JP2014221006A - 発電電動機の同期始動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発電電動機間電流に生じる揺動のレベルを抑制し、円滑な同期始動を行うことができるようにする。
【解決手段】同期始動の際は、機械ブレーキ10Aが回転子4Aの回転を拘束した状態で界磁遮断器6Aを投入し、界磁巻線5Aに界磁電流Ifgを供給する。このとき界磁電流設定手段18からの設定信号は、変化率制限手段27により界磁電流の変化率が制限されるので、界磁遮断器6A投入直後に、始動対象側発電電動機との間に流れる発電電動機間電流Iの揺動レベルを低減することができる。
【選択図】図1
【解決手段】同期始動の際は、機械ブレーキ10Aが回転子4Aの回転を拘束した状態で界磁遮断器6Aを投入し、界磁巻線5Aに界磁電流Ifgを供給する。このとき界磁電流設定手段18からの設定信号は、変化率制限手段27により界磁電流の変化率が制限されるので、界磁遮断器6A投入直後に、始動対象側発電電動機との間に流れる発電電動機間電流Iの揺動レベルを低減することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、揚水発電所等で用いられる発電電動機の同期始動制御装置に関するものである。
揚水発電所における発電電動機の起動方法には、起動モータ方式、サイリスタ起動方式、同期始動方式等がある。これらのうち同期始動方式は、複数台の発電電動機のうち一方を駆動機として発電運転させ、他方を被駆動機として起動させる方式である(例えば、特許文献1参照)。以下、従来の同期始動方式の具体例につき図7乃至図10を参照しつつ説明する。
図7は、従来の発電電動機の同期始動制御装置の概略構成図である。この図において、駆動機側の発電電動機に係る構成要素には符号の末尾に「A」を付し、被駆動機側の発電電動機に係る構成要素には符号の末尾に「B」を付している。この従来例は、発電機として機能する一方の発電電動機1A(駆動機側)の発電運転により、ポンプモータとして機能する始動対象である他方の発電電動機1B(被駆動機側)を同期始動させようとする場合のものである。
発電電動機1Aは、電機子巻線3Aが巻回された固定子2A、及び界磁巻線5Aが巻回された回転子4Aを有している。界磁巻線5Aは、この図では図示を省略してある電源回路から界磁遮断器6Aを介して供給される界磁電流Ifgにより励磁されるものである。
回転子4Aには、シャフト7Aを介して水車8Aが連結されている。水車8Aはガイドベーン9Aを有しており、このガイドベーン9Aの開度調整により、流入水量を制御できるようになっている。また、シャフト7Aに対向して機械ブレーキ10Aが設けられており、この機械ブレーキ10Aによりシャフト7Aの回転、したがって水車8A及び回転子4Aの回転が拘束されるようになっている。
なお、発電電動機1Bに係る構成要素も上記と同様であるため、重複した説明を省略する。そして、固定子2Aの電機子巻線3Aと、固定子2Bの電機子巻線3Bとは、遮断器11を介して電力供給路12により接続されており、発電電動機1Aが発電運転を行うと発電電動機間電流Iが流れるようになっている。
図8は、図7における界磁巻線5Aの励磁回路周りの構成を主として示したブロック図である。界磁巻線5B側の構成も同様である。
電源回路としてのコンバータ回路13はサイリスタ等の半導体素子により構成されている。そして、コンバータ回路13は、交流電源14からの3相交流電力を入力し、コンバータ制御回路15の半導体素子に対するスイッチング制御により直流電流を出力するようになっている。この直流電流が界磁電流Ifgとして、界磁遮断器6A、シャント抵抗16、及びブラシ17等を介して界磁巻線5Aに流れることになる。
界磁電流Ifgの値は、界磁電流設定手段18により設定できるようになっている。界磁電流設定手段18から出力される設定信号は、界磁遮断器投入指令手段19により制御されるスイッチ20を介して減算器21のプラス側端子に入力される。一方、シャント抵抗16を流れる電流は界磁電流検出手段22により検出され、これが検出信号として減算器21のマイナス側端子に入力される。
減算器21は、界磁電流設定手段18からの設定信号と界磁電流検出手段22からの検出信号との偏差を演算し、その偏差信号をコンバータ制御回路15に出力する。コンバータ制御回路15は、PID制御に基づき、減算器21から入力した偏差信号がゼロとなるようにコンバータ回路13の出力を制御する。
スイッチ20は、界磁遮断器投入指令手段19からの投入指令によってオンとなるが、この投入指令は界磁遮断器制御手段23にも出力されるようになっている。界磁遮断器制御手段23は、この投入指令の入力により投入制御信号を出力して界磁遮断器6Aを投入する。
また、界磁遮断器制御手段23からの投入制御信号は機械ブレーキ制御手段24にも出力されるようになっている。機械ブレーキ制御手段24はタイマ25を有しており、この投入制御信号を入力した時点から予め設定されている時間(界磁電流Ifgが定格設定値(100%)に達するのに充分な時間)が経過したことをタイマ25により計測すると、機械ブレーキ10Aに対してブレーキ解除指令を出力する。これにより、機械ブレーキ10Aは、それまでのシャフト7Aの回転の拘束を解除する。
機械ブレーキ制御手段24からのブレーキ解除指令はガイドベーン制御手段26にも出力されるようになっている。ガイドベーン制御手段26は、このブレーキ解除指令を入力するとガイドベーン9Aに対する開度制御を開始する。これにより、水車8Aに流入した水はガイドベーン9Aを通って流出し、水車8Aがシャフト7Aを介して回転子4Aを回転させることになる。
図9は、界磁電流Ifgの立ち上がり付近の過渡的状態を示す特性図である。この図に示すように、界磁電流Ifgは界磁遮断器6Aが投入された以降は、下式(1)に従って増加し、一定時間経過以降はほぼE/Rに等しくなる。ここで、Eはコンバータ回路13の出力電圧、Rは界磁巻線5Aの励磁回路全体の抵抗、Lは界磁巻線5Aのインダクタンス、tは時間である。
Ifg=(E/R)・{1−exp(-Rt/L)} …… (1)
Ifg=(E/R)・{1−exp(-Rt/L)} …… (1)
次に、上記のように構成される従来装置の動作を図10のタイムチャートに基づき説明する。時間t0では、機械ブレーキ10A,10Bはオン状態すなわちブレーキ作動状態になっており、シャフト7A,7Bの回転は拘束されている。そして、同期始動を開始すべく時間t1で電力供給路12の遮断器11を投入した後、時間t2で界磁遮断器投入指令手段19から投入指令が出力され、スイッチ20がオンになると共に、界磁遮断器制御手段23を介して界磁遮断器6A,6Bが投入される。
界磁遮断器6A,6Bが投入された後、界磁電流設定手段18から設定信号が出力され、この設定信号と界磁電流検出手段22の検出信号との偏差に基づき、コンバータ制御回路15はコンバータ回路13に対してPID制御を開始する。これにより界磁巻線5A,5Bには界磁電流Ifg,Ifmが流れ始める。このときの界磁電流Ifg,Ifmの変化状態は図9及び式(1)に示した通りである。
機械ブレーキ制御手段24は時間t2で界磁遮断器制御手段23からの投入制御信号を入力した後、タイマ25が設定時間経過を計測した時点である時間t3でブレーキ解除指令を出力する。これにより、機械ブレーキ10A,10Bはオフ状態すなわちブレーキ解除状態になる。そして、ガイドベーン制御手段26は、時間t3で機械ブレーキ制御手段24がブレーキ解除指令を出力するとガイドベーン9Aに対する開度制御を開始する。
時間t3でガイドベーン9Aの開度制御が開始された後の時間t4で水車8A、シャフト7A、及び回転子4Aつまり発電電動機1Aの回転が開始され、発電電動機1Aから発電電動機1Bに向けて発電電動機間電流Iが流れ始める。そして、時間t5で発電電動機1Bも回転を開始し、同期始動が完了する。
しかし、従来装置では、図10の最下段の発電電動機間電流Iの領域R1,R2に示されるように、大きな電流揺動が発生し、そのため発電電動機1Bの円滑な同期引き入れが困難になる場合が生じている。
すなわち、時間t2で界磁遮断器6A,6Bが投入され、界磁巻線5A,5Bに界磁電流Ifg,Ifmが流れ始めて100%(定格設定値)に達するまでの過程において、固定子2A,2Bの電機子巻線3A,3Bには電圧が誘起される。このとき、電機子巻線3A,3B間に生じる電位差によって領域R1では発電電動機間電流Iが流れ始めるが、このときの発電電動機間電流Iは変化が緩やかであり直流に近いものとなるため、固定子2A,2Bの鉄心は直流磁化されることになる。
したがって、これらの鉄心を直流磁化した電流と反対方向の電流が、回転子4Aの回転数上昇によってこれらの鉄心に流れ消磁されるまでは、電機子巻線3A,3Bには3相交流電圧が正しく誘起されないことになる。そのため、時間t4以降に発電電動機1Aが回転を開始しても、発電電動機1Bは直ぐには回転を開始せず、時間t5に至ってようやく回転を開始する。つまり、時間t4〜t5の期間は、発電電動機1B側は回転子4Bが拘束されたままで始動された状態になるため領域R2における発電電動機間電流Iは大きく揺動する。
上記のように、発電電動機間電流Iの領域R1における揺動によって固定子側鉄心に直流磁化が発生し、これに起因して領域R2では発電電動機間電流Iには更に大きな揺動が発生する。したがって、領域R2における電流揺動を極力抑制するためには、領域R1における電流揺動を極力抑制することが肝要である。
加えて、この領域R1における電流揺動については、回転子側の停止位置如何によっては電流揺動のレベルが非常に大きくなってしまう場合が発生し得る。
つまり、時間t2では機械ブレーキ10A,10Bをブレーキ作動状態にして界磁遮断器6A,6Bを投入しているが、図11(a),(b),(c)に示すように、このときいずれかの回転子磁極が、電機子巻線のU相,V相,W相のいずれかと正対している状態では電機子巻線の誘起電圧も最大となり、発電電動機間電流Iが非常に大きくなる。このときの発電電動機間電流Iの増大は、機械ブレーキ10A,10Bの拘束力を上回る回転トルクを回転子4A,4Bに生じさせ、電機子巻線の誘起電圧を増大させる懸念もある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、発電電動機間電流に生じる揺動のレベルを抑制し、円滑な同期始動を行うことが可能な発電電動機の同期始動制御装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決するための手段として、請求項1記載の発明は、固定子側電機子巻線及び回転子側界磁巻線を有する複数台の発電電動機のうち、一方の発電電動機の発電運転により始動対象である他方の発電電動機を同期始動させるものであり、しかも、この同期始動の際には両発電電動機の回転を機械ブレーキにより拘束しておき、両発電電動機の界磁電流が所定レベルの設定値に到達した後に機械ブレーキによる拘束を解除して両発電電動機の回転数を同期させる、発電電動機の同期始動制御装置において、前記両発電電動機の界磁電流が前記所定レベルの設定値に到達するまでの電流変化率を制限する変化率制限手段、を備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記両発電電動機の界磁電流の所定レベルの設定値は、始動トルク相当設定値である、ことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記界磁電流の所定レベルの設定値への到達を、タイマ手段により界磁遮断器投入時点からの経過時間の計測により判別すること、又は、界磁電流検出手段による電流検出に基づき判別すること、を特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、前記界磁電流の制御に代えて、界磁電圧の制御を行う、ことを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明において、前記同期始動開始時点では所定時間だけ前記機械ブレーキによる拘束を解除すると共に、この解除期間中に界磁遮断器を投入して界磁巻線への電流供給を開始し、更に所定時間の経過後は再度機械ブレーキによる拘束を界磁電流が前記所定レベルの設定値に到達するまで行う、ことを特徴とする。
本発明によれば、発電電動機間電流に生じる揺動のレベルを抑制し、円滑な同期始動を行うことができる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る発電電動機の同期始動制御装置の要部構成を示すブロック図である。図1が図8と異なるのは、界磁電流設定手段18とスイッチ20との間に変化率制限手段27が介挿されている点である。
変化率制限手段27は、界磁電流設定手段18から出力される設定信号の変化率を一定レベル以下に制限するものであり、これにより界磁巻線5A,5Bに流れる界磁電流Ifg,Ifmの急激な変化を回避しようとするものである。
次に、上記のように構成される第1の実施形態の動作を図2のタイムチャートに基づき説明する。時間t0では、機械ブレーキ10A,10Bはオン状態すなわちブレーキ作動状態になっており、シャフト7A,7Bの回転は拘束されている。そして、同期始動を開始すべく時間t1で電力供給路12の遮断器11を投入した後、時間t2で界磁遮断器投入指令手段19から投入指令が出力され、スイッチ20がオンになると共に、界磁遮断器制御手段23を介して界磁遮断器6A,6Bが投入される。
界磁遮断器6A,6Bが投入された後、界磁電流設定手段18から設定信号が出力されるが、この設定信号は変化率制限手段27によって変化率が制限される。そして、この変化率が制限された設定信号と界磁電流検出手段22の検出信号との偏差に基づき、コンバータ制御回路15はコンバータ回路13に対してPID制御を開始する。これにより界磁巻線5A,5Bには界磁電流Ifg,Ifmが流れ始める。
この界磁電流Ifg,Ifmについて、図2と図10とを対比して見れば明らかなように、図2の方が緩やかに上昇しており、したがって時間t2から所定レベルの設定値(例えば、定格設定値(100%))に達するまでに長い時間を要している。ここで、該所定レベルの設定値は少なくとも始動トルク相当以上の界磁電流である。
機械ブレーキ制御手段24は時間t2で界磁遮断器制御手段23からの投入制御信号を入力した後、タイマ25が設定時間(変化率制限手段27による影響を考慮して図10の場合よりも長い時間が設定されている)経過を計測した時点である時間t3でブレーキ解除指令を出力する。これにより、機械ブレーキ10A,10Bはオフ状態すなわちブレーキ解除状態になる。そして、ガイドベーン制御手段26は、時間t3で機械ブレーキ制御手段24がブレーキ解除指令を出力するとガイドベーン9Aに対する開度制御を開始する。
時間t3でガイドベーン9Aの開度制御が開始された後の時間t4で水車8A、シャフト7A、及び回転子4Aつまり発電電動機1Aの回転が開始され、発電電動機1Aから発電電動機1Bに向けて発電電動機間電流Iが流れ始める。そして、時間t5で発電電動機1Bも回転を開始し、同期始動が完了する。
このときの発電電動機間電流Iについて、図2と図10とを対比して見れば明らかなように、図10の領域R1に相当する領域における揺動レベルが大幅に低減されている。したがって、固定子側鉄心の直流磁化の度合いも小さくなり、領域R2に相当する領域においても揺動レベルが大幅に低減されている。それ故、時間t5以降における発電電動機1Bの同期始動を円滑に行うことができる。
このように、第1の実施形態によれば、変化率制限手段27を設けることによって界磁電流Ifg,Ifmを緩やかに立ち上げる構成としているので、発電電動機間電流に生じる揺動のレベルを抑制し、円滑な同期始動を行うことが可能になる。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る発電電動機の同期始動制御装置の要部構成を示すブロック図である。図3の構成は、図1における変化率制限手段27を変化率制限手段28に置き換えたものであるが、図面スペースの関係上、図1におけるスイッチ20の右方及び下方に図示された他の構成要素を省略している。
変化率制限手段28は、始動トルク相当までの界磁電流設定信号を出力する界磁電流設定手段29と、界磁電流設定手段18,29から出力される設定信号の切換を行う切換スイッチ30と、界磁遮断器投入指令手段19からの投入指令、及び回転子4B側の回転数検出信号を入力して切換スイッチ30に対する切換制御を行う設定値切換制御手段31と、から構成されている。
次に、上記のように構成される第2の実施形態の動作を図4のタイムチャートに基づき説明する。時間t0では、機械ブレーキ10A,10Bはオン状態すなわちブレーキ作動状態になっており、シャフト7A,7Bの回転は拘束されている。そして、同期始動を開始すべく時間t1で電力供給路12の遮断器11を投入した後、時間t2で界磁遮断器投入指令手段19から投入指令が出力され、スイッチ20がオンになると共に、界磁遮断器制御手段23を介して界磁遮断器6A,6Bが投入される。
設定値切換制御手段31は、このときの界磁遮断器投入指令手段19からの投入指令を受けて、それまでニュートラルの位置にあった切換スイッチ30の接点をa側に切り換える。これにより、界磁電流設定手段29からの設定信号が切換スイッチ30及びスイッチ20を介して減算器21に入力される。減算器21は、この設定信号と界磁電流検出手段22からの検出信号との偏差を演算し、その偏差信号をコンバータ制御回路15に出力する。コンバータ制御回路15は、入力した偏差信号に基づきコンバータ回路13にPID制御を開始する。これにより界磁巻線5A,5Bには界磁電流Ifg,Ifmが流れ始めるが、この界磁電流Ifg,Ifmの上限は定格設定値よりも1段低い始動トルク相当のレベルに抑制されている。
機械ブレーキ制御手段24は時間t2で界磁遮断器制御手段23からの投入制御信号を入力した後、タイマ25が設定時間(界磁電流Ifg,Ifmが始動トルク相当のレベルに到達するのに充分な時間)経過を計測した時点である時間t3でブレーキ解除指令を出力する。これにより、機械ブレーキ10A,10Bはオフ状態すなわちブレーキ解除状態になる。そして、ガイドベーン制御手段26は、時間t3で機械ブレーキ制御手段24がブレーキ解除状態を出力するとガイドベーン9Aに対する開度制御を開始する。
時間t3でガイドベーン9Aの開度制御が開始された後の時間t4で水車8A、シャフト7A、及び回転子4Aつまり発電電動機1Aの回転が開始され、発電電動機1Aから発電電動機1Bに向けて発電電動機間電流Iが流れ始める。そして、時間t5で発電電動機1Bも回転を開始し、同期始動が完了する。
このときの発電電動機間電流Iは、図2の場合と同様に、図10の領域R1に相当する領域における揺動レベルが大幅に低減されており、そのため領域R2に相当する領域においても揺動レベルが大幅に低減されている。そして、時間t5以降において発電電動機1Bも回転を開始し、同期始動が円滑に行われる。
設定値切換制御手段31は、回転子4Bの回転数検出信号から、発電電動機1Bの同期始動が行われたと判別すると、時間t6で切換スイッチ30の接点をa側からb側に切り換える。これにより、今度は界磁電流設定手段18からの設定信号が切換スイッチ30及びスイッチ20を介して減算器21に入力される。したがって、界磁巻線5A,5Bに流れる界磁電流Ifg,Ifmのレベルは、1段高い定格電流相当(100%)まで引き上げられる。
第1の実施形態では、変化率制限手段27の働きにより界磁電流Ifg,Ifmを緩やかに且つ連続的に立ち上げて定格電流に達するまでの変化率を制限する構成としていたが、この第2の実施形態では、変化率制限手段28の働きにより、界磁電流Ifg,Ifmの電流レベルを始動トルク相当及び定格相当(100%)の2つの段階に分け、ステップ的に変化率を制限する構成としている。したがって、第2の実施形態の構成によっても、発電電動機間電流に生じる揺動のレベルを抑制し、円滑な同期始動を行うことが可能になる。
なお、上述した第1の実施形態及び第2の実施形態では、界磁電流Ifg,Ifmが該所定レベルの設定値(第1の実施形態では定格設定値、第2の実施形態では始動トルク相当設定値)に到達した時点(つまり機械ブレーキ10A,10Bの拘束を解除する時点)を、機械ブレーキ制御手段24が界磁遮断器制御手段23から投入指令を入力してから充分な時間が経過したことをタイマ25の計測に基づき判別してブレーキ解除していたが、界磁電流検出手段22からの検出信号の入力に基づき判別してブレーキ解除するようにしてもよい。
また、第1の実施形態及び第2の実施形態では、界磁電流の制御により同期始動制御を行っていたが、界磁電圧の制御により同期始動制御を行うことも可能である。この場合には、第1の実施形態及び第2の実施形態における「界磁電流」及び「電流変化率」等は、「界磁電圧」及び「電圧変化率」等に読み替えるものとする。
次に、本発明の第3の実施形態につき説明する。この第3の実施形態は、第1又は第2の実施形態における機械ブレーキ制御手段24に対して、回転子の磁極位置を安定化させるための機能を付加したものである。
図5は、この第3の実施形態の要部である機械ブレーキ制御手段24’の構成を示すブロック図である。機械ブレーキ制御手段24’は、図1又は図8における機械ブレーキ制御手段24と同様に、界磁遮断器制御手段23からの界磁遮断器制御手段23からの投入制御信号を入力した時点からの設定時間を計測するためのタイマ25を有しているが、更に、同期始動開始指令を入力した時点から回転子の磁極位置安定化のために必要な時間を計測するための磁極位置安定化用タイマ32を有している。そして、機械ブレーキ制御手段24’から機械ブレーキ10A(又は10B)に出力されるブレーキ解除指令及びブレーキ指令は、図1又は図8における機械ブレーキ制御手段24と同様に、ガイドベーン制御手段26にも出力されるが、本実施形態の機械ブレーキ制御手段24’は更に界磁遮断器投入指令手段19にも出力されるようになっている。
次に、第3の実施形態の動作を図6のタイムチャートに基づき説明する。但し、この図6のタイムチャートでは、図2と異なる個所である時間t20〜t21付近の動作についてのみ説明し、他の個所についての説明は図2と同様であるため省略する。
同期始動を開始すべく時間t1で電力供給路12の遮断器11が投入されるが、この際機械ブレーキ制御手段24’は、同期始動開始指令出力手段(図示せず)からの同期始動開始指令を入力しており、時間t1後の時間t20になった時点で機械ブレーキ10Aのブレーキを解除する。磁極位置安定化用タイマ32は、磁極位置安定化のための時間すなわち時間t20〜t21の時間を計測しており、時間t21になった時点で再度機械ブレーキ10Aにブレーキを作動させる。したがって、界磁遮断器6Aが投入された時間t2から、再度機械ブレーキ10Aが作動するまでの時点である時間t21までの間に回転子4Aの磁極をを安定した位置に移動させることができる。
つまり、シャフト7Aの回転が拘束されている時間t20以前では、図11に示したように、いずれかの回転子磁極が、電機子巻線のU相,V相,W相のいずれかと正対している状態になっている可能性がある。このような状態で、回転子の回転を拘束したまま界磁電流を定格設定値まで上昇させていったのでは電機子巻線の誘起電圧が大きくなってしまい、図10の発電電動機間電流Iの領域R1に示したように、電流揺動が大きくなる。
そこで、この第3の実施形態では、界磁遮断器6Aが投入される際に短い期間t20〜t21だけ機械ブレーキ10Aを解除して回転子4Aをフリーな状態にしている。このように回転子4Aをフリーにする期間を設けておくと、たとえ回転子4Aの磁極が時間t20以前において図11に示したような最悪の位置に保持されていたとしても、界磁遮断器6Aが投入された以降、このフリーな状態が維持されている期間t2〜t21に、回転子4Aの磁極は電機子巻線のU相,V相,W相のいずれとも離れた位置、つまり安定な位置に電磁力の作用によって自動的に移動することができる。したがって、図10の発電電動機間電流Iの領域R1に相当する個所における揺動レベル、及びひいては領域R2に相当する個所における揺動レベルを一層低減することができる。
1A:一方の発電電動機(発電機)
1B:他方の発電電動機(ポンプモータ)
2A,2B:固定子
3A,3B:電機子巻線
4A,4B:回転子
5A,5B:界磁巻線
6A,6B:界磁遮断器
7A,7B:シャフト
8A,8B:水車
9A,9B:ガイドベーン
10A,10B:機械ブレーキ
11:遮断器
12:電力供給路
13:コンバータ回路
14:交流電源
15:コンバータ制御回路
16:シャント抵抗
17:ブラシ
18:界磁電流設定手段
19:界磁遮断器投入指令手段
20:スイッチ
21:減算器
22:界磁電流検出手段
23:界磁遮断器制御手段
24,24’:機械ブレーキ制御手段
25:タイマ
26:ガイドベーン制御手段
27:変化率制限手段
28:変化率制限手段
29:界磁電流設定手段
30:切換スイッチ
31:設定値切換制御手段
32:磁極位置安定化用タイマ
Ifg,Ifm:界磁電流
I:発電電動機間電流
1B:他方の発電電動機(ポンプモータ)
2A,2B:固定子
3A,3B:電機子巻線
4A,4B:回転子
5A,5B:界磁巻線
6A,6B:界磁遮断器
7A,7B:シャフト
8A,8B:水車
9A,9B:ガイドベーン
10A,10B:機械ブレーキ
11:遮断器
12:電力供給路
13:コンバータ回路
14:交流電源
15:コンバータ制御回路
16:シャント抵抗
17:ブラシ
18:界磁電流設定手段
19:界磁遮断器投入指令手段
20:スイッチ
21:減算器
22:界磁電流検出手段
23:界磁遮断器制御手段
24,24’:機械ブレーキ制御手段
25:タイマ
26:ガイドベーン制御手段
27:変化率制限手段
28:変化率制限手段
29:界磁電流設定手段
30:切換スイッチ
31:設定値切換制御手段
32:磁極位置安定化用タイマ
Ifg,Ifm:界磁電流
I:発電電動機間電流
Claims (7)
- 固定子側電機子巻線及び回転子側界磁巻線を有する複数台の発電電動機のうち、一方の駆動機側の発電電動機の発電運転により始動対象である他方の被駆動機側の発電電動機を同期始動させるものであり、しかも、この同期始動の際には両発電電動機の回転を機械ブレーキにより拘束しておき、両発電電動機の界磁電流が所定レベルの設定値に到達した後に機械ブレーキによる拘束を解除して両発電電動機の回転数を同期させる、発電電動機の同期始動制御装置において、
前記両発電電動機の界磁電流が前記所定レベルの設定値に到達するまでの電流変化率を制限する変化率制限手段、
を備えたことを特徴とする発電電動機の同期始動制御装置。 - 前記両発電電動機の界磁電流の所定レベルの設定値は、始動トルク相当設定値である、 ことを特徴とする請求項1記載の発電電動機の同期始動制御装置。
- 前記界磁電流の所定レベルの設定値への到達を、タイマ手段により界磁遮断器投入時点からの経過時間の計測により判別すること、又は、界磁電流検出手段による電流検出に基づき判別すること、
を特徴とする請求項1又は2記載の発電電動機の同期始動制御装置。 - 前記界磁電流の制御に代えて、界磁電圧の制御を行う、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の発電電動機の同期始動制御装置。 - 前記同期始動開始時点では所定時間だけ前記機械ブレーキによる拘束を解除すると共に、この解除期間中に界磁遮断器を投入して界磁巻線への電流供給を開始し、更に所定時間の経過後は再度機械ブレーキによる拘束を界磁電流が前記所定レベルの設定値に到達するまで行う、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の発電電動機の同期始動制御装置。 - 前記駆動機側の発電電動機は、発電機であり、
前記被駆動機側の発電電動機は、ポンプモータである、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の発電電動機の同期始動制御装置。 - 前記駆動機側の発電電動機の回転が開始されると、前記駆動機側の発電電動機から前記被駆動機側の発電電動機に向けて発電電動機間電流が流れ始める、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の発電電動機の同期始動制御装置。
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