JP2016092873A - Thyristor excitation system power generator - Google Patents

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Keita Mitsuhara
啓太 満原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve responsiveness of voltage startup at a thyristor excitation system power generator.SOLUTION: A thyristor excitation system power generator includes: a power generator; an excitation transformer; an automatic voltage regulation device; an excitation device; a voltage setting unit for outputting a control signal when an output voltage of the power generator has reached a set value; a first proportional gain calculation unit for calculating a first proportional gain from a field voltage of the excitation device; a second proportional gain calculation unit for calculating a second proportional gain from a deviation between the output voltage of the power generator and a secondary voltage of the excitation transformer; an adder that obtains a deviation between a sum of the first proportional gain and the second proportional gain and the control signal; and a firing control unit for calculating a firing signal from an output of the adder and outputting the firing signal to the excitation device.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、サイリスタ励磁方式発電機に関わり、特にサイリスタ励磁方式発電機における起動時の応答速度の改善に関するものである。   The present invention relates to a thyristor excitation type generator, and more particularly to an improvement in response speed at startup of a thyristor excitation type generator.

発電機は電磁石を回転させて電気を発生させる。この電磁石の強さを変えることにより発電機の出力電圧が変化する。工場等で使用される電気の変動に合わせるように、発電機の出力電圧は調整されている。サイリスタ励磁方式は、電磁石の強さを変える方式の一つで、半導体素子であるサイリスタのスイッチ機能を利用するため、電磁石の励磁電流を高速に変化させることができる(例えば特許文献1〜5)。発電機の主回路には励磁変圧器が接続され、この励磁変圧器の二次側出力はサイリスタ整流器により直流に変換される。発電機の界磁巻線には界磁遮断器、スリップリングを経由して励磁電力が供給される。   The generator generates electricity by rotating an electromagnet. Changing the strength of the electromagnet changes the output voltage of the generator. The output voltage of the generator is adjusted to match the fluctuation of electricity used in factories and the like. The thyristor excitation method is one of the methods for changing the strength of the electromagnet, and since the switch function of the thyristor that is a semiconductor element is used, the excitation current of the electromagnet can be changed at high speed (for example, Patent Documents 1 to 5). . An excitation transformer is connected to the main circuit of the generator, and the secondary output of the excitation transformer is converted into direct current by a thyristor rectifier. Excitation power is supplied to the field winding of the generator via a field breaker and a slip ring.

サイリスタ励磁方式において、発電機の出力電圧を制御する方法には、界磁電圧のフィードバック制御を行う70Eモードと、出力電圧のフィードバック制御を行う90Rモードが知られている。サイリスタ励磁方式の自動電圧調整装置は発電機を起動する時には70Eモードを採用し、発電機の出力電圧を界磁電圧のフィードバック制御によって調節する。このモード様式は、日本電機工業会規格JEM1090の制御機器番号に従って、基本機器番号(70:加減抵抗器、90:自動電圧調整器)と補助記号(E:励磁、R:調整)を使って表されている。   In the thyristor excitation method, 70E mode for performing feedback control of the field voltage and 90R mode for performing feedback control of the output voltage are known as methods for controlling the output voltage of the generator. The thyristor excitation type automatic voltage adjustment device adopts the 70E mode when starting the generator, and adjusts the output voltage of the generator by feedback control of the field voltage. This mode format is displayed using the basic equipment number (70: R / C resistor, 90: automatic voltage regulator) and auxiliary symbols (E: excitation, R: adjustment) according to the control equipment number of JEM1090 of the Japan Electrical Manufacturers' Association. Has been.

特開昭58-123400号公報JP 58-123400 A 特開平7-245999号公報JP 7-245999 A 特開平4-14500号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-14500 特開平7-227100号公報JP 7-227100 A 特開昭63-283500号公報JP-A 63-283500

実際の発電機では発電機のロータ温度やDC電源のインピーダンスなどの環境条件が変化している。サイリスタ励磁方式の自動電圧調整装置は、応答速度が遅いことや環境条件が変化することで、初期励磁渋滞が発生する。発電機の出力電圧が目標値まで立ち上がらない場合、現地での調整試験に時間を要することになる。本発明はこのような課題を解決する為になされたもので、界磁電圧のフィードバック制御に初期フォーシングの補償をすることでサイリスタ励磁方式発電機における電圧起動の応答性の向上を図ることを目的にしている。   In an actual generator, environmental conditions such as the rotor temperature of the generator and the impedance of the DC power source are changing. In the thyristor excitation type automatic voltage regulator, initial excitation congestion occurs due to a slow response speed or changes in environmental conditions. If the output voltage of the generator does not rise to the target value, it will take time for the on-site adjustment test. The present invention has been made to solve such a problem, and it is intended to improve the responsiveness of the voltage startup in the thyristor excitation generator by compensating the initial forcing in the feedback control of the field voltage. It is aimed.

本発明におけるサイリスタ励磁方式発電機は、界磁巻線に界磁電流が流れると電圧が発生する発電機と、前記発電機に接続されていて、二次側に電圧を出力する励磁変圧器と、電圧設定部と加算器と点弧制御部と第1比例ゲイン演算部と第2比例ゲイン演算部を有する自動電圧調整装置と、自動電圧調整装置が出力する点弧信号に従ってゲートが開閉するサイリスタを有し、界磁巻線に界磁電流を供給する励磁装置と、を備え、電圧設定部は発電機の出力電圧が設定値に達すると制御信号を出力し、第1比例ゲイン演算部は励磁装置の界磁電圧から第1比例ゲインを演算し、第2比例ゲイン演算部は発電機の出力電圧と励磁変圧器の二次電圧の偏差から第2比例ゲインを演算し、加算器は、第1比例ゲインおよび第2比例ゲインの和と制御信号との偏差を求め、点弧制御部は、加算器の出力から点弧信号を演算して、励磁装置に出力することを特徴とする。   A thyristor excitation generator according to the present invention includes a generator that generates a voltage when a field current flows through a field winding, and an excitation transformer that is connected to the generator and outputs a voltage to a secondary side. An automatic voltage regulator having a voltage setting unit, an adder, a firing control unit, a first proportional gain computing unit and a second proportional gain computing unit, and a thyristor whose gate is opened and closed according to a firing signal output from the automatic voltage regulating device The voltage setting unit outputs a control signal when the output voltage of the generator reaches a set value, and the first proportional gain calculation unit The first proportional gain is calculated from the field voltage of the excitation device, the second proportional gain calculation unit calculates the second proportional gain from the deviation between the output voltage of the generator and the secondary voltage of the excitation transformer, Sum of first proportional gain and second proportional gain and control signal A deviation between, ignition control unit calculates the firing signal from the output of the adder, and outputs the excitation device.

上記構成によれば、サイリスタ励磁方式発電機の出力電圧を界磁電圧のフィードバック制御によって起動する。サイリスタ起動方式の自動電圧調整装置において、界磁電圧一定制御のブロックに補償を行うことで、起動時における応答速度が改善され、さらに励磁電力の供給精度が向上する。   According to the said structure, the output voltage of a thyristor excitation system generator is started by the feedback control of a field voltage. In the thyristor start-up type automatic voltage regulator, by compensating the constant field voltage control block, the response speed at start-up is improved, and the supply accuracy of excitation power is further improved.

本発明に係わるサイリスタ励磁方式発電機のシステム構成を表す原理図である。It is a principle figure showing the system configuration of the thyristor excitation system generator concerning the present invention. この発明の実施の形態1に係わる自動電圧調整装置を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the automatic voltage regulator concerning Embodiment 1 of this invention. 自動電圧調整装置の基本ブロックにおける発電機の出力電圧の応答を示す図である。It is a figure which shows the response of the output voltage of the generator in the basic block of an automatic voltage regulator. 自動電圧調整装置における基本ブロックの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the basic block in an automatic voltage regulator. この発明の実施の形態1における発電機の出力電圧の応答を示す図である。It is a figure which shows the response of the output voltage of the generator in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係わる自動電圧調整装置を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the automatic voltage regulator concerning Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2における発電機の出力電圧の応答を示す図である。It is a figure which shows the response of the output voltage of the generator in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係わる自動電圧調整装置を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the automatic voltage regulator concerning Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3における発電機の出力電圧の応答を示す図である。It is a figure which shows the response of the output voltage of the generator in Embodiment 3 of this invention.

本発明の実施の形態に係るサイリスタ励磁方式発電機および自動電圧調整装置について、図を参照しながら以下に説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付しており、対応する各構成部のサイズや縮尺はそれぞれ独立している。例えば構成の一部を変更した断面図の間で、変更されていない同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズや縮尺が異なっている場合もある。また、サイリスタ励磁方式発電機および自動電圧調整装置の構成は、実際にはさらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。   A thyristor excitation type generator and an automatic voltage regulator according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals, and the sizes and scales of the corresponding components are independent. For example, when the same components that are not changed are illustrated in cross-sectional views in which a part of the configuration is changed, the sizes and scales of the same components may be different. In addition, the configuration of the thyristor excitation type generator and the automatic voltage regulator is actually provided with a plurality of members, but for the sake of simplicity, only the parts necessary for the description are described, and the other parts are described. Is omitted.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図に基づいて説明する。図1はサイリスタ励磁方式発電機100のシステム構成を表している。発電機1には励磁変圧器5が接続されている。発電機1の界磁巻線2は、スリップリング20(ブラシ-コレクタリング)を介して初期励磁回路3および励磁装置9に接続されている。発電機1の起動時には界磁巻線2に界磁電流が流される。界磁電流によって発電がおこなわれると、発電機1に出力電圧が発生する。励磁変圧器5の二次側には、降圧された電圧が発生する。界磁遮断器3aは初期励磁回路3と界磁巻線2の間に設置されている。界磁遮断器4aは励磁装置9と界磁巻線2の間に設置されている。自動電圧調整装置30(AVR:Automatic Voltage Regulator)には励磁変圧器の二次電圧(Vac)と発電機の出力電圧(Vg)と励磁装置の界磁電圧(V1)などが入力されている。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a system configuration of a thyristor excitation type generator 100. An excitation transformer 5 is connected to the generator 1. The field winding 2 of the generator 1 is connected to the initial excitation circuit 3 and the excitation device 9 via a slip ring 20 (brush-collector ring). When the generator 1 is started, a field current is passed through the field winding 2. When power generation is performed by the field current, an output voltage is generated in the generator 1. A stepped down voltage is generated on the secondary side of the excitation transformer 5. The field breaker 3 a is installed between the initial excitation circuit 3 and the field winding 2. The field breaker 4 a is installed between the excitation device 9 and the field winding 2. The secondary voltage (Vac) of the excitation transformer, the output voltage (Vg) of the generator, the field voltage (V1) of the excitation device, and the like are input to the automatic voltage regulator 30 (AVR: Automatic Voltage Regulator).

励磁装置9のサイリスタ4は自動電圧調整装置30が出力する点弧信号に従ってゲートが開閉する。系制御装置40は、サイリスタ励磁方式発電機100のシステム制御に係わり、初期励磁回路3、自動電圧調整装置30などを制御している。発電機1の起動時には界磁電流が界磁巻線2に供給される。初期励磁回路の出力電圧(V0)が励磁装置の界磁電圧(V1)よりも大きければ初期励磁回路3から界磁電流が界磁巻線2に供給される。初期励磁回路の出力電圧(V0)が励磁装置の界磁電圧(V1)よりも小さければ励磁装置9(サイリスタ4)から界磁電流が界磁巻線2に供給される。   The thyristor 4 of the exciter 9 opens and closes according to the ignition signal output from the automatic voltage regulator 30. The system control device 40 is related to the system control of the thyristor excitation type generator 100 and controls the initial excitation circuit 3, the automatic voltage adjustment device 30, and the like. When the generator 1 is started, a field current is supplied to the field winding 2. If the output voltage (V0) of the initial excitation circuit is larger than the field voltage (V1) of the excitation device, a field current is supplied from the initial excitation circuit 3 to the field winding 2. If the output voltage (V0) of the initial excitation circuit is smaller than the field voltage (V1) of the excitation device, the field current is supplied from the excitation device 9 (thyristor 4) to the field winding 2.

図2に、自動電圧調整装置30の制御ブロック図を示す。本実施の形態による自動電圧調整装置30は、電圧設定部6、加算器7a、加算器7b、点弧制御部8、ゲイン演算部10、比例ゲイン演算部13などから構成されている。電圧設定部6は発電機の出力電圧(Vg)が第1設定値に到達すると、制御信号(70E)を加算器7aに向けて出力する。加算器7aには電圧設定部6(70E:励磁加減抵抗器)とゲイン演算部10(第1比例ゲイン演算部)と比例ゲイン演算部13(第2比例ゲイン演算部)からの出力が入力されている。加算器7aの出力は点弧制御部8に入力される。点弧制御部8が生成する点弧信号は励磁装置9に入力されて、サイリスタ4の開閉度合を制御する。発電機の出力電圧11(Vg)と励磁変圧器の二次電圧12(Vac)は加算器7bに入力される。加算器7bの出力は比例ゲイン演算部13に入力される。   FIG. 2 shows a control block diagram of the automatic voltage regulator 30. The automatic voltage adjustment device 30 according to the present embodiment includes a voltage setting unit 6, an adder 7a, an adder 7b, an ignition control unit 8, a gain calculation unit 10, a proportional gain calculation unit 13, and the like. When the output voltage (Vg) of the generator reaches the first set value, the voltage setting unit 6 outputs a control signal (70E) to the adder 7a. The adder 7a receives outputs from the voltage setting unit 6 (70E: excitation adjusting resistor), the gain calculation unit 10 (first proportional gain calculation unit), and the proportional gain calculation unit 13 (second proportional gain calculation unit). ing. The output of the adder 7a is input to the ignition control unit 8. The ignition signal generated by the ignition control unit 8 is input to the excitation device 9 to control the opening / closing degree of the thyristor 4. The output voltage 11 (Vg) of the generator and the secondary voltage 12 (Vac) of the exciting transformer are input to the adder 7b. The output of the adder 7 b is input to the proportional gain calculation unit 13.

すなわち、加算器7aは、ゲイン演算部10が出力する第1比例ゲインおよび比例ゲイン演算部13が出力する第2比例ゲインの和と制御信号(70E)との偏差を求めている。ゲイン演算部10は励磁装置の界磁電圧(V1)から比例ゲイン(第1比例ゲイン)を演算する。比例ゲイン演算部13は発電機の出力電圧11(Vg)と励磁変圧器の二次電圧12(Vac)の偏差から比例ゲイン(第2比例ゲイン)を演算する。励磁装置9の出力は発電機1に入力されるとともに、界磁電圧をフィードバックするためにゲイン演算部10にも入力されている。励磁装置の界磁電圧(V1)がフィードバックされて、電圧設定部6の設定値との偏差を演算して励磁装置9の界磁電流を制御する。   That is, the adder 7a obtains the deviation between the sum of the first proportional gain output from the gain calculation unit 10 and the second proportional gain output from the proportional gain calculation unit 13 and the control signal (70E). The gain calculation unit 10 calculates a proportional gain (first proportional gain) from the field voltage (V1) of the excitation device. The proportional gain calculation unit 13 calculates a proportional gain (second proportional gain) from the deviation between the output voltage 11 (Vg) of the generator and the secondary voltage 12 (Vac) of the excitation transformer. The output of the exciter 9 is input to the generator 1 and is also input to the gain calculator 10 for feeding back the field voltage. The field voltage (V1) of the exciter is fed back, the deviation from the set value of the voltage setting unit 6 is calculated, and the field current of the exciter 9 is controlled.

次に自動電圧調整装置30の初期励磁時における動作を説明する。先ず、自動電圧調整装置30の基本制御ブロックにおける起動時の電圧応答を、図3を使って説明する。ここで基本制御ブロックは、図4に示されているように、電圧設定部6、加算器7a、点弧制御部8、ゲイン演算部10などから構成されている。自動電圧調整装置30は、励磁装置9の界磁電圧を点弧制御部8にフィードバックして、励磁装置9の界磁電流を点弧パルスで制御する。加算器7aは電圧設定部6の設定値と励磁装置9の界磁電圧の偏差を算出し、点弧制御部8はこの偏差から点弧信号を演算する。起動時初期には、初期励磁回路の出力電圧(V0)が励磁装置の界磁電圧(V1)よりも大きいので、初期励磁回路3から界磁電流を界磁巻線2に供給する。界磁遮断器4aの投入により初期励磁回路3がオンし、70E初期値(目標値)の約15%に相当する界磁電流が初期励磁回路3から界磁巻線2に供給される。   Next, the operation at the time of initial excitation of the automatic voltage regulator 30 will be described. First, the voltage response at start-up in the basic control block of the automatic voltage regulator 30 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the basic control block includes a voltage setting unit 6, an adder 7a, an ignition control unit 8, a gain calculation unit 10, and the like. The automatic voltage adjustment device 30 feeds back the field voltage of the excitation device 9 to the ignition control unit 8 and controls the field current of the excitation device 9 with the ignition pulse. The adder 7a calculates a deviation between the set value of the voltage setting unit 6 and the field voltage of the excitation device 9, and the ignition control unit 8 calculates an ignition signal from this deviation. Since the output voltage (V 0) of the initial excitation circuit is higher than the field voltage (V 1) of the exciter at the start-up, the field current is supplied from the initial excitation circuit 3 to the field winding 2. When the field breaker 4a is turned on, the initial excitation circuit 3 is turned on, and a field current corresponding to about 15% of the initial value (target value) of 70E is supplied from the initial excitation circuit 3 to the field winding 2.

同時に自動電圧調整装置30において初期励磁渋滞タイマーがカウントを開始する。発電機の出力電圧(Vg)が目標値の約10%(第1設定値)に到達すると、電圧設定部6が動作を開始し、発電機の出力電圧(Vg)が上昇する。系制御装置40は、発電機の出力電圧(Vg)が0.6p.u.(第2設定値)以上であることを検出すると初期励磁回路3をオフし、初期励磁渋滞タイマーをリセットする。初期励磁渋滞タイマーの既定値以内に発電機の出力電圧(Vg)が0.6p.u.に到達しなければ初期励磁渋滞となる。タイマー値は通常30秒にセットされている。基本制御ブロックによる制御では、発電機起動時は発電機の出力電圧(Vg)がほぼ0であり、励磁装置9の出力が小さい為、起動電圧の応答性が遅くなっている。   At the same time, the initial excitation congestion timer starts counting in the automatic voltage regulator 30. When the output voltage (Vg) of the generator reaches about 10% (first set value) of the target value, the voltage setting unit 6 starts to operate, and the output voltage (Vg) of the generator increases. When detecting that the output voltage (Vg) of the generator is 0.6 p.u. (second set value) or more, the system control device 40 turns off the initial excitation circuit 3 and resets the initial excitation congestion timer. If the output voltage (Vg) of the generator does not reach 0.6 p.u. within the default value of the initial excitation congestion timer, an initial excitation congestion occurs. The timer value is normally set to 30 seconds. In the control by the basic control block, when the generator is started, the output voltage (Vg) of the generator is almost 0, and the output of the excitation device 9 is small, so the response of the start voltage is slow.

次に比例ゲイン演算部13の役割について説明する。図5は本実施の形態に係わる発電機の起動時における電圧応答を示している。自動電圧調整装置30の加算器7bは、発電機の出力電圧(Vg)と励磁変圧器の二次電圧(Vac)の偏差を出力する。比例ゲイン演算部13はこの偏差から比例ゲインを演算している。比例ゲイン演算部13が出力する比例ゲインは加算器7aに入力される。自動電圧調整装置30では電圧設定部6が70Eモードでの制御を行っており、既定の設定値を出力している。発電機の出力電圧(Vg)が目標値の約10%(第1設定値)に到達すると、電圧設定部6が動作を開始し、発電機の出力電圧(Vg)が上昇する。系制御装置40は、発電機の出力電圧(Vg)が0.6p.u. (第2設定値)以上であることを検出すると初期励磁回路3をオフし、初期励磁渋滞タイマーをリセットする。励磁装置の界磁電圧(V1)を加算器7aにフィードバックして70Eの設定値との偏差を演算して励磁装置9の界磁電流を点弧パルスで制御する。   Next, the role of the proportional gain calculation unit 13 will be described. FIG. 5 shows a voltage response when the generator according to the present embodiment is started. The adder 7b of the automatic voltage regulator 30 outputs a deviation between the output voltage (Vg) of the generator and the secondary voltage (Vac) of the exciting transformer. The proportional gain calculation unit 13 calculates a proportional gain from this deviation. The proportional gain output from the proportional gain calculator 13 is input to the adder 7a. In the automatic voltage regulator 30, the voltage setting unit 6 performs control in the 70E mode, and outputs a predetermined set value. When the output voltage (Vg) of the generator reaches about 10% (first set value) of the target value, the voltage setting unit 6 starts to operate, and the output voltage (Vg) of the generator increases. When detecting that the output voltage (Vg) of the generator is 0.6 p.u. (second set value) or more, the system control device 40 turns off the initial excitation circuit 3 and resets the initial excitation congestion timer. The field voltage (V1) of the exciter is fed back to the adder 7a, the deviation from the set value of 70E is calculated, and the field current of the exciter 9 is controlled by the firing pulse.

本実施の形態に係わるサイリスタ励磁方式発電機によれば、発電機の出力電圧(Vg)と励磁変圧器の二次電圧(Vac)の偏差に比例する比例ゲインを追加しているので、発電機の起動時に励磁装置の出力を大きく補償することができる。すなわち、70Eモードの基本制御ブロックに発電機の出力電圧(Vg)と励磁変圧器の二次電圧(Vac)の偏差に相当する比例ゲインを追加することで、初期フォーシングを行い、発電機の起動時における電圧の応答性を改善している。その結果、起動時は発電機の出力電圧(Vg)がほぼ0であり、励磁装置の出力は小さいが、起動電圧の応答性が早くなっている。   According to the thyristor excitation generator according to the present embodiment, a proportional gain proportional to the deviation between the output voltage (Vg) of the generator and the secondary voltage (Vac) of the excitation transformer is added. Can greatly compensate for the output of the exciter. That is, initial forcing is performed by adding a proportional gain corresponding to the deviation between the output voltage (Vg) of the generator and the secondary voltage (Vac) of the excitation transformer to the basic control block of the 70E mode. Improves voltage response at startup. As a result, the output voltage (Vg) of the generator is almost 0 at the time of startup, and the output of the exciter is small, but the response of the startup voltage is fast.

実施の形態2.
発電機ロータ(および界磁巻線2)の抵抗は周囲温度の変化により変化する為、環境温度が変化すると励磁装置9において界磁電流の大きさも変化する。この結果、発電機の出力電圧(Vg)と目標値(70E初期値)に偏差が発生する。実施の形態2に係わる自動電圧調整装置は、基本制御ブロックに界磁巻線の設計温度と界磁巻線の計測温度の偏差に比例する積分ゲインを追加することで発電機の起動時における電圧の偏差を補償する。図6は本実施の形態に係わる自動電圧調整装置30の制御ブロック図を示している。界磁巻線の計測温度15と界磁巻線の設計温度16が加算器7cに入力され、両者の偏差から積分ゲイン演算部14は積分ゲインを出力している。積分ゲインは加算器7aに入力される。すなわち、加算器7aは、ゲイン演算部10が出力する比例ゲインおよび積分ゲイン演算部14が出力する積分ゲインの和と制御信号(70E)との偏差を求めている。
Embodiment 2. FIG.
Since the resistance of the generator rotor (and the field winding 2) changes due to a change in ambient temperature, the magnitude of the field current also changes in the excitation device 9 when the environmental temperature changes. As a result, a deviation occurs between the output voltage (Vg) of the generator and the target value (70E initial value). The automatic voltage regulator according to the second embodiment adds an integral gain proportional to the deviation between the design temperature of the field winding and the measured temperature of the field winding to the basic control block, so that the voltage at the start-up of the generator To compensate for deviations. FIG. 6 shows a control block diagram of the automatic voltage regulator 30 according to the present embodiment. The measured temperature 15 of the field winding and the design temperature 16 of the field winding are input to the adder 7c, and the integral gain calculator 14 outputs the integral gain from the difference between the two. The integral gain is input to the adder 7a. That is, the adder 7a obtains the deviation between the sum of the proportional gain output from the gain calculation unit 10 and the integration gain output from the integral gain calculation unit 14 and the control signal (70E).

次に本実施の形態の動作について説明する。図7は本実施の形態に係わる発電機の起動時における電圧応答を示している。周囲温度の変化により界磁巻線2の抵抗が変化すると、励磁装置9において界磁電流が変化するため、発電機の出力電圧(Vg)と目標値(70E初期値)に偏差が発生する。この発明によれば、界磁巻線の設計温度と界磁巻線の計測温度の偏差に対応する積分ゲインを補償することで発電機の出力電圧(Vg)の偏差を0にする制御を行う。この結果、電圧設定部の設定値を変更してその都度、再起動する必要がなくなる。また、現地での調整時間も不要になり、発電機の出力電圧(Vg)の応答は偏差が改善されている。   Next, the operation of the present embodiment will be described. FIG. 7 shows the voltage response when the generator according to this embodiment is started. When the resistance of the field winding 2 changes due to a change in the ambient temperature, the field current changes in the excitation device 9, and a deviation occurs between the output voltage (Vg) of the generator and the target value (70E initial value). According to the present invention, the deviation of the generator output voltage (Vg) is controlled to be zero by compensating the integral gain corresponding to the deviation between the design temperature of the field winding and the measured temperature of the field winding. . As a result, it is not necessary to restart each time the setting value of the voltage setting unit is changed. Further, the adjustment time at the site is not required, and the deviation of the output voltage (Vg) response of the generator is improved.

実施の形態3.
図8は実施の形態3に係わる自動電圧調整装置の制御ブロック図を示している。本実施の形態に係わる自動電圧調整装置30は、実施の形態1の制御ブロックと実施の形態2の制御ブロックを組み合わせたものである。発電機の出力電圧11と励磁変圧器の二次電圧12が加算器7bに入力され、両者の偏差から比例ゲイン演算部13は比例ゲイン(第2比例ゲイン)を演算している。界磁巻線の計測温度15と界磁巻線の設計温度16が加算器7cに入力され、両者の偏差から積分ゲイン演算部14は積分ゲインを演算している。比例ゲイン演算部13が出力した比例ゲインと積分ゲイン演算部14が出力した積分ゲインは加算器7dに入力される。加算器7dの出力は加算器7aに入力される。すなわち、加算器7aと加算器7dは、ゲイン演算部10が出力する比例ゲイン(第1比例ゲイン)、比例ゲイン演算部13が出力する比例ゲイン(第2比例ゲイン)および積分ゲイン演算部14が出力する積分ゲインの和と制御信号(70E)との偏差を求めている。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 8 is a control block diagram of the automatic voltage regulator according to the third embodiment. The automatic voltage regulator 30 according to the present embodiment is a combination of the control block of the first embodiment and the control block of the second embodiment. The output voltage 11 of the generator and the secondary voltage 12 of the excitation transformer are input to the adder 7b, and the proportional gain calculation unit 13 calculates a proportional gain (second proportional gain) from the difference between the two. The measured temperature 15 of the field winding and the design temperature 16 of the field winding are input to the adder 7c, and the integral gain calculation unit 14 calculates the integral gain from the difference between the two. The proportional gain output from the proportional gain calculator 13 and the integral gain output from the integral gain calculator 14 are input to the adder 7d. The output of the adder 7d is input to the adder 7a. That is, the adder 7a and the adder 7d include a proportional gain (first proportional gain) output from the gain calculating unit 10, a proportional gain (second proportional gain) output from the proportional gain calculating unit 13, and an integral gain calculating unit 14, respectively. The deviation between the sum of output integral gains and the control signal (70E) is obtained.

次に本実施の形態の動作について説明する。図9は本実施の形態に係わる発電機の起動時における電圧応答を示している。本実施の形態によれば、基本制御ブロックに発電機の出力電圧(Vg)と励磁変圧器の二次電圧(Vac)の偏差に比例する比例ゲインを追加することで、発電機の起動時における電圧の応答性を改善できる。さらに界磁巻線の設計温度と界磁巻線の計測温度の偏差に比例する積分ゲインを追加することで発電機の出力電圧の偏差を0に補償することが可能である。   Next, the operation of the present embodiment will be described. FIG. 9 shows the voltage response when the generator according to this embodiment is started. According to the present embodiment, a proportional gain proportional to the deviation between the generator output voltage (Vg) and the excitation transformer secondary voltage (Vac) is added to the basic control block. Voltage responsiveness can be improved. Further, by adding an integral gain proportional to the deviation between the design temperature of the field winding and the measured temperature of the field winding, the deviation of the output voltage of the generator can be compensated to zero.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

1 発電機、2 界磁巻線、3 初期励磁回路、3a 界磁遮断器、4 サイリスタ、4a 界磁遮断器、5 励磁変圧器、6 電圧設定部、7a 加算器、7b 加算器、7c 加算器、7d 加算器、8 点弧制御部、9 励磁装置、10 ゲイン演算部、11 発電機の出力電圧、12 励磁変圧器の二次電圧、13 比例ゲイン演算部、14 積分ゲイン演算部、15 界磁巻線の計測温度、16 界磁巻線の設計温度、20 スリップリング、30 自動電圧調整装置、40 系制御装置、100 サイリスタ励磁方式発電機   1 generator, 2 field winding, 3 initial excitation circuit, 3a field breaker, 4 thyristor, 4a field breaker, 5 excitation transformer, 6 voltage setting unit, 7a adder, 7b adder, 7c addition 7d adder 8 firing control unit 9 excitation device 10 gain computation unit 11 generator output voltage 12 excitation transformer secondary voltage 13 proportional gain computation unit 14 integral gain computation unit 15 Measurement temperature of field winding, 16 Design temperature of field winding, 20 Slip ring, 30 Automatic voltage regulator, 40 system controller, 100 Thyristor excitation generator

Claims (3)

界磁巻線に界磁電流が流れると電圧が発生する発電機と、
前記発電機に接続されていて、二次側に電圧を出力する励磁変圧器と、
電圧設定部と加算器と点弧制御部と第1比例ゲイン演算部と第2比例ゲイン演算部を有する自動電圧調整装置と、
前記自動電圧調整装置が出力する点弧信号に従ってゲートが開閉するサイリスタを有し、前記界磁巻線に界磁電流を供給する励磁装置と、を備え、
前記電圧設定部は前記発電機の出力電圧が設定値に達すると制御信号を出力し、
前記第1比例ゲイン演算部は前記励磁装置の界磁電圧から第1比例ゲインを演算し、
前記第2比例ゲイン演算部は前記発電機の出力電圧と前記励磁変圧器の二次電圧の偏差から第2比例ゲインを演算し、
前記加算器は、前記第1比例ゲインおよび前記第2比例ゲインの和と前記制御信号との偏差を求め、
前記点弧制御部は、前記加算器の出力から前記点弧信号を演算して、前記励磁装置に出力することを特徴とするサイリスタ励磁方式発電機。
A generator that generates a voltage when a field current flows through the field winding;
An excitation transformer connected to the generator and outputting a voltage to the secondary side;
An automatic voltage regulator having a voltage setting unit, an adder, an ignition control unit, a first proportional gain calculation unit, and a second proportional gain calculation unit;
An excitation device having a thyristor whose gate opens and closes in accordance with an ignition signal output from the automatic voltage regulator, and supplies a field current to the field winding;
The voltage setting unit outputs a control signal when the output voltage of the generator reaches a set value,
The first proportional gain calculation unit calculates a first proportional gain from a field voltage of the exciter,
The second proportional gain calculator calculates a second proportional gain from the deviation between the output voltage of the generator and the secondary voltage of the excitation transformer,
The adder obtains a deviation between the control signal and the sum of the first proportional gain and the second proportional gain,
The ignition control unit calculates the ignition signal from the output of the adder and outputs the calculated ignition signal to the excitation device.
界磁巻線に界磁電流が流れると電圧が発生する発電機と、
前記発電機に接続されていて、二次側に電圧を出力する励磁変圧器と、
電圧設定部と加算器と点弧制御部とゲイン演算部と積分ゲイン演算部を有する自動電圧調整装置と、
前記自動電圧調整装置が出力する点弧信号に従ってゲートが開閉するサイリスタを有し、前記界磁巻線に界磁電流を供給する励磁装置と、を備え、
前記電圧設定部は前記発電機の出力電圧が設定値に達すると制御信号を出力し、
前記ゲイン演算部は前記励磁装置の界磁電圧から比例ゲインを演算し、
前記積分ゲイン演算部は前記界磁巻線の温度設計値と前記界磁巻線の温度計測値の偏差から積分ゲインを演算し、
前記加算器は、前記比例ゲインおよび前記積分ゲインの和と前記制御信号との偏差を求め、
前記点弧制御部は、前記加算器の出力から前記点弧信号を演算して、前記励磁装置に出力することを特徴とするサイリスタ励磁方式発電機。
A generator that generates a voltage when a field current flows through the field winding;
An excitation transformer connected to the generator and outputting a voltage to the secondary side;
An automatic voltage regulator having a voltage setting unit, an adder, an ignition control unit, a gain calculation unit, and an integral gain calculation unit;
An excitation device having a thyristor whose gate opens and closes in accordance with an ignition signal output from the automatic voltage regulator, and supplies a field current to the field winding;
The voltage setting unit outputs a control signal when the output voltage of the generator reaches a set value,
The gain calculator calculates a proportional gain from the field voltage of the exciter,
The integral gain calculation unit calculates an integral gain from a deviation between a temperature design value of the field winding and a temperature measurement value of the field winding,
The adder obtains a deviation between the control signal and the sum of the proportional gain and the integral gain,
The ignition control unit calculates the ignition signal from the output of the adder and outputs the calculated ignition signal to the excitation device.
界磁巻線に界磁電流が流れると電圧が発生する発電機と、
前記発電機に接続されていて、二次側に電圧を出力する励磁変圧器と、
電圧設定部と加算器と点弧制御部と第1比例ゲイン演算部と第2比例ゲイン演算部と積分ゲイン演算部を有する自動電圧調整装置と、
前記自動電圧調整装置が出力する点弧信号に従ってゲートが開閉するサイリスタを有し、前記界磁巻線に界磁電流を供給する励磁装置と、を備え、
前記電圧設定部は前記発電機の出力電圧が設定値に達すると制御信号を出力し、
前記第1比例ゲイン演算部は前記励磁装置の界磁電圧から第1比例ゲインを演算し、
前記第2比例ゲイン演算部は前記発電機の出力電圧と前記励磁変圧器の二次電圧の偏差から第2比例ゲインを演算し、
前記積分ゲイン演算部は前記界磁巻線の温度設計値と前記界磁巻線の温度計測値の偏差から積分ゲインを演算し、
前記加算器は、前記第1比例ゲイン、前記第2比例ゲインおよび積分ゲインの和と前記制御信号との偏差を求め、
前記点弧制御部は、前記加算器の出力から前記点弧信号を演算して、前記励磁装置に出力することを特徴とするサイリスタ励磁方式発電機。
A generator that generates a voltage when a field current flows through the field winding;
An excitation transformer connected to the generator and outputting a voltage to the secondary side;
An automatic voltage regulator having a voltage setting unit, an adder, an ignition control unit, a first proportional gain calculation unit, a second proportional gain calculation unit, and an integral gain calculation unit;
An excitation device having a thyristor whose gate opens and closes in accordance with an ignition signal output from the automatic voltage regulator, and supplies a field current to the field winding;
The voltage setting unit outputs a control signal when the output voltage of the generator reaches a set value,
The first proportional gain calculation unit calculates a first proportional gain from a field voltage of the exciter,
The second proportional gain calculator calculates a second proportional gain from the deviation between the output voltage of the generator and the secondary voltage of the excitation transformer,
The integral gain calculation unit calculates an integral gain from a deviation between a temperature design value of the field winding and a temperature measurement value of the field winding,
The adder calculates a deviation between the control signal and the sum of the first proportional gain, the second proportional gain and the integral gain;
The ignition control unit calculates the ignition signal from the output of the adder and outputs the calculated ignition signal to the excitation device.
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