JP3341967B2 - エンジン発電機用自動並列運転装置 - Google Patents
エンジン発電機用自動並列運転装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のエンジン発
電機を並列運転する際に、各エンジン発電機の周波数、
位相、及び電圧を等しくするために用いられるエンジン
発電機用自動並列運転装置に関する。
電機を並列運転する際に、各エンジン発電機の周波数、
位相、及び電圧を等しくするために用いられるエンジン
発電機用自動並列運転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、エンジン発電機を複数並列さ
せ、一つの負荷に対して電力を供給することが行なわれ
ている。このような、発電機の並列運転（並行運転とも
言う）を行なう際には、エンジン発電機用自動並列運転
装置（以下、単に並列運転装置ともいう）を用いる。例
えば、特公平４−６１５７９号公報の並列運転装置は、
各発電機に設けられて、これら発電機の周波数、位相、
及び電圧を調整し、また負荷分担を均等にすることによ
り、安定的な電力供給を実現するものである。
せ、一つの負荷に対して電力を供給することが行なわれ
ている。このような、発電機の並列運転（並行運転とも
言う）を行なう際には、エンジン発電機用自動並列運転
装置（以下、単に並列運転装置ともいう）を用いる。例
えば、特公平４−６１５７９号公報の並列運転装置は、
各発電機に設けられて、これら発電機の周波数、位相、
及び電圧を調整し、また負荷分担を均等にすることによ
り、安定的な電力供給を実現するものである。
【０００３】このように発電機を並列運転すると、発電
機間には、母線電圧の波形に対して位相の遅れた電流
（一般に横流といわれる）が流れる。この原因は主に、
各発電機の起電力は上記のように並列運転装置電圧が等
しくなるように制御を受けるものの、わずかに電位差が
存在することにある。この横流には両機の端子電圧を共
に両発電機の起電力の平均値（但し、両発電機の同期イ
ンピーダンスが相等しいとき）にする作用があり、この
結果、母線電圧も両起電力の平均値となる。
機間には、母線電圧の波形に対して位相の遅れた電流
（一般に横流といわれる）が流れる。この原因は主に、
各発電機の起電力は上記のように並列運転装置電圧が等
しくなるように制御を受けるものの、わずかに電位差が
存在することにある。この横流には両機の端子電圧を共
に両発電機の起電力の平均値（但し、両発電機の同期イ
ンピーダンスが相等しいとき）にする作用があり、この
結果、母線電圧も両起電力の平均値となる。
【０００４】この横流は、問題視されていない時期もあ
ったが、近年、より高い負荷に対して電力供給を行なう
ために、発電機を多数並列させるに従い、横流を無視で
きなくなってきた。横流を抑えるためには、各発電機の
起電力を等しくすれば良いが、上記のように発電機の端
子電圧は、各発電機が接続されることにより等しくなっ
ているため、真の起電力を検出することができない。
ったが、近年、より高い負荷に対して電力供給を行なう
ために、発電機を多数並列させるに従い、横流を無視で
きなくなってきた。横流を抑えるためには、各発電機の
起電力を等しくすれば良いが、上記のように発電機の端
子電圧は、各発電機が接続されることにより等しくなっ
ているため、真の起電力を検出することができない。
【０００５】そこで代わりに、負荷の無効電力等を検出
し、この結果判る負荷の力率に各発電機の力率を等しく
なるよう各発電機の励磁電流を調整し、横流をなくすよ
うにしている（例えば実開昭５２−１２８３３号公報を
参照）。
し、この結果判る負荷の力率に各発電機の力率を等しく
なるよう各発電機の励磁電流を調整し、横流をなくすよ
うにしている（例えば実開昭５２−１２８３３号公報を
参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負荷の
力率を算出するには、負荷に流れる大きな電流を測定し
なければならず、また当該並列運転装置の汎用性も考慮
すると、様々な負荷に対応する必要があり、負荷電力等
の測定装置だけでも非常に高価なものとなる。そして、
この測定装置の設置場所も確保しなければならず、並列
運転装置毎に測定装置までの結線をしなければならな
い。
力率を算出するには、負荷に流れる大きな電流を測定し
なければならず、また当該並列運転装置の汎用性も考慮
すると、様々な負荷に対応する必要があり、負荷電力等
の測定装置だけでも非常に高価なものとなる。そして、
この測定装置の設置場所も確保しなければならず、並列
運転装置毎に測定装置までの結線をしなければならな
い。
【０００７】本発明はかかる課題に鑑みなされたもの
で、負荷の電力等を測定する必要の無いエンジン発電機
用自動並列運転装置を提供することを目的としている。
で、負荷の電力等を測定する必要の無いエンジン発電機
用自動並列運転装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた本発明の請求項１に記載のエンジン発電機
用自動並列運転装置は、エンジンにて駆動され、電圧設
定手段を通じて指定された電圧を出力可能にされたエン
ジン発電機を複数並列させて運転させる場合に、該エン
ジン発電機毎に設けられるエンジン発電機用自動並列運
転装置において、当該発電機により出力される無効電流
を検出する無効電流検出手段と、該無効電力検出手段に
より検出された無効電流の電流量に応じて、上記電圧設
定手段に対して電圧設定値を補正する指令を発し、上記
複数並列された発電機間に流れる電流である横流を減少
させる起電力補正手段と、当該発電機の出力端子電圧を
検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段による検出結
果に基づいて、無効電流量の目標値を設定する目標値設
定手段と、を備え、上記起電力補正手段が、該無効電流
検出手段により検出された無効電流の電流量が、上記目
標値設定手段により設定された目標値よりも大きいとき
には電圧を下げ、該目標値よりも小さいときには電圧を
上げるよう、上記電圧設定手段に指令を発するものであ
り、該指令によりその反映を受けた当該発電機の出力電
圧と電流とを検出し、出力電圧と電流との位相差を検出
し、前記出力電圧、電流、及び位相差から当該発電機の
有効電力を算出し、有効電力が所要の電力より大きけれ
ば、エンジン回転数を下げるよう、補正指令を発し、小
さければ、エンジン回転数を上げるよう補正指令を発す
ることを特徴とする。
めになされた本発明の請求項１に記載のエンジン発電機
用自動並列運転装置は、エンジンにて駆動され、電圧設
定手段を通じて指定された電圧を出力可能にされたエン
ジン発電機を複数並列させて運転させる場合に、該エン
ジン発電機毎に設けられるエンジン発電機用自動並列運
転装置において、当該発電機により出力される無効電流
を検出する無効電流検出手段と、該無効電力検出手段に
より検出された無効電流の電流量に応じて、上記電圧設
定手段に対して電圧設定値を補正する指令を発し、上記
複数並列された発電機間に流れる電流である横流を減少
させる起電力補正手段と、当該発電機の出力端子電圧を
検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段による検出結
果に基づいて、無効電流量の目標値を設定する目標値設
定手段と、を備え、上記起電力補正手段が、該無効電流
検出手段により検出された無効電流の電流量が、上記目
標値設定手段により設定された目標値よりも大きいとき
には電圧を下げ、該目標値よりも小さいときには電圧を
上げるよう、上記電圧設定手段に指令を発するものであ
り、該指令によりその反映を受けた当該発電機の出力電
圧と電流とを検出し、出力電圧と電流との位相差を検出
し、前記出力電圧、電流、及び位相差から当該発電機の
有効電力を算出し、有効電力が所要の電力より大きけれ
ば、エンジン回転数を下げるよう、補正指令を発し、小
さければ、エンジン回転数を上げるよう補正指令を発す
ることを特徴とする。
【０００９】
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載のエンジ
ン発電機用自動並列運転装置は、無効電流検出手段と、
起電力補正手段とを備えており、並列運転される発電機
毎に設けられる。この発電機は、同じ負荷（数は問わな
い）に対して複数並列されて、夫々エンジンによって駆
動される。以下、これらの発電機の内の１つに適用され
た並列運転装置ついて説明する。
ン発電機用自動並列運転装置は、無効電流検出手段と、
起電力補正手段とを備えており、並列運転される発電機
毎に設けられる。この発電機は、同じ負荷（数は問わな
い）に対して複数並列されて、夫々エンジンによって駆
動される。以下、これらの発電機の内の１つに適用され
た並列運転装置ついて説明する。
【００１１】この発電機により出力される無効電流を、
無効電流検出手段が検出し、この検出された無効電流の
量に応じて起電力補正手段が、電圧設定手段に対して補
正指令を発する。この補正指令は、電圧設定手段によっ
て設定される当該発電機の出力電圧の設定値を補正する
ためのもので、この指令によって当該発電機の設定電圧
が変更され、他の発電機との電位差を縮小し、両発電機
間に流れる横流を抑制する。これは以下のような作用に
よる。
無効電流検出手段が検出し、この検出された無効電流の
量に応じて起電力補正手段が、電圧設定手段に対して補
正指令を発する。この補正指令は、電圧設定手段によっ
て設定される当該発電機の出力電圧の設定値を補正する
ためのもので、この指令によって当該発電機の設定電圧
が変更され、他の発電機との電位差を縮小し、両発電機
間に流れる横流を抑制する。これは以下のような作用に
よる。
【００１２】横流が流れた２つの発電機において、ある
時点にて一方の発電機から流れ出た横流は、他方から見
れば流れ込むことになる。このため、各発電機に流れる
横流の位相は互いに１８０°異なることになり、各発電
機に流れる本来の電流に横流を加えると、夫々の電圧に
対する位相差が一方では増加され、他方では減少される
ことになる。これは発電機が２つの場合であるが、３つ
以上並列運転する場合も原理的に同じである。つまり、
ある発電機では電圧と電流の位相差が大きくなって無効
電流が増大し、他の発電機では逆に無効電流が減少す
る。つまり、無効電流の量は、当該発電機と他の発電機
との電位差の影響を受ける。
時点にて一方の発電機から流れ出た横流は、他方から見
れば流れ込むことになる。このため、各発電機に流れる
横流の位相は互いに１８０°異なることになり、各発電
機に流れる本来の電流に横流を加えると、夫々の電圧に
対する位相差が一方では増加され、他方では減少される
ことになる。これは発電機が２つの場合であるが、３つ
以上並列運転する場合も原理的に同じである。つまり、
ある発電機では電圧と電流の位相差が大きくなって無効
電流が増大し、他の発電機では逆に無効電流が減少す
る。つまり、無効電流の量は、当該発電機と他の発電機
との電位差の影響を受ける。
【００１３】横流を抑えるには、その原因である両発電
機の間の電位差が小さくなるように設定電圧を補正すれ
ばよい。この補正を、当該発電機における無効電流の値
に応じて行なうのが当該並列運転装置の趣旨である。従
って、請求項１に記載の並列運転装置によれば、無効電
流に応じて発電機の設定電圧を補正するので、負荷の力
率を求めることなく、横流を抑制することができる。し
かも、負荷の力率を求める必要が無いので、この力率を
測定するための高価な装置が必要なく、その設置場所を
確保する必要も無い。そしてこの測定装置と、運転装置
との間の結線も不要とすることができる。
機の間の電位差が小さくなるように設定電圧を補正すれ
ばよい。この補正を、当該発電機における無効電流の値
に応じて行なうのが当該並列運転装置の趣旨である。従
って、請求項１に記載の並列運転装置によれば、無効電
流に応じて発電機の設定電圧を補正するので、負荷の力
率を求めることなく、横流を抑制することができる。し
かも、負荷の力率を求める必要が無いので、この力率を
測定するための高価な装置が必要なく、その設置場所を
確保する必要も無い。そしてこの測定装置と、運転装置
との間の結線も不要とすることができる。
【００１４】また、制御系に用いる入力信号として、負
荷や他の発電機の信号を用いず、当該発電機のみから検
出するので、応答性もよくすることができる。そして更
に、電圧検出手段と、目標値設定手段とを更に設け、電
圧検出手段が検出した、発電機の出力端子電圧に基づい
て、無効電流量の目標値を設定する。
荷や他の発電機の信号を用いず、当該発電機のみから検
出するので、応答性もよくすることができる。そして更
に、電圧検出手段と、目標値設定手段とを更に設け、電
圧検出手段が検出した、発電機の出力端子電圧に基づい
て、無効電流量の目標値を設定する。
【００１５】横流は、本来の起電力が大きな発電機にお
いては電圧に対して遅れ位相となり、逆に起電力の小さ
な発電機においては進み位相となる。よって前者におい
ては無効電流も大きくなり、後者においては小さくな
る。つまり、無効電流を検出することにより、並列運転
時においては検出できない起電力の大小を推定すること
ができる。
いては電圧に対して遅れ位相となり、逆に起電力の小さ
な発電機においては進み位相となる。よって前者におい
ては無効電流も大きくなり、後者においては小さくな
る。つまり、無効電流を検出することにより、並列運転
時においては検出できない起電力の大小を推定すること
ができる。
【００１６】そこで、起電力補正手段が、無効電流検出
手段によって検出された無効電流の値が、上記の目標値
よりも大きいときには設定電圧を小さくし、逆に、小さ
いときには大きくする。これにより、当該発電機の起電
力を、目標値の無効電流に対応する値に調整することが
できる。
手段によって検出された無効電流の値が、上記の目標値
よりも大きいときには設定電圧を小さくし、逆に、小さ
いときには大きくする。これにより、当該発電機の起電
力を、目標値の無効電流に対応する値に調整することが
できる。
【００１７】このようにして、並列運転される各発電機
にて電圧設定値を補正すると、全ての発電機の起電力
が、目標値に対応する値に収束する。つまり複数の発電
機の起電力を一定値に調整することができる。従い、請
求項１に記載の並列運転装置によれば、起電力補正手段
による補正を上記のような簡素な方法にて実現し、しか
も実際に出力されている電圧値を反映させつつ起電力補
正するので、汎用性の高い並列運転装置とすることがで
きる。
にて電圧設定値を補正すると、全ての発電機の起電力
が、目標値に対応する値に収束する。つまり複数の発電
機の起電力を一定値に調整することができる。従い、請
求項１に記載の並列運転装置によれば、起電力補正手段
による補正を上記のような簡素な方法にて実現し、しか
も実際に出力されている電圧値を反映させつつ起電力補
正するので、汎用性の高い並列運転装置とすることがで
きる。
【００１８】
【実施例】以下に本発明の実施の形態を図面と共に説明
する。まず、図２は本発明の一実施例である並列運転装
置１が、図示しないエンジンにて駆動される３相他励式
ブラシレス交流発電機３（以下、単に発電機３とも言
う。また図を簡略化するために出力配線は本図では１相
のみにて表している）に適用された様子を示す説明図で
ある。発電機３は、出力端子５から負荷（図示せず）へ
と接続されて、同じくこの負荷に接続される発電機と共
に並列運転されるものである。発電機３の出力電圧、電
流、及び周波数は夫々電圧計Ｖ，電流計Ａ，周波数測定
器Ｆにてモニタ可能にされている。
する。まず、図２は本発明の一実施例である並列運転装
置１が、図示しないエンジンにて駆動される３相他励式
ブラシレス交流発電機３（以下、単に発電機３とも言
う。また図を簡略化するために出力配線は本図では１相
のみにて表している）に適用された様子を示す説明図で
ある。発電機３は、出力端子５から負荷（図示せず）へ
と接続されて、同じくこの負荷に接続される発電機と共
に並列運転されるものである。発電機３の出力電圧、電
流、及び周波数は夫々電圧計Ｖ，電流計Ａ，周波数測定
器Ｆにてモニタ可能にされている。
【００１９】並列運転装置１は、発電機３・出力端子５
間の配線７から引き出された電圧信号の信号線９及び電
流信号用の信号線１１によって発電機３に接続されてい
る。なお、信号線１１には変流器ＣＴによって配線７に
流れる電流に応じた電流が流れるようにされており、ま
たこの信号線１１及び信号線９は、自動電圧調整機ＡＶ
Ｒにも接続されている。自動電圧調整機ＡＶＲは、発電
機３の電圧制御を行なうもので、信号線９を介して発電
電圧のフィードバックを受け、設定された電圧を発電機
３が出力するようにされている。そして自動電圧調整機
ＡＶＲと並列運転装置１との間には、並列運転装置１か
らの補正信号を自動電圧調整機ＡＶＲに送信するための
補正信号線１３が介装されている。
間の配線７から引き出された電圧信号の信号線９及び電
流信号用の信号線１１によって発電機３に接続されてい
る。なお、信号線１１には変流器ＣＴによって配線７に
流れる電流に応じた電流が流れるようにされており、ま
たこの信号線１１及び信号線９は、自動電圧調整機ＡＶ
Ｒにも接続されている。自動電圧調整機ＡＶＲは、発電
機３の電圧制御を行なうもので、信号線９を介して発電
電圧のフィードバックを受け、設定された電圧を発電機
３が出力するようにされている。そして自動電圧調整機
ＡＶＲと並列運転装置１との間には、並列運転装置１か
らの補正信号を自動電圧調整機ＡＶＲに送信するための
補正信号線１３が介装されている。
【００２０】発電機３は、被駆動軸１５がエンジンに駆
動されることにより所定の電力を出力するもので、界磁
は励磁機ＥＸＧによって界磁コイルＧＦに通電すること
によってなされる。なおＶＲは界磁コイルＧＦに流れる
電流を安定化するためのバリスタである。励磁機ＥＸＧ
も被駆動軸１５に機械的に直結されており、上記エンジ
ンによって駆動されると、整流器ＲＴを介して界磁コイ
ルＧＦに直流電流を供給するようにされている。つまり
自動電圧調整機ＡＶＲは、この励磁機ＥＸＧの界磁コイ
ルＥＸＧＦに流す電流を調整するのである。
動されることにより所定の電力を出力するもので、界磁
は励磁機ＥＸＧによって界磁コイルＧＦに通電すること
によってなされる。なおＶＲは界磁コイルＧＦに流れる
電流を安定化するためのバリスタである。励磁機ＥＸＧ
も被駆動軸１５に機械的に直結されており、上記エンジ
ンによって駆動されると、整流器ＲＴを介して界磁コイ
ルＧＦに直流電流を供給するようにされている。つまり
自動電圧調整機ＡＶＲは、この励磁機ＥＸＧの界磁コイ
ルＥＸＧＦに流す電流を調整するのである。
【００２１】また自動電圧調整機ＡＶＲは、バッテリＢ
ａｔより電力供給を受け、これと電圧加減器ＶＡにおけ
る設定値と、フィードバックされた発電機３の出力電圧
及び出力電流とに基づき、所定量の電流を界磁コイルＥ
ＸＧＦに流し、所望の出力電圧が得られるよう、制御を
行なう。この自動電圧調整機ＡＶＲ、及び電圧加減器Ｖ
Ａが本発明の電圧設定手段に相当する。
ａｔより電力供給を受け、これと電圧加減器ＶＡにおけ
る設定値と、フィードバックされた発電機３の出力電圧
及び出力電流とに基づき、所定量の電流を界磁コイルＥ
ＸＧＦに流し、所望の出力電圧が得られるよう、制御を
行なう。この自動電圧調整機ＡＶＲ、及び電圧加減器Ｖ
Ａが本発明の電圧設定手段に相当する。
【００２２】従来の並列運転装置は、信号線９，１１の
他に、負荷に接続された母線の電圧及び電流を入力する
端子も備えていたが、並列運転装置１には、母線からの
入力を受ける端子が無い。また並列運転装置１には、本
図には示されていないが、発電機３の周波数を制御する
ために、エンジンに対して回転数を変更する信号を発す
る信号線も設けられている。この並列運転装置１の、概
略構成を図３に示す。
他に、負荷に接続された母線の電圧及び電流を入力する
端子も備えていたが、並列運転装置１には、母線からの
入力を受ける端子が無い。また並列運転装置１には、本
図には示されていないが、発電機３の周波数を制御する
ために、エンジンに対して回転数を変更する信号を発す
る信号線も設けられている。この並列運転装置１の、概
略構成を図３に示す。
【００２３】図３に示すように、並列運転装置１は、発
電機の出力電圧及び電流を受け取る入力回路２１と、発
電機の出力電圧及び電流を受け取りなお且つこれをアナ
ログ値からデジタル値へ変換するＡ／Ｄ変換器２３と、
自動電圧調整機ＡＶＲへ補正信号を出力するための出力
回路２５と、入力回路２１及びＡ／Ｄ変換器２３等から
受け取った信号に基づいて後述する演算をしたり出力回
路２５へ出力をしたりするＣＰＵ２７と、ＣＰＵ２７の
動作タイミングの拠り所となる水晶発振子２９と、ＣＰ
Ｕ２７が行なう制御プログラム等が予め格納されたＲＯ
Ｍ３１と、その制御プログラムによる処理に必要な数値
や発生する数値を一時的に保持するＲＡＭ３３と、これ
ら各部を結ぶバス３５とを備えたコンピュータシステム
として構成されている。
電機の出力電圧及び電流を受け取る入力回路２１と、発
電機の出力電圧及び電流を受け取りなお且つこれをアナ
ログ値からデジタル値へ変換するＡ／Ｄ変換器２３と、
自動電圧調整機ＡＶＲへ補正信号を出力するための出力
回路２５と、入力回路２１及びＡ／Ｄ変換器２３等から
受け取った信号に基づいて後述する演算をしたり出力回
路２５へ出力をしたりするＣＰＵ２７と、ＣＰＵ２７の
動作タイミングの拠り所となる水晶発振子２９と、ＣＰ
Ｕ２７が行なう制御プログラム等が予め格納されたＲＯ
Ｍ３１と、その制御プログラムによる処理に必要な数値
や発生する数値を一時的に保持するＲＡＭ３３と、これ
ら各部を結ぶバス３５とを備えたコンピュータシステム
として構成されている。
【００２４】入力回路２１は、発電機３の電圧及び電流
の周期を検知するためと、その電圧及び電流の各位相を
検知するためとに使用される信号を受け取るためのイン
タフェースであり、発電機３の電圧信号、電流信号（通
常、共に正弦波）が入力されると、夫々のゼロクロス点
を検出し、方形波にしてその結果をバス３５に乗せる。
ＣＰＵ２７は、この方形波の立ち上がり及び立ち下がり
をゼロクロス点として認識する。一方、Ａ／Ｄ変換器２
３は、電圧信号、及び電流信号をデジタル信号に変換す
るためのインラフェースで、ここからバス３５に乗せら
れた信号は、ＣＰＵ２７が発電機３の電圧値、及び電流
値を定量的に評価するのに用いられる。
の周期を検知するためと、その電圧及び電流の各位相を
検知するためとに使用される信号を受け取るためのイン
タフェースであり、発電機３の電圧信号、電流信号（通
常、共に正弦波）が入力されると、夫々のゼロクロス点
を検出し、方形波にしてその結果をバス３５に乗せる。
ＣＰＵ２７は、この方形波の立ち上がり及び立ち下がり
をゼロクロス点として認識する。一方、Ａ／Ｄ変換器２
３は、電圧信号、及び電流信号をデジタル信号に変換す
るためのインラフェースで、ここからバス３５に乗せら
れた信号は、ＣＰＵ２７が発電機３の電圧値、及び電流
値を定量的に評価するのに用いられる。
【００２５】出力回路２５は、上記した自動電圧調整機
ＡＶＲに対して補正信号を出力するだけでなく、図２に
おいて示さなかったエンジンのガバナを駆動して、エン
ジンの回転数を変えるためのアクチュエータ３７に対し
ても信号を出力する。そして３９ａにて示したのがエン
ジン回転数を上げる信号、３９ｂにて示したのが下げる
信号である。また、１３ａにて示したのが界磁コイルＥ
ＸＧＦに流す電流を増大させ、発電機３の出力電圧を増
加させる補正信号、１３ｂにて示したのが逆に、減少さ
せる補正信号である。
ＡＶＲに対して補正信号を出力するだけでなく、図２に
おいて示さなかったエンジンのガバナを駆動して、エン
ジンの回転数を変えるためのアクチュエータ３７に対し
ても信号を出力する。そして３９ａにて示したのがエン
ジン回転数を上げる信号、３９ｂにて示したのが下げる
信号である。また、１３ａにて示したのが界磁コイルＥ
ＸＧＦに流す電流を増大させ、発電機３の出力電圧を増
加させる補正信号、１３ｂにて示したのが逆に、減少さ
せる補正信号である。
【００２６】次にＣＰＵ２７が行なう主な処理を図４〜
図６を用いて説明する。まず図４が、横流を抑えるため
に自動電圧調整機ＡＶＲに対して補正信号を発する横流
抑制処理である。本処理は一定時間毎に起動されるもの
とする。本処理が開始されるとまずステップ（以下、Ｓ
と略す）１１０にて、発電機３の出力電圧と電流とを検
出する。これはＡ／Ｄ変換器２３の出力するデジタル値
をＣＰＵ２７の所定レジスタに読み込み、適宜ＲＡＭ３
３に格納することにより行なわれる。
図６を用いて説明する。まず図４が、横流を抑えるため
に自動電圧調整機ＡＶＲに対して補正信号を発する横流
抑制処理である。本処理は一定時間毎に起動されるもの
とする。本処理が開始されるとまずステップ（以下、Ｓ
と略す）１１０にて、発電機３の出力電圧と電流とを検
出する。これはＡ／Ｄ変換器２３の出力するデジタル値
をＣＰＵ２７の所定レジスタに読み込み、適宜ＲＡＭ３
３に格納することにより行なわれる。
【００２７】続いてＳ１２０に移行し、発電機３の出力
電圧と電流との位相差を検出する。これは、入力回路２
１が電圧及び電流に対応して出力する２つの方形波の立
ち上がりの時間差を水晶発振子２９の発するクロックに
基づいて測定し、これを周期で除し、２πを乗すること
により求められる。なお周期は、２つの方形波の内、任
意の一方について、立ち上がりから次の立ち上がりまで
の時間を測定すれば求められる。
電圧と電流との位相差を検出する。これは、入力回路２
１が電圧及び電流に対応して出力する２つの方形波の立
ち上がりの時間差を水晶発振子２９の発するクロックに
基づいて測定し、これを周期で除し、２πを乗すること
により求められる。なお周期は、２つの方形波の内、任
意の一方について、立ち上がりから次の立ち上がりまで
の時間を測定すれば求められる。
【００２８】次にこの位相差と、Ｓ１１０にて検出した
電流とから無効電流Ｉr を算出する本発明の無効電流検
出手段に相当する処理を行なう（Ｓ１３０）。無効電流
Ｉrは、Ｓ１１０にて求めた電流の実行値にＳ１２０に
て求めた位相差の正弦を乗することにより求められる。
電流とから無効電流Ｉr を算出する本発明の無効電流検
出手段に相当する処理を行なう（Ｓ１３０）。無効電流
Ｉrは、Ｓ１１０にて求めた電流の実行値にＳ１２０に
て求めた位相差の正弦を乗することにより求められる。
【００２９】そしてＳ１４０ではこの無効電流Ｉr と、
目標値としての電流値Ｉ0 とを比較する。ここで電流値
Ｉ0 は、横流が流れない場合に、発電機３の出力端子電
圧に対して流れる筈の電流値であり、信号線９を介して
検出された電圧値を元に設定される。なお、並列運転状
態においては、全ての発電機が母線に接続されるので、
各相の電位の瞬時値は、全発電機及び母線において等電
位になる。従い、電流値Ｉ0 は、母線電圧に応じて設定
する、と言い換えることもできる。
目標値としての電流値Ｉ0 とを比較する。ここで電流値
Ｉ0 は、横流が流れない場合に、発電機３の出力端子電
圧に対して流れる筈の電流値であり、信号線９を介して
検出された電圧値を元に設定される。なお、並列運転状
態においては、全ての発電機が母線に接続されるので、
各相の電位の瞬時値は、全発電機及び母線において等電
位になる。従い、電流値Ｉ0 は、母線電圧に応じて設定
する、と言い換えることもできる。
【００３０】Ｓ１４０の判定に戻り、ここで無効電流Ｉ
r の方が大きいと判定されると、Ｓ１５０に進んで、電
圧を下降させるよう、自動電圧調整機ＡＶＲに対して補
正指令を発し、無効電流Ｉr の方が小さければ、Ｓ１６
０に進んで、電圧を上昇させるような補正指令を発す
る。こうすると、発電機３の無効電流Ｉr はＩ0 に収束
される。これについて図５を用いて説明する。
r の方が大きいと判定されると、Ｓ１５０に進んで、電
圧を下降させるよう、自動電圧調整機ＡＶＲに対して補
正指令を発し、無効電流Ｉr の方が小さければ、Ｓ１６
０に進んで、電圧を上昇させるような補正指令を発す
る。こうすると、発電機３の無効電流Ｉr はＩ0 に収束
される。これについて図５を用いて説明する。
【００３１】図５は、並列運転される複数の発電機の起
電力Ｅと無効電流Ｉr の値の関係を表すグラフである。
縦軸が発電機の起電力Ｅであり、横軸が無効電流Ｉr を
表す。そして発電機３-1の無効電流がＩr1であれば、発
電機３ー1の起電力はＥ1 （点Ｐ）であり、発電機３-2の
無効電流がＩr2であれば、発電機３ー2の起電力はＥ
2（点Ｑ）であることを表している。
電力Ｅと無効電流Ｉr の値の関係を表すグラフである。
縦軸が発電機の起電力Ｅであり、横軸が無効電流Ｉr を
表す。そして発電機３-1の無効電流がＩr1であれば、発
電機３ー1の起電力はＥ1 （点Ｐ）であり、発電機３-2の
無効電流がＩr2であれば、発電機３ー2の起電力はＥ
2（点Ｑ）であることを表している。
【００３２】ところが、これら発電機３ー1と発電機３ー2
とは並列運転されているので、横流が流れ、発電機３-1
の出力電圧はＥ0 （点Ｐ’）、発電機３-2の出力電圧も
Ｅ0（点Ｑ’）となっている。そこで、本来の起電力Ｅ1
に応じた出力電圧になるように、発電機３ー1の起電力
を補正する。例えば、発電機３-1については、図４のＳ
１４０における判断により、Ｉr1はＩ0 よりも小さいの
で、起電力が上昇される（Ｓ１６０）。一方、発電機３
-2については、同様にしてＩr2はＩ0 よりも大なので、
起電力が低下される（Ｓ１５０）。なお実際には、この
ように起電力が補正されることにより横流が減少するの
で、点Ｐ’から点Ｐ（発電機３-2では点Ｑ’から点Ｑ）
に向かうのではなく、出力電圧をほぼＥ0 に保ちつつ点
Ｒに向かう。つまり、両発電機３-1、３-2とも無効電流
量がＩ0 、出力電圧がＥ0 の状態に収束する。
とは並列運転されているので、横流が流れ、発電機３-1
の出力電圧はＥ0 （点Ｐ’）、発電機３-2の出力電圧も
Ｅ0（点Ｑ’）となっている。そこで、本来の起電力Ｅ1
に応じた出力電圧になるように、発電機３ー1の起電力
を補正する。例えば、発電機３-1については、図４のＳ
１４０における判断により、Ｉr1はＩ0 よりも小さいの
で、起電力が上昇される（Ｓ１６０）。一方、発電機３
-2については、同様にしてＩr2はＩ0 よりも大なので、
起電力が低下される（Ｓ１５０）。なお実際には、この
ように起電力が補正されることにより横流が減少するの
で、点Ｐ’から点Ｐ（発電機３-2では点Ｑ’から点Ｑ）
に向かうのではなく、出力電圧をほぼＥ0 に保ちつつ点
Ｒに向かう。つまり、両発電機３-1、３-2とも無効電流
量がＩ0 、出力電圧がＥ0 の状態に収束する。
【００３３】このように、並列運転される全ての発電機
に並列運転装置１を設け、横流抑制処理を行なわせるこ
とにより、全ての発電機における無効電流がＩ0 に収束
され、起電力もＩ0 に対応する値Ｅ0 に収束される。こ
うして発電電圧が収束されるので、横流は発生しない。
このＳ１４０〜Ｓ１６０の処理が本発明の起電力補正手
段としての処理に相当する。
に並列運転装置１を設け、横流抑制処理を行なわせるこ
とにより、全ての発電機における無効電流がＩ0 に収束
され、起電力もＩ0 に対応する値Ｅ0 に収束される。こ
うして発電電圧が収束されるので、横流は発生しない。
このＳ１４０〜Ｓ１６０の処理が本発明の起電力補正手
段としての処理に相当する。
【００３４】こうして電圧の補正信号が発生されると、
横流抑制処理は終了する。なお、横流抑制処理において
Ｓ１２０の処理は、立ち上がりのタイミングについて行
なう部分を、全て立ち下がりに置き換えても同様に行な
うことができる。次に、横流抑制処理以外に並列運転装
置１によって行なわれる処理の一つとして、周波数制御
処理について説明する。これを図６に示す。周波数制御
処理は、横流抑制処理に引き続いて起動されるものとす
る。
横流抑制処理は終了する。なお、横流抑制処理において
Ｓ１２０の処理は、立ち上がりのタイミングについて行
なう部分を、全て立ち下がりに置き換えても同様に行な
うことができる。次に、横流抑制処理以外に並列運転装
置１によって行なわれる処理の一つとして、周波数制御
処理について説明する。これを図６に示す。周波数制御
処理は、横流抑制処理に引き続いて起動されるものとす
る。
【００３５】周波数制御処理ではＳ２１０にて、発電機
３の出力電圧と電流とを検出し、Ｓ２２０にて出力電圧
と電流との位相差を検出する。これは横流抑制処理のＳ
１１０及びＳ１２０にて行なった処理と同じであるが、
横流抑制処理が１回行なわれたことによりその反映を受
けた電圧及び電流を検出するために再度行なう。
３の出力電圧と電流とを検出し、Ｓ２２０にて出力電圧
と電流との位相差を検出する。これは横流抑制処理のＳ
１１０及びＳ１２０にて行なった処理と同じであるが、
横流抑制処理が１回行なわれたことによりその反映を受
けた電圧及び電流を検出するために再度行なう。
【００３６】次にＳ２３０にて発電機３の有効電力Ｐa
を算出する。これはＳ２１０にて検出された電圧及び電
流から夫々の実行値を求め、これらの積にＳ２２０にて
求めた位相差の余弦を乗することにより求められる。そ
してＳ２４０にて、有効電力Ｐa と所要の電力Ｐ0 とを
比較する。有効電力Ｐa がＰ0 より大きければ、Ｓ２５
０に進んで、エンジン回転数を下げるよう、アクチュエ
ータ３７に対して補正指令を発し、小さければ、Ｓ２６
０に進んで、エンジン回転数を上げるよう補正指令を発
する。こうして、発電機３の出力電力が補償される。
を算出する。これはＳ２１０にて検出された電圧及び電
流から夫々の実行値を求め、これらの積にＳ２２０にて
求めた位相差の余弦を乗することにより求められる。そ
してＳ２４０にて、有効電力Ｐa と所要の電力Ｐ0 とを
比較する。有効電力Ｐa がＰ0 より大きければ、Ｓ２５
０に進んで、エンジン回転数を下げるよう、アクチュエ
ータ３７に対して補正指令を発し、小さければ、Ｓ２６
０に進んで、エンジン回転数を上げるよう補正指令を発
する。こうして、発電機３の出力電力が補償される。
【００３７】以上のように、発電機３に対して横流抑制
処理及び周波数制御処理を行ない、無効電流に応じて発
電機の設定電圧を補正すれば、発電機間に流れる横流を
抑制することができる。しかも、負荷の力率を求める必
要が無い。従い、負荷の力率を測定するための高価な装
置が必要なく、その設置場所を確保する必要が無い。そ
してこの測定装置と、運転装置との間の結線も不要とす
ることができる。
処理及び周波数制御処理を行ない、無効電流に応じて発
電機の設定電圧を補正すれば、発電機間に流れる横流を
抑制することができる。しかも、負荷の力率を求める必
要が無い。従い、負荷の力率を測定するための高価な装
置が必要なく、その設置場所を確保する必要が無い。そ
してこの測定装置と、運転装置との間の結線も不要とす
ることができる。
【００３８】また、制御系を発電機３にかかる構成に収
め、負荷や他の発電機の信号を用いないので、応答性も
よくすることができる。以上、本発明の実施例として、
並列運転装置１について説明してきたが、本発明はこう
した実施例に何等限定されるものではなく様々な態様で
実施しうるものである。
め、負荷や他の発電機の信号を用いないので、応答性も
よくすることができる。以上、本発明の実施例として、
並列運転装置１について説明してきたが、本発明はこう
した実施例に何等限定されるものではなく様々な態様で
実施しうるものである。
【図１】 本発明のエンジン発電機用自動並列運転装置
を例示するブロック図である。
を例示するブロック図である。
【図２】 本発明の一実施例である並列運転装置１が、
発電機３に適用された様子を示す説明図である。
発電機３に適用された様子を示す説明図である。
【図３】 本発明の一実施例である並列運転装置１の概
略構成図である。
略構成図である。
【図４】 並列運転装置１にて行なわれる横流抑制処理
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図５】 横流抑制処理によって各発電機の起電力が一
定にされる様子を示すグラフである。
定にされる様子を示すグラフである。
【図６】 並列運転装置１にて行なわれる周波数制御処
理のフローチャートである。
理のフローチャートである。
１…並列運転装置 ３…他励式ブラシレス交流発電
機 ５…出力端子 ７…配線 ９，１１…信
号線 １３…補正信号線 １５…被駆動軸 ２１…
入力回路 ２３…Ａ／Ｄ変換器 ２５…出力回路 ２７…
ＣＰＵ ２９…水晶発振子 ３１…ＲＯＭ ３３…
ＲＡＭ ３５…バス ３７…アクチュエータ Ｉr、Ｉr1、Ｉr2…無効電流 Ｉ0 …無効電流の目標
値 Ｐa…有効電力 Ｐ0 …所要電力
機 ５…出力端子 ７…配線 ９，１１…信
号線 １３…補正信号線 １５…被駆動軸 ２１…
入力回路 ２３…Ａ／Ｄ変換器 ２５…出力回路 ２７…
ＣＰＵ ２９…水晶発振子 ３１…ＲＯＭ ３３…
ＲＡＭ ３５…バス ３７…アクチュエータ Ｉr、Ｉr1、Ｉr2…無効電流 Ｉ0 …無効電流の目標
値 Ｐa…有効電力 Ｐ0 …所要電力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 3/00 - 5/00 H02P 9/00 - 9/48
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジンにて駆動され、電圧設定手段を
通じて指定された電圧を出力可能にされたエンジン発電
機を複数並列させて運転させる場合に、該エンジン発電
機毎に設けられるエンジン発電機用自動並列運転装置に
おいて、 当該発電機により出力される無効電流を検出する無効電
流検出手段と、 該無効電力検出手段により検出された無効電流の電流量
に応じて、上記電圧設定手段に対して電圧設定値を補正
する指令を発し、上記複数並列された発電機間に流れる
電流である横流を減少させる起電力補正手段と、 当該発電機の出力端子電圧を検出する電圧検出手段と、 該電圧検出手段による検出結果に基づいて、無効電流量
の目標値を設定する目標値設定手段と、 を備え、上記起電力補正手段が、 該無効電流検出手段により検出された無効電流の電流量
が、上記目標値設定手段により設定された目標値よりも
大きいときには電圧を下げ、該目標値よりも小さいとき
には電圧を上げるよう、上記電圧設定手段に指令を発す
るものであり、 該指令によりその反映を受けた当該発電機の出力電圧と
電流とを検出し、出力電圧と電流との位相差を検出し、
前記出力電圧、電流、及び位相差から当該発電機の有効
電力を算出し、有効電力が所要の電力より大きければ、
エンジン回転数を下げるよう、補正指令を発し、小さけ
れば、エンジン回転数を上げるよう補正指令を発する こ
とを特徴とするエンジン発電機用自動並列運転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29016295A JP3341967B2 (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | エンジン発電機用自動並列運転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29016295A JP3341967B2 (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | エンジン発電機用自動並列運転装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09135538A JPH09135538A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3341967B2 true JP3341967B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=17752567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29016295A Expired - Fee Related JP3341967B2 (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | エンジン発電機用自動並列運転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3341967B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2221957B1 (en) | 2007-12-14 | 2017-11-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Wind power generation system and its operation control method |
| CN102307036B (zh) | 2011-03-15 | 2013-06-19 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 一种内燃机驱动发电机组并联运行的控制方法和装置 |
-
1995
- 1995-11-08 JP JP29016295A patent/JP3341967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09135538A (ja) | 1997-05-20 |
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