JP6699896B2 - Brushless excitation system, brushless excitation method, brushless excitation program and synchronous generator - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、回転界磁形の同期発電機の発電機界磁を制御するブラシレス励磁技術に関する。 Embodiments of the present invention relate to a brushless excitation technique for controlling a generator field of a rotating field type synchronous generator.
回転界磁形の同期発電機においては、励磁システムから発電機界磁回路に直流電流が流されることで、発電機界磁が電磁石になる。
この発電機界磁の励磁方式は、電気を収集するブラシおよびこのブラシを発電機界磁の回転軸に電気的に接続するスリップリングなどの摺動接触体を要するサイリスタ励磁方式と、これらの摺動接触体が不要なブラシレス励磁方式と、に大別される。
ブラシレス励磁方式の同期発電機は、摺動接触体が不要なため、ブラシの交換や頻繁な保守が必要なく、欧州などでは積極的に採用されている。
In a rotating field type synchronous generator, a direct current is passed from an excitation system to a generator field circuit, so that the generator field becomes an electromagnet.
This generator field excitation method includes a thyristor excitation method that requires a brush that collects electricity and a sliding contact body such as a slip ring that electrically connects the brush to the rotating shaft of the generator field. It is roughly classified into a brushless excitation method that does not require a dynamic contact body.
The brushless excitation synchronous generator does not require a sliding contact body and therefore does not require brush replacement or frequent maintenance, and is actively used in Europe and elsewhere.
ブラシレス励磁システムは、主に発電機界磁を励磁する交流励磁機と、この交流励磁機を励磁する永久磁石発電機(PMG:Permanent Magnet Generator)と、で構成される。
PMGによって交流励磁機界磁の包囲空間に生成された静磁場中を、交流励磁機電機子が回転することで、交流励磁機電機子に交流電流が発生する。
この交流電流が、回転軸に設けられた回転整流器で直流電流に整流された後、発電機界磁回路を流通することで発電機界磁が励磁される。
The brushless excitation system mainly includes an AC exciter that excites the generator field and a permanent magnet generator (PMG: Permanent Magnet Generator) that excites the AC exciter.
An AC current is generated in the AC exciter armature as the AC exciter armature rotates in the static magnetic field generated by the PMG in the surrounding space of the AC exciter field.
This alternating current is rectified into a direct current by a rotary rectifier provided on the rotating shaft, and then circulates in a generator field circuit to excite the generator field.
ブラシレス励磁システムでは、PMG電機子回路から交流励磁機界磁回路へ流れる電流量を増減することで、発電機界磁回路への出力電流量を制御し、発電機界磁の励磁を制御することができる。
通常は、発電機出力電圧を監視してPMGの出力を自動で調整する自動電圧調整器(AVR:Automatic Voltage Regulator)によって発電量は一定に維持される。
電力系統の事故発生時、例えば落雷などによって発電機出力電圧が急落した場合、AVRはPMGの出力を制御し、発電機定格界磁電圧以上の界磁電圧を印加する(以下、フォーシングと記す)ことで、発電機出力電圧を短時間で上昇させる。
In a brushless excitation system, the output current amount to the generator field circuit is controlled by increasing or decreasing the amount of current flowing from the PMG armature circuit to the AC exciter field circuit, and the excitation of the generator field is controlled. You can
Normally, the amount of power generation is kept constant by an automatic voltage regulator (AVR) that monitors the generator output voltage and automatically adjusts the output of the PMG.
In the event of a power system accident, for example, when the generator output voltage suddenly drops due to a lightning strike or the like, the AVR controls the output of the PMG and applies a field voltage higher than the generator rated field voltage (hereinafter referred to as forcing By doing so, the generator output voltage is increased in a short time.
しかしながら、事故継続時間が長く、例えば発電機出力電圧の回復が長時間に及んだ場合、従来の制御方法では、発電機出力電圧を回復させるまでの制御の遅れによって、フォーシング時の発電機最大界磁電圧以上の電圧が発電機界磁回路に印加される。
その結果、従来のブラシレス励磁システムでは、励磁システム内の部品に過電圧が印加され、素子の機器としての電圧許容値を超えて、これらの素子を破損させるおそれがある。
However, if the duration of the accident is long and, for example, the recovery of the generator output voltage takes a long time, the conventional control method causes a delay in the control until the generator output voltage is recovered, and the generator during forcing is therefore delayed. A voltage above the maximum field voltage is applied to the generator field circuit.
As a result, in the conventional brushless excitation system, an overvoltage is applied to the components in the excitation system, which may exceed the voltage allowable value of the device of the device and damage these devices.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、過電圧によるブラシレス励磁システム内の素子の損傷を防止するブラシレス励磁システム、ブラシレス励磁方法、ブラシレス励磁プログラムおよび同期発電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a brushless excitation system, a brushless excitation method, a brushless excitation program, and a synchronous generator that prevent damage to elements in the brushless excitation system due to overvoltage. And
本実施形態にかかるブラシレス励磁システムは、発電機励磁回路に設置されるとともに発電機界磁諸量を検出する状態検出部と、検出された前記発電機界磁諸量に基づいて点弧信号を変調する点弧信号変調部と、前記点弧信号変調部がゲート端子に接続された素子を含む回転整流器と、を備えるものである。 The brushless excitation system according to the present embodiment is installed in a generator excitation circuit, and a state detection unit that detects the generator field quantities, and an ignition signal based on the detected generator field quantities. An ignition signal modulating unit for modulating and a rotary rectifier including an element in which the ignition signal modulating unit is connected to a gate terminal are provided.
本実施形態にかかるブラシレス励磁方法は、発電機励磁回路に設置された状態検出部に発電機界磁諸量を検出させるステップと、検出された前記発電機界磁諸量に基づいて点弧信号を変調するステップと、変調された点弧信号に基づいて前記発電機励磁回路を流れる電流量を変化させるステップと、を含むものである。 The brushless excitation method according to the present embodiment is a step of causing a state detection unit installed in a generator excitation circuit to detect generator field quantities, and an ignition signal based on the detected generator field quantities. And modulating the amount of current flowing through the generator excitation circuit based on the modulated ignition signal.
本実施形態にかかるブラシレス励磁プログラムは、コンピュータに、発電機励磁回路に設置された状態検出部に発電機界磁諸量を検出させるステップ、前記変調指令信号に基づいて点弧信号を変調するステップ、変調された点弧信号に基づいて前記発電機励磁回路を流れる電流量を変化させるステップ、を実行させるものである。 The brushless excitation program according to the present embodiment, the computer, the step of causing the state detection unit installed in the generator excitation circuit to detect the generator field various amounts, the step of modulating the ignition signal based on the modulation command signal The step of changing the amount of current flowing through the generator excitation circuit based on the modulated ignition signal is executed.
本発明により、過電圧によるブラシレス励磁システム内の素子の損傷を防止するブラシレス励磁システム、ブラシレス励磁方法、ブラシレス励磁プログラムおよび同期発電機が提供される。 The present invention provides a brushless excitation system, a brushless excitation method, a brushless excitation program, and a synchronous generator that prevent damage to elements in the brushless excitation system due to overvoltage.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1実施形態)
まず、図1を用いてブラシレス励磁方式の同期発電機10の基本構造について説明する。
図1は、第1実施形態にかかるブラシレス励磁システム30(以下、単に「励磁システム30」という)を含む同期発電機10の概略構成図である。
(First embodiment)
First, the basic structure of the brushless excitation
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
回転界磁形の同期発電機10では、図1に示されるように、回転軸13に発電機界磁11、交流励磁機電機子14および永久磁石界磁19(PMG界磁19)が設けられる。
In a rotating field type
発電機電機子27に接続された同期発電機10の電力出力系統28には、自動電圧調整器29(AVR29)が接続される。
AVR29は、発電機電機子27の出力電圧(以下、「発電機出力電圧」という)に合わせて、永久磁石発電機17(PMG17)から交流励磁機界磁18への入力電圧値を調整する。
AVR29による調整によって、発電機出力電圧は設定された定格出力値に安定する。
An automatic voltage regulator 29 (AVR 29) is connected to the
The
The adjustment by the
AVR29は、具体的には、変圧器32で監視可能に変圧された発電機出力電圧が設定された定格出力値よりも小さい場合、PMG電機子22と交流励磁界磁18とを接続する経路上の整流器24に発信しているPMG点弧信号を変調する。
このPMG点弧信号の変調によって、PMG17の発電機界磁回路16を流れる直流電流を増加させる。
反対に、発電機出力電圧が小さい場合には、同様の方法で、直流電流を減少させる。
Specifically, the
The modulation of the PMG ignition signal increases the DC current flowing through the
On the contrary, when the generator output voltage is small, the direct current is reduced in the same manner.
図2は、第1実施形態にかかる励磁システム30を含む同期発電機10の概略回路図である。
前述したように、発電機界磁電圧をフォーシングさせてから、発電機出力電圧が回復するまでには、AVR29、PMG17、交流励磁機15、発電機の電磁誘導等、種々の制御遅れ要素があるため、情報の到達が相互に遅延して、即応性の高い正確な制御をすることができない。
このような情報の伝達の遅延によって、発電機界磁11回路に過電圧が印加され、励磁システム30の素子が破損するおそれがある。
よって、回転整流器26が出力する直流電流を制御して即応性の高い制御をする工夫とともに、発電機界磁11に過電圧が印加されて励磁システム30内の素子が破損することを防止する措置が必要になる。
FIG. 2 is a schematic circuit diagram of the
As described above, various control delay elements such as AVR29, PMG17, AC exciter 15, electromagnetic induction of the generator, etc. are set between the forcing of the generator field voltage and the recovery of the generator output voltage. Therefore, the arrival of information is delayed with respect to each other, and it is not possible to perform highly responsive and accurate control.
Due to such a delay in transmission of information, an overvoltage may be applied to the
Therefore, a measure is taken to control the direct current output from the
そこで、第1実施形態にかかる励磁システム30は、図2に示されるように、発電機界磁回路16に設置されるとともに発電機界磁諸量を検出する状態検出部33と、検出された発電機界磁諸量に基づいて点弧信号Sを変調する点弧信号変調部47と、を備える。
状態検出部33および点弧信号変調部47は、変調指令部38を介して接続される。
Therefore, as shown in FIG. 2, the
The
また、回転整流器26には、サイリスタ素子63aによる交流純ブリッジ回路が設けられる。
このサイリスタ素子63aのゲートに点弧信号変調部47が接続されて、発電機界磁回路16における電流量が調整される。
Further, the
The
なお、ゲートからの点弧信号Sの入力がない限りサイリスタ素子63aには電流が流れない。
よって、点弧信号変調部47は、通常運転時には、例えば最大電流を出力できるような位相に調整された定常点弧信号S3を常時入力する。
定常点弧信号S3によって、定常的にアノード(A)とカソード(C)とが導通するので、サイリスタ素子63aは、ダイオードによる整流波形と同様の波形を出力する。
No current flows through the
Therefore, during normal operation, the
Since the anode (A) and the cathode (C) are steadily conducted by the steady ignition signal S3, the
状態検出部33は、発電機界磁回路16に設けられて、発電機界磁諸量を検出する。
発電機界磁諸量とは、例えば、発電機界磁回路16に流入する電流もしくは印加される電圧または保護の対象となる素子63に印加される電圧などである。
The
The generator field quantities are, for example, a current flowing into the
また、図3(A)は状態検出部33に電圧計34を用いた一例を示す図、図3(B)は状態検出部33に電流計35を用いた一例を示す図、図3(C)は状態検出部33に電圧計34を用いた他の一例を示す図である。
なお、図3(A)〜図3(C)では、閾値保持部37、変調指令部38は図示を省略している。
Further, FIG. 3A is a diagram showing an example in which a
3A to 3C, the threshold
状態検出部33は、例えば、図3(A)および図3(B)に示されるように、シャント抵抗器36を備えた電圧計34または電流計35である。
以下、発電機界磁諸量は、図3(B)の一例を除き、発電機界磁電圧Vであるとして説明する。
例えば電圧計34の場合、回路に直列に数十mΩ〜数百mΩの低抵抗のシャント抵抗器36を挿入して、シャント抵抗器36における電圧降下を検出する。
状態検出部33は、シャント抵抗器36に代えて、ホール素子または電流トランスを用いてもよい。
The
Hereinafter, the generator field amounts will be described as the generator field voltage V except for the example of FIG.
For example, in the case of the
The
また、図3(C)に示されるように、シャント抵抗器36を用いずに、電圧計34を発電機界磁11の両端に接続して、発電機界磁電圧Vを直接計測してもよい。
発電機界磁11の両端で発電機界磁電圧Vを直接計測することで、高い精度で発電機界磁電圧Vを計測することができる。
この発電機界磁電圧Vに対しては、点弧信号Sを変調する基準となる複数の閾値が設定されて閾値保持部37に保持されている。
Further, as shown in FIG. 3C, even if the
By directly measuring the generator field voltage V at both ends of the
With respect to this generator field voltage V, a plurality of thresholds serving as a reference for modulating the ignition signal S are set and held in the
状態検出部33で検出された発電機界磁電圧Vの情報は、変調指令部38に送信される。
変調指令部38は、発電機界磁電圧Vが閾値保持部37に保持された閾値を超過した場合に、超過した閾値に応じた変調指令信号σを点弧信号変調部47に発信する。
例えば、機器としての設定許容値に近い閾値を超過した場合は、各位相の電圧値を負の値にして、負のフォーシングを誘導する変調指令信号σを発信する。
Information on the generator field voltage V detected by the
When the generator field voltage V exceeds the threshold value held in the threshold
For example, when the threshold value close to the set allowable value as the device is exceeded, the voltage value of each phase is set to a negative value and the modulation command signal σ that induces negative forcing is transmitted.
なお、変調指令部38が発信する変調指令信号σは、超過した閾値の種類に基づいて変化するものに限定されない。
例えば、発電機界磁電圧Vの上昇または下落の大きさまたは速度などに基づいて変調指令信号σを変化させてもよい。
Note that the modulation command signal σ transmitted by the
For example, the modulation command signal σ may be changed based on the magnitude or speed of the rise or fall of the generator field voltage V.
点弧信号変調部47は、変調指令信号σに基づいて点弧信号Sを変調する。
ここで、図4は、点弧信号変調部47の一例を示す論理回路図である。
点弧信号変調部47は、例えば図4に示されるように、定常点弧信号S1を常時発信する定常パルス発信部51(図では、定常点弧信号発信部51)と、変調指令部38から入力される変調指令信号σにのせられた臨時パルス発信部52(図では、臨時点弧信号発信部52)と、変調指令信号σの受信時に定常点弧信号S3を変調点弧信号S4に切り替える切換部53と、を備える。
The
Here, FIG. 4 is a logic circuit diagram showing an example of the
As shown in FIG. 4, for example, the
定常パルス発信部51には定常スイッチ54aが、臨時パルス発信部52には臨時スイッチ54bが設けられている。
また、定常パルス発信部51および臨時パルス発信部52には、切換部53が接続される。
そして、切換部53は、定常スイッチ54aおよび臨時スイッチ54bに接続される。
切換部53は、例えば、定常パルス発信部51に接続された定常ステップ信号発信部57aと、臨時パルス発信部52に接続された臨時ステップ信号発信部57bと、を備える。
The
Further, a switching
Then, the switching
The switching
そして、定常ステップ信号発信部57aおよび臨時ステップ信号発信部57bは、NAND回路58に接続される。
このNAND回路58の出力端子は分岐されて、一方は定常スイッチ側AND回路61aへ、他方はNOT回路62を介して臨時スイッチ側AND回路61bへ接続される。
そして、定常スイッチ側AND回路61aは定常スイッチ54aに、臨時スイッチ側AND回路61bは臨時スイッチ54bに接続される。
The steady
The output terminal of the
The steady switch side AND
ここで、図5は、点弧信号変調部47の論理回路における出力信号のタイミングチャートである。
Here, FIG. 5 is a timing chart of the output signal in the logic circuit of the
各種信号は、定常点弧信号S1、定常ステップ信号M1、定常スイッチ側AND回路61aから出力されるステップ信号(すなわち、定常スイッチ54aのON/OFF)、ゲートに出力される定常点弧信号S3、変調点弧信号S2、変調ステップ信号M2、臨時スイッチ側AND回路61bから出力されるステップ信号(すなわち、臨時スイッチ54bのON/OFF)およびゲートに出力される変調点弧信号S4である。
The various signals include a steady firing signal S1, a steady step signal M1, a step signal output from the steady switch side AND
定常パルス発信部51から常時発信される定常点弧信号S1のパルスは、定常ステップ信号発信部57aに入力されて、常時ONの定常ステップ信号M1を発信する。
臨時パルス発信部52が変調指令部38から受信する変調指令信号σに基づいて、変調点弧信号S2を臨時ステップ信号発信部57bに発信することで、臨時ステップ信号発信部57bが臨時ステップ信号M2を発信する。
The pulse of the steady firing signal S1 constantly transmitted from the steady
The temporary
定常ステップ信号M1のみが発信されている平常時には、定常スイッチ側AND回路61aからステップ信号が出力されて、定常スイッチ54aがONになる。
定常スイッチ54aがONであるときには、点弧信号変調部47から定常点弧信号S3が出力される。
During normal times when only the steady step signal M1 is transmitted, a step signal is output from the steady switch side AND
When the
一方、変調ステップ信号M2が発信されると、臨時スイッチ側AND回路61bからステップ信号が出力されて、臨時スイッチ54bがONになる。
臨時スイッチ54bがONのとき、点弧信号変調部47から変調点弧信号S4が出力される。
このとき、臨時スイッチ側AND回路61bからのステップ信号は停止し、定常スイッチ54aがOFFになる。
On the other hand, when the modulation step signal M2 is transmitted, a step signal is output from the temporary switch side AND circuit 61b, and the
When the
At this time, the step signal from the temporary switch side AND circuit 61b is stopped, and the
つまり、このような切換部53によって、変調点弧信号S4は、定常点弧信号S3と混在することなく発信される。
すなわち、点弧信号S(S3,S4)の混在による点弧失敗を防止することができる。
この図4および図5は点弧信号変調部47の一例であり、デジタル方式のものでも、アナログ方式のものでもよい。
That is, by such a
That is, it is possible to prevent the ignition failure due to the mixture of the ignition signals S (S3, S4).
4 and 5 show an example of the
ところで、サイリスタ素子63aで構成される多相の交流純ブリッジ回転整流器では、他の素子との組み合わせによっては、電流値と電圧値との位相をずらすことで、素子63にかかる電圧値を負にすることもできる。
電圧値を負にすることで、電流値は負の値をとらないものの、この電流値を迅速に低下させ、迅速に所望の電流値に安定させることができる。
By the way, in the multi-phase AC pure bridge rotary rectifier configured by the
By making the voltage value negative, the current value does not take a negative value, but this current value can be quickly reduced and quickly stabilized at a desired current value.
以上のような構成によって、AVR29による制御とは別個に発電機界磁電圧Vを監視して、フィードバックさせることで、過電圧による機器の破損を防止することができる。
また、このような構成の全部を回転軸13に設けることで、発電機界磁電圧Vに関する情報の授受のための回転体とAVR29などの静止体との接触が不要になる。
With the above configuration, the generator field voltage V is monitored and fed back separately from the control by the
Further, by providing the
次に、第1実施形態にかかるブラシレス励磁方法を図7のフローチャートを用いて説明する(適宜図1および図2を参照)。 Next, the brushless excitation method according to the first embodiment will be described using the flowchart of FIG. 7 (see FIGS. 1 and 2 as appropriate).
まず、発電機界磁回路16に設置された状態検出部33で検出された発電機界磁電圧Vを変調指令部38が監視する(S11)。
検出は、常時行ってもよいし、発電機界磁回路16内部の電圧の急激な変化などをトリガーにして開始してもよい。
変調指令部38は、例えば、閾値保持部37を参照して、発電機界磁電圧Vを各閾値と比較して監視をする。
First, the
The detection may be performed all the time or may be triggered by a sudden change in the voltage inside the
The
点弧信号変調部47が定常点弧信号S1を発信することで、サイリスタ素子63aはダイオードとして機能する(S12)。
検出された発電機界磁諸量がいずれの閾値も超過していない場合は、監視を継続する(S13:NO:S11へ)。
When the
If the detected generator field amounts do not exceed any of the threshold values, the monitoring is continued (S13:NO:S11).
一方、検出された発電機界磁諸量が上限の閾値を上回った場合、変調指令部38が、下げ指令の変調指令信号σを発信する(S13:YES:S14)。
なお、閾値が、下限の閾値である場合は、この下限の閾値を下回った場合に、変調指令部38が上げ指令の変調指令信号σを発信する。
そして、閾値に応じた変調指令信号σを受信した点弧信号変調部47が、この変調指令信号σに基づいて点弧信号Sを変調する(S15)。
変調された点弧信号Sがゲートから入力されて、サイリスタ素子63aが発電機界磁11に流入する電流を変化させて、最適な発電機界磁電圧Vに調整する(S16:END)。
On the other hand, when the detected generator field amounts exceed the upper limit threshold value, the
When the threshold value is the lower limit threshold value, the
Then, the
The modulated ignition signal S is input from the gate, and the
なお、このような動作は、プログラムに沿ってコンピュータで実行してもよい。
例えば、変調指令部38、点弧信号変調部47および状態検出部33は、CPU等のプロセッサ、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、或いはHDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置、を具備するコンピュータとして構成することができる。
Note that such an operation may be executed by a computer according to a program.
For example, the
この場合、図2に示す各部のうち、状態検出部33、変調指令部38および点弧信号変調部47の機能は、記憶装置に記憶された所定のプログラムをプロセッサが実行することによって実現することができる。
また、このようなソフトウェア処理に換えて、ASIC(Application Specific Integration Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアで実現することができる。
In this case, of the units shown in FIG. 2, the functions of the
Further, instead of such software processing, it can be realized by hardware such as ASIC (Application Specific Integration Circuit) and FPGA (Field-Programmable Gate Array).
さらに、状態検出部33、変調指令部38および点弧信号変調部47などは、ソフトウェア処理とハードウェアによる処理を組み合わせて実現することもできる。
また、図2に示す構成のうち、閾値保持部37は、ROMまたはRAM等の記憶装置によって実現される。
Furthermore, the
Further, in the configuration shown in FIG. 2, the threshold
以上のように、第1実施形態にかかる励磁システム30によれば、AVR29による制御とは別個に発電機界磁電圧Vを自動制御することで、過電圧による機器の破損を防止することができる。
As described above, according to the
また、回転整流器26においてサイリスタ素子63aによる位相制御をすることで、発電機界磁回路16の電流量を調整することができるので、即時に所望の発電機界磁電圧Vに安定させることができる。
Further, since the amount of current in the
また、励磁システム30では、発電機界磁電圧Vの監視制御する状態検出部33、閾値保持部37、変調指令部38および点弧信号変調部47のいずれも回転体上に設けられている。
よって、回転体とAVR29などの静止体とを接続して消耗品となるブラシが不要であって保守管理が容易であるというブラシレス励磁方式の特徴を維持することができる。
すなわち、ブラシレス励磁方式の特徴を維持して、過電圧によって励磁システム30内の素子の損傷を防止することができる。
Further, in the
Therefore, it is possible to maintain the feature of the brushless excitation method that the rotating body and the stationary body such as the
That is, it is possible to maintain the characteristics of the brushless excitation method and prevent damage to the elements in the
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態にかかる励磁システム30の概略回路図である。
(Second embodiment)
FIG. 6 is a schematic circuit diagram of the
第2実施形態にかかる励磁システム30は、図6に示されるように、回転整流器26が、サイリスタ素子63aおよびダイオード素子63bの混合ブリッジ回路である。
第1実施形態では、全ての素子63をサイリスタ素子63aを用いた3相の純ブリッジ回転整流器の一例を示した。
In the
In the first embodiment, an example of a three-phase pure bridge rotary rectifier using all the
一方、第2実施形態では、例えば交流励磁機電機子14の出力端子の下流側にサイリスタ素子63a、上流側にダイオード素子63bを配置する。
このように配置した場合も、サイリスタ素子63aの位相制御による負のフォーシングをかけることができる。
On the other hand, in the second embodiment, for example, the
Even in the case of such an arrangement, negative forcing can be applied by the phase control of the
サイリスタ素子63aは、電流を流すためにはゲートからの入力が必要になるため、定常状態においても常時変調部47からの定常点弧信号S1の入力が必要になる。
サイリスタ素子63aのゲートの数に対応した入力端子を変調部47に設ける必要があり、点弧信号変調部47の部品点数が増加して構成が複雑になる。
そこで、位相制御に不可欠でない部分には、ダイオード素子63bを用いるのが好ましい。
Since the
Since it is necessary to provide the
Therefore, it is preferable to use the
このように第2実施形態によれば、点弧信号変調部47および回転整流器26の構成を簡素にすることができる。
As described above, according to the second embodiment, the configurations of the
なお、回転整流器26にサイリスタ素子63aおよびダイオード素子63bの両方を用いること以外は、第2実施形態は第1実施形態と同じ構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。
図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。
The second embodiment has the same structure and operation procedure as those of the first embodiment except that both the
Also in the drawings, portions having the same configuration or function are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.
このように、第2実施形態にかかる励磁システム30によれば、第1実施形態の効果に加え、点弧信号変調部47および回転整流器26の構成を簡素にすることができるので、故障のリスクを低減することができる。
As described above, according to the
以上述べた少なくとも一つの実施形態の励磁システム30によれば、AVR29による制御とは別個に発電機界磁電圧Vを自動制御することで、過電圧による機器の破損を防止することができる。
また、回転整流器26においてサイリスタ素子63aによる位相制御をすることで、負のフォーシングをかけることができるので、即時に所望の発電機界磁電圧Vに安定させることができる。
According to the
In addition, since the negative forcing can be applied by controlling the phase of the
また、励磁システム30では、回転体とAVRなどの静止体とを接続して消耗品となるブラシが不要になることで、保守管理が容易になる。
すなわち、ブラシレス励磁方式の特徴を維持して、過電圧による励磁システム30内の素子の損傷を防止することが可能となる。
Further, in the
That is, it is possible to maintain the characteristics of the brushless excitation method and prevent damage to the elements in the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention.
These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the spirit of the invention.
The embodiments and their modifications are included in the scope of the invention and the scope thereof, and are included in the invention described in the claims and the scope of equivalents thereof.
10…ブラシレス励磁方式の同期発電機、11…発電機界磁、13…回転軸、14…交流励磁機電機子、15…交流励磁機、16…発電機界磁回路、17…永久磁石発電機(PMG)、18…交流励磁機界磁、19…永久磁石界磁(PMG界磁)、22…PMG電機子、24…整流器、26…回転整流器、27…発電機電機子、28…電力出力系統、29…自動電圧調整器、30…ブラシレス励磁システム(励磁システム)、32…変圧器、33…状態検出部、34…電圧計、35…電流計、36…シャント抵抗器、37…閾値保持部、38…変調指令部、47…点弧信号変調部、51…定常パルス発信部(定常点弧信号発信部)、52…臨時パルス発信部(臨時点弧信号発信部)、53…切換部、54a…定常スイッチ、54b…臨時スイッチ、57a…定常ステップ信号発信部、57b…臨時ステップ信号発信部、58…NAND回路、61a…定常スイッチ側AND回路、61b…臨時スイッチ側AND回路、62…NOT回路、63(63a,63b)…素子(サイリスタ素子,ダイオード素子)、M1…定常ステップ信号、M2…変調ステップ信号、S…点弧信号、S1…定常点弧信号、S2…変調点弧信号、S3…定常点弧信号、S4…変調点弧信号、V…発電機界磁電圧、σ…変調指令信号。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
検出された前記発電機界磁諸量に基づいて点弧信号を変調する点弧信号変調部と、
前記点弧信号変調部がゲート端子に接続された素子を含む回転整流器と、を備えることを特徴とするブラシレス励磁システム。 A state detection unit that is installed in the generator excitation circuit and detects the generator field amounts,
An ignition signal modulator that modulates an ignition signal based on the detected generator field amounts,
A rotary rectifier including the element in which the ignition signal modulator is connected to a gate terminal, and a brushless excitation system.
検出された前記発電機界磁諸量に基づいて点弧信号を変調するステップと、
変調された点弧信号に基づいて前記発電機励磁回路を流れる電流量を変化させるステップと、を含むことを特徴とするブラシレス励磁方法。 A step of causing the state detection section installed in the generator excitation circuit to detect the generator field amounts,
Modulating a firing signal based on the detected generator field quantities;
Changing the amount of current flowing through the generator exciting circuit based on the modulated ignition signal.
発電機励磁回路に設置された状態検出部に発電機界磁諸量を検出させるステップ、
前記変調指令信号に基づいて点弧信号を変調するステップ、
変調された点弧信号に基づいて前記発電機励磁回路を流れる電流量を変化させるステップ、を実行させることを特徴とするブラシレス励磁プログラム。 On the computer,
A step of causing the state detection unit installed in the generator excitation circuit to detect the generator field amounts,
Modulating the firing signal based on the modulation command signal,
And a step of changing the amount of current flowing through the generator exciting circuit based on the modulated ignition signal.
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