JP2652029B2 - 可変速揚水発電電動機の励磁方法及び装置 - Google Patents
可変速揚水発電電動機の励磁方法及び装置Info
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- JP2652029B2 JP2652029B2 JP63067783A JP6778388A JP2652029B2 JP 2652029 B2 JP2652029 B2 JP 2652029B2 JP 63067783 A JP63067783 A JP 63067783A JP 6778388 A JP6778388 A JP 6778388A JP 2652029 B2 JP2652029 B2 JP 2652029B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
- H02P29/025—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being a power interruption
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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、周波数変換器を用いて２次巻線を交流励磁
し可変速度にて揚水発電電動機を運転する可変速揚水発
電電動機の励磁方法及び装置に係り、特に、電力系統遮
断時等に発生する出力電圧の上昇を抑制するに好適な励
磁方法及び装置に関する。
し可変速度にて揚水発電電動機を運転する可変速揚水発
電電動機の励磁方法及び装置に係り、特に、電力系統遮
断時等に発生する出力電圧の上昇を抑制するに好適な励
磁方法及び装置に関する。
従来、揚水発電システムの発電電動機としては一般に
同期機が用いられていることから、一定回転速度による
運転しか行えないので、発電量，揚水量及び落差により
ポンプ水車の効率が低下すること、また、揚水運転時の
負荷調整が行えないという問題があつた。
同期機が用いられていることから、一定回転速度による
運転しか行えないので、発電量，揚水量及び落差により
ポンプ水車の効率が低下すること、また、揚水運転時の
負荷調整が行えないという問題があつた。
そこで、ポンプ水車の回転速度を可変にすることによ
り上記問題点を解決する可変速揚水発電システムが提案
されている。このシステムは、大容量の巻線形の誘導電
動機からなる可変速発電電動機（以下、可変速機と称す
る。）の２次巻線を２次励磁する方式とし、この励磁周
波数を調整して可変速度で発電及び揚水運転を実現する
ものである。
り上記問題点を解決する可変速揚水発電システムが提案
されている。このシステムは、大容量の巻線形の誘導電
動機からなる可変速発電電動機（以下、可変速機と称す
る。）の２次巻線を２次励磁する方式とし、この励磁周
波数を調整して可変速度で発電及び揚水運転を実現する
ものである。
このような可変速機と前述の同期機の大きく異なる点
は、同期機にあっては負荷トルク（有効電力）に見合っ
たトルクは内部相差角が変化することにより発生される
ものであり、励磁電流がトルクに寄与するものではない
のに対し、可変速機にあっては２次励磁電力をトルク成
分（有効電力合成又はｑ軸成分とも称される）と、磁束
方向成分（無効電力成分、電圧成分又はｄ軸成分とも称
される）とに分解して制御できることから、それぞれ独
立に有効電力と無効電力を制御することができることに
ある（例えば、特願昭61−23162号参照）。
は、同期機にあっては負荷トルク（有効電力）に見合っ
たトルクは内部相差角が変化することにより発生される
ものであり、励磁電流がトルクに寄与するものではない
のに対し、可変速機にあっては２次励磁電力をトルク成
分（有効電力合成又はｑ軸成分とも称される）と、磁束
方向成分（無効電力成分、電圧成分又はｄ軸成分とも称
される）とに分解して制御できることから、それぞれ独
立に有効電力と無効電力を制御することができることに
ある（例えば、特願昭61−23162号参照）。
しかし、上述した可変速機にあつては、その特徴点に
起因して次に述べるような問題が生ずるおそれがある。
起因して次に述べるような問題が生ずるおそれがある。
すなわち、電力系統の近端、遠端遮断時又は可変速機
の負荷遮断時（以下、電力系統遮断時と総称する）に、
出力電圧が急上昇してしまう現象が現われることであ
る。同期機の場合は、系統の負荷がなくなると内部相差
角が零に戻され、出力電圧の上昇ΔＶに対しては直流励
磁電流が絞られ、出力電圧は指令値に保持制御される。
しかし、可変速機においては、系統の負荷がなくなると
トルク電流成分も電圧制御にかかる磁束方向成分に寄与
することになるため、出力電圧の上昇分ΔＶが増大する
ようになる。つまり、磁束の方向が遮断前の磁束方向電
流成分Idとトルク電流成分Iqのベクトル合成した励磁電
流の方向に移る。この合成された励磁電流の振幅は前記
Idの振幅より大きいので、ΔＶが増大するのである。
の負荷遮断時（以下、電力系統遮断時と総称する）に、
出力電圧が急上昇してしまう現象が現われることであ
る。同期機の場合は、系統の負荷がなくなると内部相差
角が零に戻され、出力電圧の上昇ΔＶに対しては直流励
磁電流が絞られ、出力電圧は指令値に保持制御される。
しかし、可変速機においては、系統の負荷がなくなると
トルク電流成分も電圧制御にかかる磁束方向成分に寄与
することになるため、出力電圧の上昇分ΔＶが増大する
ようになる。つまり、磁束の方向が遮断前の磁束方向電
流成分Idとトルク電流成分Iqのベクトル合成した励磁電
流の方向に移る。この合成された励磁電流の振幅は前記
Idの振幅より大きいので、ΔＶが増大するのである。
また、系統負荷がなくなると有効電力制御はIqを増大
する方向へ動作し、無効電力制御（電圧制御）はIdを小
さくする方向へ動作することから、それらの電流Iq,Id
はそれぞれ制御上定められた上限値，下限値に達し、出
力電圧の制御が不能になる。
する方向へ動作し、無効電力制御（電圧制御）はIdを小
さくする方向へ動作することから、それらの電流Iq,Id
はそれぞれ制御上定められた上限値，下限値に達し、出
力電圧の制御が不能になる。
なお、上述のような場合に、２次励磁を停止すれば出
力電圧上昇などの問題は解決されるのであるが、通常、
電力系統の運用面から高速又は急速に遮断を回復させる
ことが要求されるので、励磁を停止することはできな
い。
力電圧上昇などの問題は解決されるのであるが、通常、
電力系統の運用面から高速又は急速に遮断を回復させる
ことが要求されるので、励磁を停止することはできな
い。
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決すること、
言い換えれば、電力系統遮断時の出力電圧上昇を抑制す
ることができる可変速揚水発電電動機の励磁方法及び装
置を提供することにある。
言い換えれば、電力系統遮断時の出力電圧上昇を抑制す
ることができる可変速揚水発電電動機の励磁方法及び装
置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、電力系統に接続
された巻線形誘動機からなる可変速揚水発電電動機の２
次巻線を、当該発電電動機の出力有効電力の指令値と検
出値の偏差を零にすべく求められる磁束方向電流成分と
をベクトル合成してなる交流励磁電流により励磁する可
変速揚水発電電動機の励磁方法において、電力系統が遮
断された前記出力電圧を指令値に保持すべく前記偏差に
基づいて前記トルク電流成分を低減補正することを特徴
とする可変速揚水発電電動機の励磁方法としたことにあ
る。
された巻線形誘動機からなる可変速揚水発電電動機の２
次巻線を、当該発電電動機の出力有効電力の指令値と検
出値の偏差を零にすべく求められる磁束方向電流成分と
をベクトル合成してなる交流励磁電流により励磁する可
変速揚水発電電動機の励磁方法において、電力系統が遮
断された前記出力電圧を指令値に保持すべく前記偏差に
基づいて前記トルク電流成分を低減補正することを特徴
とする可変速揚水発電電動機の励磁方法としたことにあ
る。
また、電力系統に接続された巻線形誘導線からなる可
変速揚水発電電動機の２次巻線を交流励磁する周波数変
換器と、当該発電電動機の出力有効電力の指令値と検出
値の偏差を零にすべくトルク電流成分を求める有効電力
制御手段と、当該発電電動機の出力電圧の指令値と検出
値の偏差との零にすべく磁束方向電流成分を求める出力
電圧制御手段と、前記各手段から出力されるトルク電流
成分と前記磁束方向電流成分をベクトル合成して前記２
次巻線の励磁電流指令値を求め前記周波数変換器に出力
する励磁電流制御手段と、を備えてなる可変速揚水発電
電動機の励磁装置において、前記電圧制御手段から出力
される磁束方向電流成分に予め定めた係数を乗じた値
と、前記有効電力制御手段から出力されるトルク電流成
分とを入力とし、該２つの入力のうち低い値をトルク電
流成分として前記励磁電流制御手段に出力する低値選択
手段を設けたことを特徴とする可変速揚水発電電動機の
励磁装置としたことにある。
変速揚水発電電動機の２次巻線を交流励磁する周波数変
換器と、当該発電電動機の出力有効電力の指令値と検出
値の偏差を零にすべくトルク電流成分を求める有効電力
制御手段と、当該発電電動機の出力電圧の指令値と検出
値の偏差との零にすべく磁束方向電流成分を求める出力
電圧制御手段と、前記各手段から出力されるトルク電流
成分と前記磁束方向電流成分をベクトル合成して前記２
次巻線の励磁電流指令値を求め前記周波数変換器に出力
する励磁電流制御手段と、を備えてなる可変速揚水発電
電動機の励磁装置において、前記電圧制御手段から出力
される磁束方向電流成分に予め定めた係数を乗じた値
と、前記有効電力制御手段から出力されるトルク電流成
分とを入力とし、該２つの入力のうち低い値をトルク電
流成分として前記励磁電流制御手段に出力する低値選択
手段を設けたことを特徴とする可変速揚水発電電動機の
励磁装置としたことにある。
ここで、本発明の作用について説明する。
まず、電力系統が遮断されると、可変速揚水発電電動
機（以下、単に発電電動機と称す）は電力系統から開放
されるので、出力有効電力は零となり、有効電力制御手
段は、有効電力を指令値に保持すべくトルク電流成分Iq
を増大される方向へ作用し、電圧制御手段は出力電圧の
上昇を制御すべく磁束方向電流成分Idを小さくする方向
へ作用する。そして、実際には有効電力は出力されない
ので増大されるトルク電流成分Iqは出力電圧を上昇させ
る方向に作用し、電圧制御手段は機能を失なつて出力電
圧が急激に上昇されることになる。
機（以下、単に発電電動機と称す）は電力系統から開放
されるので、出力有効電力は零となり、有効電力制御手
段は、有効電力を指令値に保持すべくトルク電流成分Iq
を増大される方向へ作用し、電圧制御手段は出力電圧の
上昇を制御すべく磁束方向電流成分Idを小さくする方向
へ作用する。そして、実際には有効電力は出力されない
ので増大されるトルク電流成分Iqは出力電圧を上昇させ
る方向に作用し、電圧制御手段は機能を失なつて出力電
圧が急激に上昇されることになる。
しかし、本発明方法によると、電力系統が遮断された
ときに、トルク電流成分Iqは出力電圧の偏差に基づいて
低減補正されることから、出力電圧の上昇に応じて急速
に絞り込まれる。したがつて、前述したトルク電流成分
Iqによる出力電圧の上昇作用が抑制され、出力電圧は電
圧制御手段の機能によつて指令値に保持されることにな
る。
ときに、トルク電流成分Iqは出力電圧の偏差に基づいて
低減補正されることから、出力電圧の上昇に応じて急速
に絞り込まれる。したがつて、前述したトルク電流成分
Iqによる出力電圧の上昇作用が抑制され、出力電圧は電
圧制御手段の機能によつて指令値に保持されることにな
る。
また、本発明方法の一実施態様として、電力系統の遮
断を出力電圧の偏差が規定値以上に達したことにより検
知するようにすれば、電力系統の遮断を遮断器の動作信
号等によらず検知できる。つまり、電力系統の遮断は系
統の各所に設けられた遮断器の動作状態信号で検知する
こともできるが、これによればその動作常態信号の伝送
路が必要になる。
断を出力電圧の偏差が規定値以上に達したことにより検
知するようにすれば、電力系統の遮断を遮断器の動作信
号等によらず検知できる。つまり、電力系統の遮断は系
統の各所に設けられた遮断器の動作状態信号で検知する
こともできるが、これによればその動作常態信号の伝送
路が必要になる。
また、本発明方法の他の一実施態様として、トルク電
流成分Iqの低減補正を磁束方向電流成分Idに予め定めら
れた係数Ｋを乗じた値Iq´にするようにすれば、この場
合の励磁電流指令値 は次式（１）で示されるものとなる。
流成分Iqの低減補正を磁束方向電流成分Idに予め定めら
れた係数Ｋを乗じた値Iq´にするようにすれば、この場
合の励磁電流指令値 は次式（１）で示されるものとなる。
つまり、トルク電流成分の制御が出力電圧の制御に一
元化され、出力電圧は安定して指令値に保持制御される
ことになる。
元化され、出力電圧は安定して指令値に保持制御される
ことになる。
一方、本発明装置によれば、低値選択手段により自動
的にトルク電流成分Iqの指令値が、有効電力制御手段か
ら出力されるトルク電流成分Iq又は電圧制御手段から出
力される磁束方向電流成分Idに所定の係数を乗じた値の
うち、いずれか低い値が選択されるので、上記本発明方
法と同様の作用により出力電圧の上昇が抑制されて指令
値に保持される。また、格別な電力系統の遮断検知手段
は不要となる。
的にトルク電流成分Iqの指令値が、有効電力制御手段か
ら出力されるトルク電流成分Iq又は電圧制御手段から出
力される磁束方向電流成分Idに所定の係数を乗じた値の
うち、いずれか低い値が選択されるので、上記本発明方
法と同様の作用により出力電圧の上昇が抑制されて指令
値に保持される。また、格別な電力系統の遮断検知手段
は不要となる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第２図に本発明の一実施例にかかる可変速揚水発電シ
ステムの全体構成図を示し、第１図にその励磁装置の要
部ブロツク図を示す。
ステムの全体構成図を示し、第１図にその励磁装置の要
部ブロツク図を示す。
第２図において、水車１に連結されている可変速発電
電動機２の１次端子は、遮断器３と主変圧器４を介して
電力系統５に接続されている。発電電動機２の２次巻線
は、中性点を持つ４線式とされ、３相の交流励磁電流が
周波数変換器としてのサイクロコンバータ６（6A〜6C）
から供給されるようになつている。各サイクロコンバー
タ6A〜6Cは、励磁用変圧器７（7A〜7C）と、遮断器８を
介して主変圧器４の１次側に接続されている。発電電動
機２から流出される有効電力PLと出力電圧VGの検出値
は、計器用変圧器９と変流器10と電力、電圧検出器11に
より得られるようになつている。位相検出器12は発電電
動機２の２次誘起電力の位相を検出するものである。基
準信号演算回路13は２次励磁用の基本波を形成するもの
で、入力される２次誘起電力の位相に基づいて、すべり
周波数ωｓを有し、一定の振幅を持ち、かつ２次誘起電
力とそれぞれ同相およびπ/2位相差を有するcosωst,si
nωstを形成し、励磁電流制御装置14（14A〜14C）に出
力するようになつている。
電動機２の１次端子は、遮断器３と主変圧器４を介して
電力系統５に接続されている。発電電動機２の２次巻線
は、中性点を持つ４線式とされ、３相の交流励磁電流が
周波数変換器としてのサイクロコンバータ６（6A〜6C）
から供給されるようになつている。各サイクロコンバー
タ6A〜6Cは、励磁用変圧器７（7A〜7C）と、遮断器８を
介して主変圧器４の１次側に接続されている。発電電動
機２から流出される有効電力PLと出力電圧VGの検出値
は、計器用変圧器９と変流器10と電力、電圧検出器11に
より得られるようになつている。位相検出器12は発電電
動機２の２次誘起電力の位相を検出するものである。基
準信号演算回路13は２次励磁用の基本波を形成するもの
で、入力される２次誘起電力の位相に基づいて、すべり
周波数ωｓを有し、一定の振幅を持ち、かつ２次誘起電
力とそれぞれ同相およびπ/2位相差を有するcosωst,si
nωstを形成し、励磁電流制御装置14（14A〜14C）に出
力するようになつている。
電力制御装置15は入力される有効電力の指令値P0と検
出値PLに基づいてトルク電流成分Iqを決定するとともに
出力電力の指令値V0と検出値VGに基づいて磁束方向電流
Idを決定し、各相ごとにそれぞれ励磁電流制御装置14に
出力するようになつている。すなわち、第１図に示すよ
うに、P0とPLは加算器16によりそれらの偏差ΔPLが求め
られ、次に有効電力制御手段としての電力調整演算器17
において、ΔPLを零にすべくトルク電流成分Iqが求めら
れ、このIqは低値選択器18を介して励磁電流制御装置14
に出力されるようになつている。同様に、V0とVGは加算
器19により偏差ΔVGが求められ、次に出力電圧制御手段
としての電圧調整演算器20において、ΔVGを零にすべく
磁束方向電流Idが求められ、このIdは励磁電流制御装置
14に出力される一方、ゲイン演算器21において一定の係
数Ｋが乗じられて低値選択器18とゲイン演算器21からな
る部分が本発明の特徴部にかかる一実施例であり、低値
選択器18は入力されるIqとＫ・Idの低い方の指令値をト
ルク電流成分Iq´として励磁電流制御装置14に出力する
ようになつている。ここで、係数Ｋの値は、発電電動機
２の通常の運転（０〜100％負荷）でとり得るトルク電
流成分Iqと磁束分布電流成分Iqの範囲において、次式
（２）を満足する値に予め設定する。これにより通常時
にあつてはトルク電流成分Iqは磁束方向電流成分Idに制
御されることなく安定に有効電力制御がなされる。
出値PLに基づいてトルク電流成分Iqを決定するとともに
出力電力の指令値V0と検出値VGに基づいて磁束方向電流
Idを決定し、各相ごとにそれぞれ励磁電流制御装置14に
出力するようになつている。すなわち、第１図に示すよ
うに、P0とPLは加算器16によりそれらの偏差ΔPLが求め
られ、次に有効電力制御手段としての電力調整演算器17
において、ΔPLを零にすべくトルク電流成分Iqが求めら
れ、このIqは低値選択器18を介して励磁電流制御装置14
に出力されるようになつている。同様に、V0とVGは加算
器19により偏差ΔVGが求められ、次に出力電圧制御手段
としての電圧調整演算器20において、ΔVGを零にすべく
磁束方向電流Idが求められ、このIdは励磁電流制御装置
14に出力される一方、ゲイン演算器21において一定の係
数Ｋが乗じられて低値選択器18とゲイン演算器21からな
る部分が本発明の特徴部にかかる一実施例であり、低値
選択器18は入力されるIqとＫ・Idの低い方の指令値をト
ルク電流成分Iq´として励磁電流制御装置14に出力する
ようになつている。ここで、係数Ｋの値は、発電電動機
２の通常の運転（０〜100％負荷）でとり得るトルク電
流成分Iqと磁束分布電流成分Iqの範囲において、次式
（２）を満足する値に予め設定する。これにより通常時
にあつてはトルク電流成分Iqは磁束方向電流成分Idに制
御されることなく安定に有効電力制御がなされる。
Iq＜Ｋ・Id ……（２） 励磁電流制御装置14は電流パターン演算器22,電流制
御演算器23,自動パルス移相器24を含んで形成されてい
る。電流パターン演算器22は、第１図に示すように、入
力されるトルク電流成分Iq´に基本波信号cosω2tを乗
じる掛算器25,同じく磁束方向電流成分Idに基本波信号s
inωstを乗じる掛算器26,掛算器25と26の出力をベクト
ル合成して励磁電流指令値 を出力するベクトル合成演算器27を含んで形成されてい
る。すなわち、次式（３）に示す演算処理がなされる。
御演算器23,自動パルス移相器24を含んで形成されてい
る。電流パターン演算器22は、第１図に示すように、入
力されるトルク電流成分Iq´に基本波信号cosω2tを乗
じる掛算器25,同じく磁束方向電流成分Idに基本波信号s
inωstを乗じる掛算器26,掛算器25と26の出力をベクト
ル合成して励磁電流指令値 を出力するベクトル合成演算器27を含んで形成されてい
る。すなわち、次式（３）に示す演算処理がなされる。
なお、式（３）をベクトル表示すると次式のようにな
る。
る。
電流制御演算器23は変流器29により検出される励磁電
流の検出値と指令値 との偏差を零にすべくサイクロコンバータ６の制御位相
角ECを求める。自動パルス位相器24は入力される制御位
相角ECと変成器30から入力される電源電圧信号に基づい
てサイクロコンバータ６のサイリスタに点弧パルスを出
力するようになつている。
流の検出値と指令値 との偏差を零にすべくサイクロコンバータ６の制御位相
角ECを求める。自動パルス位相器24は入力される制御位
相角ECと変成器30から入力される電源電圧信号に基づい
てサイクロコンバータ６のサイリスタに点弧パルスを出
力するようになつている。
このように構成されている実施例の動作を第３図，第
４図を参照しながら次に説明する。なお、第３図と第４
図の符号の添字は同一のものを表わすものとし、また第
３図に示すタイムチヤートにおいてt1時に電力系統の遮
断が発生したものとして説明する。
４図を参照しながら次に説明する。なお、第３図と第４
図の符号の添字は同一のものを表わすものとし、また第
３図に示すタイムチヤートにおいてt1時に電力系統の遮
断が発生したものとして説明する。
まず、通常の状態にあるとき、すなわち遮断器３又は
電力系統５に設けられている遮断器が投入状態にあると
きは、発電電動機２から系統に電力が供給される。この
ときの有効電力PLと出力電圧VGは、電力調節器17と電力
調節器20により求められたトルク電流成分Iq1と磁束方
向電流成分Iq1に基づいて制御される。つまり、前記式
（２）の関係から、通常の運転状態においては、低値選
択器18は電力調整器17から出力される値が選択されるの
である。この状態における励磁電流 と出力電圧VGのレベルは第３図に示すように安定したも
のとなる。また、それらIq1,Id1, のベクトルは第４図に示したものとなり、磁束方向Φ１
と電流Id1の位相が同一なので、出力電圧制御および有
効電力制御の応答性が良い。
電力系統５に設けられている遮断器が投入状態にあると
きは、発電電動機２から系統に電力が供給される。この
ときの有効電力PLと出力電圧VGは、電力調節器17と電力
調節器20により求められたトルク電流成分Iq1と磁束方
向電流成分Iq1に基づいて制御される。つまり、前記式
（２）の関係から、通常の運転状態においては、低値選
択器18は電力調整器17から出力される値が選択されるの
である。この状態における励磁電流 と出力電圧VGのレベルは第３図に示すように安定したも
のとなる。また、それらIq1,Id1, のベクトルは第４図に示したものとなり、磁束方向Φ１
と電流Id1の位相が同一なので、出力電圧制御および有
効電力制御の応答性が良い。
次に、t1時において電力系統５で遮断が生じたとする
と、有効電力の検出値PLは瞬時に零になるので、発電電
動機３の内部の関係において、磁束方向は瞬時に第４図
のΦ１からΦ２に移る。これにより励磁電流 が電圧発生の要因となるので、第３図に示すように出力
電圧VGは急激に上昇する。一方、電力調整器17と電圧調
整器20についてみると、それらの制御系の制御遅れ時間
後のt2時において、有効電力制御のフイードバツグ値で
ある検出値PLが零になるのでトルク電流成分Iqを増大さ
せる方向に動作を開始し、また、出力電圧VGの上昇によ
り磁束方向電流成分Idを減少する方向に動作を開始す
る。
と、有効電力の検出値PLは瞬時に零になるので、発電電
動機３の内部の関係において、磁束方向は瞬時に第４図
のΦ１からΦ２に移る。これにより励磁電流 が電圧発生の要因となるので、第３図に示すように出力
電圧VGは急激に上昇する。一方、電力調整器17と電圧調
整器20についてみると、それらの制御系の制御遅れ時間
後のt2時において、有効電力制御のフイードバツグ値で
ある検出値PLが零になるのでトルク電流成分Iqを増大さ
せる方向に動作を開始し、また、出力電圧VGの上昇によ
り磁束方向電流成分Idを減少する方向に動作を開始す
る。
この過程でIq≧KIdに達すると、低値選択器18の動作
によりトルク電流の指令値Iq´としてKIdが選択される
ので、第３図に示すようにt3時点でIq´はそのときの磁
束方向電流の指令値Id3に応じて制限されIq3に絞られ
る。これにより、励磁電流は瞬時に に低減され、出力電圧VGも指令値V0に瞬時に立下り、そ
の後は電圧調整器20の機能により、出力電圧VGを指令値
V0に保持するように、トルク電流成分Iq´と磁束方向電
流成分Idが制御され、安定な運転が継続される。なお、
この状態における磁束方向Ф３は第４図に示すように と同位相となつている。
によりトルク電流の指令値Iq´としてKIdが選択される
ので、第３図に示すようにt3時点でIq´はそのときの磁
束方向電流の指令値Id3に応じて制限されIq3に絞られ
る。これにより、励磁電流は瞬時に に低減され、出力電圧VGも指令値V0に瞬時に立下り、そ
の後は電圧調整器20の機能により、出力電圧VGを指令値
V0に保持するように、トルク電流成分Iq´と磁束方向電
流成分Idが制御され、安定な運転が継続される。なお、
この状態における磁束方向Ф３は第４図に示すように と同位相となつている。
因に、従来の方法によれば、第１図における低値選択
器18とゲイン演算器21を有していないことから、第３図
中に点線で示したように、トルク電流成分Iq´と磁束方
向電流成分Idはそれぞれ図中Iq4,Id4で示した上限値，
下限値にまで達する。これにより励磁電流 となり、高い出力電圧VGが発生し続けることになるので
ある。このときのベクトル関係は第４図に示したとおり
である。
器18とゲイン演算器21を有していないことから、第３図
中に点線で示したように、トルク電流成分Iq´と磁束方
向電流成分Idはそれぞれ図中Iq4,Id4で示した上限値，
下限値にまで達する。これにより励磁電流 となり、高い出力電圧VGが発生し続けることになるので
ある。このときのベクトル関係は第４図に示したとおり
である。
上記したように、本実施例によれば、低値選択器18を
設け、これにより電力調整器17から出力されるトルク電
流成分の指令値Iqと、電圧調節器20から出力される磁束
方向電流成分の指令値Idに係数Ｋを乗じた値のいずれか
低い値を実際のトルク電流成分指令値Iq´としているこ
とから、Ｋの値を適切に選ぶことにより、電力系統の遮
断器が遮断動作すると、格別な遮断検出手段に依ること
なく、自動的にIq≧Ｋ・Idの関係が成立し、トルク電流
成分指令値Iq´は磁束方向電流Idにより制限される。こ
の結果、発電電動機２は電圧調整器20に支配されること
になり、出力電圧VGは指令値V0に安定して保持制御され
ることになるという効果がある。
設け、これにより電力調整器17から出力されるトルク電
流成分の指令値Iqと、電圧調節器20から出力される磁束
方向電流成分の指令値Idに係数Ｋを乗じた値のいずれか
低い値を実際のトルク電流成分指令値Iq´としているこ
とから、Ｋの値を適切に選ぶことにより、電力系統の遮
断器が遮断動作すると、格別な遮断検出手段に依ること
なく、自動的にIq≧Ｋ・Idの関係が成立し、トルク電流
成分指令値Iq´は磁束方向電流Idにより制限される。こ
の結果、発電電動機２は電圧調整器20に支配されること
になり、出力電圧VGは指令値V0に安定して保持制御され
ることになるという効果がある。
なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、
要は、電力系統の遮断を検知してトルク電流成分Iqを出
力電圧の上昇分に応じて絞るようにすることにより、出
力電圧の上昇を抑制することができる。
要は、電力系統の遮断を検知してトルク電流成分Iqを出
力電圧の上昇分に応じて絞るようにすることにより、出
力電圧の上昇を抑制することができる。
例えば、電力系統の遮断検知は、系統に係わる遮断器
の動作信号により検知すること、あるいは出力電圧VGの
異常高などにより検知することも本発明に含まれる そして、低値選択器18に代えて制限器などを設け、そ
の制御値を予め定めた一定値又は出力電圧の上昇分ΔＶ
に応じて可変設定するものとし、上記系統の遮断検知信
号に連動させて制限器を動作させるようにしても、上記
実施例と同一の効果を奏することができる。
の動作信号により検知すること、あるいは出力電圧VGの
異常高などにより検知することも本発明に含まれる そして、低値選択器18に代えて制限器などを設け、そ
の制御値を予め定めた一定値又は出力電圧の上昇分ΔＶ
に応じて可変設定するものとし、上記系統の遮断検知信
号に連動させて制限器を動作させるようにしても、上記
実施例と同一の効果を奏することができる。
以上説明したように、本発明方法によれば、電力系統
が遮断されたときに、出力電圧の上昇分に基づいてトル
ク電流成分を低減補正するようにしていることから、そ
の遮断により生ずる出力電圧の上昇を抑制して、出力電
圧の指令値に安定に保持することができるという効果が
ある。
が遮断されたときに、出力電圧の上昇分に基づいてトル
ク電流成分を低減補正するようにしていることから、そ
の遮断により生ずる出力電圧の上昇を抑制して、出力電
圧の指令値に安定に保持することができるという効果が
ある。
また、本発明装置によれば、磁束方向電流成分に予め
定めた係数を乗じた値と、有効電力制御手段から出力さ
れるトルク電流成分とのいずれか低い値を、トルク電流
成分の指令値としていることから、電力系統遮断時にト
ルク電流成分の指令値は、自動的に磁束方向電流成分に
よつて制限されることになり、その遮断により生ずる出
力電圧の上昇を抑制して、出力電圧の指令値に安定に保
持制御できるという効果がある。
定めた係数を乗じた値と、有効電力制御手段から出力さ
れるトルク電流成分とのいずれか低い値を、トルク電流
成分の指令値としていることから、電力系統遮断時にト
ルク電流成分の指令値は、自動的に磁束方向電流成分に
よつて制限されることになり、その遮断により生ずる出
力電圧の上昇を抑制して、出力電圧の指令値に安定に保
持制御できるという効果がある。
第１図は第２図に示す本発明の一実施例装置の要部ブロ
ツク図、第２図は本発明が適用されてなる可変速揚水発
電システムの一実施例装置の全体構成図、第３図は第２
図実施例の動作を説明するためのタイムチヤート、第４
図は第２図実施例の動作を説明するための各部信号のベ
クトル図である。 ２……発電電動機、５……電力系統、６……周波数変換
器、14……励磁電流制御装置、15……電力制御装置、17
……電力調整器、18……低値選択器、20……電圧調整
器、21……ゲイン演算器。
ツク図、第２図は本発明が適用されてなる可変速揚水発
電システムの一実施例装置の全体構成図、第３図は第２
図実施例の動作を説明するためのタイムチヤート、第４
図は第２図実施例の動作を説明するための各部信号のベ
クトル図である。 ２……発電電動機、５……電力系統、６……周波数変換
器、14……励磁電流制御装置、15……電力制御装置、17
……電力調整器、18……低値選択器、20……電圧調整
器、21……ゲイン演算器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 明男 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 北 英三 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 大野 泰照 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】電力系統に接続された巻線形誘導機からな
る可変速揚水発電電動機の２次巻線を、当該発電電動機
の出力有効電力の指令値と検出値の偏差を零にすべく求
められるトルク電流成分と、当該発電電動機の出力電圧
の指令値と検出値との偏差を零にすべく求められる磁束
方向電流成分とをベクトル合成してなる交流励磁電流に
より励磁する可変速揚水発電電動機の励磁方法におい
て、 電力系統が遮断されたとき前記出力電圧を指令値に保持
すべく前記偏差に基づいて前記トルク電流成分を低減補
正することを特徴とする可変速揚水発電電動機の励磁方
法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、 前記電力系統の遮断を前記出力電圧の偏差が規定値以上
に達したことにより検知することを特徴とする方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、 前記トルク電流成分の低減補正は、前記磁束方向電流成
分に予め定めた係数を乗じた値に補正することを特徴と
する方法。 - 【請求項４】電力系統に接続された巻線形誘導機からな
る可変速揚水発電電動機の２次巻線を交流励磁する周波
数変換器と、 当該発電電動機の出力有効電力の指令値と検出値の偏差
を零にすべくトルク電流成分を求める有効電力制御手段
と、 当該発電電動機の出力電圧の指令値と検出値の偏差を零
にすべく磁束方向電流成分を求める出力電圧制御手段
と、 前記各手段から出力されるトルク電流成分と前記磁束方
向電流成分をベクトル合成して前記２次巻線の励磁電流
指令値を求め、前記周波数変換器に出力する励磁電流制
御手段と、を備えてなる可変速揚水発電電動機の励磁装
置において、 前記電圧制御手段から出力される磁束方向電流成分に予
め定めた係数を乗じた値と、前記有効電力制御手段から
出力されるトルク電流成分とを入力し、該２つの入力の
うち低い値をトルク電流成分として前記励磁電流制御手
段に出力する低値選択手段を設けたことを特徴とする可
変速揚水発電電動機の励磁装置。 - 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の方法におい
て、 前記係数は前記発電電動機の通常運転でとり得る範囲内
にて磁束方向電流成分に当該係数を乗じた値がトルク電
流成分以上となる値に設定されたことを特徴とする装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63067783A JP2652029B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 可変速揚水発電電動機の励磁方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63067783A JP2652029B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 可変速揚水発電電動機の励磁方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01243895A JPH01243895A (ja) | 1989-09-28 |
| JP2652029B2 true JP2652029B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=13354904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63067783A Expired - Lifetime JP2652029B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 可変速揚水発電電動機の励磁方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652029B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2539519B2 (ja) * | 1989-11-08 | 1996-10-02 | 株式会社日立製作所 | 可変速揚水発電電動機の制御装置 |
| CN105634352B (zh) * | 2014-11-07 | 2018-05-29 | 湖南南车时代电动汽车股份有限公司 | 发电机控制器过电压保护方法及系统 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP63067783A patent/JP2652029B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01243895A (ja) | 1989-09-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |