JP2009150362A - スタータ制御装置及び該スタータ制御装置を有するガスタービン発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガスタービンの起動用スタータとして使用され、バッテリを電源とする直流モータの制御装置であって、前記ガスタービンの起動が完了した後、内部に設けられたバッテリ電圧保持用のコンデンサに蓄積された電荷を放電する。
【選択図】図1
Description
なお、ガスタービン発電装置の起動に関する技術に関しては、下記特許文献1〜4を参照されたい。
前記直流変換回路は、一端が起動用スイッチを介して前記バッテリの正極端子と接続され、他端が前記バッテリの負極端子と接続された前記バッテリ電圧保持用のコンデンサと、カソード端子が前記コンデンサの一端及び前記直流モータの正極端子と接続され、アノード端子が前記直流モータの負極端子と接続されたダイオードと、Nチャネル型のMOS−FET(Positive Metal Oxide Semiconductor−Field Effective Transistor)であり、ドレイン端子が前記ダイオードのアノード端子と接続され、ソース端子が前記コンデンサの他端と接続され、ゲート端子が前記信号処理回路の出力端子と接続された前記半導体スイッチング素子と、を有することを特徴とする。
決手段において、前記信号処理回路は、上位制御装置からコンデンサ放電指令信号が入力された場合、前記半導体スイッチング素子をオン状態に維持するためのオン信号を出力するか、または所定間隔のPWM信号を出力することを特徴とする。
決手段において、前記信号処理回路は、前記直流モータの動作開始時において、前記モータ電流が前記電流目標値に到達するまでの立ち上がり時間を規定するソフトスタート設定値を基に、前記直流モータの動作開始時から前記立ち上がり時間経過後に前記モータ電流が前記電流目標値に到達するように前記PWM信号を生成することを特徴とする。
決手段において、前記信号処理回路は、上位制御装置から前記ガスタービンの回転数が燃焼開始回転数に到達したことを報知する信号が入力された場合、前記PWM信号の出力を停止し、前記半導体スイッチング素子をオン状態に維持するためのオン信号を出力することを特徴とする。
図1は、本実施形態に係るガスタービン発電装置の構成概略図である。この図1に示すように、本実施形態に係るガスタービン発電装置は、ガスタービン10、発電機20、ギア30、クラッチ装置40、スタータ50、回転数計測器60、上位制御装置70、バッテリ80、起動用スイッチ90及びスタータコントローラ(スタータ制御装置)100から構成されている。
(1)上記実施形態では、電流目標値Irf0とモータ電流検出値Ifbとの偏差量を基に操作量をPI演算していたが、これによると図2からわかるように、モータ電流は急激に立ち上がることになり、スタータ50に機械的なショックが発生する可能性がある。図4に、上記のようなスタータ50に発生する機械的ショックを低減することが可能なスタータコントローラ100の変形例を示す。なお、図4では図1と区別するためにスタータコントローラ100の符号を100’としている。また、図4において図1と同様の構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。
Claims (9)
- ガスタービンの起動用スタータとして使用され、バッテリを電源とする直流モータの制御装置であって、
前記ガスタービンの起動が完了した後、内部に設けられたバッテリ電圧保持用のコンデンサに蓄積された電荷を放電することを特徴とするスタータ制御装置。 - 前記バッテリから前記直流モータに流れるモータ電流と所定の電流目標値とが一致するように前記モータ電流をPWM(Pulse Width Modulation)制御することを特徴とする請求項1記載のスタータ制御装置。
- 前記モータ電流を検出する電流センサと、
半導体スイッチング素子のオン/オフ動作によって前記モータ電流のデューティ比を変化させる直流変換回路と、
前記モータ電流と前記電流目標値とが一致するように前記半導体スイッチング素子のオン/オフ制御用のPWM信号を生成し、当該PWM信号を前記半導体スイッチング素子に出力する信号処理回路と、
を具備することを特徴とする請求項2記載のスタータ制御装置。 - 前記直流変換回路は、
一端が起動用スイッチを介して前記バッテリの正極端子と接続され、他端が前記バッテリの負極端子と接続された前記バッテリ電圧保持用のコンデンサと、
カソード端子が前記コンデンサの一端及び前記直流モータの正極端子と接続され、アノード端子が前記直流モータの負極端子と接続されたダイオードと、
Nチャネル型のMOS−FET(Positive Metal Oxide Semiconductor−Field Effective Transistor)であり、ドレイン端子が前記ダイオードのアノード端子と接続され、ソース端子が前記コンデンサの他端と接続され、ゲート端子が前記信号処理回路の出力端子と接続された前記半導体スイッチング素子と、
を有することを特徴とする請求項3記載のスタータ制御装置。 - 前記信号処理回路は、上位制御装置からコンデンサ放電指令信号が入力された場合、前記半導体スイッチング素子をオン状態に維持するためのオン信号を出力するか、または所定間隔のPWM信号を出力することを特徴とする請求項3〜4のいずれか一項に記載のスタータ制御装置。
- 前記信号処理回路は、前記直流モータの動作開始時において、前記モータ電流が前記電流目標値に到達するまでの立ち上がり時間を規定するソフトスタート設定値を基に、前記直流モータの動作開始時から前記立ち上がり時間経過後に前記モータ電流が前記電流目標値に到達するように前記PWM信号を生成することを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載のスタータ制御装置。
- 前記信号処理回路は、上位制御装置から前記ガスタービンの回転数が燃焼開始回転数に到達したことを報知する信号が入力された場合、前記PWM信号の出力を停止し、前記半導体スイッチング素子をオン状態に維持するためのオン信号を出力することを特徴とする請求項3〜6のいずれか一項に記載のスタータ制御装置。
- ガスタービンと、
前記ガスタービンと軸結合された発電機と、
バッテリと、
前記ガスタービンの起動用スタータとして使用され、前記バッテリを電源とする直流モータと、
前記ガスタービンと前記直流モータとの軸結合/非結合を切り替えるためのクラッチ装置と、
請求項1〜7のいずれか一項に記載のスタータ制御装置と、
前記バッテリと前記直流モータ及び前記スタータ制御装置との電気的接続/非接続を切り替えるための起動用スイッチと、
前記ガスタービンの運転状態を制御すると共に、前記クラッチ装置、前記起動用スイッチ及び前記スタータ制御装置を制御する上位制御装置と、
を具備することを特徴とするガスタービン発電装置。 - ガスタービンと、
前記ガスタービンと軸結合された発電機と、
バッテリと、
前記ガスタービンと軸結合されていると共に前記ガスタービンの起動用スタータとして使用され、前記バッテリを電源とする直流モータと、
請求項1〜7のいずれか一項に記載のスタータ制御装置と、
前記バッテリと前記直流モータ及び前記スタータ制御装置との電気的接続/非接続を切り替えるための起動用スイッチと、
前記ガスタービンの運転状態を制御すると共に、前記起動用スイッチ及び前記スタータ制御装置を制御する上位制御装置と、
を具備することを特徴とするガスタービン発電装置。
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