JP2865670B2 - 可変速揚水装置 - Google Patents
可変速揚水装置Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Control Of Water Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可変速揚水装置に係り、特に高速に電力制御
を行いながら、ハンプ特性を回避する可変速揚水装置に
関する。
を行いながら、ハンプ特性を回避する可変速揚水装置に
関する。
ポンプ水車では一般に高揚程側でハンプ特性（部分的
にdH/dQ＞０となる特性…H:全揚程,Q:揚水量）が出るこ
とは避けられないと考えられている。この部分での運転
は不安定で振動騒音が伴うばかりではなく、同じ揚程の
下で流量Ｑが３価関数で現れるため流量Ｑが突然急変し
飛ぶ現象も現れ、異常水撃現象を伴うこともある。
にdH/dQ＞０となる特性…H:全揚程,Q:揚水量）が出るこ
とは避けられないと考えられている。この部分での運転
は不安定で振動騒音が伴うばかりではなく、同じ揚程の
下で流量Ｑが３価関数で現れるため流量Ｑが突然急変し
飛ぶ現象も現れ、異常水撃現象を伴うこともある。
このハンプ特性は案内羽根開度によつて異なるが明確
な凹み特性が発生しなくともランナ内の流れが不安定に
なることによつて大なり小なり同様の問題が発生する。
この原因は流量が少ない時には水流が半径方向に偏り、
逆流が発生するためであるとされている。又この様な状
態では流れは羽根面から剥離し、いわゆる失速状態にな
るからである。ところで特開昭60−128886号では可変速
揚水装置の電力（負荷）を増加させる時、ポンプ水車の
運転点が過渡的に上述のハンプ特性に落ち込まないよう
に、回転速度の上げ操作を案内羽根の開操作に優先させ
乍ら移行せしめるとしている。
な凹み特性が発生しなくともランナ内の流れが不安定に
なることによつて大なり小なり同様の問題が発生する。
この原因は流量が少ない時には水流が半径方向に偏り、
逆流が発生するためであるとされている。又この様な状
態では流れは羽根面から剥離し、いわゆる失速状態にな
るからである。ところで特開昭60−128886号では可変速
揚水装置の電力（負荷）を増加させる時、ポンプ水車の
運転点が過渡的に上述のハンプ特性に落ち込まないよう
に、回転速度の上げ操作を案内羽根の開操作に優先させ
乍ら移行せしめるとしている。
又特開昭59−203883号では反対に可変速揚水装置の電
力を減少させる時、ハンプ特性を避けるため案内羽根の
閉操作を回転速度の下げ操作に優先させ乍ら移行せしめ
るとしている。
力を減少させる時、ハンプ特性を避けるため案内羽根の
閉操作を回転速度の下げ操作に優先させ乍ら移行せしめ
るとしている。
更に特願昭61−26694では可変速揚水装置の電力を増
加させる時、まず駆動装置の電力を上げ回転速度を上
げ、その後に案内羽根を開けるべきであるとしている。
又電力を減少させる時は、案内羽根の閉め操作と回転速
度の下げ操作を同時に行うものの案内羽根の閉めの方が
回転速度の下げより早く終わる案を開示している。
加させる時、まず駆動装置の電力を上げ回転速度を上
げ、その後に案内羽根を開けるべきであるとしている。
又電力を減少させる時は、案内羽根の閉め操作と回転速
度の下げ操作を同時に行うものの案内羽根の閉めの方が
回転速度の下げより早く終わる案を開示している。
しかし乍ら、これらの公知例では回転速度と案内羽根
開度の相対関係のみを述べておりもう一つの制御の柱で
ある電力の制御方法については触れていない。特に回転
速度，案内羽根開度と電力の３制御の独立性を損わない
ことが可変速揚水プラントの重要な着目ポイントである
がこれについては全く記述がない。
開度の相対関係のみを述べておりもう一つの制御の柱で
ある電力の制御方法については触れていない。特に回転
速度，案内羽根開度と電力の３制御の独立性を損わない
ことが可変速揚水プラントの重要な着目ポイントである
がこれについては全く記述がない。
本発明の目的は前述の従来技術の問題を踏まえ、もう
一つの制御の柱である電力制御の方法を提供し、その上
で可変速機であることの特徴（電力系統の電力需給アン
バランス解消への貢献度を同期機に比べ格段に高めるこ
とができる。これは電力急変化によつて回転速度が一時
的に変化しても許容しうるという特徴による。）を最大
限に追求するのに中心テーマとなる電力制御の応答速度
高速化とハンプ特性回避というポンプ側からの命題とを
同時に満足させようとするものである。
一つの制御の柱である電力制御の方法を提供し、その上
で可変速機であることの特徴（電力系統の電力需給アン
バランス解消への貢献度を同期機に比べ格段に高めるこ
とができる。これは電力急変化によつて回転速度が一時
的に変化しても許容しうるという特徴による。）を最大
限に追求するのに中心テーマとなる電力制御の応答速度
高速化とハンプ特性回避というポンプ側からの命題とを
同時に満足させようとするものである。
上記目的を達成するために電力系統に接続された電動
機と電力変換装置を有する可変速電動機と、電動機の回
転軸に結合された揚水ポンプと、揚水ポンプを通過する
水量を調節する案内羽根と、電動機に入力される実電力
値を検出する電力検出手段と、電動機の実回転速度を検
出する回転速度検出手段と、外部より与えられる電力指
令値と電力検出手段により検出された実電力値との偏差
が最小になるように電力変換装置を制御する第１の負帰
還回路と、電力指令値に応じて与えられる適正回転速度
指令値と回転速度検出手段により検出された実回転速度
値との偏差が最小になるように電力変換装置を制御する
第２の負帰還回路とを備えた可変速揚水装置において、
案内羽根の実開度を検出する案内羽根開度検出手段と、
電力指令値に応じて与えられる適正案内羽根開度指令
と、案内羽根開度検出手段により検出された実際の案内
羽根開度信号との偏差が最小になるように案内羽根を制
御する第３の負帰還回路とを備え、電動機の電力を上げ
る時には、第1,第２および第３の負帰還回路の応答速度
を高い方から第１の負帰還回路，第２の負帰還回路，第
３の負帰還回路の順序にし、電動機の電力を下げる時に
は、第1,第２および第３の負帰還回路の応答速度を高い
方から第１の負帰還回路，第３の負帰還回路，第２の負
帰還回路の順序にしたものである。
機と電力変換装置を有する可変速電動機と、電動機の回
転軸に結合された揚水ポンプと、揚水ポンプを通過する
水量を調節する案内羽根と、電動機に入力される実電力
値を検出する電力検出手段と、電動機の実回転速度を検
出する回転速度検出手段と、外部より与えられる電力指
令値と電力検出手段により検出された実電力値との偏差
が最小になるように電力変換装置を制御する第１の負帰
還回路と、電力指令値に応じて与えられる適正回転速度
指令値と回転速度検出手段により検出された実回転速度
値との偏差が最小になるように電力変換装置を制御する
第２の負帰還回路とを備えた可変速揚水装置において、
案内羽根の実開度を検出する案内羽根開度検出手段と、
電力指令値に応じて与えられる適正案内羽根開度指令
と、案内羽根開度検出手段により検出された実際の案内
羽根開度信号との偏差が最小になるように案内羽根を制
御する第３の負帰還回路とを備え、電動機の電力を上げ
る時には、第1,第２および第３の負帰還回路の応答速度
を高い方から第１の負帰還回路，第２の負帰還回路，第
３の負帰還回路の順序にし、電動機の電力を下げる時に
は、第1,第２および第３の負帰還回路の応答速度を高い
方から第１の負帰還回路，第３の負帰還回路，第２の負
帰還回路の順序にしたものである。
本発明の可変速揚水装置によれば、電動機の電力を制
御する電力制御手段としての第１の負帰還回路と、電動
機の回転状態を制御する回転数制御手段としての第２の
負帰還回路を組合せて電力変換器を制御することによ
り、外部から与えられる電力指令に急速に応動可能にす
ると共に、電動機の電力を上げる時と下げる時で、回転
速度を制御する負帰還回路と案内羽根開度を制御する負
帰還回路との間で応答速度を異ならせることにより、ポ
ンプがハンプ特性に落ち込まないことを可能にしたもの
である。
御する電力制御手段としての第１の負帰還回路と、電動
機の回転状態を制御する回転数制御手段としての第２の
負帰還回路を組合せて電力変換器を制御することによ
り、外部から与えられる電力指令に急速に応動可能にす
ると共に、電動機の電力を上げる時と下げる時で、回転
速度を制御する負帰還回路と案内羽根開度を制御する負
帰還回路との間で応答速度を異ならせることにより、ポ
ンプがハンプ特性に落ち込まないことを可能にしたもの
である。
第１図は本発明の一例を示す制御回路図で、（電力制
御の為の交流励磁回路についての詳細は本発明に直接関
係ないので図示していない）外部からの電力指令POとそ
の時のポンプの上，下池の水位差即ち総落差HGを入力と
してその時の適正回転速度Naを演算する回転速度関数発
生器12からの出力信号Naと実際の回転速度Ｎを比較する
加算器18と回転速度制御器16,加算器19,比較器20,電力
制御器7,電力変換器3,電動機（又は発電電動機）2,駆動
出力PM,慣性モーメントGD2,回転速度N,加算器18よりな
る制御ループを負帰還回路に構成する。尚GD2は電動機
とポンプ（又はポンプ水車）14が有する回転部の慣性モ
ーメントの作用を示すためのブロツクで特別の装置が実
在するわけではない。又NaとＮの偏差をゼロにするため
に回転速度制御器16には積分要素が含まれる例えば（比
例），（積分），（微分）の３要素を並列に配置したPI
D形制御器が考えられる。回転速度制御器16の出力であ
るεは電力指令POと加算されこの合成信号PO＋εと実際
の電動機出力PMが比較器20で比較される。
御の為の交流励磁回路についての詳細は本発明に直接関
係ないので図示していない）外部からの電力指令POとそ
の時のポンプの上，下池の水位差即ち総落差HGを入力と
してその時の適正回転速度Naを演算する回転速度関数発
生器12からの出力信号Naと実際の回転速度Ｎを比較する
加算器18と回転速度制御器16,加算器19,比較器20,電力
制御器7,電力変換器3,電動機（又は発電電動機）2,駆動
出力PM,慣性モーメントGD2,回転速度N,加算器18よりな
る制御ループを負帰還回路に構成する。尚GD2は電動機
とポンプ（又はポンプ水車）14が有する回転部の慣性モ
ーメントの作用を示すためのブロツクで特別の装置が実
在するわけではない。又NaとＮの偏差をゼロにするため
に回転速度制御器16には積分要素が含まれる例えば（比
例），（積分），（微分）の３要素を並列に配置したPI
D形制御器が考えられる。回転速度制御器16の出力であ
るεは電力指令POと加算されこの合成信号PO＋εと実際
の電動機出力PMが比較器20で比較される。
電力制御器7,電力変換器3,電動機及び実際の電動機２
出力PMの復元回路よりなる電力制御ループは矢張り負帰
還回路に構成され、電力制御器７にはPO＋εとPMの偏差
をゼロにするため積分要素が含まれ例えばPI形制御器が
考えられる。電力指令POと総落差HGを入力としてその時
の適切案内羽根開度Yaを演算する案内羽根開度関数発生
器13の出力信号Yaと実際の案内羽根開度Ｙを比較する比
較器21と案内羽根制御器9,実際の案内羽根開度Ｙの復元
より成る制御ループを負帰還回路に構成し、案内羽根制
御器９に含まれる積分要素によるYaとＹの偏策がゼロと
なるように案内羽根が制御される。
出力PMの復元回路よりなる電力制御ループは矢張り負帰
還回路に構成され、電力制御器７にはPO＋εとPMの偏差
をゼロにするため積分要素が含まれ例えばPI形制御器が
考えられる。電力指令POと総落差HGを入力としてその時
の適切案内羽根開度Yaを演算する案内羽根開度関数発生
器13の出力信号Yaと実際の案内羽根開度Ｙを比較する比
較器21と案内羽根制御器9,実際の案内羽根開度Ｙの復元
より成る制御ループを負帰還回路に構成し、案内羽根制
御器９に含まれる積分要素によるYaとＹの偏策がゼロと
なるように案内羽根が制御される。
かくして定常状態では該回転速度制御ループによりＮ
＝Na,該電力制御ループによりPM＝PO＋ε，該案内羽根
制御ループによりＹ＝Yaとすることがきる。
＝Na,該電力制御ループによりPM＝PO＋ε，該案内羽根
制御ループによりＹ＝Yaとすることがきる。
ここでポンプにかかる負荷PPと実際の電動機の駆動出
力PMの偏差は電動機とポンプの回転部の慣性モーメント
GD2に入力される。ところで慣性モーメントは一連の積
分要素とみなせる。
力PMの偏差は電動機とポンプの回転部の慣性モーメント
GD2に入力される。ところで慣性モーメントは一連の積
分要素とみなせる。
前述の通り16,19,20,7,3,2,PM,GD2,N,18より成る回転
速度制御ループは負帰還回路に構成されているのでGD2
への入力信号であるPM−PPは定常時にはゼロ、即ちPM＝
PPO又前記関数発生器の誤差が小さければ、Ya＝PO相当
であるのでPPは元々PO相当に即ちPP＝POに制御されてい
る筈である。
速度制御ループは負帰還回路に構成されているのでGD2
への入力信号であるPM−PPは定常時にはゼロ、即ちPM＝
PPO又前記関数発生器の誤差が小さければ、Ya＝PO相当
であるのでPPは元々PO相当に即ちPP＝POに制御されてい
る筈である。
以上を纏めるとPO＝PP＝PM＝PO＋εとなり回転速度制
御器16の出力εは最終的にはゼロに収束する。
御器16の出力εは最終的にはゼロに収束する。
以上より外部からの電力指令POに応じて実際の電動機
出力PMを制御することができる。
出力PMを制御することができる。
ところで前述において12の回転速度関数発生器は第８
図又は第９図又は第10図の様な一種の遅れ要素を付加し
た形で構成する。
図又は第９図又は第10図の様な一種の遅れ要素を付加し
た形で構成する。
第８図の場合は電力指令POと総落差HGに応じて最も適
切な回転速度指令Na′が関数発生部12Aから出力され、
これが比較器12B,飽和要素12F,積分要素12Hと最終出力N
aの復元より成る一次遅れ回路に入力される。
切な回転速度指令Na′が関数発生部12Aから出力され、
これが比較器12B,飽和要素12F,積分要素12Hと最終出力N
aの復元より成る一次遅れ回路に入力される。
ここで12Fの飽和要素によつて適正回転速度指令Naの
上昇速度はB11によつて制限され、下降速度はB11より格
段に小さいB12によつて制限される。即ち上昇速度は絶
対値で|B11・KN|まで大きくできるのに対し下降速度は|
B12・KN|までしか大きくできない。
上昇速度はB11によつて制限され、下降速度はB11より格
段に小さいB12によつて制限される。即ち上昇速度は絶
対値で|B11・KN|まで大きくできるのに対し下降速度は|
B12・KN|までしか大きくできない。
そして案内羽根開度関数発生器13から出力される適正
案内羽根開度指令Yaの変化速度との間に POを上げる時； Naの上げ速度MAXはYaの上げ速度MAXに比し格段に大き
い。
案内羽根開度指令Yaの変化速度との間に POを上げる時； Naの上げ速度MAXはYaの上げ速度MAXに比し格段に大き
い。
POを下げる時； Naの下げ速度MAXはYaの下げ速度MAXに比し格段に小さ
い。
い。
の関係を作る。
かくしてPOを上げる時，下げる時いずれの過渡時にも
Naは定常時の目標値を示すNa′に高い側から接近するの
でポンプはハンプ特性に落ち込まずに済む。ここでNa′
の過渡状態における値は刻々と変化するYaに丁度相当す
るいわばオンカム値かそれより高くなるようにする。
Naは定常時の目標値を示すNa′に高い側から接近するの
でポンプはハンプ特性に落ち込まずに済む。ここでNa′
の過渡状態における値は刻々と変化するYaに丁度相当す
るいわばオンカム値かそれより高くなるようにする。
第８図がNaの変化速度制限によつて目標のNa′に高い
側から接近するタイプであるのに対し第９図はNa′の後
段に設けられる一種の一次遅れ要素の時定数切換で同様
に過渡時NaのNa′への接近を高い側から行おうとするも
のである。即ちPOを上げる時はスイツチ12Eによりゲイ
ンKN1を使いPOを下げる時はKN2を使う。尚KN1はKN2より
格段に大きくする。即ち、比較器12B,ゲイン12C又は12
D,スイツチ12E,積分要素12G,Naの復元より成る一次遅れ
回路の時定数はPOを上げる時1/KN1,下げる時1/KN2とな
り前者は小さく、後者は大きくなる。
側から接近するタイプであるのに対し第９図はNa′の後
段に設けられる一種の一次遅れ要素の時定数切換で同様
に過渡時NaのNa′への接近を高い側から行おうとするも
のである。即ちPOを上げる時はスイツチ12Eによりゲイ
ンKN1を使いPOを下げる時はKN2を使う。尚KN1はKN2より
格段に大きくする。即ち、比較器12B,ゲイン12C又は12
D,スイツチ12E,積分要素12G,Naの復元より成る一次遅れ
回路の時定数はPOを上げる時1/KN1,下げる時1/KN2とな
り前者は小さく、後者は大きくなる。
第10図は第８図，第９図の組合せでNa′の後段の一種
の遅れ回路に変化率制限の切換と時定数切換の両切換を
（POの上げ時と下げ時で切換）同時に行なおうとしたも
のである。
の遅れ回路に変化率制限の切換と時定数切換の両切換を
（POの上げ時と下げ時で切換）同時に行なおうとしたも
のである。
上述では回転速度関数発生器12に応答速度を自動切換
可能にした一種の遅れ回路を付加させた場合であるが同
様に案内羽根開度関数発生器13に応答速度を自動切換可
能にした一種の遅れ回路を付加させ回転速度関数発生器
12の方は切換機能を持たない個有の遅れ要素付とする場
合も当然考えられる。
可能にした一種の遅れ回路を付加させた場合であるが同
様に案内羽根開度関数発生器13に応答速度を自動切換可
能にした一種の遅れ回路を付加させ回転速度関数発生器
12の方は切換機能を持たない個有の遅れ要素付とする場
合も当然考えられる。
第11図，第12図，第13図はこの場合を示す。第11図で
は電力指令POと総落差HGに応じて最も適正な案内羽根開
度指令Ya′が関数発生部13Aから出力され、これが比較
器13B,飽和要素13F,積分要素13Hと最終出力Yaの復元よ
り成る一次遅れ回路に入力される。13Fの飽和要素によ
つてYaの上げ速度MAXは|B21・KY|に下げ速度MAXは|B22
・KY|に制限される。尚B22はB21に比し格段に大きい。
は電力指令POと総落差HGに応じて最も適正な案内羽根開
度指令Ya′が関数発生部13Aから出力され、これが比較
器13B,飽和要素13F,積分要素13Hと最終出力Yaの復元よ
り成る一次遅れ回路に入力される。13Fの飽和要素によ
つてYaの上げ速度MAXは|B21・KY|に下げ速度MAXは|B22
・KY|に制限される。尚B22はB21に比し格段に大きい。
この様にして矢張り POを上げる時； Yaの上げ速度MAXはNaの上げ速度MAXに比し格段に小さ
い。
い。
POを下げる時； Yaの下げ速度MAXはNaの下げ速度MAXに比し格段に大き
い。
い。
の関数が保持できる。
かくしてPOを上げる時、下げる時いずれの過渡時にも
Yaの定常時の目標値を示すYa′に低い側から接近するの
でポンプはハンプ特性に落ち込まずに済む。
Yaの定常時の目標値を示すYa′に低い側から接近するの
でポンプはハンプ特性に落ち込まずに済む。
第12図は第11図が変化速度制限によつて目標のYa′に
低い側から接近しようとするのに対し、Ya′後段の一次
遅れ回路の時定数切換で同様の目的を達成しようとする
ものである。
低い側から接近しようとするのに対し、Ya′後段の一次
遅れ回路の時定数切換で同様の目的を達成しようとする
ものである。
即ちゲインKY2をKY1に比し格段に大きくする。尚13E
はスイツチである。
はスイツチである。
第13図は第11図と第12図の組分せで変化速度制限の切
換と、時定数切換の両方を備えたものである。
換と、時定数切換の両方を備えたものである。
尚第９図から第13図いずれにおいてもゲイン切換を積
分要素の前で行つているがこれは切換によつて最終の出
力NaやYaが急に飛ばないよう工夫したものである。第６
図は上述の第１図の実施例の動作説明タイムチヤートで
ある。時点tOで電力指令POがステツプ状に立上げられた
場合の応答を示す。
分要素の前で行つているがこれは切換によつて最終の出
力NaやYaが急に飛ばないよう工夫したものである。第６
図は上述の第１図の実施例の動作説明タイムチヤートで
ある。時点tOで電力指令POがステツプ状に立上げられた
場合の応答を示す。
前述の如く電力制御系の独立性と高速化により電動機
出力PMはグラフ（ｇ）の如く急速に立上る。適正回転速
度指令Naも比較的急速にグラフ（ｃ）の如く立上る。こ
れに対して適正案内羽根開度指令Yaはグラフ（ｂ）の如
く比較的ゆつくりと立上る。
出力PMはグラフ（ｇ）の如く急速に立上る。適正回転速
度指令Naも比較的急速にグラフ（ｃ）の如く立上る。こ
れに対して適正案内羽根開度指令Yaはグラフ（ｂ）の如
く比較的ゆつくりと立上る。
かくて実際の案内羽根開度Ｙはグラフ（ｄ）の如く追
従し、実際の回転速度Ｎはグラフ（ｆ）の如く追従す
る。尚ＮはNaに追従するだけであればグラフ（ｆ）の実
線の状態であるがグラフ（ｇ）の如く電動機の駆動出力
は急速立上げを許しているので点線の如く少しオーバー
シユートを伴う。尚ポンプ入力は当然乍らＮとＹの関数
で、グラフ（ｅ）の如くになる。
従し、実際の回転速度Ｎはグラフ（ｆ）の如く追従す
る。尚ＮはNaに追従するだけであればグラフ（ｆ）の実
線の状態であるがグラフ（ｇ）の如く電動機の駆動出力
は急速立上げを許しているので点線の如く少しオーバー
シユートを伴う。尚ポンプ入力は当然乍らＮとＹの関数
で、グラフ（ｅ）の如くになる。
回転速度Ｎの上昇エネルジーはPMとPPの差によつて与
えられることも言うまでもない。
えられることも言うまでもない。
第４図は第１図の変形例で矢張り本発明の他の実施例
である。
である。
この場合には電力制御器７へ入力する電力指令POにも
一種の遅れ要素30を付加し、特に電力指令を下げる時に
電力の変化速度が急降下しないよう、比較的ゆるやかに
下がるようにしようとしたものである。
一種の遅れ要素30を付加し、特に電力指令を下げる時に
電力の変化速度が急降下しないよう、比較的ゆるやかに
下がるようにしようとしたものである。
第７図はこの第４図の実施例を説明するためのタイム
チヤートである。
チヤートである。
30の遅れ要素によつてＮがグラフ（ｆ）の如くオーバ
ーシユート傾向を示し過渡的に過小になるのを防ぐ。
ーシユート傾向を示し過渡的に過小になるのを防ぐ。
グラフ（ａ）の電力指令PO′の変化速度を実線から点
線のように僅かに下げることによりグラフ（ｇ）の実出
力PMが実線から点線に変つたためである。
線のように僅かに下げることによりグラフ（ｇ）の実出
力PMが実線から点線に変つたためである。
この場合は電力制御速度に一方向乍ら制限を与えてい
るが前述のハンプ特性落ち込みの危険性がなければ除外
又は制限を緩めるようにする。
るが前述のハンプ特性落ち込みの危険性がなければ除外
又は制限を緩めるようにする。
第２図は第１図の制御回路により巻線形誘導機２を可
変速電動機として用いた場合の装置構成を示す一例であ
る。図中同一番号は同一品を示す。巻線形誘導機２の一
次側が電力系統１に接続されて２次側が電力変換器３に
接続され誘導機２の入力は電力変換器３による交流励磁
電流の位相や電圧制御により制御される。
変速電動機として用いた場合の装置構成を示す一例であ
る。図中同一番号は同一品を示す。巻線形誘導機２の一
次側が電力系統１に接続されて２次側が電力変換器３に
接続され誘導機２の入力は電力変換器３による交流励磁
電流の位相や電圧制御により制御される。
実際の入力PMは電力検出器６により検出され比較器20
へ、又実際の回転速度Ｎは回転速度検出器５により検出
され比較器18へ各々入力される。
へ、又実際の回転速度Ｎは回転速度検出器５により検出
され比較器18へ各々入力される。
第５図は第１図の制御回路による別の実施例を示す装
置構成図で可変速電動機として同期機10を用い、電力系
統１と同期機10との間に電力変換器17を用いた場合であ
る。この電力変換器への位相指令との突合せのため位相
検出器11を設けている。
置構成図で可変速電動機として同期機10を用い、電力系
統１と同期機10との間に電力変換器17を用いた場合であ
る。この電力変換器への位相指令との突合せのため位相
検出器11を設けている。
尚POとYaの関係は普通第６図の如く上げれば開くの関
係である。又POとNaの関係を上げれば上るの関係であ
る。
係である。又POとNaの関係を上げれば上るの関係であ
る。
上述したように、本発明の可変速揚水装置によれば、
電力指令に対して急速に応答することを可能にすると共
に、ポンプのハンプ特性を回避することを実現させたも
のである。
電力指令に対して急速に応答することを可能にすると共
に、ポンプのハンプ特性を回避することを実現させたも
のである。
第１図は本発明の可変速揚水装置の一実施例を示す制御
回路図、第２図は本発明を巻線形誘導電動機を使つた可
変速揚水装置に適用した場合の例、第３図は回転速度と
ハンプ特性の関係を示すグラフ、第４図は本発明の第１
図の変形図、第５図は本発明を使つた第２図とは異なつ
たタイプの可変速揚水装置の例図、第６図は第１図の本
発明の実施例の動作説明用タイムチヤート、第７図は同
じく第４図の本発明の実施例用タイムチヤート、第８図
〜第10図は本発明の第１図や第４図の回転速度関数発生
器の具体例を示す図、第11図〜第13図は同じく案内羽根
開度関数発生器の具体例を示す図である。 25……案内羽根。
回路図、第２図は本発明を巻線形誘導電動機を使つた可
変速揚水装置に適用した場合の例、第３図は回転速度と
ハンプ特性の関係を示すグラフ、第４図は本発明の第１
図の変形図、第５図は本発明を使つた第２図とは異なつ
たタイプの可変速揚水装置の例図、第６図は第１図の本
発明の実施例の動作説明用タイムチヤート、第７図は同
じく第４図の本発明の実施例用タイムチヤート、第８図
〜第10図は本発明の第１図や第４図の回転速度関数発生
器の具体例を示す図、第11図〜第13図は同じく案内羽根
開度関数発生器の具体例を示す図である。 25……案内羽根。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F03B 15/16
Claims (9)
- 【請求項１】電力系統に接続された電動機と電力変換装
置を有する可変速電動機と、該電動機の回転軸に結合さ
れた揚水ポンプと、該揚水ポンプを通過する水量を調節
する案内羽根と、前記電動機に入力される実電力値を検
出する電力検出手段と、前記可変速電動機の実回転速度
を検出する回転速度検出手段と、外部より与えられる電
力指令値と前記電力検出手段により検出された実電力値
との偏差が最小になるように前記電力変換装置を制御す
る第１の負帰還回路と、前記電力指令値に応じて与えら
れる適正回転速度指令値と前記回転速度検出手段により
検出された実回転速度値との偏差が最小になるように前
記電力変換装置を制御する第２の負帰還回路とを備えた
可変速揚水装置において、前記案内羽根の実際の開度を
検出する案内羽根開度検出手段と、前記電力指令値に応
じて与えられる適正案内羽根開度指令と、前記案内羽根
開度検出手段により検出された実際の案内羽根開度信号
との偏差が最小になるように前記案内羽根を制御する第
３の負帰還回路とを備え、前記電動機の電力を上げる時
には、前記第1,第２および第３の負帰還回路の応答速度
を高い方から第１の負帰還回路，第２の負帰還回路，第
３の負帰還回路の順序にし、前記電動機の電力を下げる
時には、前記第1,第２および第３の負帰還回路の応答速
度を高い方から第１の負帰還回路，第３の負帰還回路，
第２の負帰還回路の順序にしたことを特徴とする可変速
揚水装置。 - 【請求項２】請求項第１項の可変速揚水装置において、
前記第２の負帰還回路に遅れ要素を付加し、該遅れ要素
の応答速度に電力上げ操作時と電力下げ操作時で差を設
けたことを特徴とする可変速揚水装置。 - 【請求項３】請求項第１項の可変速揚水装置において、
前記第２の負帰還回路に遅れ要素を付加し、該遅れ要素
の時定数を電力上げ操作時と電力下げ操作時で切り替え
ることを特徴とする可変速揚水装置。 - 【請求項４】請求項第１項の可変速揚水装置において、
前記第３の負帰還回路に遅れ要素を付加し、該遅れ要素
の応答速度を電力上げ操作時と電力下げ操作時とで差を
設けたことを特徴とする可変速揚水装置。 - 【請求項５】請求項第１項の可変速揚水装置において、
前記第３の負帰還回路に遅れ要素を付加し、該遅れ要素
の時定数を電力上げ操作時と電力下げ操作時で切り替え
ることを特徴とする可変速揚水装置。 - 【請求項６】請求項第１項の可変速揚水装置において、
前記電動機として巻線型誘導機を用い、前記電力変換装
置は前記巻線型誘導機の二次側電力を可変周波数電力変
換することを特徴とする可変速揚水装置。 - 【請求項７】請求項第１項の可変速揚水装置において、
前記電動機として同期機を用い、前記電力変換装置は前
記同期機の一次側電力を可変周波数電力変換することを
特徴とする可変速揚水装置。 - 【請求項８】請求項第１項の可変速揚水装置において、
前記第１の負帰還回路は前記外部より与えられる電力指
令値と、外部より与えられる水位信号とを入力すること
を特等とする可変速揚水装置。 - 【請求項９】請求項第１項の可変速揚水装置において、
前記第３の負帰還回路は前記外部より与えられる電力指
令値と、外部より与えられる水位信号とを入力すること
を特徴とする可変速揚水装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63069568A JP2865670B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 可変速揚水装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63069568A JP2865670B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 可変速揚水装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01244171A JPH01244171A (ja) | 1989-09-28 |
| JP2865670B2 true JP2865670B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=13406514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63069568A Expired - Lifetime JP2865670B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 可変速揚水装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2865670B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63287399A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 発電機及び発電電動機の運転方法 |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP63069568A patent/JP2865670B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01244171A (ja) | 1989-09-28 |
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