JP2524541Y2 - 船舶用軸発電システムの同期式電圧検出回路 - Google Patents
船舶用軸発電システムの同期式電圧検出回路Info
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- JP2524541Y2 JP2524541Y2 JP1993034232U JP3423293U JP2524541Y2 JP 2524541 Y2 JP2524541 Y2 JP 2524541Y2 JP 1993034232 U JP1993034232 U JP 1993034232U JP 3423293 U JP3423293 U JP 3423293U JP 2524541 Y2 JP2524541 Y2 JP 2524541Y2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は船舶用軸発電システムに
係わり、特に船舶用軸発電システムの同期式電圧検出回
路に関する。
係わり、特に船舶用軸発電システムの同期式電圧検出回
路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の船舶用軸発電システムの構
成を単線結線図で示したものである。同図において、１
２は電力変換装置、２１は船舶の推進用原動機、２２は
軸発電機、２３は推進用のプロペラ、２４は同期調相
機、２５は主遮断器、２６は船内の電源母線であり、ま
た電力変換装置１２は、電圧検出回路１，２と位相同期
ループ回路（以下ＰＬＬ回路という）３，４と電力変換
制御回路５と計器用変成器（ＰＴ）６，７とコンバータ
８とリアクトル９，１１とインバータ１０とから構成さ
れている。
成を単線結線図で示したものである。同図において、１
２は電力変換装置、２１は船舶の推進用原動機、２２は
軸発電機、２３は推進用のプロペラ、２４は同期調相
機、２５は主遮断器、２６は船内の電源母線であり、ま
た電力変換装置１２は、電圧検出回路１，２と位相同期
ループ回路（以下ＰＬＬ回路という）３，４と電力変換
制御回路５と計器用変成器（ＰＴ）６，７とコンバータ
８とリアクトル９，１１とインバータ１０とから構成さ
れている。
【０００３】船舶の推進軸に軸発電機（交流発電機）２
２が機械的に結合されており、船舶の航行状態により推
進用原動機２１の速度は変化するので、軸発電機２２の
出力周波数も変動する。しかし出力周波数が変化してし
まっては一般負荷の電源としては適切ではないので、電
力変換装置１２を介して一定周波数、一定電圧の交流電
力に変換している。
２が機械的に結合されており、船舶の航行状態により推
進用原動機２１の速度は変化するので、軸発電機２２の
出力周波数も変動する。しかし出力周波数が変化してし
まっては一般負荷の電源としては適切ではないので、電
力変換装置１２を介して一定周波数、一定電圧の交流電
力に変換している。
【０００４】次に、従来の船舶用軸発電システムの作用
の概要について説明する。図４において、軸発電機２２
の出力をコンバータ８を介して直流に変換した後、他励
インバータ１０を用いて一定周波数の交流電力に再変換
する。他励インバータ１０の転流電源の確保及び負荷へ
の無効電力供給などの目的で同期調相機２４を設ける。
５はコンバータ８、インバータ１０のサイリスタを点弧
駆動させるための電力変換制御回路である。しかし、電
力変換装置１２の中にはコンバータ側には軸発電機２２
の出力位相に、またインバータ側には同期調相機２４の
出力位相にコンバータ８、またはインバータ１０のサイ
リスタの点弧時期を同期させる目的でそれぞれのＰＬＬ
（位相同期ループ）回路３，４が設けられている。電力
変換制御回路５では、現在の電圧値を知るための電圧検
出は電力変換装置12の出力電圧を一定に保つための制御
上重要な要素である。この電圧検出はコンバータ側の入
力電圧または、インバータ側の出力電圧を検出するため
にＰＴ６（７）と電圧検出回路１（２）とから構成され
ている。従来の電圧検出は図５に示す如く三相の電圧を
検出する場合は、ＰＴ６（７）を用い一次側（Ｐ．
Ｓ．）はデルタ結線、二次側（Ｓ．Ｓ．）はスター結線
として使用している。
の概要について説明する。図４において、軸発電機２２
の出力をコンバータ８を介して直流に変換した後、他励
インバータ１０を用いて一定周波数の交流電力に再変換
する。他励インバータ１０の転流電源の確保及び負荷へ
の無効電力供給などの目的で同期調相機２４を設ける。
５はコンバータ８、インバータ１０のサイリスタを点弧
駆動させるための電力変換制御回路である。しかし、電
力変換装置１２の中にはコンバータ側には軸発電機２２
の出力位相に、またインバータ側には同期調相機２４の
出力位相にコンバータ８、またはインバータ１０のサイ
リスタの点弧時期を同期させる目的でそれぞれのＰＬＬ
（位相同期ループ）回路３，４が設けられている。電力
変換制御回路５では、現在の電圧値を知るための電圧検
出は電力変換装置12の出力電圧を一定に保つための制御
上重要な要素である。この電圧検出はコンバータ側の入
力電圧または、インバータ側の出力電圧を検出するため
にＰＴ６（７）と電圧検出回路１（２）とから構成され
ている。従来の電圧検出は図５に示す如く三相の電圧を
検出する場合は、ＰＴ６（７）を用い一次側（Ｐ．
Ｓ．）はデルタ結線、二次側（Ｓ．Ｓ．）はスター結線
として使用している。
【０００５】図５は図４のＰＴ６（７）の二次側（Ｓ．
Ｓ．）をスター結線としたもので、整流回路３１により
交流電圧を直流に変換し、抵抗３２およびコンデンサ３
３にて平滑し、直流電圧をＡ／Ｄ変換器３４に入力し、
ディジタル量に変換されたＮビットのバイナリ信号３５
を電圧検出信号として電力変換制御回路５に入力してい
る。また、Ａ／Ｄ変換開始のタイミングは、電力変換制
御回路５よりバイナリ信号３５を読み込む直前に非同期
でＡ／Ｄ変換開始タイミング信号３６を出力している。
Ｓ．）をスター結線としたもので、整流回路３１により
交流電圧を直流に変換し、抵抗３２およびコンデンサ３
３にて平滑し、直流電圧をＡ／Ｄ変換器３４に入力し、
ディジタル量に変換されたＮビットのバイナリ信号３５
を電圧検出信号として電力変換制御回路５に入力してい
る。また、Ａ／Ｄ変換開始のタイミングは、電力変換制
御回路５よりバイナリ信号３５を読み込む直前に非同期
でＡ／Ｄ変換開始タイミング信号３６を出力している。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】このように構成した電
圧検出回路では、電力変換制御回路５が非同期、任意の
タイミングで読み込むために検出電圧にリップル変動が
あっては検出値の誤差、ひいてはシステム全体の制御誤
差となってしまうので、整流回路３１の出力Ｅ0の後に
リップル電圧を取り除くために平滑回路を設ける。平滑
回路の時定数は、リップル電圧を少なくしようとするほ
ど大きな値になり、平滑回路での時間遅れ、即ち制御応
答時間が大きくなるという欠点がある。また、コンバー
タ側のように船舶の航行状態により軸発電機の周波数・
位相が著しく変化する場合には、リップル電圧をなるべ
く小さくする必要から軸発電機の運転下限周波数（周
期）に合わせて平滑回路の時定数を大きく設計せざるを
得ず、より制御応答時間が大きくなるという欠点があっ
た。
圧検出回路では、電力変換制御回路５が非同期、任意の
タイミングで読み込むために検出電圧にリップル変動が
あっては検出値の誤差、ひいてはシステム全体の制御誤
差となってしまうので、整流回路３１の出力Ｅ0の後に
リップル電圧を取り除くために平滑回路を設ける。平滑
回路の時定数は、リップル電圧を少なくしようとするほ
ど大きな値になり、平滑回路での時間遅れ、即ち制御応
答時間が大きくなるという欠点がある。また、コンバー
タ側のように船舶の航行状態により軸発電機の周波数・
位相が著しく変化する場合には、リップル電圧をなるべ
く小さくする必要から軸発電機の運転下限周波数（周
期）に合わせて平滑回路の時定数を大きく設計せざるを
得ず、より制御応答時間が大きくなるという欠点があっ
た。
【０００７】本考案は上記欠点を解消するためになされ
たもので、その目的は軸発電システムの従来の回路構成
を大幅に変更することなく、主回路電圧が定常の運転状
態で正確に、かつ制御応答時間を少なくバイナリ信号に
変換し、さらに周波数、位相が変化した場合でも検出電
圧値のリップル電圧値が大きくならずに検出可能な船舶
用軸発電システムの同期式電圧検出回路を提供すること
にある。
たもので、その目的は軸発電システムの従来の回路構成
を大幅に変更することなく、主回路電圧が定常の運転状
態で正確に、かつ制御応答時間を少なくバイナリ信号に
変換し、さらに周波数、位相が変化した場合でも検出電
圧値のリップル電圧値が大きくならずに検出可能な船舶
用軸発電システムの同期式電圧検出回路を提供すること
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、本考案は、船舶推進用の原動機で駆動される軸発電
機の出力電力をコンバータとインバータとで定周波・定
電圧の交流電力に変換して船内母線に電力を供給する船
舶用軸発電システムにおいて、前記インバータあるいは
コンバータの三相主回路電圧を検出する計器用変圧器
と、前記計器用変圧器の二次出力を三相全波整流して直
流電圧に変換する整流器と、前記計器用変圧器の二次出
力の電圧位相及び周波数変動を検出し、それに応じたカ
ウンタ出力信号を出力する位相同期ループ回路と、前記
位相同期ループ回路のカウンタ出力信号から前記整流器
の出力リップル波形の周期に対応した位相角のタイミン
グパルス信号を出力するデコード回路と、前記デコード
回路のタイミングパルス信号で前記整流器の出力電圧を
サンプリングし、サンプリング電圧をアナログ・ディジ
タル変換するＡ／Ｄ変換器とからなり、前記Ａ／Ｄ変換
器から三相主回路電圧に応じた電圧信号を出力すること
を特徴とする。
に、本考案は、船舶推進用の原動機で駆動される軸発電
機の出力電力をコンバータとインバータとで定周波・定
電圧の交流電力に変換して船内母線に電力を供給する船
舶用軸発電システムにおいて、前記インバータあるいは
コンバータの三相主回路電圧を検出する計器用変圧器
と、前記計器用変圧器の二次出力を三相全波整流して直
流電圧に変換する整流器と、前記計器用変圧器の二次出
力の電圧位相及び周波数変動を検出し、それに応じたカ
ウンタ出力信号を出力する位相同期ループ回路と、前記
位相同期ループ回路のカウンタ出力信号から前記整流器
の出力リップル波形の周期に対応した位相角のタイミン
グパルス信号を出力するデコード回路と、前記デコード
回路のタイミングパルス信号で前記整流器の出力電圧を
サンプリングし、サンプリング電圧をアナログ・ディジ
タル変換するＡ／Ｄ変換器とからなり、前記Ａ／Ｄ変換
器から三相主回路電圧に応じた電圧信号を出力すること
を特徴とする。
【０００９】
【作用】本考案によれば軸発電システムにおける電圧検
出のために、主回路の電圧を平滑回路の時定数を大きく
することなく周波数・位相が変化しても安定にディジタ
ル量に変換することができる。
出のために、主回路の電圧を平滑回路の時定数を大きく
することなく周波数・位相が変化しても安定にディジタ
ル量に変換することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本考案の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本考案の一実施例の構成図であり、既に説明
した図４と図５の従来例と同一構成部分については同一
符号を付してその説明を省略する。
る。図１は本考案の一実施例の構成図であり、既に説明
した図４と図５の従来例と同一構成部分については同一
符号を付してその説明を省略する。
【００１１】図１において、２０はコンバータの入力主
回路またはインバータの出力主回路で、電圧検出回路
１，２の対象となる主回路である。この主回路より出力
される電圧を検出する計器用変圧器の二次側（Ｓ．
Ｓ．）出力は図３（ａ）に示すような電圧波形となる。
すなわち、三相全波整流回路３１に入力して直流Ｅ0 に
変換し、Ａ／Ｄ変換器にてバイナリ・コードのディジタ
ル量に変換される。この時の整流回路３１の出力波形は
図３（ｂ）のようにリップル成分を含んだπ／３の周期
を持つ波形になっている。
回路またはインバータの出力主回路で、電圧検出回路
１，２の対象となる主回路である。この主回路より出力
される電圧を検出する計器用変圧器の二次側（Ｓ．
Ｓ．）出力は図３（ａ）に示すような電圧波形となる。
すなわち、三相全波整流回路３１に入力して直流Ｅ0 に
変換し、Ａ／Ｄ変換器にてバイナリ・コードのディジタ
ル量に変換される。この時の整流回路３１の出力波形は
図３（ｂ）のようにリップル成分を含んだπ／３の周期
を持つ波形になっている。
【００１２】一方、ＰＬＬ回路３，４は図２に示すよう
な回路構成である。すなわち、三相電圧信号ｕ（ｒ），
ｖ（ｓ），ｗ（ｔ）を直交する二相信号に変換し、この
正弦成分、余弦成分を外積することで位相差Δθを得、
さらにフィルタＰＩを通過させ電圧制御発振器ＶＣＯを
用いて、Ｍビットのカウンタに接続している。データ変
換では正弦、余弦関数テーブルがあり、入力信号と同期
した信号を生成する。このように連続して位相を比較す
るＰＬＬ回路３，４では、そのフィルタＰＩは小さな時
定数のものでよく、入力電圧位相および周波数信号に対
して高速での追従が可能である。また、高調波を含む歪
波の場合でも３相交流の正負対称波で基本波を正弦波と
する繰り返し波形である限り、周波数の追従は行われ
る。
な回路構成である。すなわち、三相電圧信号ｕ（ｒ），
ｖ（ｓ），ｗ（ｔ）を直交する二相信号に変換し、この
正弦成分、余弦成分を外積することで位相差Δθを得、
さらにフィルタＰＩを通過させ電圧制御発振器ＶＣＯを
用いて、Ｍビットのカウンタに接続している。データ変
換では正弦、余弦関数テーブルがあり、入力信号と同期
した信号を生成する。このように連続して位相を比較す
るＰＬＬ回路３，４では、そのフィルタＰＩは小さな時
定数のものでよく、入力電圧位相および周波数信号に対
して高速での追従が可能である。また、高調波を含む歪
波の場合でも３相交流の正負対称波で基本波を正弦波と
する繰り返し波形である限り、周波数の追従は行われ
る。
【００１３】このＰＬＬ回路３，４のカウンタはバイナ
リ・カウンタで入力信号の一周期の間に２M のカウント
を行う。このカウント出力をデコード回路３７で、図３
（ｂ）のリップル波形の周期毎の位相角、この例の場合
π／３毎のカウント値をデコードし図３（ｃ）のような
タイミング・パルス信号を得る。この位相角は周波数が
変化してもＰＬＬ回路の追従の範囲であれば変わること
はない。このパルス信号をＡ／Ｄ変換開始のタイミング
信号Ｔ３６としてＡ／Ｄ変換器に入力すれば整流後のリ
ップル成分による誤差の影響が少ないディジタル量に変
換された検出電圧値３５が得られる。
リ・カウンタで入力信号の一周期の間に２M のカウント
を行う。このカウント出力をデコード回路３７で、図３
（ｂ）のリップル波形の周期毎の位相角、この例の場合
π／３毎のカウント値をデコードし図３（ｃ）のような
タイミング・パルス信号を得る。この位相角は周波数が
変化してもＰＬＬ回路の追従の範囲であれば変わること
はない。このパルス信号をＡ／Ｄ変換開始のタイミング
信号Ｔ３６としてＡ／Ｄ変換器に入力すれば整流後のリ
ップル成分による誤差の影響が少ないディジタル量に変
換された検出電圧値３５が得られる。
【００１４】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
主回路電圧をＰＴで検出するとともに、三相電圧位相連
続比較検出用のＰＬＬ回路のカウンタ出力とデコーダに
より電圧検出位相角度のタイミング・パルス信号を生成
し、前記タイミング・パルス信号をＡ／Ｄ変換開始タイ
ミング入力端子に入力し、検出電圧値をディジタル変換
しているので、整流器の後の平滑回路は不要となり、電
圧検出回路での遅れ時間を少なくすることができる。
主回路電圧をＰＴで検出するとともに、三相電圧位相連
続比較検出用のＰＬＬ回路のカウンタ出力とデコーダに
より電圧検出位相角度のタイミング・パルス信号を生成
し、前記タイミング・パルス信号をＡ／Ｄ変換開始タイ
ミング入力端子に入力し、検出電圧値をディジタル変換
しているので、整流器の後の平滑回路は不要となり、電
圧検出回路での遅れ時間を少なくすることができる。
【図１】本考案の船舶用軸発電システムの電圧検出の一
実施例の回路図。
実施例の回路図。
【図２】図１のＰＬＬ回路の回路図。
【図３】本考案の動作波形図で、同図（ａ）はＰＴの二
次側の各相電圧波形図、同図（ｂ）は整流器電圧出力Ｅ
0 のリップル成分を含む直流電圧波形図、同図（ｃ）は
ＰＬＬ回路のカウンタ出力波形図。
次側の各相電圧波形図、同図（ｂ）は整流器電圧出力Ｅ
0 のリップル成分を含む直流電圧波形図、同図（ｃ）は
ＰＬＬ回路のカウンタ出力波形図。
【図４】従来の船舶用軸発電システムの単線結線図。
【図５】図４の軸発電システムの電圧検出の回路図。
１，２…電圧検出回路、３，４…ＰＬＬ回路、５…電力
変換制御回路、６，７…ＰＴ、８…コンバータ、９…Ｄ
Ｃリアクトル、１０…インバータ、１１…ＡＣリアクト
ル、１２…電力変換装置、２１…原動機、２２…軸発電
機、２３…プロペラ、２４…同期調相機、２５…主遮断
器、２６…船内電源母線、３２…抵抗、３３…コンデン
サ、３４…Ａ／Ｄ変換器、３５…バイナリ信号、３６…
Ａ／Ｄ変換開始タイミング信号、３７…デコード回路。
変換制御回路、６，７…ＰＴ、８…コンバータ、９…Ｄ
Ｃリアクトル、１０…インバータ、１１…ＡＣリアクト
ル、１２…電力変換装置、２１…原動機、２２…軸発電
機、２３…プロペラ、２４…同期調相機、２５…主遮断
器、２６…船内電源母線、３２…抵抗、３３…コンデン
サ、３４…Ａ／Ｄ変換器、３５…バイナリ信号、３６…
Ａ／Ｄ変換開始タイミング信号、３７…デコード回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 船舶推進用の原動機で駆動される軸発電
機の出力電力をコンバータとインバータとで定周波・定
電圧の交流電力に変換して船内母線に電力を供給する船
舶用軸発電システムにおいて、前記インバータあるいは
コンバータの三相主回路電圧を検出する計器用変圧器
と、前記計器用変圧器の二次出力を三相全波整流して直
流電圧に変換する整流器と、前記計器用変圧器の二次出
力の電圧位相及び周波数変動を検出し、それに応じたカ
ウンタ出力信号を出力する位相同期ループ回路と、前記
位相同期ループ回路のカウンタ出力信号から前記整流器
の出力リップル波形の周期に対応した位相角のタイミン
グパルス信号を出力するデコード回路と、前記デコード
回路のタイミングパルス信号で前記整流器の出力電圧を
サンプリングし、サンプリング電圧をアナログ・ディジ
タル変換するＡ／Ｄ変換器とからなり、前記Ａ／Ｄ変換
器から三相主回路電圧に応じた電圧信号を出力すること
を特徴とする船舶用軸発電システムの同期式電圧検出回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993034232U JP2524541Y2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 船舶用軸発電システムの同期式電圧検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993034232U JP2524541Y2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 船舶用軸発電システムの同期式電圧検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH079100U JPH079100U (ja) | 1995-02-07 |
| JP2524541Y2 true JP2524541Y2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=12408410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993034232U Expired - Lifetime JP2524541Y2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 船舶用軸発電システムの同期式電圧検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2524541Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014103832A (ja) * | 2012-11-22 | 2014-06-05 | Nishishiba Electric Co Ltd | 船内負荷駆動システム |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5610100A (en) * | 1979-07-03 | 1981-02-02 | Toshiba Corp | Automatic voltage regulating device |
| JPS5815500A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-28 | Hitachi Ltd | 自動電圧調整装置 |
| JPS62152700U (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-28 | ||
| JPH02107300U (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-27 |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP1993034232U patent/JP2524541Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH079100U (ja) | 1995-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |