JP2014239594A - 交流ブラシレス励磁装置および発電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】三相交流電力を入力するとd軸2相巻線とq軸2相巻線に交流電力を出力するスコット変圧器と、三相交流電力から第1極端子と第2極端子に直流電力を出力する交直変換器と、第1〜第2の2相巻線を有する交流励磁機と、第1端子はd軸2相巻線の片側に接続されていて、第2端子には第1の2相巻線の片側が接続されている第1の遮断器と、第3端子はd軸2相巻線の別側とq軸2相巻線の片側が接続されていて、第4端子には第1の2相巻線の別側と第2の2相巻線の片側が接続されている第2の遮断器と、第5端子は交直変換器の第1極端子に接続されていて、第6端子には第1の2相巻線の片側が接続されている第3の遮断器と、速度検出器の出力に基づいて第1の遮断器〜第3の遮断器を制御する制御部とを備えている交流ブラシレス励磁装置。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の実施の形態1における交流ブラシレス励磁装置を備えた発電システムを示す回路構成図である。同図に示すように、交流ブラシレス励磁装置を備えた発電システム200は交流ブラシレス励磁装置100と回転整流器7と界磁巻線型同期発電機14から構成されている。交流ブラシレス励磁装置100はスコット変圧器1、交直変換器2、励磁方式切換装置3、交流励磁機13などから構成されている。交流ブラシレス励磁装置100は、界磁巻線型同期発電機14の主軸に直結された交流励磁機13の三相交流出力を、交流励磁機13の電機子に取り付けた回転整流器7で整流し、界磁巻線型同期発電機14を励磁する。二次巻線4と回転整流器7と同期発電機界磁巻線8は一体化していて、発電用のタービンに直結している。
転子の回転子速度である。同期速度Nsは式(2)で表される。符号fは、交流励磁機13の一次側の電源周波数を表す。符合pは、交流励磁機13の有する極対数である。交流励磁機13の一次側の電源周波数fを固定とした場合、式(1)に示したように、回転子の回転子速度Nが上昇するに伴いすべりSは減少する。従って、交流励磁機13の二次巻線4に誘起される電圧は回転速度上昇に伴い低下し、同期発電機界磁巻線8に流れる電流を一定に保つことは不可能となる。そこで、制御部16は、励磁方式切換装置3により交流励磁から直流励磁へ切換える方法を採用している。
図7は、実施の形態2に係る、交直変換器2と励磁方式切換装置3と速度検出器17と制御部16の関係を表している。実施の形態2は、励磁方式切換装置3の内部配線が実施の形態1に係る励磁方式切換装置3の内部配線とは若干異なる。実施の形態2では、交直変換器2の出力端子に対し並列に交流励磁機13の二相巻線5および交流励磁機13の二相巻線6を接続している。ただし、交流ブラシレス励磁装置100の全体回路構成は実施の形態1と同様とする。また、交流励磁から直流励磁への切換手順は実施の形態1に示し
た励磁方式切換フロチャートと同様とする。
効果を得ることが可能となる。
図8は本発明の実施の形態3における回転界磁型同期発電機を示す回路構成図である。実施の形態3では、実施の形態1と実施の形態2に示したスコット変圧器1を一般的な三相変圧器とし、三相変圧器15の二次側において任意の2線間を交流励磁機13の二相巻線5および交流励磁機13の二相巻線6に接続する。三相変圧器15は、二次側第1相線15aと二次側第2相線15bと二次側第3相線15cを有している。交流励磁から直流励磁への切換手順は実施の形態1と実施の形態2に示した励磁方式切換フロチャートと同様とする。
実施の形態4では、実施の形態2に示したスコット変圧器1を一般的な三相変圧器とし、三相変圧器15の二次側において任意の2線間を交流励磁機13の二相巻線5および交流励磁機13の二相巻線6に接続する。三相変圧器15は、二次側第1相線15aと二次側第2相線15bと二次側第3相線15cを有している。実施の形態4は実施の形態3とは、励磁方式切換装置3の内部回路構成が異なる。交流励磁から直流励磁への切換手順は実施の形態1に示した励磁方式切換フロチャートと同様とする。
Claims (9)
- 二次側にd軸2相巻線とq軸2相巻線を有し、一次側に三相交流電力を入力すると前記d軸2相巻線と前記q軸2相巻線に交流電力を出力するスコット変圧器と、
二次側に第1極端子と第2極端子を有し、前記三相交流電力から前記第1極端子と前記第2極端子に直流電力を出力する交直変換器と、
一次側に第1の2相巻線と第2の2相巻線を二次側には二次巻線を有する交流励磁機と、第1端子と第2端子を有し、前記第1端子は前記d軸2相巻線の片側に接続されていて、前記第2端子には前記第1の2相巻線の片側が接続されている第1の遮断器と、
第3端子と第4端子を有し、前記第3端子は前記d軸2相巻線の別側と前記q軸2相巻線の片側が接続されていて、前記第4端子には前記第1の2相巻線の別側と前記第2の2相巻線の片側が接続されている第2の遮断器と、
第5端子と第6端子を有し、前記第5端子は前記交直変換器の第1極端子に接続されていて、前記第6端子には前記第1の2相巻線の片側が接続されている第3の遮断器と、
回転子速度を検出する速度検出器と、
前記速度検出器の出力に基づいて前記交直変換器と前記第1の遮断器と前記第2の遮断器と前記第3の遮断器を制御する制御部とを備え、
前記q軸2相巻線の別側は前記第2の2相巻線の別側に接続されている交流ブラシレス励磁装置。 - 前記交直変換器の第2極端子は前記第2の2相巻線の別側に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の交流ブラシレス励磁装置。
- 前記q軸巻線の別側は前記第5端子と接続されていて、前記交直変換器の第2極端子は前記第2の2相巻線の片側と接続されていることを特徴とする請求項1に記載の交流ブラシレス励磁装置。
- 二次側第1相線、二次側第2相線および二次側第3相線を有し、一次側に三相交流電力を入力すると前記二次側第1相線、前記二次側第2相線および前記二次側第3相線に交流電力を出力する三相変圧器と、
二次側に第1極端子と第2極端子を有し、前記三相交流電力から前記第1極端子と前記第2極端子に直流電力を出力する交直変換器と、
一次側に第1の2相巻線と第2の2相巻線を二次側には二次巻線を有する交流励磁機と、第1端子と第2端子を有し、前記第1端子は前記二次側第1相線に接続されていて、前記第2端子には前記第1の2相巻線の片側が接続されている第1の遮断器と、
第3端子と第4端子を有し、前記第3端子は前記二次側第2相線と接続されていて、前記第4端子には前記第1の2相巻線の別側と前記第2の2相巻線の片側が接続されている第2の遮断器と、
第5端子と第6端子を有し、前記第5端子は前記交直変換器の第1極端子に接続されていて、前記第6端子には前記第1の2相巻線の片側が接続されている第3の遮断器と、
回転子速度を検出する速度検出器と、
前記速度検出器の出力に基づいて前記交直変換器と前記第1の遮断器と前記第2の遮断器と前記第3の遮断器を制御する制御部とを備え、
前記二次側第3相線は前記第2の2相巻線の別側に接続されている交流ブラシレス励磁装置。 - 前記交直変換器の第2極端子は前記第2の2相巻線の別側に接続されていることを特徴とする請求項4に記載の交流ブラシレス励磁装置。
- 前記二次側第3相線は前記第5端子と接続されていて、前記交直変換器の第2極端子は前記第2の2相巻線の片側と接続されていることを特徴とする請求項4に記載の交流ブラシレス励磁装置。
- 前記制御部は、SFC起動を開始すると、前記第1の遮断器と前記第2の遮断器を投入し、前記速度検出器で検出された回転子速度が設定値を上回ると、前記第1の遮断器と前記第2の遮断器を解列し、さらに前記第3の遮断器を投入することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の交流ブラシレス励磁装置。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の交流ブラシレス励磁装置と、
前記交流ブラシレス励磁装置の交流励磁機の二次巻線に接続され、二次側に直流電力を出力する回転整流器と、
前記回転整流器が出力する直流電力が入力される界磁巻線型同期発電機と、を備えている発電システム。 - 前記界磁巻線型同期発電機は、一次側に同期発電機界磁巻線と二次側に同期発電機電機子巻線を有し、前記速度検出器は、前記二次巻線、前記回転整流器または前記同期発電機界磁巻線の回転子速度を検出することを特徴とする請求項8に記載の発電システム。
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JP2013120398A JP6016712B2 (ja) | 2013-06-07 | 2013-06-07 | 交流ブラシレス励磁装置および発電システム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016167903A (ja) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | 三菱電機株式会社 | 発電システム |
US10734931B2 (en) | 2016-08-23 | 2020-08-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Brushless synchronous power generation apparatus |
Citations (4)
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JPS5094413A (ja) * | 1973-12-24 | 1975-07-28 | ||
JPS6430500A (en) * | 1987-07-24 | 1989-02-01 | Shinko Electric Co Ltd | Brushless starting generator exciter |
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JPH07245998A (ja) * | 1994-03-09 | 1995-09-19 | Hitachi Ltd | ブラシレス励磁機を備えた発電設備の始動装置 |
-
2013
- 2013-06-07 JP JP2013120398A patent/JP6016712B2/ja active Active
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