JP2509587B2 - ヘルパ−モ−タシステム - Google Patents
ヘルパ−モ−タシステムInfo
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- JP2509587B2 JP2509587B2 JP26655286A JP26655286A JP2509587B2 JP 2509587 B2 JP2509587 B2 JP 2509587B2 JP 26655286 A JP26655286 A JP 26655286A JP 26655286 A JP26655286 A JP 26655286A JP 2509587 B2 JP2509587 B2 JP 2509587B2
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- Japan
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- power
- turbine
- output
- speed
- control
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、タービンの駆動力を電動機で補助するヘル
パーモーターシステムに係り、特にタービン系の制御の
遅れを電動機の制御系で補償し、負荷の過渡的な変動に
対する制御応答特性を改善したヘルパーモーターシステ
ムに関する。
パーモーターシステムに係り、特にタービン系の制御の
遅れを電動機の制御系で補償し、負荷の過渡的な変動に
対する制御応答特性を改善したヘルパーモーターシステ
ムに関する。
（従来の技術） 近年、タービンの駆動装置において、その需要の増加
に伴い、負荷量の増大、或いは時期的なピーク負荷等の
理由により、タービンの出力パワーが不足する問題が発
生している。そこで、タービンと並列に運転する高速大
容量の可変速電動機を結合してタービンの出力パワーの
不足を補うヘルパーモーターシステムが考えられた。
に伴い、負荷量の増大、或いは時期的なピーク負荷等の
理由により、タービンの出力パワーが不足する問題が発
生している。そこで、タービンと並列に運転する高速大
容量の可変速電動機を結合してタービンの出力パワーの
不足を補うヘルパーモーターシステムが考えられた。
このヘルパーモーターシステムとしての電動機の制御
については、タービン制御系で速度制御を行ない、電動
機制御系で出力一定制御を行なう方法と、その逆に、電
動機制御系で速度制御を行ない、タービン制御系で出力
パワーを一定に保持するように制御する方法がある。
については、タービン制御系で速度制御を行ない、電動
機制御系で出力一定制御を行なう方法と、その逆に、電
動機制御系で速度制御を行ない、タービン制御系で出力
パワーを一定に保持するように制御する方法がある。
そこで、前者のように制御する場合の、従来のヘルパ
ーモーターシステムを第５図に示して説明する。第５図
において、タービン１はコンプレッサ３を負荷として駆
動し、ヘルパーモーターとしての電動機２は同じコンプ
レッサ３を負荷として駆動してタービン１の出力パワー
を補うように制御される。
ーモーターシステムを第５図に示して説明する。第５図
において、タービン１はコンプレッサ３を負荷として駆
動し、ヘルパーモーターとしての電動機２は同じコンプ
レッサ３を負荷として駆動してタービン１の出力パワー
を補うように制御される。
タービン１の制御は次のように行なわれる。すなわ
ち、速度基準設定器９で設定された速度基準信号SREFと
速度検出器４を介して検出されるタービン１の速度検出
値STRUが速度制御手段10で比較され、その偏差を減少さ
せるように速度制御信号SCONが出力される。この速度制
御信号SCONを出力基準信号として出力制御回路11は、動
力検出器５を介して検出されるタービン１の出力パワー
検出値MTRUを比較してその偏差を減少させるように出力
制御信号SUOTを出力し、タービン１はこの出力制御信号
SOUTに応じて出力が制御され、速度基準信号SREFに対応
した速度に制御される。従って、コンプレッサ３は速度
基準信号SREFに対応した速度で駆動される。
ち、速度基準設定器９で設定された速度基準信号SREFと
速度検出器４を介して検出されるタービン１の速度検出
値STRUが速度制御手段10で比較され、その偏差を減少さ
せるように速度制御信号SCONが出力される。この速度制
御信号SCONを出力基準信号として出力制御回路11は、動
力検出器５を介して検出されるタービン１の出力パワー
検出値MTRUを比較してその偏差を減少させるように出力
制御信号SUOTを出力し、タービン１はこの出力制御信号
SOUTに応じて出力が制御され、速度基準信号SREFに対応
した速度に制御される。従って、コンプレッサ３は速度
基準信号SREFに対応した速度で駆動される。
一方、電動機２の制御は次のように行われる。すなわ
ち、電力基準設定器12で設定された電力基準PREFと、電
力検出器６を介して検出される電動機２の入力電力PTRU
が、電力制御手段13で比較され、その偏差を減少させる
ように電力PCONを出力し電動機２へ供給する。この電力
PCONにより電動機２が駆動され、速度基準信号SREFに対
応した速度で駆動されているコンプレッサ３の駆動トル
クを補助するトルクを発生してヘルパー運転される。
ち、電力基準設定器12で設定された電力基準PREFと、電
力検出器６を介して検出される電動機２の入力電力PTRU
が、電力制御手段13で比較され、その偏差を減少させる
ように電力PCONを出力し電動機２へ供給する。この電力
PCONにより電動機２が駆動され、速度基準信号SREFに対
応した速度で駆動されているコンプレッサ３の駆動トル
クを補助するトルクを発生してヘルパー運転される。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のヘルパーモーターシステム
では、タービン系に機械的動作が存在するので制御応答
が遅い。従って、負荷の急激な変化に対して、タービン
出力の応答が遅く、大きな速度変動が発生するという問
題がある。
では、タービン系に機械的動作が存在するので制御応答
が遅い。従って、負荷の急激な変化に対して、タービン
出力の応答が遅く、大きな速度変動が発生するという問
題がある。
また、速度制御を電動機系で行うシステムでは、制御
応答は速いが、長期的な負荷の変動幅に対応するだけの
出力容量の電動機が必要となり、設備投資の面で悪影響
を与えるという問題がある。
応答は速いが、長期的な負荷の変動幅に対応するだけの
出力容量の電動機が必要となり、設備投資の面で悪影響
を与えるという問題がある。
本発明の目的は、タービン出力パワーと比較して小容
量の電動機でタービン出力パワーの過渡的な出力不足を
補い、システム全体として制御応答の速いヘルパーモー
ターシステムを提供することにある。
量の電動機でタービン出力パワーの過渡的な出力不足を
補い、システム全体として制御応答の速いヘルパーモー
ターシステムを提供することにある。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のヘルパーモータ
ーシステムにおいては、タービンで駆動される負荷を駆
動する電動機と、速度基準と前記タービンの速度検出値
を比較してタービン出力制御信号を出力し、前記タービ
ンの出力を制御する速度制御手段と、電力基準と前記電
動機の入力電力検出値を比較して前記電動機に電力を供
給する電力制御手段と、前記タービン出力制御信号に基
づいて電力基準補正信号を生成する電力基準補正手段を
備える。
ーシステムにおいては、タービンで駆動される負荷を駆
動する電動機と、速度基準と前記タービンの速度検出値
を比較してタービン出力制御信号を出力し、前記タービ
ンの出力を制御する速度制御手段と、電力基準と前記電
動機の入力電力検出値を比較して前記電動機に電力を供
給する電力制御手段と、前記タービン出力制御信号に基
づいて電力基準補正信号を生成する電力基準補正手段を
備える。
（作用） 上記構成において、タービンは、速度制御手段から出
力されるタービン出力制御信号により速度基準に対応し
た速度で運転され、電動機は、電力制御手段から供給さ
れる電力により電力基準に対応した電力で駆動され、タ
ービンの駆動力を補うように運転される。ここで、ター
ビンの負荷が変動し速度基準とタービンの速度検出都と
の間に偏差が生じると、速度制御手段から出力されるタ
ービン出力制御信号が変化し、電力基準補正手段から出
力される電力基準補正信号が変化する。この電力基準補
正信号の変化により電力基準が補正され、電力制御手段
から供給される電力は、負荷の変動に対するタービン出
力の応答遅れによるパワーの不足分を補償するように作
用する。
力されるタービン出力制御信号により速度基準に対応し
た速度で運転され、電動機は、電力制御手段から供給さ
れる電力により電力基準に対応した電力で駆動され、タ
ービンの駆動力を補うように運転される。ここで、ター
ビンの負荷が変動し速度基準とタービンの速度検出都と
の間に偏差が生じると、速度制御手段から出力されるタ
ービン出力制御信号が変化し、電力基準補正手段から出
力される電力基準補正信号が変化する。この電力基準補
正信号の変化により電力基準が補正され、電力制御手段
から供給される電力は、負荷の変動に対するタービン出
力の応答遅れによるパワーの不足分を補償するように作
用する。
（実施例） 本発明のヘルパーモーターシステムの一実施例を第１
図に示して説明する。
図に示して説明する。
第１図において、タービン20はコンプレッサ22を負荷
として駆動し、ヘルパーモーターとしての電動機21は同
じコンプレッサ22を負荷として駆動してタービン20の出
力パワーを補うように制御される。
として駆動し、ヘルパーモーターとしての電動機21は同
じコンプレッサ22を負荷として駆動してタービン20の出
力パワーを補うように制御される。
タービン20の制御は次のように行なわれる。すなわ
ち、速度基準設定器29で設定された速度基準信号SREFと
速度検出器23を介して検出されるタービン20の速度検出
値STRUが速度制御手段30で比較され、その偏差を減少さ
せるように速度制御信号SCONが出力される。この速度制
御信号SCONを出力基準信号として出力制御回路31は、動
力検出器24を介して検出されるタービン20の出力パワー
検出値NTRUを比較してその偏差を減少させるように出力
制御信号SOUTを出力し、タービン20はこの出力制御信号
SOUTに応じて出力が制御され、速度基準信号SREFに対応
した速度に制御される。従って、コンプレッサ22は速度
基準信号SREFに対応した速度で駆動される。
ち、速度基準設定器29で設定された速度基準信号SREFと
速度検出器23を介して検出されるタービン20の速度検出
値STRUが速度制御手段30で比較され、その偏差を減少さ
せるように速度制御信号SCONが出力される。この速度制
御信号SCONを出力基準信号として出力制御回路31は、動
力検出器24を介して検出されるタービン20の出力パワー
検出値NTRUを比較してその偏差を減少させるように出力
制御信号SOUTを出力し、タービン20はこの出力制御信号
SOUTに応じて出力が制御され、速度基準信号SREFに対応
した速度に制御される。従って、コンプレッサ22は速度
基準信号SREFに対応した速度で駆動される。
一方、電動機21の制御は次のように行われる。すなわ
ち、電力基準設定器32で設定された電力基準PREFと、電
力検出器25を介して検出される電動機21の入力電力PTRU
が、電力制御手段34で比較され、その偏差を減少させる
ように電力PCONを出力し電動機21へ供給する。この電力
PCONにより電動機21が駆動され、速度基準信号SREFに対
応した速度で駆動されているコンプレッサ22の駆動トル
クを補助するトルクを発生してヘルパー運転される。
ち、電力基準設定器32で設定された電力基準PREFと、電
力検出器25を介して検出される電動機21の入力電力PTRU
が、電力制御手段34で比較され、その偏差を減少させる
ように電力PCONを出力し電動機21へ供給する。この電力
PCONにより電動機21が駆動され、速度基準信号SREFに対
応した速度で駆動されているコンプレッサ22の駆動トル
クを補助するトルクを発生してヘルパー運転される。
以上の構成は従来（第５図）と同様であるが、本発明
では更に、速度制御回路30から出力される速度制御信号
SCONに基づいて電力基準補正信号DTRUを出力する偏差検
出回路（電力基準補正手段）28と、この電力基準補正信
号DTRUを電力基準PREFに加算して補正された電力基準TR
EFを生成する加算回路33を備え、電力制御手段34はこの
補正された電力基準TREFに基づいて電動機21に電力を供
給する構成としている。
では更に、速度制御回路30から出力される速度制御信号
SCONに基づいて電力基準補正信号DTRUを出力する偏差検
出回路（電力基準補正手段）28と、この電力基準補正信
号DTRUを電力基準PREFに加算して補正された電力基準TR
EFを生成する加算回路33を備え、電力制御手段34はこの
補正された電力基準TREFに基づいて電動機21に電力を供
給する構成としている。
このように構成されたヘルパーモーターシステムは、
負荷変動に対するタービン系の応答遅れによるパワーの
供給不足量を偏差検出回路28で検出し、電力基準補正信
号DTRUを生成して電力基準PREFを補正しパワーの供給不
足量を補償するように制御することができる。このこと
を第２図を用いて以下に説明する。
負荷変動に対するタービン系の応答遅れによるパワーの
供給不足量を偏差検出回路28で検出し、電力基準補正信
号DTRUを生成して電力基準PREFを補正しパワーの供給不
足量を補償するように制御することができる。このこと
を第２図を用いて以下に説明する。
第２図において、ＰLはコンプレッサ22の負荷トル
ク、ＰTはタービン20の出力トルク、ＰMは電動機21の出
力トルク、ωはタービン20の回転速度である。
ク、ＰTはタービン20の出力トルク、ＰMは電動機21の出
力トルク、ωはタービン20の回転速度である。
第２図に示すように、コンプレッサ22の負荷トラクＰ
Lが時点ａで急増した場合、タービン系では直ちに応答
できず、タービン20の出力トルクＰTは斜線で示すよう
に出力パワーの不足によりトルク不足分が生じる。この
トルク不足分によりタービン20の回転速度ωが低下して
速度基準信号SREFと速度検出値STRUとの間に偏差が生
じ、速度制御手段30から出力される速度制御信号SCONが
タービン20の出力を増加させるように変化して、速度基
準信号SREFの速度を伴つように出力制御回路31を介して
タービン20の出力パワーを制御しようとするが、タービ
ン系の制御の応答遅れにより出力パワーは徐々に増加し
タービン20の出力トルクＰTは図示のようにゆっくり増
加する。従って、従来のシステムはタービン20の回転速
度ωの回復時点がｃ点となり、この間に大きな速度変動
が生じていた。
Lが時点ａで急増した場合、タービン系では直ちに応答
できず、タービン20の出力トルクＰTは斜線で示すよう
に出力パワーの不足によりトルク不足分が生じる。この
トルク不足分によりタービン20の回転速度ωが低下して
速度基準信号SREFと速度検出値STRUとの間に偏差が生
じ、速度制御手段30から出力される速度制御信号SCONが
タービン20の出力を増加させるように変化して、速度基
準信号SREFの速度を伴つように出力制御回路31を介して
タービン20の出力パワーを制御しようとするが、タービ
ン系の制御の応答遅れにより出力パワーは徐々に増加し
タービン20の出力トルクＰTは図示のようにゆっくり増
加する。従って、従来のシステムはタービン20の回転速
度ωの回復時点がｃ点となり、この間に大きな速度変動
が生じていた。
しかし、本発明では、速度基準信号SREFと速度検出値
STRUとの間に偏差が生じ、速度制御手段30から出力され
る速度制御信号SCONがタービン20の出力を増加させるよ
うに変化すると、偏差検出回路28から速度制御信号SCON
の変化に基づいて電動機21の出力を増加させるように電
力基準補正信号DTRUが出力され、加算回路33を介して電
力基準補正信号DTRUが電力基準PREFに加算され補正され
た電力基準TREFが変化し、電力制御手段34から供給され
る電力PCONが変化して、図示のように電動機21の出力ト
ルクPMは出力パワーの不足分を補うように増加し、ター
ビン20の回転速度ωは時点ｂで回復し、速度変動を小さ
くすることができる。
STRUとの間に偏差が生じ、速度制御手段30から出力され
る速度制御信号SCONがタービン20の出力を増加させるよ
うに変化すると、偏差検出回路28から速度制御信号SCON
の変化に基づいて電動機21の出力を増加させるように電
力基準補正信号DTRUが出力され、加算回路33を介して電
力基準補正信号DTRUが電力基準PREFに加算され補正され
た電力基準TREFが変化し、電力制御手段34から供給され
る電力PCONが変化して、図示のように電動機21の出力ト
ルクPMは出力パワーの不足分を補うように増加し、ター
ビン20の回転速度ωは時点ｂで回復し、速度変動を小さ
くすることができる。
また、第３図に示すように、コンプレッタ22の負荷ト
ルクＰLが時点ｄ、ｅで階段状に増大した場合、タービ
ン20の出力トルクＰTは前述した応答遅れにより徐々に
増大するので、過渡的にパワー不足に生じるが、偏差検
出回路28から出力される電力基準補正信号DTRUにより、
斜線部で示すように過渡的なパワー不足によるトルク不
足を補うように電動機21の出力トルクＰMが制御され、
定常的な増加トルクはタービン20の出力トルクＰTが対
応するように運転することができる。従って、電動機の
出力容量は、予め設定された定常出力容量を過渡的なパ
ワー不足を補う短時間の過負荷を満足する定格とすれば
良いことになる。
ルクＰLが時点ｄ、ｅで階段状に増大した場合、タービ
ン20の出力トルクＰTは前述した応答遅れにより徐々に
増大するので、過渡的にパワー不足に生じるが、偏差検
出回路28から出力される電力基準補正信号DTRUにより、
斜線部で示すように過渡的なパワー不足によるトルク不
足を補うように電動機21の出力トルクＰMが制御され、
定常的な増加トルクはタービン20の出力トルクＰTが対
応するように運転することができる。従って、電動機の
出力容量は、予め設定された定常出力容量を過渡的なパ
ワー不足を補う短時間の過負荷を満足する定格とすれば
良いことになる。
次に、本発明のヘルパーモーターシステムの他の実施
例を第４図に示して説明する。この実施例は、偏差検出
回路28の変わりに、速度制御手段30から出力される速度
制御信号SCONの変化率に基づいて電力基準補正信号Ｉを
出力する不完全微分回路（電力基準補正手段）40を用い
たものである。この実施例の場合、速度変動により速度
制御信号SCONが変化すると、不完全微分回路40は、速度
制御信号SCONの変化率に応じた電力基準補正信号Ｉを出
力し、タービン20の出力パワー不足の過渡的な部分のみ
を補償するように電動機21の出力トルクＰMを制御し、
前述と同様の効果を得ることができる。なお、不完全微
分回路40はアナログ制御で行想定したものであり、ディ
ジタル制御で行う場合は微分機能とすることは言うまで
もない。
例を第４図に示して説明する。この実施例は、偏差検出
回路28の変わりに、速度制御手段30から出力される速度
制御信号SCONの変化率に基づいて電力基準補正信号Ｉを
出力する不完全微分回路（電力基準補正手段）40を用い
たものである。この実施例の場合、速度変動により速度
制御信号SCONが変化すると、不完全微分回路40は、速度
制御信号SCONの変化率に応じた電力基準補正信号Ｉを出
力し、タービン20の出力パワー不足の過渡的な部分のみ
を補償するように電動機21の出力トルクＰMを制御し、
前述と同様の効果を得ることができる。なお、不完全微
分回路40はアナログ制御で行想定したものであり、ディ
ジタル制御で行う場合は微分機能とすることは言うまで
もない。
（発明の効果） 本発明によれば、タービン出力パワーと比較し小容量
の電動機を用いてタービンのヘルパー運転を行い、速度
変動が生じたとき、直ちに電動機の出力を制御して過渡
的な負荷の変動を舗装制御することができ、システム全
体として速度制御応答の良いヘルパーモーターシステム
を実現することが可能である。
の電動機を用いてタービンのヘルパー運転を行い、速度
変動が生じたとき、直ちに電動機の出力を制御して過渡
的な負荷の変動を舗装制御することができ、システム全
体として速度制御応答の良いヘルパーモーターシステム
を実現することが可能である。
第１図は本発明の一実施例を示すシステム系統図、第２
図及び第３図は本発明の動作を説明するためのタイムチ
ャート、第４図は本発明の他の実施例示すシステム系統
図、第５図は従来のヘルパーモーターシステムを示すシ
ステム系統図である。 （符号の説明） 20……タービン、21……電動機 22……コンプレッサ、24……動力検出器 25……電力検出器、26……タービン制御回路 27……電動機制御回路、28……偏差検出回路（電力基準
補正手段） 29……速度基準設定器、30……速度制御手段 31……出力制御回路、32……電力基準設定器 33……加算回路、34……電力制御手段 40……不完全微分回路（電力基準補正手段）
図及び第３図は本発明の動作を説明するためのタイムチ
ャート、第４図は本発明の他の実施例示すシステム系統
図、第５図は従来のヘルパーモーターシステムを示すシ
ステム系統図である。 （符号の説明） 20……タービン、21……電動機 22……コンプレッサ、24……動力検出器 25……電力検出器、26……タービン制御回路 27……電動機制御回路、28……偏差検出回路（電力基準
補正手段） 29……速度基準設定器、30……速度制御手段 31……出力制御回路、32……電力基準設定器 33……加算回路、34……電力制御手段 40……不完全微分回路（電力基準補正手段）
Claims (2)
- 【請求項１】タービンで駆動される負荷を駆動する電動
機と、速度基準と前記タービンの速度検出値を比較して
タービン出力制御信号を出力し、前記タービンの出力を
制御する速度制御手段と、電力基準と前記電動機の入力
電力検出値を比較して前記電動機に電力を供給する電力
制御手段と、前記タービン出力制御信号に基づいて電力
基準補正信号を生成する電力基準補正手段を備え、前記
電力基準補正信号により前記電力基準を補正して、前記
負荷の変動に対する前記タービン出力の応答遅れによる
パワーの不足分を補償することを特徴とするヘルパーモ
ーターシステム。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のヘルパーモ
ーターシステムにおいて、前記電力基準補正手段は、前
記タービン出力制御信号に比例した電力基準補正信号を
出力する偏差検出回路、或いは前記タービン出力制御信
号の変化率に比例した電力基準補正信号を出力する微分
回路で構成することを特徴とするヘルパーモーターシス
テム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26655286A JP2509587B2 (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | ヘルパ−モ−タシステム |
| US07/087,525 US4771606A (en) | 1986-08-25 | 1987-08-20 | Helper drive apparatus for turbine drive system |
| DE8787112262T DE3779516T2 (de) | 1986-08-25 | 1987-08-24 | Zusatzantriebsvorrichtung fuer ein turbinenantriebssystem. |
| EP87112262A EP0257612B1 (en) | 1986-08-25 | 1987-08-24 | Helper drive apparatus for turbine drive system |
| CA000545183A CA1307318C (en) | 1986-08-25 | 1987-08-24 | Helper drive apparatus for turbine drive system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26655286A JP2509587B2 (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | ヘルパ−モ−タシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63120804A JPS63120804A (ja) | 1988-05-25 |
| JP2509587B2 true JP2509587B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=17432429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26655286A Expired - Lifetime JP2509587B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-11-11 | ヘルパ−モ−タシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2509587B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9045999B2 (en) * | 2010-05-28 | 2015-06-02 | General Electric Company | Blade monitoring system |
| CN103590858B (zh) * | 2013-11-19 | 2015-12-02 | 中国神华能源股份有限公司 | 防止电厂机组汽轮机转速飞升的系统和方法 |
| US11105270B2 (en) | 2016-09-27 | 2021-08-31 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Control device and control method for rotary machine, and rotary machine unit equipped with control device |
-
1986
- 1986-11-11 JP JP26655286A patent/JP2509587B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63120804A (ja) | 1988-05-25 |
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