図。 【符号の説明】 ２２ 速度−余裕角関数発生器
を示す構成図。 【図２】回転速度−余裕角関数の一例図。 【図３】従来例を示すサイリスタ起動装置の構成図。 【符号の説明】 ２２ 速度−余裕角関数発生器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 交流を直流に変換する順変換器と前記順
変換器の直流出力を可変周波数の交流電力に変換して同
期機に供給する逆変換器と、前記逆変換器の電流信号と
前記同期機の出力電圧信号と回転速度信号とを入力して
前記逆変換器の余裕角設定値に対し、転流重なり角を見
込んだ余裕角制御信号を出力する余裕角制御装置を備え
た同期機のサイリスタ起動装置において、前記回転速度
信号を入力し、前記回転速度信号に対応する前記逆変換
器の余裕角設定値を出力する関数発生器を備えたことを
特徴とする同期機のサイリスタ起動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243454A JP2003061380A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 同期機のサイリスタ起動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243454A JP2003061380A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 同期機のサイリスタ起動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003061380A true JP2003061380A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=19073544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001243454A Pending JP2003061380A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 同期機のサイリスタ起動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003061380A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013153596A1 (ja) | 2012-04-09 | 2013-10-17 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 地絡検出回路およびそれを用いた電力変換装置 |
| WO2013168282A1 (ja) | 2012-05-11 | 2013-11-14 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 直流電圧検出器およびそれを用いた電力変換装置 |
| WO2014033849A1 (ja) | 2012-08-29 | 2014-03-06 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | サイリスタ起動装置 |
| CN108964109A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-07 | 湖南大学 | 一种抑制连续换相失败的协调控制方法 |
| WO2018235190A1 (ja) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | サイリスタ起動装置 |
-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001243454A patent/JP2003061380A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPWO2013153596A1 (ja) * | 2012-04-09 | 2015-12-17 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 地絡検出回路およびそれを用いた電力変換装置 |
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