JP7433201B2 - 同期機の励磁装置 - Google Patents
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Description
本願は、同期機の励磁装置に関するものである。
発電機などの同期機は、安定した電力の供給が求められる。そのために励磁装置が確実に動作することが必要である。励磁装置は、自動電圧調整装置によって同期機の端子電圧を励磁用トランスで検出し、その検出電圧をサイリスタの三相ブリッジで整流して直流電流とし、この直流電流で同期機の界磁巻線を励磁する。したがって、自動電圧調整装置は同期機の出力電圧を自動的に予め定めた値に保つための装置であって、演算部およびパルス出力部を備えている。演算部は、端子電圧を予め定めた値に保持するためのサイリスタに対する点弧角の指令値を演算し、パルス出力部は、サイリスタの点弧を制御する点弧パルスを出力する。
サイリスタの三相ブリッジへの点弧パルスの出力タイミングおよび点弧パルス幅を自動調整するものが提案されている（特許文献１参照）。
この特許文献１には、サイリスタに保護用の速断ヒューズを設け、この速断ヒューズの抵抗値が既知であれば、電圧を測定することによって電流値を算出して、この算出した電流値から、分流電流が多いサイリスタの点弧パルスのタイミングを遅らせ、あるいは幅を小さくすることによって各サイリスタの分流電流の差異を小さくするように、自動電圧調整装置の内部に、サイリスタへの点弧パルスのパルス幅の演算を行う演算部と、演算部の演算結果に基づいたタイミングで点弧パルスを出力するパルス出力部とが設けられたものが示されている。
特許文献１に示されている同期機の励磁装置は、通常、自動電圧調整装置と励磁装置とは、発電所内のそれぞれ異なる建屋に配置されている。
この特許文献１には、サイリスタに保護用の速断ヒューズを設け、この速断ヒューズの抵抗値が既知であれば、電圧を測定することによって電流値を算出して、この算出した電流値から、分流電流が多いサイリスタの点弧パルスのタイミングを遅らせ、あるいは幅を小さくすることによって各サイリスタの分流電流の差異を小さくするように、自動電圧調整装置の内部に、サイリスタへの点弧パルスのパルス幅の演算を行う演算部と、演算部の演算結果に基づいたタイミングで点弧パルスを出力するパルス出力部とが設けられたものが示されている。
特許文献１に示されている同期機の励磁装置は、通常、自動電圧調整装置と励磁装置とは、発電所内のそれぞれ異なる建屋に配置されている。
特許文献１に示されている励磁装置は、サイリスタにおける電流値を検出するために、速断ヒューズを用いた例が示されているが、各サイリスタの通電電流を正確に検出することが重量であり、また、この励磁装置の周辺機器の故障を想定して対策を実現することが課題である。
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、同期機の励磁装置における故障に対応できる信頼性向上を図った同期機の励磁装置を提供することを目的とする。
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、同期機の励磁装置における故障に対応できる信頼性向上を図った同期機の励磁装置を提供することを目的とする。
本願に開示される同期機の励磁装置は、同期機の端子電圧を、前記同期機の界磁巻線を励磁する直流電流に整流する複数のサイリスタ、前記複数のサイリスタのそれぞれのゲートに点弧パルスを与えるパルス出力部と、前記端子電圧を予め定めた値に保持するために前記複数のサイリスタのそれぞれの点弧角を演算する演算部と、前記演算部の演算結果を前記パルス出力部に出力する演算結果出力部とを備えた自動電圧調整装置、前記複数のサイリスタの通電電流を測定する電流計測手段、および前記自動電圧調整装置の前記演算部とは別に、前記電流計測手段からの信号を受けて前記複数のサイリスタへの点弧パルスの出力タイミングまたは点弧パルス幅を演算して、前記パルス出力部に出力する調整値演算部、を備え、前記パルス出力部は、前記調整値演算部が故障した場合、前記演算部および前記演算結果出力部からの指令によって点弧パルスを出力し、前記演算部または前記演算結果出力部が故障した場合、前記調整値演算部からの指令値を固定し、前記演算部と前記演算結果出力部の故障直前の指令値を保持して点弧パルスを出力することを特徴とする。
本願に開示される同期機の励磁装置は、整流器を構成するサイリスタの分担電流をより正確にバランスさせるとともに、信頼性向上を図ることができる。
実施の形態１．
本願の実施の形態１について、図面に基づいて説明する。図１は、本願の実施の形態１の同期機の励磁装置１００を示す概略的な構成を示す回路構成図である。図２は、点弧パルスの出力タイミングを示す図である。
図１に示すように、発電機等の同期機１の端子電圧を励磁用トランス６で検出し、その検出電圧をサイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃの三相ブリッジで整流して直流電流とし、この直流電流で界磁巻線７を励磁するとともに、同期機１の端子電圧を電圧検出用トランス２により検出し、その端子電圧のフィードバックにより自動電圧調整装置３の演算部３ａが端子電圧を所定値に保持するためのサイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃに対する点弧角の指令値を演算し、自動電圧調整装置３のパルス出力部３ｂが交流周期に対応してサイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃのゲートに対して上記点弧角の指令値をパルスとして印加するようにされている。
本願の実施の形態１について、図面に基づいて説明する。図１は、本願の実施の形態１の同期機の励磁装置１００を示す概略的な構成を示す回路構成図である。図２は、点弧パルスの出力タイミングを示す図である。
図１に示すように、発電機等の同期機１の端子電圧を励磁用トランス６で検出し、その検出電圧をサイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃの三相ブリッジで整流して直流電流とし、この直流電流で界磁巻線７を励磁するとともに、同期機１の端子電圧を電圧検出用トランス２により検出し、その端子電圧のフィードバックにより自動電圧調整装置３の演算部３ａが端子電圧を所定値に保持するためのサイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃに対する点弧角の指令値を演算し、自動電圧調整装置３のパルス出力部３ｂが交流周期に対応してサイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃのゲートに対して上記点弧角の指令値をパルスとして印加するようにされている。
この図１に示すように、この励磁装置１００では、三相ブリッジの１アームを３個のサイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃで構成した例を示しており、各サイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃがそれぞれ並列接続されるとともに、各サイリスタのゲートにパルストランス８ａ、８ｂ、８ｃが接続され、各パルストランスはパルス出力部３ｂに並列接続されている。
自動電圧調整装置３のパルス出力部３ｂは励磁装置１００の内部に設けている。また、自動電圧調整装置３の演算部３ａと励磁装置１００の内部のパルス出力部３ｂとを接続するために、自動電圧調整装置３内に演算結果出力部３ｃを設け、演算結果出力部３ｃが出力信号８ｄを出力するように構成されている。
自動電圧調整装置３のパルス出力部３ｂは励磁装置１００の内部に設けている。また、自動電圧調整装置３の演算部３ａと励磁装置１００の内部のパルス出力部３ｂとを接続するために、自動電圧調整装置３内に演算結果出力部３ｃを設け、演算結果出力部３ｃが出力信号８ｄを出力するように構成されている。
各サイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃの通電電流を測定する電流計測手段１１ａ、１１ｂ、１１ｃを設けており、電流計測手段１１ａ、１１ｂ、１１ｃからの信号を受け、各サイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃへの点弧パルスの出力タイミングまたは点弧パルス幅を演算する調整値演算部３ｄを設けている。
例えば、サイリスタに供給される電流値が、ｉａ＜ｉｂ＜ｉｃの場合、図２に示すように、演算結果出力部３ｃの出力信号８ｄに対して、パルストランス８ｂの点弧パルスの出力タイミングをｔ１からｔ２に遅らせ、パルストランス８ｃの点弧パルスの出力タイミングをｔ３に遅らせて、サイリスタ５ｂの通電電流ｉｂと、サイリスタ５ｃの通電電流ｉｃを減少させるように調整している。
この実施の形態によれば、演算部３ａとパルス出力部３ｂ間の信号は、点弧パルスのような特殊な信号を使用する必要はなく、４－２０ｍＡ、１－９Ｖ等の一般的なアナログ信号あるいは通信を用いることが可能となり、結線本数の削減による製作費の削減と、ノイズ耐性の向上による各サイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃの誤動作を抑制し信頼性の向上を図ることが可能となる。
また、調整値演算部３ｄを演算部３ａとは別に設けることで、仮に点弧パルスの出力タイミングまたは点弧パルス幅を演算する調整値演算部３ｄが故障した場合でも、演算部３ａ及び演算結果出力部３ｃからの指令によってパルス出力部３ｂは点弧パルスを各サイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃに出力可能であり、点弧パルスの出力タイミングまたは点弧パルス幅を演算する調整値演算部３ｄが故障することで、分担電流の調整機能が喪失し、各サイリスタ５ａ、５ｂ、５ｃの通電電流に多少のアンバランスは発生するものの、発電機運転を継続することが可能となり、励磁装置１００の信頼性向上を図ることが可能となる。
また、調整値演算部３ｄを演算部３ａとは別に設けることで、仮に演算部３ａと演算結果出力部３ｃとの両方か、もしくは片方が故障した場合、調整値演算部３ｄからの点弧角指令値を固定し、パルス出力部３ｂは、演算部３ａと演算結果出力部３ｃの故障直前の指令値を保持することで演算部３ａと演算結果出力部３ｃの故障直前の発電機運転状態を継続可能であり、さらに手動でこの点弧角指令値を調整することで柔軟な発電機運転を実施することが可能となり、励磁装置１００の信頼性向上を図ることが可能となる。
本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
１ 同期機、２ 電圧検出用トランス、３ 自動電圧調整装置、３ａ 演算部、３ｂ パルス出力部、３ｃ 演算結果出力部、３ｄ 調整値演算部、５ａ、５ｂ、５ｃ サイリスタ、６ 励磁用トランス、７ 界磁巻線、８ａ、８ｂ、８ｃ パルストランス、１１a、１１ｂ、１１ｃ 電流計測手段、１００ 励磁装置
Claims (2)
- 同期機の端子電圧を、前記同期機の界磁巻線を励磁する直流電流に整流する複数のサイリスタ、
前記複数のサイリスタのそれぞれのゲートに点弧パルスを与えるパルス出力部と、前記端子電圧を予め定めた値に保持するために前記複数のサイリスタのそれぞれの点弧角を演算する演算部と、前記演算部の演算結果を前記パルス出力部に出力する演算結果出力部とを備えた自動電圧調整装置、
前記複数のサイリスタの通電電流を測定する電流計測手段、
および前記自動電圧調整装置の前記演算部とは別に、前記電流計測手段からの信号を受けて前記複数のサイリスタへの点弧パルスの出力タイミングまたは点弧パルス幅を演算して、前記パルス出力部に出力する調整値演算部、を備え、
前記パルス出力部は、前記調整値演算部が故障した場合、前記演算部および前記演算結果出力部からの指令によって点弧パルスを出力し、前記演算部または前記演算結果出力部が故障した場合、前記調整値演算部からの指令値を固定し、前記演算部と前記演算結果出力部の故障直前の指令値を保持して点弧パルスを出力することを特徴とする同期機の励磁装置。 - 前記サイリスタに供給される電流値の大きさに応じて、前記演算結果出力部の出力信号に対して、前記点弧パルスの出力タイミングを調整するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の同期機の励磁装置。
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| JP2020202554A JP7433201B2 (ja) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 同期機の励磁装置 |
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| JP2005130555A (ja) | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | 同期機の励磁装置 |
| JP7135730B2 (ja) | 2018-10-31 | 2022-09-13 | 富士通株式会社 | 要約生成方法及び要約生成プログラム |
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2020
- 2020-12-07 JP JP2020202554A patent/JP7433201B2/ja active Active
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