JPH01311899A - 交流励磁同期機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば可変速揚水発電システムを構成するポ
ンプ水車に直結した交流励磁同期機の制御装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば電学誌１０７巻３号２１０頁昭和６２年
３月発行に示された従来の交流励磁同期機の制御装置を
示すブロック図であり、図において、１は交流励磁同期
機（以下ＡＥＳＭという）、２はＡＥＳＭＩに直結され
たポンプ水車、３は発電機しゃ断器、４はサイクロコン
バータ（Ｃ／Ｃ）、５は自動電流調整器（ＡＣＲ）、６
は自動負荷調整器（ＡＰＲ）、７は出力設定器、８はポ
ンプ水車２の入出力制御サーボ、９は調速機（ガバナ）
、１０は回転速度演算部、１１は弁開度演算部。

１２はＡＥＳＭＩの回転検出器、Ｐ、Ｎ、Ｈ。

ＧＶ○は各々実際の発生電力、回転数、落差、ガイドベ
ーン開度である。

なお、上記サイクロコンバータ４、自動電流調整器５、
自動負荷調整器６は同期機制御手段Ｉを構成し、上記入
出力制御サーボ８．調速機９、回転速度演算部１０、弁
開度演算部１１は水車制御手段■を構成している。

次に動作について説明する。出力設定器７の設定値Ｐ０
とＡＥＳＭＩの電力値Ｐとの偏差により、自動負荷調整
器６、自動電流調整器５を介してサイクロコンバータ４
を制御し、このサイクロコンバータ４の出力でＡＥＳＭ
Ｉを２次励磁して該ＡＥＳＭを可変速で運転する。従っ
て、ＡＥＳＭｌの回転数が変っても、系統周波数と一致
するようにすべり分だけ２次励磁により周波数を補正す
れば、系統との並列運転が可能である。

一方、出力設定器７の設定値Ｐ０と落差Ｈとを入力する
回転速度演算部１０で演算された回転数ＮＯとＡＥＳＭ
Ｉの回転数Ｎの偏差に基づいて調速機９から出力された
ガイドベーン開度ＧＶ○と、出力設定器７の設定値Ｐ。

と落差Ｈとを入力する弁開度演算部１１で演算されたガ
イドベーン開度ＧＶＯ，との偏差により、入出力制御サ
ーボ８を制御し、ポンプ水車２を介してＡＥＳＭＩを最
適回転数になるように運転する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の交流励磁同期機の制御装置は以上のように構成さ
れているので、第５図に示すように出力設定器７を域側
に操作した設定電力急減時やＡＦＣ運転時、系統事故時
等には、ＡＥＳＭＩがらの電力Ｐは出力設定器７の設定
値Ｐ０に速溶して減少するが、ガイドベーン動作が遅い
ために、引続き入力が入り、一体回転するＡＥＳＭＩと
ポンプ水車２には一時的に加速トルクが働き、回転速度
が上昇し、その後、ガイドベーン閉動作とともに回転速
度が減少して定格値に落着く。つまり、回転数の整定が
遅く、第５図実線示のごとく一時的に回転数が異常に上
昇し、サイクロコンバータ４による回転数調整範囲を逸
脱するという問題点があった・ また、第８図に示すように、系統周波数がｆ。

からｆ□に変化したとき、ＡＥＳＭＩからの電力値Ｐと
ガイドベーン開度ＧＶＯは垂下率特性に従って減少する
が、ガイドベーン動作が遅いために、引続き入力が入り
、一体回転するＡＥＳＭＩとポンプ水車２に一時的に加
速トルクが働き、第９図実線示のようにサイクロコンバ
ータ４による回転調整範囲を逸脱するなどの問題点があ
った。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、設定電力急減時、ＡＦＣ運転時、系統事故時
等における回転数の異常上昇を防止することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

請求項（１）の発明に係るＡＥＳＭの制御装置は、ＡＥ
ＳＭの回転数が規定回転数以上に上昇した場合は前記サ
イクロコンバータの制御利得を下げ該回転数が規定回転
数以下に下降した場合は該サイクロコンバータの制御利
得を通常の設定値に戻す制御利得切替手段を具備したも
のである。

また、請求項（２）の発明に係るＡＥＳＭの制御装置は
、ＡＥＳＭの回転数が規定回転数以上に上昇した場合は
前記調速機の運転特性を折線の速度垂下率特性とし該回
転数が規定回転数以下に下降した場合は該調速機の運転
特性を直線の速度垂下率特性とする運転特性切替手段を
具備したものである。

〔作用〕

請求項（１）の発明における制御利得切替手段は、ＡＥ
ＳＭの回転数が規定回転数以上の場合はサイクロコンバ
ータの制御利得を下げ規定回転数以下の場合はサイクロ
コンバータの制御利得を通常の設定値に戻すことにより
、ＡＥＳＭの回転数上昇を常にサイクロコンバータによ
る回転数調整範囲内に抑制する。

また、請求項（２）の発明における運転特性切替手段は
、ＡＥＳＭの回転数が規定回転数以上の場合は調速機の
運転特性を折線の速度垂下率特性とし規定回転数以下の
場合は直線の速度垂下率特性とすることにより、上記と
同様にＡＥＳＭの回転数上昇を常にサイクロコンバータ
による回転数調整範囲内に抑制する。

〔実施例〕

以下、請求項（１）の発明の一実施例を図について説明
する。第１図において、１３はＡＥＳＭｌの回転数が規
定回転数Ｎ□以上になると切替指令を発する切替指令回
路、１４は自動負荷調整器６の入力側に設けられ上記切
替指令により切替えられる切替スイッチ、１５は切替ス
イッチ１４の切替えによって回路に投入される自動負荷
調整器である。

なお、上記自動負荷調整器６，１５と切替スイッチ１４
は制御利得切替手段■を構成する。また。

前記第５図と同一部分に同一符号を符して説明を省略す
る。

次に上記実施例の動作について説明する。ＡＥＳＭＩの
回転数が規定回転数Ｎ１以下の場合、切替スイッチ１４
は自動負荷調整器６側へ投入されており、サイクロコン
バータ４の制御利得は第２図に示すようにＫｃとなる。

そして、ＡＥＳＭＩの回転数が規定回転数Ｎ１以上にな
ると、切替指令回路１３からの切替指令によって、切替
スイッチ１４が自動負荷調整器１５側へ投入される。こ
のため、サイクロコンバータ４の制御利得はＫｃ’　と
なって小さくなり、このサイクロコンバータ４で制御さ
れるＡＥ　ＳＭｌの回転速度上昇は第７図点線示のよう
に抑制される。この結果、電力Ｐも点線示のように低下
する。　第３図は請求項（２）の発明の一実施例を示す
図である。第３図において、１６は調速機９の入力側に
設けられた切替スイッチ、１７は切替スイッチ１６によ
って調速機９と切替えられる調速機である。

なお、上記調速機９，１７と切替スイッチ１６は運転特
性切替手段■を構成している。また、第１図、第５図と
同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

次に第３図実施例の動作について説明する。

ＡＥＳＭＩの回転数が規定回転数Ｎ□以下の場合、切替
スイッチ１６は調速機９側へ投入されており、この調速
機９による第４図実線示の速度垂下率特性でポンプ水車
２を制御する。

そして、ＡＥＳＭＩの回転数が規定回転数Ｎ１以上にな
ると、切替指令回路１３からの切替指令によって、切替
スイッチ１６が調速機１７側へ投入される。このため、
調速機１７による第４図点線示の速度垂下率特性でポン
プ水車２を制御し、ＡＥＳＭＩの回転速度上昇は第９図
点線示のように抑制する。

なお、上記各実施例では、平常時のサイクロコンバータ
の制御を電力フィードバックの場合について説明したが
、電力フィードバック系に回転数補正回路を付加しても
良く、回転数フィードバックとして利得の調整を逆にし
ても良く、制御利得のみでなく時定数も合せ変えても時
定数のみ変えても良く、また可変速発電のみの場合でも
よく、サイクロコンバータでなくＧＴＯの場合でもよく
、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、請求項（１）の発明によれば。

回転数が規定回転数以上に上昇したらサイクロコンバー
タの制御利得を下げ、また、請求項（２）の発明によれ
ば、折線の速度垂下率特性の調速様運転とするように構
成したので、回転数を常にサイクロコンバータの回転数
調整範囲内に抑制することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による交流励磁同期機の制
御装置を示すブロック図、第２図はその要部のブロック
図、第３図はこの発明の他の実施例による交流励磁同期
機の制御装置を示すブロック図、第４図はこの制御装置
における調速機の速度垂下率特性図、第５図は従来の交
流励磁同期機の制御装置を示すブロック図、第６図はそ
の要部のブロック図、第７図は出力設定器の設定値に対
する回転数、電力、ガイドベーン開度の関係を示す特性
図、第８図は第５図の制御装置における調速機の速度垂
下率特性図、第９図は周波数に対する回転数、電力、ガ
イドベーン開度の関係を示す特性図である。 １は交流励磁同期機（ＡＥＳＭ）、２はポンプ水車、４
はサイクロコンバータ、■は同期機制御手段、■は水車
制御手段、■は制御利得切替手段、■は運転特性切替手
段。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 代理人　弁理士　　１）澤　博　昭 （外２名） 第１図 に交流励磁同期機・ ２、ポンプ 工；同期，機舎ＩＥＩ手殺 ■．水車制御手段 ■．°制卿利得切替ーｆー段 第２図 ■　　　　　　　　　　　　　　バ：運転料・ト梼瞥手
般第　４　図 第　５　図 第　６　図 第　８　図 「

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンプ水車に直結した交流励磁同期機と、調速機
   を備え前記ポンプ水車を制御する水車制御手段と、サイ
   クロコンバータを備え前記交流励磁同期機を制御する同
   期機制御手段とを有する交流励磁同期機の制御装置にお
   いて、前記交流励磁同期機の回転数が規定回転数以上に
   上昇した場合は前記サイクロコンバータの制御利得を下
   げ該回転数が規定回転数以下に下降した場合は該サイク
   ロコンバータの制御利得を通常の設定値に戻す制御利得
   切替手段を具備したことを特徴とする交流励磁同期機の
   制御装置。
2. （２）ポンプ水車に直結した交流励磁同期機と、調速機
   を備え前記ポンプ水車を制御する水車制御手段と、サイ
   クロコンバータを備え前記交流励磁同期機を制御する同
   期機制御手段とを有する交流励磁同期機の制御装置にお
   いて、前記交流励磁同期機の回転数が規定回転数以上に
   上昇した場合は前記調速機の運転特性を折線の速度垂下
   率特性とし該回転数が規定回転数以下に下降した場合は
   該調速機の運転特性を直線の速度垂下率特性とする運転
   特性切替手段を具備したことを特徴とする交流励磁同期
   機の制御装置。