JPH01318567A - Driver for wound-rotor type induction generator motor - Google Patents

Driver for wound-rotor type induction generator motor

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Publication number
JPH01318567A
JPH01318567A JP14836988A JP14836988A JPH01318567A JP H01318567 A JPH01318567 A JP H01318567A JP 14836988 A JP14836988 A JP 14836988A JP 14836988 A JP14836988 A JP 14836988A JP H01318567 A JPH01318567 A JP H01318567A
Authority
JP
Japan
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cycloconverter
generator motor
breaker
connection
wound
Prior art date
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Pending
Application number
JP14836988A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeaki Asaeda
健明 朝枝
Takeshi Machino
毅 町野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP14836988A priority Critical patent/JPH01318567A/en
Publication of JPH01318567A publication Critical patent/JPH01318567A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the input capacitance of a cycloconverter at the time of steady operation by setting the output constitution of three-phase output cycloconverters to Y-connection at the time of pumping start and by switching Y-connection to -connection at the time of steady operation. CONSTITUTION:At the time of pumping start, an AC breaker 5 is opened and AC breakers 6, 7U-7W and a short-circuiting AC breaker 8 are closed. Thus, the output constitution of cycloconverters 3U-3W becomes Y-connection and a wound-rotor type induction generator-motor 1 is started at low frequency. When starting is completed, the AC breakers 7U-7W and short-circuiting AC breaker 9 are opened. Then, AC breakers 9U-9W are closed and cycloconverters 3U-3W are -connected, and the secondary winding of wound-rotor type induction generator-motor 1 is AC-excited by the cycloconverters 3U-3W.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明は2次巻線を交流励磁するサイクロコンバータ
を用いて可変速駆動する巻線形誘導発電電動機の駆動装
置に関するものである。
The present invention relates to a drive device for a wound induction generator motor that is driven at variable speed using a cycloconverter that excites a secondary winding with alternating current.

【従来の技術】[Conventional technology]

第6図は、例えば昭和63年、電気学会全国大会講演論
文集、P−17’?3に示された従来の「可変速揚水発
電システムの揚水始動・停止試験結果」の主回路構成図
であり、図において、1はポンプ水車に直結された巻線
形誘導発電電動機(以下、発電電動機と略称)、2はこ
の発電電動機1の1次巻線に交流しゃ断器5を介して2
次巻線が接続された主変圧器で、この主変圧器2の1次
巻線は電力系統に連系されている。3は前記発電電動機
lの2次巻線に交流しゃ断器7を介して接続されるサイ
クロコンバータ、4はこのサイクロコンバータ3に2次
巻線が接続されたサイクロコンバータ用変圧器であって
、このサイクロコンバータ用変圧器4の1次巻線は交流
しゃ断器6を介して前記主変圧器2の2次巻線に接続さ
れる。 8は前記発電電動機1の1次巻線に接続された短絡用交
流しゃ断器である。 次に動作について説明する。まず、揚水始動時には交流
しゃ断器5を開路し、交流しゃ断器6.7及び短絡用交
流しゃ断器8を閉路してサイクロコンバータ3により発
電電動機1を電動機として低周波始動する。この場合サ
イクロコンバータ3の最大出力電圧をEiMとして一般
に発電電動機1の2次間放電圧E20の約10〜15%
が始動のために必要となる。そして始動時の発電電動機
1の特性は概略、第7図のように示される。第7図にお
いて、時刻0 ” t + の期間はサイクロコンバー
タ3の出力電圧E2 (すなわち、発電電動機102次
巻線電圧)及び出力周波数f2 (すなわち、発電電動
機1の2次巻線の周波数)をEz/f2=一定で、いわ
ゆる定トルクで始動した場合に相当し、発電電動機1の
トルクTGMはほぼ一定となり、最大の始動トルクを発
生できる。なお、ポンプ水車は揚水始動時には無負荷に
近い状態で運転されているので、その場合の負荷トルク
TLoは定格トルクTLNの5〜10%以下である。従
って、発電電動機1の回転速度Nは発電電動機lのトル
クTGMと負荷トルクTLOの差分のトルクで加速され
る。時刻t、でサイクロコンバータ3の出力電圧E2は
最大出力電圧ELMに達し、時刻t、以後はサイクロコ
ンバータ3の出力電圧、E2=E2M=一定で運転され
、出力周波数f2のみ回転速度Nに対応させて、増加さ
れるため、いわゆる、定出力特性で始動した場合に相当
する。なお発電電動機1の2次巻線の出力周波数f2の
増加に伴い、発電電動機1の電圧降下分が増加するため
、サイクロコンバータ3の出力電流12  (すなわち
、発電電動機1の2次巻線)は減少し、発電電動機1の
定出力特性による磁束の減少と合わせて、発電電動機l
のトルクTG、4は減少する。そのため、回転速度Nの
増加に伴い、トルクTGMと負荷トルクTLOの差分が
小さくなり、回転速度Nの上昇速度は遅くなる。従って
、始動時間を短縮したい場合にはサイクロコンバータ3
の最大電圧E2゜はできるだけ大きい方が望ましい。発
電電動機1の回転速度Nが時刻t2にて定常運転速度N
sの下限速度以上に達すると、サイクロコンバータ3の
運転を一旦停止し、短絡用交流しゃ断器8を開路する。 その後、再度、サイクロコンバータ3を運転して発電電
動機1の2次巻線を交流励磁し、発電電動機1の1次巻
線の電圧811周波数f、を制御する。前記E+、f+
が主変圧器202次巻線の電圧及び周波数と一致した時
刻で交流しゃ断器5を閉路して定常運転に入る。なお、
定常運転速度NNはNM=(1±5N)Noで示され、
下限速度はNH= (I  S、J)Noとなる。ここ
でSNは発電電動機1の定格すべりであり、またNoは
同期速度であり、巻線形光電電動機1の2次特性は第8
図のように示される。一般に定常運転時の定格すべりS
NはSN ”0.05〜0.1であり、この場合の、サ
イクロコンバータ3の定格出力電圧IEzNはすべりに
ほぼ比例し、EzN= (0,05〜0.1) E2゜
となり、始動時に要求されるサイクロコンバータ3の最
大出力電圧E2.4と比較すれば、はぼ1 /1.5〜
1/2程度になる。
Figure 6 is, for example, 1986, Proceedings of the National Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan, P-17'? 3 is a main circuit configuration diagram of the conventional "pumped storage start/stop test results of variable speed pumped storage power generation system", and in the figure, 1 is a wound induction generator motor (hereinafter referred to as generator motor ), 2 is connected to the primary winding of this generator motor 1 via an AC breaker 5.
This is a main transformer to which a secondary winding is connected, and the primary winding of this main transformer 2 is connected to the power grid. 3 is a cycloconverter connected to the secondary winding of the generator motor l via an AC breaker 7; 4 is a cycloconverter transformer whose secondary winding is connected to the cycloconverter 3; The primary winding of the cycloconverter transformer 4 is connected to the secondary winding of the main transformer 2 via an AC breaker 6. Reference numeral 8 denotes a short-circuit AC breaker connected to the primary winding of the generator motor 1. Next, the operation will be explained. First, at the time of pumping start, the AC breaker 5 is opened, the AC breaker 6.7 and the short-circuit AC breaker 8 are closed, and the cycloconverter 3 performs a low frequency start using the generator motor 1 as an electric motor. In this case, the maximum output voltage of the cycloconverter 3 is assumed to be EiM, which is generally about 10 to 15% of the secondary discharge voltage E20 of the generator motor 1.
is required for starting. The characteristics of the generator motor 1 at the time of starting are schematically shown in FIG. In FIG. 7, during the period of time 0''t+, the output voltage E2 of the cycloconverter 3 (i.e., the voltage of the secondary winding of the generator motor 10) and the output frequency f2 (i.e., the frequency of the secondary winding of the generator motor 1) are Ez/f2 = constant, which corresponds to the case of starting with so-called constant torque, and the torque TGM of the generator motor 1 is almost constant, allowing the maximum starting torque to be generated.The pump-turbine is in a state close to no load when starting with pumped water. Therefore, the load torque TLo in that case is 5 to 10% or less of the rated torque TLN.Therefore, the rotational speed N of the generator motor 1 is the difference between the torque TGM of the generator motor 1 and the load torque TLO. At time t, the output voltage E2 of the cycloconverter 3 reaches the maximum output voltage ELM, and after the time t, the cycloconverter 3 is operated with the output voltage E2=E2M=constant, and only the output frequency f2 rotates. Since it increases in accordance with the speed N, it corresponds to the case of starting with so-called constant output characteristics.As the output frequency f2 of the secondary winding of the generator motor 1 increases, the voltage drop of the generator motor 1 increases. increases, the output current 12 of the cycloconverter 3 (that is, the secondary winding of the generator motor 1) decreases, and together with the decrease in magnetic flux due to the constant output characteristics of the generator motor 1, the output current 12 of the generator motor 1 decreases.
The torque TG,4 decreases. Therefore, as the rotational speed N increases, the difference between the torque TGM and the load torque TLO becomes smaller, and the rate of increase in the rotational speed N becomes slower. Therefore, if you want to shorten the starting time, use the cycloconverter 3
It is desirable that the maximum voltage E2° is as large as possible. The rotational speed N of the generator motor 1 reaches the steady operating speed N at time t2.
When the speed reaches the lower limit speed of s or more, the operation of the cycloconverter 3 is temporarily stopped and the short-circuiting AC breaker 8 is opened. Thereafter, the cycloconverter 3 is operated again to excite the secondary winding of the generator motor 1 with alternating current, and the voltage 811 frequency f of the primary winding of the generator motor 1 is controlled. Said E+, f+
When the voltage and frequency match the voltage and frequency of the secondary winding of the main transformer 20, the AC breaker 5 is closed and steady operation begins. In addition,
Steady operating speed NN is shown as NM=(1±5N)No,
The lower limit speed is NH=(IS,J)No. Here, SN is the rated slip of the generator motor 1, No is the synchronous speed, and the secondary characteristic of the wound photoelectric motor 1 is the 8th
Shown as shown. Generally, the rated slip S during steady operation
N is SN "0.05 to 0.1, and in this case, the rated output voltage IEzN of the cycloconverter 3 is almost proportional to the slip, EzN = (0.05 to 0.1) E2°, and when starting Compared to the required maximum output voltage E2.4 of the cycloconverter 3, it is approximately 1/1.5 ~
It will be about 1/2.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

従来の巻線形誘導発電電動機の駆動装置は以上のように
構成されているので、サイクロコンバータ3の入力電圧
、すなわちサイクロコンバータ用変圧器4の2次電圧は
揚水始動時のサイクロコンバータ3の最大出力電圧E2
イに比例して決定されるため、定常運転時のサイクロコ
ンバータ3の入力容量が大きくなり、また、入力の無効
電力も大きくなるために、力率改善用の進相コンデンサ
をサイクロコンバータ用変圧器4の1次側に設ける必要
があ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、定常運転時のサイクロコンバータ3の入力容
量を低減できるとともに、入力の無効電力も併せて低減
できる巻線形誘導発電電動機の駆動装置を得ることを目
的とする。
Since the drive device for the conventional wound induction generator motor is configured as described above, the input voltage of the cycloconverter 3, that is, the secondary voltage of the cycloconverter transformer 4, is the maximum output of the cycloconverter 3 at the time of pumped water starting. Voltage E2
Since the input capacity of the cycloconverter 3 becomes large during steady operation, and the input reactive power also becomes large, the phase advance capacitor for power factor correction is connected to the cycloconverter transformer. There were problems such as the need to provide it on the primary side of 4. This invention was made to solve the above-mentioned problems, and provides a drive for a wound induction generator motor that can reduce the input capacity of the cycloconverter 3 during steady operation and also reduce the input reactive power. The purpose is to obtain equipment.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

この発明に係る巻線形誘導発電電動機の駆動装置は電動
機として始動する場合には3相出力のサイクロコンバー
タの出力構成をY結線できるようにY接続用スイッチを
作動させ、定常運転時にはΔ結線できるようにΔ接続用
スイッチを作動させ互いに2系列のY、Δ接続用スイッ
チを切換えて制御できるようにしたものである。
The drive device for a wound induction generator motor according to the present invention operates a Y connection switch so that the output configuration of a three-phase output cycloconverter can be connected in a Y manner when starting as an electric motor, and allows a Δ connection to be established during steady operation. The Y and Δ connection switches of the two systems can be mutually switched and controlled by operating the Δ connection switch.

【作 用】[For use]

この発明に係る巻線形誘導発電電動機の駆動装置は揚水
始動時には3相出力サイクロコンバータの出力構成をY
接続用スイッチによってY結線にして電動機として運転
し、定常運転時には該3相出力サイクロコンバータの出
力構成をΔ接続用スイッチによってΔ結線に切換えて運
転する。
The drive device for the wound induction generator motor according to the present invention changes the output configuration of the three-phase output cycloconverter to Y at the time of pumping start.
The connection switch connects the Y-connection to operate as a motor, and during steady operation, the three-phase output cycloconverter switches its output configuration to the Δ-connection using the Δ-connection switch.

【実施例】【Example】

以下、この発明の一実施例を図について説明する。図中
、第6図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第
1図において、30,3V、3Wは3相出力のサイクロ
コンバータであって、各サイクロコンバータ3U、3V
、3Wは周知の如く、例えば、第2図に示すようにサイ
リスタが逆並列接続されたアームを有する3相ブリツジ
結線で構成されている。4U、4V、4Wはサイクロコ
ンバータ用変圧器であって、各変圧器4U、4V。 4Wの2次巻線は夫々前記各サイクロコンバータ30.
3V、3Wの入力側に接続され、各1次巻線は共通に交
流しゃ断器6を介して主変圧器2の2次巻線に接続され
る。70.TV、?Wは前記サイクロコンバータ3U、
3V、3WのY接続用スイッチとして作用する交流しゃ
断器であって、前記各サイクロコンバータ30,3V、
3Wの出力端(発電電動機1に接続されていない端子側
)3UN、3VN、3VN間にY接続され、他端は共通
に中性線3Nに接続される。9U、9V、9Wは前記サ
イクロコンバータ3U、3V、3WのΔ接続用スイッチ
として作用する交流しゃ断器であって、例えば交流しゃ
断器9UはV相のサイクロコンバータ3■の一端3VP
とU相のサイクロコンバータ3Uの一端gUN間に接続
される。 次に動作について説明する。まず、揚水始動時には交流
しゃ断器5を開始し交流しゃ断器6,70゜7V、?W
及び短絡用交流しゃ断器8が閉路され、サイクロコンバ
ータ3U、3V、3Wにより低周波始動する。この場合
、サイクロコンバータ30゜3V、3Wの出力構成はY
接続となり、出力線電圧E2は+11式で与えられる。 Ex = ffX1.35 Ha cos a: / 
’Fr    (11ここで、E、はサイクロコンバー
タ3U、3V。 3Wの入力電圧、αは位相制御角である。そして、サイ
クロコンバータ3U、3V、3Wの発生可能な最大出力
電圧ELMは、α−αmin#30’とした時、 EZMζ1.43Es            (21
となる。 次に始動終了すると、サイクロコンバータ3U。 3V、3Wの運転を停止、交流しゃ断器7U、7V。 7W及び短絡用交流しゃ断器8を開始する。続いて交流
しゃ断器9U、9V、9Wを閉路して、再びサイクロコ
ンバータ30.3V、3Wを運転して発電電動機lの2
次巻線を交流励磁する。そして発電電動機1の1次巻線
の電圧Vl、周波数f。 が主変圧器2の2次巻線の電圧及び周波数に一致した時
点で交流しゃ断器5を閉路して定常運転に入る。この場
合にはサイクロコンバータ3U、3V。 3Wの出力構成はΔ接続されるため、出力線間電圧E2
は(3)式で与えられる。 Ez =1.35E、 cos a/ fY     
  (31このとき、サイクロコンバータ3U、3V、
3Wの最大出力電圧E2Nはα=αm1n=30’とし
た時 EzNζ0.83Es               
(41となる。 すなわち、(21,(41式よりEZM””EZN””
Hになる。 例えば、定格すべり5N=0.07の゛場合にはEzN
= 0 、 07 Ex。であり、始動時の最大出力電
圧EzxはE21イ丁EtN# 0 、 12 Ezo
となり、必要な始動電圧(0,1〜0.15)Ez。の
内に入り、始動が可能である。次にサイクロコンバータ
3U、3V、3Wの入力容量について説明する。 揚水始動時の発電電動機1の2次巻線電流をrzsとし
、定常運転時の発電電動機1の2次巻線電流をtzHと
すれば、一般ニI ts/ I ’zn=0.3〜0.
5である。サイクロコンバータ3U、3V、3Wの入力
電流I、は次式で与えられる。 揚水始動時=Is=(’i)了XIzs     (5
1定常運転時、r、=C「7丁×12N/ fコー’0
.4712N            (6)今、I 
ts/ 12N= 0 、 5とすれば(5)式より揚
水始動時、  Is #0. 41 INN     
(7)(6)、 (71式を比較すると定常運転時には
揚水始動時に比べて約15%の容量増になる。しかしな
がら、サイクロコンバータ3U、3V、3WのY−Δ切
換えを行わない従来方式では定常運転時に■−メ丁7ゴ
I2.l#o、  82 Its     (81とな
り、揚水始動時に比べて約100%増になる。 従って、Y−Δ切換えを行うと定常運転時の容量は(6
1,<81式より、約75%の容量低減が可能になる。 なお、上記実施例ではサイクロコンバータ3U。 3V、3Wの¥−Δ接続切換用スイッチとして交流しゃ
断器7U、7V、7W及び9U、  9V、9Wを設け
た例について説明したが、サイクロコンバータ3U、3
V、3WのY−Δ切換に際して該サイクロコンバータの
運転を一時、停止させて上記各交流しゃ断器7U、TV
、7W及び9U、9V。 9Wの電流を零にするものであるから交流開閉器であっ
てもよく、また発電電動機1の1次巻線の短絡用交流し
ゃ断器8も同様に交流開閉器であってもよい。 また、上記実施例ではサイクロコンバータ3U。 3V、3Wをサイリスクが逆並列接続されたアームを有
する3相ブリツジ接続構成で示したが、例えば第3図(
a)に示すように3相ブリフジ回路が2段カスケード接
続された12相サイクロコンバータであってもよく、ま
た第3図(b)に示すように循環電流抑制リアクトル3
Lを介して3相ブリッジ回路が逆並列に接続された循環
電流式サイクロコンバータであってもよい。 また、上記実施例ではサイクロコンバータのY接続用ス
イッチとして交流しゃ断器あるいは交流しゃ断器70.
7V、7Wを設けた例について説明したが、第4図に示
すようにサイリスクなどで構成される半導体スイッチで
あってもよ(、この場合には定常運転時にΔ接続用スイ
ッチ9U、9V。 9Wが閉路されて運転されている状態で、電力系統の短
絡事故により発電電動機1の2次巻線に過電圧が発生し
た場合には前記半導体スイッチ7U。 TV、7Wをオンすることにより、Δ接続用スイッチ9
U、9V、9Wを介して発電電動機1の2次巻線が短絡
されるために過電圧を高速に抑制できる。また同図に示
すように半導体スイッチ7U。 7V、7Wの共通接続点3Nを発電電動機1の中性線N
間に交流スイッチ10を設けたものであってもよく、こ
の場合には定常運転時にこの交流スイッチ10は閉路さ
れ、発電電動機1の2次@線に3相不平衡の過電圧が発
生した場合には上記半導体スイッチ?0.7V、7Wを
選択してオンすることにより、過電圧が発生した相の電
圧を高速に抑制できる。 また、上記実施例ではY接続用の交流しゃ断器7U、7
V、?Wを定常運転時には過電圧抑制手段として利用し
、発電電動機1の2次巻線を短絡する動作について説明
したが、第5図に示すようにY接続用の交流しゃ断器7
U、7V、7Wを各サイクロコンバータ30,3V、3
Wの出力端3UN、3VN、aWN間に接続するととも
に、半導体スイッチIIU、IIV、IIWを抵抗12
U、12V、12Wの直列体を各サイクロコンバータ3
0,3V、3WのY接続用の交流しゃ断器7U、7V、
?W側に接続し、前記半導体スイッチ11tJ、IIV
、IIWと抵抗12U、12V。 12Wの共通接続点を発電電動機1の中性線Nに接続構
成されたものであってもよい。この場合には、定常運転
時にΔ接続用の交流しゃ断器9U。 9V、9Wが閉路されて運転されている状態で、発電電
動機1の2次巻線に過電圧が発生すると、上記半導体ス
イッチIIU、IIV、IIWを選択してオンすること
により、抵抗12U、12V。 12Wを介して発電電動機1の2次巻線が短絡され、高
速に過電圧を抑制できるとともに上記過電圧が抑制され
た場合には上記半導体スイッチ11U、IIV、IIW
をオフして定常運転を継続できる。ただし過電圧が持続
する場合にはY接続用の交流しゃ断器7U、7V、7W
を閉路することにより、完全に過電圧を抑制できる。な
お、上記半導体スイッチIIU、IIV、IIWを各サ
イクロコンバータ3U、3V、3Wと発電電動機1の接
続間3UP、3VP、3WPに設ける場合には揚水始動
時のサイクロコンバータ3U、3V。 3Wの出力電圧E214が上記半導体スイッチ11U。 11V、11Wに印加されるために前記半導体スイッチ
IIU、IIV、IIWの電圧ストレスが大きくなるの
に対し、同図のようにY接続用の交流しゃ断器7U、7
V、TW側に該半導体スイッチIIU、IIV、IIW
を設けると、揚水始動時にはY接続用の交流しゃ断器7
0.TV、7Wが閉路されるため、上記半導体スイッチ
11U。 11V、IIWの印加電圧は零であり、定常運転時の発
電電動機1の2次巻線電圧Ezsが印加されるため、該
半導体スイッチ110.IIV、11Wの耐電圧値とし
て比較的低いものを適用できる効果がある。 また、上記実施例では定常運転時に発電電動機1の2次
巻線に発生する急峻な過電圧を抑制するアレスタなどの
サージ吸収器について説明を省略したが、第5図に例示
したように各サイクロコンバータ3U、3V、3Wの出
力端間あるいは各半導体スイッチ110.IIV、II
Wの両端間にサージ吸収器13Uあるいは14Uを設け
たものであってもよい。なお、この場合には、前記サー
ジ吸収器13U、14Uを発電電動機1の2次巻線間に
接続する場合に比べてサージ吸収器の制限電圧値を比較
的低くでき、各サイクロコンバータ3U、3V、3W及
び各半導体スイッチ11U。 11V、IIWとの過電圧の保護協調を比較的容易にと
れる。また、上記実施例ではポンプ水車に直結された巻
線形誘導発電電動機のサイクロコンバータによる可変速
駆動方法について説明してか、当然ながらポンプ水車以
外の負荷を駆動するものであってもよく、例えば負荷が
ポンプ、ブロワ。 ファン等で巻線形誘導発電電動機として可変速駆動する
ものであっても同様の効果を奏する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, the same parts as in FIG. 6 are indicated with the same reference numerals. In FIG.
, 3W is, as is well known, configured with a three-phase bridge connection having arms in which thyristors are connected in antiparallel, as shown in FIG. 2, for example. 4U, 4V, 4W are transformers for cycloconverters, and each transformer is 4U, 4V. A 4W secondary winding is connected to each of the cycloconverters 30.
It is connected to the input side of 3V and 3W, and each primary winding is commonly connected to the secondary winding of the main transformer 2 via an AC breaker 6. 70. TV? W is the cycloconverter 3U,
An AC breaker that acts as a 3V, 3W Y connection switch, and each of the cycloconverters 30, 3V,
The 3W output end (terminal side not connected to the generator motor 1) is Y-connected between 3UN, 3VN, and 3VN, and the other end is commonly connected to the neutral wire 3N. 9U, 9V, 9W are AC breakers that act as Δ connection switches for the cycloconverters 3U, 3V, 3W, and for example, the AC breaker 9U connects 3VP at one end of the V-phase cycloconverter 3■.
and one end gUN of the U-phase cycloconverter 3U. Next, the operation will be explained. First, when starting pumping, the AC breaker 5 is started, and the AC breaker 6, 70° 7V, ? W
Then, the short-circuiting AC breaker 8 is closed, and the cycloconverter 3U, 3V, and 3W start at a low frequency. In this case, the output configuration of the cycloconverter 30° 3V, 3W is Y
connection, and the output line voltage E2 is given by the +11 formula. Ex = ffX1.35 Ha cos a: /
'Fr (11 Here, E is the input voltage of the cycloconverter 3U, 3V. 3W is the input voltage, α is the phase control angle.The maximum output voltage ELM that can be generated by the cycloconverter 3U, 3V, 3W is α- When αmin#30', EZMζ1.43Es (21
becomes. Next, when the start is finished, the cycloconverter 3U. Stop operation of 3V, 3W, AC breaker 7U, 7V. 7W and AC breaker 8 for short circuit are started. Next, the AC circuit breakers 9U, 9V, 9W are closed, and the cycloconverter 30.3V, 3W is operated again to turn off the generator motor l.
The next winding is excited with alternating current. Then, the voltage Vl of the primary winding of the generator motor 1 and the frequency f. When the voltage and frequency match the voltage and frequency of the secondary winding of the main transformer 2, the AC breaker 5 is closed and steady operation begins. In this case, the cycloconverter is 3U, 3V. Since the 3W output configuration is Δ connected, the output line voltage E2
is given by equation (3). Ez = 1.35E, cos a/fY
(31 At this time, cycloconverter 3U, 3V,
The maximum output voltage E2N of 3W is EzNζ0.83Es when α=αm1n=30'
(41. That is, (21, (from formula 41, EZM""EZN""
It becomes H. For example, if the rated slip is 5N = 0.07, EzN
= 0, 07 Ex. The maximum output voltage Ezx at startup is E21 EtN# 0, 12 Ezo
Therefore, the required starting voltage (0,1 to 0.15) Ez. It is possible to enter the engine and start it. Next, the input capacities of the cycloconverters 3U, 3V, and 3W will be explained. If the secondary winding current of the generator motor 1 during pumped water starting is rzs, and the secondary winding current of the generator motor 1 during steady operation is tzH, then general ..
It is 5. The input current I of the cycloconverter 3U, 3V, 3W is given by the following equation. At the start of pumping = Is = ('i) completedXIzs (5
1 During steady operation, r, = C "7 teeth x 12 N/f Co'0
.. 4712N (6) Now, I
If ts/12N=0, 5, then from equation (5), when starting pumping, Is #0. 41 INN
(7) (6), (Comparing Type 71, during steady operation, the capacity increases by approximately 15% compared to when starting with pumped water. However, in the conventional system that does not perform Y-Δ switching of cycloconverters 3U, 3V, and 3W, During steady operation, the capacity becomes 82 Its (81, which is approximately 100% more than when starting pumping. Therefore, when Y-Δ switching is performed, the capacity during steady operation becomes (6
1, <81 formula, it is possible to reduce the capacity by about 75%. Note that in the above embodiment, the cycloconverter 3U. Although we have explained an example in which AC breakers 7U, 7V, 7W and 9U, 9V, 9W are provided as switches for 3V and 3W ¥-Δ connection, cycloconverters 3U and 3
At the time of Y-Δ switching of V and 3W, the operation of the cycloconverter is temporarily stopped and each of the AC breaker 7U and TV
, 7W and 9U, 9V. Since it reduces the current of 9W to zero, it may be an AC switch, and the AC breaker 8 for shorting the primary winding of the generator motor 1 may also be an AC switch. Further, in the above embodiment, the cycloconverter 3U. 3V, 3W is shown in a 3-phase bridge connection configuration with arms in which sirisks are connected in anti-parallel.
As shown in a), it may be a 12-phase cycloconverter in which a three-phase Brifuji circuit is connected in two stages in cascade, or as shown in FIG. 3(b), a circulating current suppressing reactor 3
It may be a circulating current type cycloconverter in which three-phase bridge circuits are connected in antiparallel through L. In the above embodiment, an AC breaker or an AC breaker 70 is used as the Y connection switch of the cycloconverter.
Although we have described an example in which 7V and 7W are provided, it is also possible to use a semiconductor switch made of Cyrisk, etc., as shown in Fig. 4 (In this case, the Δ connection switch 9U and 9V during steady operation.9W) If an overvoltage occurs in the secondary winding of the generator motor 1 due to a short-circuit accident in the power system while the circuit is being operated with the circuit closed, turning on the semiconductor switch 7U. switch 9
Since the secondary winding of the generator motor 1 is short-circuited via U, 9V, and 9W, overvoltage can be suppressed at high speed. Also, as shown in the figure, a semiconductor switch 7U. Connect the common connection point 3N of 7V and 7W to the neutral wire N of the generator motor 1.
An AC switch 10 may be provided in between, and in this case, the AC switch 10 is closed during steady operation, and when a three-phase unbalanced overvoltage occurs in the secondary @ line of the generator motor 1, the AC switch 10 is closed. Is the above semiconductor switch? By selecting and turning on 0.7V and 7W, it is possible to quickly suppress the voltage of the phase in which overvoltage has occurred. In addition, in the above embodiment, AC breaker 7U, 7 for Y connection
V,? We have explained the operation of short-circuiting the secondary winding of the generator motor 1 by using W as an overvoltage suppressing means during steady operation, but as shown in FIG.
U, 7V, 7W to each cycloconverter 30, 3V, 3
Connect the output terminals 3UN, 3VN, and aWN of W, and connect the semiconductor switches IIU, IIV, and IIW to the resistors 12
U, 12V, 12W series body to each cycloconverter 3
AC breaker for Y connection of 0,3V, 3W 7U, 7V,
? connected to the W side, and the semiconductor switch 11tJ, IIV
, IIW and resistor 12U, 12V. The common connection point of 12W may be connected to the neutral wire N of the generator motor 1. In this case, the AC breaker 9U is used for Δ connection during steady operation. When an overvoltage occurs in the secondary winding of the generator motor 1 while operating with 9V and 9W closed, the semiconductor switches IIU, IIV, and IIW are selected and turned on, and the resistors 12U and 12V are turned on. 12W, the secondary winding of the generator motor 1 is short-circuited, the overvoltage can be suppressed at high speed, and when the overvoltage is suppressed, the semiconductor switches 11U, IIV, IIW
can be turned off and normal operation can be continued. However, if overvoltage persists, use an AC breaker 7U, 7V, 7W for Y connection.
By closing the circuit, overvoltage can be completely suppressed. In addition, when the above-mentioned semiconductor switches IIU, IIV, IIW are provided between the connections between each cycloconverter 3U, 3V, 3W and the generator motor 1 3UP, 3VP, 3WP, the cycloconverter 3U, 3V at the time of pumped water start. The output voltage E214 of 3W is the semiconductor switch 11U. 11V and 11W, the voltage stress of the semiconductor switches IIU, IIV, and IIW becomes large, whereas as shown in the figure, the voltage stress of the semiconductor switches IIU, IIV, and IIW increases.
The semiconductor switches IIU, IIV, IIW are on the V and TW sides.
If you install AC breaker 7 for Y connection when starting pumping,
0. The semiconductor switch 11U is closed because the TV and 7W are closed. 11V and IIW are zero, and since the secondary winding voltage Ezs of the generator motor 1 during steady operation is applied, the semiconductor switch 110. There is an effect that a relatively low withstand voltage value of IIV, 11W can be applied. In addition, in the above embodiment, description of a surge absorber such as an arrester that suppresses a steep overvoltage that occurs in the secondary winding of the generator motor 1 during steady operation is omitted, but as illustrated in FIG. 5, each cycloconverter Between the output terminals of 3U, 3V, 3W or each semiconductor switch 110. IIV, II
A surge absorber 13U or 14U may be provided between both ends of W. In this case, compared to the case where the surge absorbers 13U and 14U are connected between the secondary windings of the generator motor 1, the limit voltage value of the surge absorber can be relatively lowered, and each cycloconverter 3U and 3V , 3W and each semiconductor switch 11U. It is relatively easy to coordinate overvoltage protection with 11V and IIW. Furthermore, although the above embodiment describes a variable speed drive method using a cycloconverter for a wound induction generator motor directly connected to a pump-turbine, it is of course possible to drive a load other than a pump-turbine; for example, a load is the pump and blower. A similar effect can be obtained even if the motor is driven at variable speed as a wound induction generator motor using a fan or the like.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上のように、この発明によれば、巻線形誘導発電電動
機を電動機として始動する場合には3相出力のサイクロ
コンバータをY接続して低周波始動し、定常運転時には
前記サイクロコンバータをΔ接続して運転するように構
成したので前記サイクロコンバータの入力容量を低減で
き、また進相コンデンサの容量を低減できる回路が得ら
れる効果がある。また、前記Y接続用のスイッチとして
、半4体スイッチで構成することにより、定常運転時に
前記発電電動機の2次巻線に生じる過電:圧を高速に抑
制できる効果がある。また前記Y接続用の交流しゃ断器
と前記発電電動機の2次巻線の中性線間に半導体スイッ
チを抵抗の直列体を設けて構成し、前記半導体スイッチ
を前記発電電動機の2次巻線に過電圧が発生期間のみオ
ンすることにより、この過電圧を抑制でき、過電圧が消
滅したときには定常運転を継続できるとともに前記半導
体スイッチの耐電圧値として比較的低いものが適用でき
る効果がある。
As described above, according to the present invention, when starting a wound induction generator motor as an electric motor, a cycloconverter with a three-phase output is connected in a Y manner for low frequency starting, and during steady operation, the cycloconverter is connected in a Δ manner. Since the cycloconverter is configured to operate in a constant state, the input capacitance of the cycloconverter can be reduced, and a circuit can be obtained in which the capacitance of the phase advance capacitor can be reduced. Further, by configuring the Y-connection switch as a half-quad switch, there is an effect that overvoltage generated in the secondary winding of the generator motor during steady operation can be suppressed at high speed. Further, a semiconductor switch is provided in series with a resistor between the Y-connection AC breaker and the neutral wire of the secondary winding of the generator motor, and the semiconductor switch is connected to the secondary winding of the generator motor. By turning on only when the overvoltage occurs, the overvoltage can be suppressed, and when the overvoltage disappears, steady operation can be continued, and the semiconductor switch has the advantage of being able to use a relatively low withstand voltage value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図はこの発明の一実施例による巻線形誘
導発電電動機の駆動装置を示す主回路構成図、第3図〜
第5図はこの発明の他の実施例を示す主回路構成図、第
6図は従来の巻線形誘導発電電動機の駆動装置を示す主
回路構成図、第7図は巻線形誘導発電電動機の始動特性
図、第8図は巻線形誘導発電電動機の定常運転特性図で
ある。 1は巻線形誘導発電電動機、3,3U、3V。 3Wはサイクロコンバータ、5.6は交流しゃ断器、7
U、7V、7Wは交流しゃ断器(Y接続用スイッチ)、
9U、9V、9Wは交流しゃ断器(Δ接続用スイッチ)
である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特 許 出 願 人  三菱電機株式会社(ol 3UN、3VN、3WN fb) 第4図 第5図
1 and 2 are main circuit configuration diagrams showing a drive device for a wound induction generator motor according to an embodiment of the present invention, and FIGS.
FIG. 5 is a main circuit configuration diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a main circuit configuration diagram showing a conventional drive device for a wound-type induction generator motor, and FIG. 7 is a starting-up diagram of a wound-type induction generator-motor. The characteristic diagram, FIG. 8, is a steady operation characteristic diagram of the wound induction generator motor. 1 is a wound induction generator motor, 3,3U, 3V. 3W is a cycloconverter, 5.6 is an AC breaker, 7
U, 7V, 7W are AC breaker (Y connection switch),
9U, 9V, 9W are AC breaker (Δ connection switch)
It is. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. Patent applicant Mitsubishi Electric Corporation (ol 3UN, 3VN, 3WN fb) Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 巻線形誘導発電電動機の1次側巻線を交流しゃ断器を介
して電力系統に連系し、その2次側巻線を3相出力のサ
イクロコンバータに接続して周波数及び電圧制御可能に
した巻線形誘導発電電動機の駆動装置において、前記巻
線形誘導発電電動機を電動機として始動する時には該巻
線形誘導発電電動機の1次巻線を交流しゃ断器により短
絡し、前記3相出力のサイクロコンバータの出力をY接
続するY接続用スイッチと、前記巻線形誘導発電電動機
の定常運転時には1次巻線を電力系統に接続し前記サイ
クロコンバータの出力をΔ接続するΔ接続用スイッチと
を備えたことを特徴とする巻線形誘導発電電動機の駆動
装置。
A winding in which the primary winding of a wound induction generator motor is connected to the power grid via an AC breaker, and the secondary winding is connected to a 3-phase output cycloconverter to enable frequency and voltage control. In a drive device for a linear induction generator-motor, when starting the wound-type induction generator-motor as a motor, the primary winding of the wound-type induction generator-motor is short-circuited by an AC breaker, and the output of the three-phase output cycloconverter is The present invention is characterized by comprising a Y-connection switch for Y-connection, and a Δ-connection switch for connecting the primary winding to the electric power system and connecting the output of the cycloconverter to the Δ-connection during steady operation of the wound induction generator motor. A drive device for a wound induction generator motor.
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