JP3333256B2 - 交流励磁用変換器 - Google Patents
交流励磁用変換器Info
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- JP3333256B2 JP3333256B2 JP03723093A JP3723093A JP3333256B2 JP 3333256 B2 JP3333256 B2 JP 3333256B2 JP 03723093 A JP03723093 A JP 03723093A JP 3723093 A JP3723093 A JP 3723093A JP 3333256 B2 JP3333256 B2 JP 3333256B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導発電機又は電動機
或いは発電動機機に励磁を与える交流励磁用変換器に関
する。
或いは発電動機機に励磁を与える交流励磁用変換器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の発電電動機を励磁する交流
励磁用変換器の構成図であり、１０は発電電動機、１１
は発電電動機１０を交流励磁するためのインバ―タ、１
２はインバ―タ１１に直流電力を供給するためのコンバ
―タである。インバ―タ１１及びコンバ―タ１２を構成
する各ＧＴＯには図示しないが、それぞれ逆並列に帰還
ダイオ―ドが接続されている。又、インバ―タ１１及び
コンバ―タ１２は交流電力を直流電力に、或いは直流電
力を交流電力に変換する機能を有し、可逆電力変換器と
して動作する。１３はインバ―タ１１とコンバ―タ１２
の互いの直流端子に接続され、直流電圧を安定化するた
めのコンデンサであり、１４は交流電源とコンバ―タ１
２の連系用トランス、１５はコンデンサ１３の実際の電
圧Ｖc を帰還信号とし、その基準電圧ＶR を比較して、
コンデンサ１３の実際の電圧Ｖc とその基準電圧ＶR と
が等しくなるようにコンバ―タ１２のＧＴＯを制御する
ためのコンバ―タ制御回路である。
励磁用変換器の構成図であり、１０は発電電動機、１１
は発電電動機１０を交流励磁するためのインバ―タ、１
２はインバ―タ１１に直流電力を供給するためのコンバ
―タである。インバ―タ１１及びコンバ―タ１２を構成
する各ＧＴＯには図示しないが、それぞれ逆並列に帰還
ダイオ―ドが接続されている。又、インバ―タ１１及び
コンバ―タ１２は交流電力を直流電力に、或いは直流電
力を交流電力に変換する機能を有し、可逆電力変換器と
して動作する。１３はインバ―タ１１とコンバ―タ１２
の互いの直流端子に接続され、直流電圧を安定化するた
めのコンデンサであり、１４は交流電源とコンバ―タ１
２の連系用トランス、１５はコンデンサ１３の実際の電
圧Ｖc を帰還信号とし、その基準電圧ＶR を比較して、
コンデンサ１３の実際の電圧Ｖc とその基準電圧ＶR と
が等しくなるようにコンバ―タ１２のＧＴＯを制御する
ためのコンバ―タ制御回路である。
【０００３】発電電動機１０は、インバ―タ１１の周波
数を変化させて回転速度を０から定格速度付近まで昇速
し、発電電動機１０の１次巻線を系統に接続する。その
後、２次巻線からは回転速度と系統周波数で決まるすべ
り周波数で励磁をする。
数を変化させて回転速度を０から定格速度付近まで昇速
し、発電電動機１０の１次巻線を系統に接続する。その
後、２次巻線からは回転速度と系統周波数で決まるすべ
り周波数で励磁をする。
【０００４】発電電動機１０の回転速度を零から定格回
転速度付近まで上昇させる始動時には、発電電動機１０
の２次巻線にインバ―タ１１から０〜系統周波数付近ま
での交流電力を供給する。系統と接続した後の通常運転
では可変速度範囲に応じたすべり周波数の交流電力をイ
ンバ―タ１１が供給する。例えば５０ＨZ の系統の場合
では、インバ―タ１１は始動時に０〜５０ＨZ 付近の周
波数まで出力し、通常運転時には可変速度範囲を１０％
とすれば０〜５ＨZ の周波数まで出力する。発電電動機
１０の２次巻線電圧は通常運転時は発電電動機１０の巻
数比と１次電圧とすべり周波数により決められ、可変速
度範囲が大きくなると２次巻線電圧が高くなる。始動時
には、周波数が高くなると発電電動機１０の２次巻線の
リアクタンスドロップが無視できなくなり、昇速に必要
なトルクを得るため高い交流電圧が必要となる。一般
に、可変速度範囲か１０％以下では、通常まらに運転時
に比べて始動時に必要な２次巻線電圧が高くなり、１０
％以上ではその逆となる。
転速度付近まで上昇させる始動時には、発電電動機１０
の２次巻線にインバ―タ１１から０〜系統周波数付近ま
での交流電力を供給する。系統と接続した後の通常運転
では可変速度範囲に応じたすべり周波数の交流電力をイ
ンバ―タ１１が供給する。例えば５０ＨZ の系統の場合
では、インバ―タ１１は始動時に０〜５０ＨZ 付近の周
波数まで出力し、通常運転時には可変速度範囲を１０％
とすれば０〜５ＨZ の周波数まで出力する。発電電動機
１０の２次巻線電圧は通常運転時は発電電動機１０の巻
数比と１次電圧とすべり周波数により決められ、可変速
度範囲が大きくなると２次巻線電圧が高くなる。始動時
には、周波数が高くなると発電電動機１０の２次巻線の
リアクタンスドロップが無視できなくなり、昇速に必要
なトルクを得るため高い交流電圧が必要となる。一般
に、可変速度範囲か１０％以下では、通常まらに運転時
に比べて始動時に必要な２次巻線電圧が高くなり、１０
％以上ではその逆となる。
【０００５】インバ―タ１１の直流電圧は、コンバ―タ
１２で一定になるように制御され、インバ―タ１１の出
力電圧はインバ―タ１１の変調率を制御することにより
可変される。インバ―タ１１の直流電圧は最大の変調率
で必要とされる最大の交流電圧を出力できる値に設定さ
れるので、発電電動機１０の始動時と通常運転時とを比
較して高い方の２次巻線電圧をインバ―タ１１が出力で
きるような電圧値に設定される。
１２で一定になるように制御され、インバ―タ１１の出
力電圧はインバ―タ１１の変調率を制御することにより
可変される。インバ―タ１１の直流電圧は最大の変調率
で必要とされる最大の交流電圧を出力できる値に設定さ
れるので、発電電動機１０の始動時と通常運転時とを比
較して高い方の２次巻線電圧をインバ―タ１１が出力で
きるような電圧値に設定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以下は一般的な可変速
度範囲が１０％以下のシステムで説明する。１０％以下
のシステムでは、通常運転時よりも始動時のつ２次巻線
電圧が高く、始動時の２次巻線電圧で直流電圧が設定さ
れる。インバ―タ１１の直流電圧が高くなると、インバ
―タ１１やコンバ―タ１２に使用されるスイッチング素
子のスイッチング損失や図示しないスナバ回路の損失等
が増加し装置の効率は低下する。また、出力リップルの
増加により出力波形歪が増大する。従来の交流励磁用変
換器では、始動のために必要な直流電圧で通常時も運転
されるため、通常時の損失が大きくなり、また、出力波
形歪みが大きくなっていた。このため冷却系や出力波形
歪を抑えるためのフィルタが大形化する等の問題点があ
る。本発明の目的は、交流励磁用変換器の効率低下や出
力波形歪の増大を防ぎ、小形で安価な交流励磁用変換器
を提供するこを目的とする。
度範囲が１０％以下のシステムで説明する。１０％以下
のシステムでは、通常運転時よりも始動時のつ２次巻線
電圧が高く、始動時の２次巻線電圧で直流電圧が設定さ
れる。インバ―タ１１の直流電圧が高くなると、インバ
―タ１１やコンバ―タ１２に使用されるスイッチング素
子のスイッチング損失や図示しないスナバ回路の損失等
が増加し装置の効率は低下する。また、出力リップルの
増加により出力波形歪が増大する。従来の交流励磁用変
換器では、始動のために必要な直流電圧で通常時も運転
されるため、通常時の損失が大きくなり、また、出力波
形歪みが大きくなっていた。このため冷却系や出力波形
歪を抑えるためのフィルタが大形化する等の問題点があ
る。本発明の目的は、交流励磁用変換器の効率低下や出
力波形歪の増大を防ぎ、小形で安価な交流励磁用変換器
を提供するこを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１の、発電機又は電動機或いは発電動
機の２次巻線を交流励磁するインバ―タと、交流電源か
ら供給される交流電力を直流電力に変換し、前記インバ
―タに直流電力を供給する自励式コンバ―タにより構成
される交流励磁用変換器は、前記自励式コンバ―タの直
流出力電圧を始動時には始動時基準電圧に追従するよう
に制御し、通常運転時には通常運転時基準電圧に追従す
るように制御する自励式コンバ―タ制御回路を有し、且
つ、始動時基準電圧＞通常運転時基準電圧としたことを
特徴としたものである。
に本発明の請求項１の、発電機又は電動機或いは発電動
機の２次巻線を交流励磁するインバ―タと、交流電源か
ら供給される交流電力を直流電力に変換し、前記インバ
―タに直流電力を供給する自励式コンバ―タにより構成
される交流励磁用変換器は、前記自励式コンバ―タの直
流出力電圧を始動時には始動時基準電圧に追従するよう
に制御し、通常運転時には通常運転時基準電圧に追従す
るように制御する自励式コンバ―タ制御回路を有し、且
つ、始動時基準電圧＞通常運転時基準電圧としたことを
特徴としたものである。
【０００８】又、本発明の請求項２の、発電機又は電動
機或いは発電動機の２次巻線を交流励磁するインバ―タ
と、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換
し、前記インバ―タに直流電力を供給する他励式コンバ
―タにより構成される交流励磁用変換器は、前記他励式
コンバ―タの直流出力電圧を始動時には始動時基準電圧
に追従するように制御し、通常運転時には通常運転時基
準電圧に追従するように制御する他励式コンバ―タ制御
回路を有し、且つ、始動時基準電圧＞通常運転時基準電
圧としたことを特徴としている。
機或いは発電動機の２次巻線を交流励磁するインバ―タ
と、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換
し、前記インバ―タに直流電力を供給する他励式コンバ
―タにより構成される交流励磁用変換器は、前記他励式
コンバ―タの直流出力電圧を始動時には始動時基準電圧
に追従するように制御し、通常運転時には通常運転時基
準電圧に追従するように制御する他励式コンバ―タ制御
回路を有し、且つ、始動時基準電圧＞通常運転時基準電
圧としたことを特徴としている。
【０００９】更に、本発明の請求項３の、発電機又は電
動機或いは発電動機の２次巻線を交流励磁するインバ―
タと、交流電源からタップ切換器付トランスを介して供
給される交流電力を直流電力に変換し、前記インバ―タ
に直流電力を供給するダイオ―ド整流器とにより構成さ
れる交流励磁用変換器は、前記タップ切換器付トランス
の出力電圧を始動時には始動電圧に、通常運転時には通
常運転電圧に切換えるように制御するタップ制御回路を
有し、且つ、始動電圧＞通常運転電圧としたことを特徴
とするものである。
動機或いは発電動機の２次巻線を交流励磁するインバ―
タと、交流電源からタップ切換器付トランスを介して供
給される交流電力を直流電力に変換し、前記インバ―タ
に直流電力を供給するダイオ―ド整流器とにより構成さ
れる交流励磁用変換器は、前記タップ切換器付トランス
の出力電圧を始動時には始動電圧に、通常運転時には通
常運転電圧に切換えるように制御するタップ制御回路を
有し、且つ、始動電圧＞通常運転電圧としたことを特徴
とするものである。
【００１０】
【作用】請求項１の発明においては、始動時基準電圧＞
通常運転時基準電圧とし、自励式コンバ―タの直流出力
電圧を始動時には始動時基準電圧に追従するように制御
し、通常運転時には通常運転時基準電圧に追従するよう
に制御しているため、発電電動機の始動時にはインバ―
タの直流電源電圧を始動可能な電圧に上げておき、通常
運転時には通常運転に必要な直流電圧まで下げること
で、スイッチング素子のスイッチング損失やスナバ回路
の損失の全運転時間における総合的な損失を低減でき、
又、通常運転時においてインバ―タ１１の直流電源電圧
が低いことから、リップルが小さくなり、インバ―タ１
１の出力波形歪の低減が図れる。
通常運転時基準電圧とし、自励式コンバ―タの直流出力
電圧を始動時には始動時基準電圧に追従するように制御
し、通常運転時には通常運転時基準電圧に追従するよう
に制御しているため、発電電動機の始動時にはインバ―
タの直流電源電圧を始動可能な電圧に上げておき、通常
運転時には通常運転に必要な直流電圧まで下げること
で、スイッチング素子のスイッチング損失やスナバ回路
の損失の全運転時間における総合的な損失を低減でき、
又、通常運転時においてインバ―タ１１の直流電源電圧
が低いことから、リップルが小さくなり、インバ―タ１
１の出力波形歪の低減が図れる。
【００１１】又、請求項２の発明は、請求項１の発明で
使用している自励式コンバ―タの代りに他励式コンバ―
タを用いた点が相違するものの、請求項１の発明と同様
な効果が得られる。
使用している自励式コンバ―タの代りに他励式コンバ―
タを用いた点が相違するものの、請求項１の発明と同様
な効果が得られる。
【００１２】更に、請求項２の発明は、請求項１の発明
で使用している自励式コンバ―タの代りに、タップ切換
器付トランスとダイオ―ド整流器とからなる交直変換器
を用いた点が相違しており、高速な制御応答を要求され
ないシステムには十分適用でき、請求項１の発明と同様
な効果が得られることに変りない。
で使用している自励式コンバ―タの代りに、タップ切換
器付トランスとダイオ―ド整流器とからなる交直変換器
を用いた点が相違しており、高速な制御応答を要求され
ないシステムには十分適用でき、請求項１の発明と同様
な効果が得られることに変りない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図１の概略構
成図を参照して説明する。
成図を参照して説明する。
【００１４】図１は本発明による交流励磁用変換器の一
実施例を示す構成図であり、１０は発電電動機、１１は
発電電動機１０を交流励磁するためのインバ―タ、１２
はインバ―タ１１に直流電力を供給するためのコンバ―
タ、１３はインバ―タ１１とコンバ―タ１２の互いの直
流端子に接続され、直流電圧を安定化するためのコンデ
ンサであり、１４は交流電源とコンバ―タの連系用トラ
ンス、１５はコンデンサ１３の実際の電圧Ｖc とその基
準電圧ＶR を比較して、Ｖc をＶR と等しくなるように
コンバ―タ１２のＧＴＯを制御するためのコンバ―タ制
御回路、１６は基準電圧を切換える切換スイッチであ
る。
実施例を示す構成図であり、１０は発電電動機、１１は
発電電動機１０を交流励磁するためのインバ―タ、１２
はインバ―タ１１に直流電力を供給するためのコンバ―
タ、１３はインバ―タ１１とコンバ―タ１２の互いの直
流端子に接続され、直流電圧を安定化するためのコンデ
ンサであり、１４は交流電源とコンバ―タの連系用トラ
ンス、１５はコンデンサ１３の実際の電圧Ｖc とその基
準電圧ＶR を比較して、Ｖc をＶR と等しくなるように
コンバ―タ１２のＧＴＯを制御するためのコンバ―タ制
御回路、１６は基準電圧を切換える切換スイッチであ
る。
【００１５】発電電動機１０を始動させる際、切換スイ
ッチ１６により始動時基準電圧を選択しておく。コンバ
―タ１２は直流電圧が始動時基準電圧に一致するように
コンバ―タ制御回路１５で制御され、直流電圧は始動時
の適切な直流電圧となる。発電電動機１０が通常運転に
切換えられると、切換スイッチ１６は通常運転時基準電
圧に切替わり、直流電圧は始動時より低い通常運転に適
切な電圧にコンバ―タ１２が制御されて変化する。
ッチ１６により始動時基準電圧を選択しておく。コンバ
―タ１２は直流電圧が始動時基準電圧に一致するように
コンバ―タ制御回路１５で制御され、直流電圧は始動時
の適切な直流電圧となる。発電電動機１０が通常運転に
切換えられると、切換スイッチ１６は通常運転時基準電
圧に切替わり、直流電圧は始動時より低い通常運転に適
切な電圧にコンバ―タ１２が制御されて変化する。
【００１６】前述のように制御することにより、通常運
転中は始動時に比べて直流電圧が低くなるため、インバ
―タ１１、コンバ―タ１２のスイッチング素子のスイッ
チング損失やスナバ回路の損失が低減される。また、出
力波形歪も改善される。
転中は始動時に比べて直流電圧が低くなるため、インバ
―タ１１、コンバ―タ１２のスイッチング素子のスイッ
チング損失やスナバ回路の損失が低減される。また、出
力波形歪も改善される。
【００１７】発電電動機１０の始動は数分程度の短い時
間のため、冷却系に与える影響は少ない。又、始動中は
発電電動機１０は系統と切離されているため、波形歪は
通常運転時より大きくなっても問題はない。従って、上
記作用により冷却系や波形歪を抑えるフィルタを小形化
することができ、コンパクトで安価な装置を提供するこ
とができる。図２は、本発明の他の実施例を示す構成図
である。
間のため、冷却系に与える影響は少ない。又、始動中は
発電電動機１０は系統と切離されているため、波形歪は
通常運転時より大きくなっても問題はない。従って、上
記作用により冷却系や波形歪を抑えるフィルタを小形化
することができ、コンパクトで安価な装置を提供するこ
とができる。図２は、本発明の他の実施例を示す構成図
である。
【００１８】図２の実施例は、図１の実施例において、
ＧＴＯコンバ―タ１２（自励式コンバ―タ）を用いた代
りにサイリスタ変換器１７（他励式コンバ―タ）を使用
し、サイリスタの位相制御により直流電圧を変化させる
ようにしたものである。この図２の実施例でも本発明の
効果は変るとこがない。図３は、本発明の更に他の実施
例を示した構成図である。
ＧＴＯコンバ―タ１２（自励式コンバ―タ）を用いた代
りにサイリスタ変換器１７（他励式コンバ―タ）を使用
し、サイリスタの位相制御により直流電圧を変化させる
ようにしたものである。この図２の実施例でも本発明の
効果は変るとこがない。図３は、本発明の更に他の実施
例を示した構成図である。
【００１９】図３の実施例は、図１の実施例においては
インバ―タに直流電力を供給する装置としてＧＴＯコン
バ―タ１２を用いたが、代りにダイオ―ド整流器１９と
タップ切換器付きトランス２０を使用し、タップ切換器
付きトランス２０のタップをタップ切換スイッチ２２に
応動するタップ制御回路２１によって切換えることによ
って直流電圧を始動時は高く、通常運転時は低くなるよ
うに制御するようにしたものであ。この図３の実施例も
本発明と同様な効果が得られる。
インバ―タに直流電力を供給する装置としてＧＴＯコン
バ―タ１２を用いたが、代りにダイオ―ド整流器１９と
タップ切換器付きトランス２０を使用し、タップ切換器
付きトランス２０のタップをタップ切換スイッチ２２に
応動するタップ制御回路２１によって切換えることによ
って直流電圧を始動時は高く、通常運転時は低くなるよ
うに制御するようにしたものであ。この図３の実施例も
本発明と同様な効果が得られる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明のように請求項１、請求項２及
び請求項３の本発明によれば、交流励磁用変換器の効率
改善、出力波形歪の低減が可能となり、小型で安価な交
流励磁用変換器を提供することができる。
び請求項３の本発明によれば、交流励磁用変換器の効率
改善、出力波形歪の低減が可能となり、小型で安価な交
流励磁用変換器を提供することができる。
【図１】本発明による交流励磁用変換器の一実施例を示
す回路構成図。
す回路構成図。
【図２】本発明による交流励磁用変換器の他の実施例を
示す回路構成図。
示す回路構成図。
【図３】本発明による交流励磁用変換器の更に他の実施
例を示す回路構成図。
例を示す回路構成図。
【図４】従来の交流励磁用変換器を示す回路構成図。
１０ …発電電動機 １１ …インバ―タ １２ …コンバ―タ １３ …コンデンサ １４ …トランス １５ …コンバ―タ電圧制御回路 １６ …切換スイッチ １７ …サイリスタ変換器 １８ …サイリスタ変換器制御回路 １９ …ダイオ―ド整流器、 ２０ …タップ切換器付きトランス ２１ …タップ制御回路 ２２ …タップ切換スイッチ
Claims (3)
- 【請求項１】 発電機又は電動機或いは発電動機の２
次巻線を交流励磁するインバ―タと、交流電源から供給
される交流電力を直流電力に変換し、前記インバ―タに
直流電力を供給する自励式コンバ―タにより構成される
交流励磁用変換器において、前記自励式コンバ―タの直
流出力電圧を始動時には始動時基準電圧に追従するよう
に制御し、通常運転時には通常運転時基準電圧に追従す
るように制御する自励式コンバ―タ制御回路を有し、且
つ、始動時基準電圧＞通常運転時基準電圧としたことを
特徴とする交流励磁用変換器。 - 【請求項２】 発電機又は電動機或いは発電動機の２
次巻線を交流励磁するインバ―タと、交流電源から供給
される交流電力を直流電力に変換し、前記インバ―タに
直流電力を供給する他励式コンバ―タにより構成される
交流励磁用変換器において、前記他励式コンバ―タの直
流出力電圧を始動時には始動時基準電圧に追従するよう
に制御し、通常運転時には通常運転時基準電圧に追従す
るように制御する他励式コンバ―タ制御回路を有し、且
つ、始動時基準電圧＞通常運転時基準電圧としたことを
特徴とする交流励磁用変換器。 - 【請求項３】 発電機又は電動機或いは発電動機の２
次巻線を交流励磁するインバ―タと、交流電源からタッ
プ切換器付トランスを介して供給される交流電力を直流
電力に変換し、前記インバ―タに直流電力を供給するダ
イオ―ド整流器とにより構成される交流励磁用変換器に
おいて、前記タップ切換器付トランスの出力電圧を始動
時には始動電圧に、通常運転時には通常運転電圧に切換
えるように制御するタップ制御回路を有し、且つ、始動
電圧＞通常運転電圧としたことを特徴とする交流励磁用
変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03723093A JP3333256B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 交流励磁用変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03723093A JP3333256B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 交流励磁用変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06253600A JPH06253600A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3333256B2 true JP3333256B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=12491808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03723093A Expired - Lifetime JP3333256B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 交流励磁用変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3333256B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005062664A1 (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | スピーカおよびこれを用いた装置 |
| JP6730113B2 (ja) * | 2016-07-05 | 2020-07-29 | 株式会社東芝 | 制御装置および可変速発電電動機始動方法 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP03723093A patent/JP3333256B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06253600A (ja) | 1994-09-09 |
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