JPH01315300A - 励磁制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は同期機の励磁制御装置に関するもので、特にそ
の信頼性を考慮した同期機の励磁制御装置に関するもの
である。

（従来の技術） 励磁制御装置の信頼性を高める手段の１つとして励磁制
御装置を２重化することが行なわれている。これは、２
つの励磁制御装置のうち一方を常用系、他方を待機系と
して通常運転時には常用系を用いて制御を行ない、常用
系が故障した場合に待機系に制御を切りかえるものであ
る。第４図に２重化した励磁制御装置の構成を示す。

励磁用電源変圧器４は同期機１の出力電圧を入力して励
磁電源Ｖａｃを出力し、励磁電源Ｖａｃはサイリスタ整
流器３を介して整流され、同期機１の界磁巻ｍ２に供給
される。

次に励磁制御装置の構成について常用系１２ａを用いて
説明する。電圧検出器５ａは同期機１の出力電圧に比例
した出力電圧信号ＶＧを出力し、自動電圧調整装置６ａ
は出力電圧信号ＶＧと電圧設定値ＶＲの誤差信号に適切
な増幅および位相補償を加えた後に位相制御指令信号Ｖ
Ａとして出力する。

一方、電源位相検出器９ａは励磁電源Ｖａｃを入し。

Ｖａｃの位相信号θを出力する。位相比較器７ａは位相
信号θと位相制御指令信号ＶＡとを入力比較して、０が
ＶＡに一致した時点で点弧指令信号Ｘａを出力する。パ
ルス発生器８ａは点弧指令信号Ｘａが入力されるとゲー
トパルスＰａを発生する。そのゲートパルスは切換器Ｉ
Ｏを通してサイリスタ整流器３に与えられる。前述の電
源位相検出器９ａと位相比較器７ａとパルス発生器８ａ
とをそれぞれサイリスタ整流器３のアーム数だけ設け、
各々のサイリスタに応じた励磁電源Ｖａｃの位相信号θ
に従って各々のサイリスタにゲートパルスを与えること
によって同期機１の界磁電圧は位相制御指令信号ＶＡと
比例する様に構成されている。

励磁制御装置の待機系１２ｂは常用系１２ａと同様の構
成である。通常運転時には切換器１０により、常用系１
２ａのゲートパルスＰａがサイリスタ整流器３に供給さ
れている。故障検出器１１は常用系１２ａの故障検出を
行なうもので常用系１２ａの故障検出すると切換器１０
を切換え、待機系１２ｂの出力するゲートパルスｐｂが
サイリスタ整流器３に与えられるようにする。

このように構成することによって、常用系に故障が生じ
た場合にも待機系によって同期４！に１の出力電圧は電
圧設定値に維持される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述した従来の２重化した励磁制御装置
においては、■故障検出器１１はゲートパルスの欠落や
自動電圧調整装置６ａの演算異常などを検出することに
より常用系１２ａの異常を検知するが、故障検出器１１
の検出範囲外の故障に対しては常用系１２ａから待機系
１２ｂへの制御切換えが行なえず励磁制御装置は正常な
動作を維持できなくなる。■常用系１２ａの異常検出時
間および常用系１２ａから待機系１２ｂへの切換え時間
が存在するため常用系１２ａにおける故障発生から待機
系１２ｂによる制御開始までに制御遅れが存在する。ど
いつた問題点があった。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は励磁制御装置を３重化し、各位相比較器から出
力される。各点弧指令信号のうち時間的に中間に出力さ
れる信号を各パルス発生器に入力するようにする。

（作　用） これにより、励磁制御装置内部系統においていかなる単
一故障が発生しても正常運転を継続することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図を用いて説明する。第１
図は、本発明の一実施例を示す励磁制御装置の構成図で
図中、第４図と同一符号は同−又は相当部分を示し、第
４図の従来構成と異なる点は、励磁制御装置を３重化す
ると共に、各電源位相検出回路９ａ、　９ｂ、　９ｃよ
り位相基準信号Ｏ５を出力するようにし、さらに各パル
ス発生器８ａ、　８ｂ。

８ｃの手前にそれぞれ中間パルス選択回路１３ａ、１３
ｂ。

１３ｃを設け３個の位相比較器７ａ、　７ｂ、　７ｃか
ら出力される各点弧指令信号Ｘａ、　Ｘｂ、　Ｘｃと各
電源位相検出器９ａ、　９ｂ、　９ｃから出力される位
相基準信号Ｏ８を各中間パルス選択回路１３ａ、１３ｂ
、１３ｃに入力し、時間的に中間に入力された点弧指令
信号を出力するように構成し、さらに故障検出器１１と
切換器１０を取り除き、各パルス発生器８ａ、　８ｂ、
　８ｃの出力をワイヤードオアで結合してサイリスタ整
流器３にゲートパルスを与えることにより励磁制御装置
の信頼性を高めた点にある。

この実施例においても従来と同様に電源位相検出器９ａ
、　９ｂ、　９ｃと位相比較器７ａ、　７ｂ、　７ｃと
中間パルス選択回路１３ａ、　１３ｂ、　１３ｃおよび
パルス発生器８ａ。

８ｂ、　８ｃをそれぞれサイリスタ整流器３のアーム数
だけ設け、各々のサイリスタに応じた励磁電源Ｖａｃの
位置電源Ｖａｃの位相信号θに従って各々のサイリスタ
にゲートパルスを与える様に構成する。

位置基準信号θＳはサイリスタ整流器３の励磁電源の位
相信号θがＯとなる毎に出力され、点弧指令信号Ｘａ、
　Ｘｂ、　Ｘｃの中間パルス選択の時間基準として用い
る。

第２図は中間パルス選択回路１３ａ、　１３ｂ、　１３
ｃの動作を詳細に説明するための構成図である。

今、点弧指令信号Ｘａ、　Ｘｂ、　Ｘｃは値１を持つパ
ルスによって出力されるものとする。Ｊ−にフリップフ
ロップ２０ａ、　２０ｂ、　２０ｃはそれぞれ点弧指令
信号Ｘａ、　Ｘｂ、　Ｘｃを入力し、それぞれＸａ、　
ｘｂ、　Ｘｃ（７）立上りを検出した時点で値１を出力
する。ＡＮＤ回路２１ａ、　２１ｂ、　２１ｃはそれぞ
れ２０ａと２０ｂ、２０ａと２０ｃ、２０ｂと２０ｃの
出力を入力し、それぞれの論理積をとり出力する。ＯＲ
回路２２は、ＡＮＤ回路２１ａ、２１ｂ。

２１ｃの出力を入力し、その論理和をとり点弧指令信号
Ｘｍを出力する。Ｊ−にフリップフロップ２０ａ。

２０ｂ　、　２０ｃは点弧指令信号Ｘｍも入力しており
、Ｘｍの立上りを検出した時点でそれぞれ値０を出力す
る。

さらにＪ−にフリップフロップ２０ａ　、　２０ｂ　、
　２０ｃは電源位相検出器９ａ、　９ｂ、　９ｃより出
力される位相基準信号θＳを入力し、出力値を０とする
。

まず、中間パルス選択回路１３の動作について説明する
。中間パルス選択回路１３を前記のように構成すること
により、位相基準信号θ３が入力されＪ−にフリップフ
ロップ２０ａ、　２０ｂ、　２０ｃの出力値がＯとなっ
た後に点弧指令信号がＸａ、　Ｘｂ、　Ｘｃの順に出力
された場合には、Ｊ−にフリップフロップ２０ａと２０
ｂの出力が１となり、ＡＮＤ回路２１の出力が１となっ
た時点、すなわち２番目の点弧指令信号ｘｂが出力され
た時点で点弧指令信号Ｘｍの出力値が１となる。Ｘｍが
１となるとすべてのＪ−にフリップフロップ２０ａ、　
２０ｂ、　２０ｃの出力が０となるのでＸｍの出力値は
再びＯとなり、点弧指令信号Ｘｍが値１を持つパルスと
して出力される。

その後、３番目に出力された点弧指令信号Ｘｃによって
Ｊ−にフリップフロップ２０ｃの出力値は１となるが、
これは次の位相基準信号θＳによって０となり、再び中
間パルスの選択が開始される。

点弧指令信号Ｘａ、　Ｘｂ、　Ｘｃの出力される順序が
異なる場合にも、上記の場合と同様に２番目の点弧指令
信号が出力された時点で点弧指令信号ｘＩ１１が出力さ
れる。

点弧指令信号がＸａ、　Ｘｂ、　Ｘｃの順序で出力され
た場合、Ｘａ、　ｘｂ、　Ｘｃの順序で出力された場合
およびＸａ、　Ｘｂ、　Ｘｃの順序で出力された場合の
位相基準信号θ３および点弧指令信号Ｘａ、　Ｘｂ、　
Ｘｃ、　Ｘ＋ａのタイミング図を第３図に示す。第３図
より、位相基準信号Ｏ３が出力されてから２番目に出力
された点弧指令信号がＸｍとして出力されることがわか
る。

次に励磁制御装置の動作について説明する。前記のよう
に励磁制御装置を構成することによって、電圧検出器５
．自動電圧調整装置６、位相比較器７および電源位相検
出器９（以下、これらの構成要素を励磁制御装置の内部
系統と総称する。）に単一故障が生じても同期機１の出
力電圧は常に電圧設定値で指定された値に制御できる。

即ち、今、各位相比較器７ａ、　７ｂ、　７ｃから出力
される点弧指令信号Ｘａ、　Ｘｂ、　Ｘｃの出力された
時点の励磁電源の位相信号０をθａ、　　Ｏｂ、　　θ
Ｃとしだとき、これらθａ、θｂ、Ｏｃが次のような値
であったとする。

Ｏａ＝α＋β□　　　　・・・　■ θｂ＝α　　　　　　　・・・　■ Ｄｃ＝α−β２　　　　”°°　■ （但しβ４．β２は共にＯに近い正の値とする。）する
と、中間パルス選択回路１３ａ、　１３ｂ、　１３ｃか
ら出力される点弧指令信号ｘＩ１１としてｘｂが選択さ
れるにのとき点弧指令信号ｘｂが異常となり、Ｏｂ〉α
十β、に変化すれば、ＸｍとしてｘｂにかわってＸａが
選択される。一方、Ｏｂ〈α−β２に変化すればＸｍと
してＸｃが選択され出力される。

このことから、点弧指令信号ｘｂの異常に対して、中間
パルス選択回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃから出力される
点弧指令信号Ｘｍの出力時点の変化は励磁電源の位相信
号に換算して高々β（βはβ、とβ２の最大値）にとど
まり、励磁制御装置１２ｂの内部系統の単一故障に対し
ては正常な制御が継続できることがわかる。もちろんこ
れは点弧指令信号ｘｂの異常だけでなく点弧指令信号Ｘ
ａあるいはＸｃの異常に対しても同様のことがいえる。

以上に述べた様な中間パルス選択回路を、前述した３重
化構成の励磁制御装置に用いれば、励磁制御装置内部系
統の単一故障に対しては、故障発生からの制御遅れなし
に正常な制御を継続できる信頼性の高い励磁制御装置を
構成することができる。

また、本実施例では３個存在する自動電圧制御装置６ａ
、　６ｂ、　６ｃあるいは位相比較器７ａ、　７ｂ、　
７ｃのうちの１つを点検のために制御ループから切り離
しても、上述した理由により、同期機１の運転になんら
影響を及ぼさない。

上記実施例では中間パルス選択回路１３ａ、　１３ｂ。

１３ｃを各励磁制御装置ｔ１２ａ、　１２ｂ、　１２ｃ
にそれぞれ付属して設は冗長度を大きくし、信頼性を高
めるようにしたが、この中間パルス選択回路１３ａ、１
３ｂ。

１３ｃはそれ自体の信頼性が他の回路に比べて非常に大
きければ減らすことも可能である。

また、励磁制御装置をＮ重比（Ｎ：４以上の整数）する
場合にも、前述した様な中間パルス選択回路をＮ個設け
、Ｎ個の点弧指令信号を入力し時間的に中間に出力され
た点弧指令信号を出力することによって励磁制御装置の
信頼性の向上を図ることができる。この場合にも中間パ
ルス選択回路はそれ自体の信頼性が他の回路に比べて非
常に大きければ減らすことが可能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば励磁制御装置を３個以上設
は多重化し、３個以上の点弧指令信号のうちの時間的に
中間に出力される信号を各パルス発生器に供給する様に
したので励磁制御装置内部系統の単一故障による異常信
号に対しても正常運転可能、オンライン状態で保守点弧
可能および故障の影響を極小化した極めて信頼性の高い
励磁制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は中間
パルス選択回路の構成図、第３図は中間パルス選択回路
の動作を示すタイミング図、第４図は従来の励磁制御装
置の構成図である。 １・・・同期機 １２ａ、１２ｂ、１２ｃｍ励磁制御装置１３ａ、１３ｂ
、１３ｃ・・・中間パルス選択回路代理人　弁理士　則
　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同期機の出力電圧を検出して出力電圧信号を出力する電
   圧検出器と、電圧設定値と前記出力電圧信号を入力とし
   て前記電圧設定値と前記出力電圧信号の差をなくするよ
   うな位相制御指令信号を出力する自動電圧調整装置と、
   前記同期機の励磁電源を入力して電源位相信号を出力す
   る電源位相検出器と、前記位相制御指令信号と前記電源
   位相信号を入力として点弧指令信号を出力する位相比較
   器と、前記点弧指令信号を入力として、前記同期機の出
   力電圧を制御する整流器の点弧パルスを出力するパルス
   発生器とからなる励磁制御装置において、前記励磁制御
   装置を少なくとも３個以上設ける励磁制御装置において
   、前記励磁制御装置を少なくとも３個以上設けるととも
   に前記パルス発生会器の手前にそれぞれ中間パルス選択
   回路を設け、前記３個以上の位相器から出力される前記
   ３個以上の点弧指令信号のうち時間的に中間に出力され
   る信号を前記３個以上のパルス発生器に供給することを
   特徴とする励磁制御装置。