JP2512414Y2 - 主機軸駆動発電装置の制御装置 - Google Patents

主機軸駆動発電装置の制御装置

Info

Publication number
JP2512414Y2
JP2512414Y2 JP330593U JP330593U JP2512414Y2 JP 2512414 Y2 JP2512414 Y2 JP 2512414Y2 JP 330593 U JP330593 U JP 330593U JP 330593 U JP330593 U JP 330593U JP 2512414 Y2 JP2512414 Y2 JP 2512414Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal voltage
generator
voltage
synchronous phase
shaft generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP330593U
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0662800U (ja
Inventor
整 伊藤
Original Assignee
西芝電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 西芝電機株式会社 filed Critical 西芝電機株式会社
Priority to JP330593U priority Critical patent/JP2512414Y2/ja
Publication of JPH0662800U publication Critical patent/JPH0662800U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2512414Y2 publication Critical patent/JP2512414Y2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は船舶用の主機軸駆動発電
装置で、出力電圧の可変幅が大きい場合でも常に安定し
た高速応答の電流制御・周波数制御が可能な主機軸駆動
発電装置の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】主機軸駆動発電装置は船舶の主エンジン
により発電機を駆動し発電するシステムであり、省エネ
・省保守に優れているので多くの船舶で用いられてい
る。
【0003】図4は従来の主機軸駆動発電装置の構成図
である。同図において、1は軸発電機(S/G)、2は
コンバータ、3はインバータ、4は同期調相機(S/
C)、5は主エンジン(M.E.)、6はプロペラ、7
は負荷、8は遮断器、9は母線、10は出力周波数指令
設定器、11は出力周波数検出器、12は出力周波数指
令と出力周波数検出値の偏差により電流指令値を演算す
る周波数制御器、13は電流指令値を制限する電流リミ
ッタ、14は電流検出器、15は電流指令値と電流検出
値が一致するようにインバータ3およびコンバータ2の
位相を演算する電流制御器、16はコンバータ2の位相
制御器、17はインバータ3の位相制御器、18は軸発
電機1の端子電圧を制御する電圧調整器、19は同期調
相機4の端子電圧を制御する電圧調整器である。
【0004】次に、図4を参照して従来の主機軸駆動発
電装置の動作を説明する。主エンジン5はプロペラ6を
駆動するが、同時に軸発電機1をも駆動する。主エンジ
ン5の回転数は航行状態により変化するため軸発電機1
の交流電力の周波数も変化する。そこで、コンバータ2
により交流を一旦直流に変換しインバータ3により定周
波数の交流電力に変換する。同期調相機4はインバータ
3及び負荷7に無効電力を供給して母線9の電圧を一定
に保つものである。このようにして得られた定周波定電
圧は遮断器8,母線9を通して負荷7に供給される。
【0005】ところで、船舶の主エンジン5は、大容量
機であり回転数は低い。したがって、軸発電機1も出力
周波数5〜20Hzの低速機である。低速機はもともと
大きいのに加え、少しの出力容量の違いで、外形寸法が
随分変化する。そこで、軸発電機の力率を、できるだけ
1に近づけて運転するようにすれば、外形寸法も小さく
できる。そのため通常の発電運転中は、コンバータ2を
制御角α=0°で運転し、インバータ3の位相制御で電
流を調節するようにしている。こうすると、同期調相機
4の外形寸法は大きくなるが、高速機であり、少しの増
加で対応できる。同期調相機4の端子電圧、軸発電機1
の端子電圧は、各々の電圧調整器18,19によりそれ
ぞれ独立に制御されている。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】上述したように、従来
の主機軸駆動発電装置によれば、主エンジンのパワーに
より定周波数・定電圧の電源が得られ、省エネ・省保守
に効果がある。しかしながら、従来の発電システムにお
いて、電圧調整器19により同期調相機4の端子電圧を
低くした場合、制御が安定しない現象があった。軸発電
機の端子電圧VS/G とコンバータ側直流電圧VD-C 、同
期調相機の端子電圧VS/C とインバータ側直流電圧VD-
I には、次式の関係がある。 VD-C =1.35×VS/G ×COSα・・・(1) VD-I =1.35×VS/C ×COSβ・・・(2) α:コンバータ位相制御遅れ角、β:インバータ位相制
御進み角通常はα=0°で固定して運転するのが効率的
であり、電流の制御は(2)式のβを調節して行う。す
なわち、βを大きくしてVD-C >VD-I とすれば電流が
流れ、βを小さくしてVD-C <VD-I とすれば電流が流
れなくなる。このとき、(1)式と(2)式の比較で分
るように、VD-C <VD-I とするためには、VS/G <V
S/C でなければならない。さらに、流れている電流値を
短時間に小さくするためには、VD-C <<VD-I すなわ
ちVS/G <<VS/C としなければならない。(VS/C −
VS/G )の値の大きさが、定電流制御の操作量のフォー
シング分であり、応答を決めるのである。(VS/C −V
S/G )が小さければ、応答は低下する。運転中に、VS/
C が大きく低下した場合、この条件が満足できず、定電
流制御の応答が低下してしまう現象が発生する。定電流
制御をマイナーループに持つ周波数制御では、マイナー
ループの応答は周波数制御の応答より十分高速でなけれ
ばならない。定電流制御の応答が低下すると、周波数制
御と干渉して不安定な制御となる場合が発生する。この
対策として、インバータ3での位相制御を止め、コンバ
ータ2で位相制御する方法が考えられるが、軸発電機1
の周波数が低いため、やはり電流制御の応答は低くなり
改善できない。また、最初から応答を低く見積もって設
計すると、負荷の変化に対し周波数の回復が遅くなって
しまい実用的ではなかった。
【0007】本考案は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、同期調相機の端子電圧が低くしても安
定した制御が可能な主機軸駆動発電装置の制御装置を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案の請求項1は、船舶の主エンジンによって駆
動される軸発電機と、この軸発電機の端子電圧を制御す
る第1電圧調整器と、前記軸発電機の出力を直流に変換
するコンバータと、このコンバータの直流出力を定周波
数の交流に変換するインバータと、このインバータ及び
負荷に無効電力を供給する同期調相機と、この同期調相
機の端子電圧を制御する第2電圧調整器とからなる主機
軸駆動発電装置の制御装置において、第2電圧調整器の
端子電圧指令値に所定の係数を乗じ,その値を第1電圧
調整器の端子電圧指令値とし,それに比例して前記軸発
電機の端子電圧も変化させるように構成したことを特徴
とする。また、請求項2は、請求項1記載の主機軸駆動
発電装置の制御装置において、同期調相機の端子電圧を
検出する電圧検出器を設け、第1電圧調整器の端子電圧
指令値は、前記同期調相機の端子電圧に所定の係数を乗
じた値とすることで当該同期調相機の端子電圧が変化し
たとき、それに比例して軸発電機の端子電圧も変化させ
るように構成したことを特徴とする。
【0009】
【作用】本考案の主機軸駆動発電装置の制御装置によれ
ば、同期調相機の端子電圧を低くしても常に安定した高
速応答の電流制御・周波数制御が可能となる。
【0010】
【実施例】以下、本考案の実施例を図について説明す
る。図1は本考案の一実施例のブロック構成図である。
本実施例が図4の従来例と相違する点は、同期調相機4
の端子電圧指令値を設定する電圧指令設定器20と、軸
発電機1の端子電圧指令値を演算する電圧指令演算器2
1と、軸発電機1の回転数を検出する回転数検出器22
を設けた点のみであり、その他の構成は同一であるの
で、同一構成部分には同一符号を付してその説明は省略
する。
【0011】次に、本実施例の動作を図1の構成図及び
図2の軸発電機端子電圧指令値のパターン図を参照して
説明する。通常、軸発電機1の回転数は大きく変化す
る。全回転数範囲で定電圧を維持しようとすれば、外径
の大きな機械となってしまう。そこで、従来でも図2の
パターンの実線Aのように、軸発電機端子電圧指令値を
所定の回転数以下では端子電圧をV/f一定で低下させ
ているが、この制御は電圧調整器18のV/f機能によ
り行っている。
【0012】ところで、図2に示すように、軸発電機回
転数が低い領域では軸発電機の端子電圧は低下するの
で、同期調相機の端子電圧が低下した場合でも、上述の
VS/G<<VS/C の関係は保たれる。しかし、軸発電機
回転数が高い領域では軸発電機の端子電圧は高く一定に
運転されるので、同期調相機の端子電圧が低下すると、
上述のVS/G <<VS/C の関係は保たれず、インバータ
のβを調整する位相制御では、定電流制御の応答は低下
してしまう。その結果、周波数制御はやはり不安定とな
ってしまう。このようにインバータ3の位相制御が安定
に保てないのは、軸発電機1の端子電圧が同期調相機の
端子電圧に比べて高い端子電圧一定の領域があるので、
同期調相機の端子電圧指令値が小さくなると、軸発電機
端子電圧指令値のパターンを破線Bの様に下げて、端子
電圧を下げてやればよい。
【0013】図1では、軸発電機1の回転数と同期調相
機4の端子電圧指令値から、電圧指令演算器21でこの
軸発電機端子電圧指令値のパターンを演算している。同
期調相機4の端子電圧が軸発電機1の端子電圧より小さ
くなった場合、同期調相機端子電圧に比例して軸発電機
端子電圧を下げれば、コンバータを制御角α=0°で運
転しても、インバータ3の位相制御で充分なフォーシン
グ電圧が得られ、制御応答は低下しない。図1では電圧
指令演算器21によりV/f機能を実現しているので、
電圧調整器18の機能は動作しないようにしている。
【0014】本実施例では、V/f領域では軸発電機端
子電圧指令値は、従来方式の実線Aと同一となるように
した。そのために、回転数検出器22を追加して、破線
Bのパターンを作るようにすればよい。そうすると、V
/f領域で出力容量は従来方式の実線Aの部分と同一と
なる。V/f領域で出力容量が低下してもよければ、電
圧調整器18のV/f機能を動作させることで、回転数
検出器22は不要となる。電圧指令演算器21は軸発電
機回転数によらず、同期調相機の端子電圧指令値に比例
した一定の指令値を発生すればよい。この場合の軸発電
機端子電圧のV/f領域でのパターンは図2の一点鎖線
Cとなる。
【0015】図3は本考案の他の実施例のブロック構成
図であり、本実施例が図1の実施例と相違する点は、図
1では、同期調相機4の端子電圧指令値から軸発電機1
の端子電圧指令値を演算したが、本実施例では電圧検出
器23により実際の端子電圧を検出し、その値によって
軸発電機1の端子電圧指令値を演算する構成としている
点のみであるので、図1と同一構成部分には同一符号を
付してその説明は省略する。
【0016】なお、上記各実施例では、各制御要素を独
立したブロック図で示したが、本考案はこれに限るもの
ではなく、同様の機能をマイクロコンピュータとソフト
ウエアを用いて実現しても同様の効果が得られることは
明白である。
【0017】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
同期調相機の端子電圧すなわちシステムの出力電圧を大
きく変化させても常に安定した高速応答の電流制御・周
波数制御が可能となる主機軸駆動発電装置の制御装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例のブロック構成図。
【図2】図1の軸発電端子電圧指令値のパターン図
【図3】本考案の他の実施例のブロック構成図。
【図4】従来の主機軸駆動発電装置の制御装置のブロッ
ク構成図。
【符号の説明】
1…軸発電機、2…コンバータ、3…インバータ、4…
同期調相機、5…主エンジン、6…プロペラ、7…負
荷、8…遮断器、9…母線、10…出力周波数指令設定
器、11…出力周波数検出器、12…周波数制御器、1
3…電流リミッタ、14…電流検出器、15…電流制御
器、16,17…位相制御器、18,19…電圧調整
器、20…電圧指令設定器、21…電圧指令演算器、2
2…回転数検出器、23…電圧検出器。

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船舶の主エンジンによって駆動される軸
    発電機と、この軸発電機の端子電圧を制御する第1電圧
    調整器と、前記軸発電機の出力を直流に変換するコンバ
    ータと、このコンバータの直流出力を定周波数の交流に
    変換するインバータと、このインバータ及び負荷に無効
    電力を供給する同期調相機と、この同期調相機の端子電
    圧を制御する第2電圧調整器とからなる主機軸駆動発電
    装置の制御装置において、前記第2電圧調整器の端子電
    圧指令値に所定の係数を乗じ,その値を前記第1電圧調
    整器の端子電圧指令値とし,それに比例して前記軸発電
    機の端子電圧も変化させるように構成したことを特徴と
    する主機軸駆動発電装置の制御装置。
  2. 【請求項2】 同期調相機の端子電圧を検出する電圧検
    出器を設け、第1電圧調整器の端子電圧指令値は、前記
    同期調相機の端子電圧に所定の係数を乗じた値とするこ
    とで当該同期調相機の端子電圧が変化したとき、それに
    比例して軸発電機の端子電圧も変化させるように構成し
    たことを特徴とする請求項1記載の主機軸駆動発電装置
    の制御装置。
JP330593U 1993-02-08 1993-02-08 主機軸駆動発電装置の制御装置 Expired - Lifetime JP2512414Y2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP330593U JP2512414Y2 (ja) 1993-02-08 1993-02-08 主機軸駆動発電装置の制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP330593U JP2512414Y2 (ja) 1993-02-08 1993-02-08 主機軸駆動発電装置の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0662800U JPH0662800U (ja) 1994-09-02
JP2512414Y2 true JP2512414Y2 (ja) 1996-10-02

Family

ID=11553652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP330593U Expired - Lifetime JP2512414Y2 (ja) 1993-02-08 1993-02-08 主機軸駆動発電装置の制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2512414Y2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0662800U (ja) 1994-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110266799A1 (en) Wind turbine generator system
JPH041194B2 (ja)
US4654572A (en) Load-commutated inverter for operating synchronous motor
JPH09233898A (ja) 交流電動機の制御装置及びエレベータの制御装置
JP2004040987A (ja) ガスタービン発電システム及びその制御方法
JP2512414Y2 (ja) 主機軸駆動発電装置の制御装置
JP4398440B2 (ja) 風力発電装置
JP2000069797A (ja) 風力発電装置
JPS61173698A (ja) 可変速水車発電装置
JP2524545Y2 (ja) 主機軸駆動発電装置の電圧制御装置
JPH0937559A (ja) 電力変換器の制御方法
JP2544562Y2 (ja) 主機軸駆動発電装置の電圧制御装置
JPS61173699A (ja) 可変速水車発電装置の制御装置
JPH08208140A (ja) エレベータの制御装置
JP2521646Y2 (ja) 主機軸駆動発電装置の電圧制御装置
JP3741384B2 (ja) 同期機のサイリスタ始動制御装置
JP2889254B2 (ja) 可変速揚水発電制御装置
JP2544555Y2 (ja) 主機軸駆動発電装置の電圧制御装置
JP2002136167A (ja) 巻線型誘導電動機のセルビウス方式速度制御装置
JP4387676B2 (ja) 風力発電用電力変換装置
JP2519078Y2 (ja) 主機軸駆動発電装置の周波数制御装置
JP3154336B2 (ja) 太陽光発電用インバータの制御回路
JPS6055879A (ja) 巻線形発電電動機の二次則巻線スベリ制御方法
JPS63133886A (ja) 交流電動機の制御装置
JPH0360400A (ja) 可変速発電電動機の励磁装置