JPH0157363B2 - - Google Patents
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- JPH0157363B2 JPH0157363B2 JP55075859A JP7585980A JPH0157363B2 JP H0157363 B2 JPH0157363 B2 JP H0157363B2 JP 55075859 A JP55075859 A JP 55075859A JP 7585980 A JP7585980 A JP 7585980A JP H0157363 B2 JPH0157363 B2 JP H0157363B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
- H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
- H02M5/443—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/45—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は誘導発電機の出力制御装置に関し、特
に速度及び機械的出力変動の激しい原動機と直結
される誘導発電機の電気的出力を安定に制御し得
るものである。
に速度及び機械的出力変動の激しい原動機と直結
される誘導発電機の電気的出力を安定に制御し得
るものである。
（従来の技術）
誘導発電機、特にかご形発電機は構造が簡単で
あり、安価で同期化が不要である等の利点があ
り、たとえば大規模でない風水力発電用等には最
適な発電機である。
あり、安価で同期化が不要である等の利点があ
り、たとえば大規模でない風水力発電用等には最
適な発電機である。
しかし、誘導発電機は周知のように進み電力が
供給されないと電圧が確立せず、またその電気的
出力PGは電圧が定まればすべりＳ（負の値）によ
つて一義的に決定される。これを第１図のグラフ
に示す。したがつて誘導発電機の出力制御は、無
効電力供給量または電圧とすべり又は有効電力の
両者を最適値に制御することにより可能となる。
供給されないと電圧が確立せず、またその電気的
出力PGは電圧が定まればすべりＳ（負の値）によ
つて一義的に決定される。これを第１図のグラフ
に示す。したがつて誘導発電機の出力制御は、無
効電力供給量または電圧とすべり又は有効電力の
両者を最適値に制御することにより可能となる。
誘導発電機ICがかりに直接商用交流系統（50
又は60Hz）に接続されていたとすれば、誘導発電
機IGの原動機PMの回転数が大幅に変動すると、
それに応じてすべり即ち出力が変動し、安定な出
力が得られず、極端な場合、誘導発電機IGの最
大出力をこえ、出力が減少してもすべりが負値で
増加（回転数上昇）する領域へ入り込み危険な過
速度へと移行してしまうこともあり得る。誘導発
電機ICを安定な出力で運転するには、誘導発電
機ICの固定子巻線に与えらる周波数は、原動機
PMの回転数が変動しても、すべりが最適な値に
近くなるように変化し得るものでなければならな
い。周波数が変化すれば、誘導発電機IGの励磁
インピーダンスもほゞ比例して変化するので、一
定の励磁電流を与えていたのでは、固定子鉄心の
磁束が飽和したり、あるいは所要量以下に減少し
たりする。常に磁束を飽和直前の値に保つと、そ
のときどきの回転数に応じた最大の電圧が得ら
れ、誘導発電IGの運転特性上最も好ましい。そ
のためには、回転数に応じて、励磁分に相当する
無効電力及び誘導発電機IGの１次、２次リアク
タンス分で消費される無効電力、ならびにダイオ
ード整流器の転流のための無効電力を誘導発電機
IGの固定子巻線に供給し続ける必要がある。
又は60Hz）に接続されていたとすれば、誘導発電
機IGの原動機PMの回転数が大幅に変動すると、
それに応じてすべり即ち出力が変動し、安定な出
力が得られず、極端な場合、誘導発電機IGの最
大出力をこえ、出力が減少してもすべりが負値で
増加（回転数上昇）する領域へ入り込み危険な過
速度へと移行してしまうこともあり得る。誘導発
電機ICを安定な出力で運転するには、誘導発電
機ICの固定子巻線に与えらる周波数は、原動機
PMの回転数が変動しても、すべりが最適な値に
近くなるように変化し得るものでなければならな
い。周波数が変化すれば、誘導発電機IGの励磁
インピーダンスもほゞ比例して変化するので、一
定の励磁電流を与えていたのでは、固定子鉄心の
磁束が飽和したり、あるいは所要量以下に減少し
たりする。常に磁束を飽和直前の値に保つと、そ
のときどきの回転数に応じた最大の電圧が得ら
れ、誘導発電IGの運転特性上最も好ましい。そ
のためには、回転数に応じて、励磁分に相当する
無効電力及び誘導発電機IGの１次、２次リアク
タンス分で消費される無効電力、ならびにダイオ
ード整流器の転流のための無効電力を誘導発電機
IGの固定子巻線に供給し続ける必要がある。
（発明が解決しようとする問題点）
従来公知の、誘導発電機と商用交流系統や同期
発電機、同期調相機との並列運転においては、進
み無効電力の供給は速応性に問題はあるものの不
可能ではないが、有効電力を得るためのすべり制
御は原動機の調速によるか、または得られる有効
電力の変動を許容する以外には手段がなかつた。
原動機の調速たとえば風車等の調速は容易でなく
機構の複雑化を伴うため、原動機に複雑な機能を
追加することなく、しかも安定した電気出力を得
ることができる制御装置が望まれている。
発電機、同期調相機との並列運転においては、進
み無効電力の供給は速応性に問題はあるものの不
可能ではないが、有効電力を得るためのすべり制
御は原動機の調速によるか、または得られる有効
電力の変動を許容する以外には手段がなかつた。
原動機の調速たとえば風車等の調速は容易でなく
機構の複雑化を伴うため、原動機に複雑な機能を
追加することなく、しかも安定した電気出力を得
ることができる制御装置が望まれている。
本発明は上記点を解決すべくなされたもので、
誘導発電機の電気的出力を安定して制御し得る制
御装置を提供することを目的とするものである。
誘導発電機の電気的出力を安定して制御し得る制
御装置を提供することを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
上記目的達成のため、第１の発明では、原動
機、この原動機により駆動される誘導発電機、こ
の発電機の出力を直流に変換する交直変換器、直
流リアクトルを有し前記交直変換器の出力が与え
られる直流電路、この直流電路からの直流を交流
に変換する他励インバータをそなえる主回路と、
この主回路における誘導発電機の出力中の有効電
力および無効電力を制御する装置と、 をそなえる誘導発電機の出力制御装置のおいて、 前記誘導発電機の発生有効無効指令値および原
動機の回転速度に応じて電圧基準および電流基準
を形成する制御回路と、誘導発電機の出力電圧を
検出する電圧検出器と、制御回路からの電圧基準
と電圧検出器の検出信号とを比較して誤差信号を
形成する電圧誤差検出器と、この電圧誤差検出器
の出力に基づいて無効電力制御信号を形成する無
効電力制御回路と、この制御回路の出力に応じて
誘導発電機の出力に無効電力を供給する無効電力
供給装置と、直流電路の電流を検出する電流検出
器と、制御回路からの電流基準と電流検出器の検
出信号とを比較して誤差信号を形成する電流誤差
検出器と、この誤差検出器の出力に応じて他励イ
ンバータの電流制御を行う他励インバータ制御回
路をそなえたことを特徴とする誘導発電機の出力
制御装置、および 第２の発明では、原動機、この原動機により駆
動される誘導発電機、この発電機の出力を直流に
変換する交直変換器、直流リアクトルを有し交直
変換器の出力が与えられる直流電路、この直流電
路からの直流を交流に変換する励磁インバータと
そなえる主回路と、この主回路における誘導発電
機の出力中の有効電力および無効電力を制御する
装置と、 をそなえる誘導発電機の出力制御装置において、 直流電路の電流を検出する電流検出器と、電力
指令値に所定定数を乗じて形成された直流電流基
準と電流検出器の出力とを比較して電圧基準を形
成する第一の誤差検出器と、誘導発電機の出力電
圧を検出する電圧検出器と、電圧誤差検出器から
の電圧基準と電圧検出器の検出信号とを比較して
誤差信号を形成する第二の誤差検出器と、この第
二の誤差信号検出器の出力に応じて無効電力制御
信号を形成する無効電力制御回路と、この制御回
路の出力に応じて誘導発電機の出力に無効電力を
供給する無効電力供給装置と、予め定められた余
裕角で他励インバータの制御を行う他励インバー
タ制御回路とをそなえたことを特徴とする誘導発
電機の出力制御装置を提供する。
機、この原動機により駆動される誘導発電機、こ
の発電機の出力を直流に変換する交直変換器、直
流リアクトルを有し前記交直変換器の出力が与え
られる直流電路、この直流電路からの直流を交流
に変換する他励インバータをそなえる主回路と、
この主回路における誘導発電機の出力中の有効電
力および無効電力を制御する装置と、 をそなえる誘導発電機の出力制御装置のおいて、 前記誘導発電機の発生有効無効指令値および原
動機の回転速度に応じて電圧基準および電流基準
を形成する制御回路と、誘導発電機の出力電圧を
検出する電圧検出器と、制御回路からの電圧基準
と電圧検出器の検出信号とを比較して誤差信号を
形成する電圧誤差検出器と、この電圧誤差検出器
の出力に基づいて無効電力制御信号を形成する無
効電力制御回路と、この制御回路の出力に応じて
誘導発電機の出力に無効電力を供給する無効電力
供給装置と、直流電路の電流を検出する電流検出
器と、制御回路からの電流基準と電流検出器の検
出信号とを比較して誤差信号を形成する電流誤差
検出器と、この誤差検出器の出力に応じて他励イ
ンバータの電流制御を行う他励インバータ制御回
路をそなえたことを特徴とする誘導発電機の出力
制御装置、および 第２の発明では、原動機、この原動機により駆
動される誘導発電機、この発電機の出力を直流に
変換する交直変換器、直流リアクトルを有し交直
変換器の出力が与えられる直流電路、この直流電
路からの直流を交流に変換する励磁インバータと
そなえる主回路と、この主回路における誘導発電
機の出力中の有効電力および無効電力を制御する
装置と、 をそなえる誘導発電機の出力制御装置において、 直流電路の電流を検出する電流検出器と、電力
指令値に所定定数を乗じて形成された直流電流基
準と電流検出器の出力とを比較して電圧基準を形
成する第一の誤差検出器と、誘導発電機の出力電
圧を検出する電圧検出器と、電圧誤差検出器から
の電圧基準と電圧検出器の検出信号とを比較して
誤差信号を形成する第二の誤差検出器と、この第
二の誤差信号検出器の出力に応じて無効電力制御
信号を形成する無効電力制御回路と、この制御回
路の出力に応じて誘導発電機の出力に無効電力を
供給する無効電力供給装置と、予め定められた余
裕角で他励インバータの制御を行う他励インバー
タ制御回路とをそなえたことを特徴とする誘導発
電機の出力制御装置を提供する。
（作用）
第１の発明では、制御回路は誘導発電機の発生
有効電力指令値と原動機の回転速度とが与えられ
て無効電力供給装置を制御するための電圧基準、
および他励インバータを制御するための電流基準
を形成する。電圧基準は電圧誤差検出器において
電圧検出器からの誘導発電機の出力電圧と比較さ
れて誤差信号が取出される。この誤差信号が無効
電力制御回路に与えられて無効電力制御信号が形
成され、この無効電力制御信号は無効電力供給装
置に与えられる。これにより無効電力供給装置か
ら誘導発電機の出力に必要な無効電力が供給され
る。また制御回路で形成された電流基準は誤差増
幅器に与えられて電流検出器からの直流電路の電
流検出値と比較され、誤差信号が取出される。こ
の誤差信号は他励インバータ制御回路に与えらて
他励インバータの電流制御が行われる。
有効電力指令値と原動機の回転速度とが与えられ
て無効電力供給装置を制御するための電圧基準、
および他励インバータを制御するための電流基準
を形成する。電圧基準は電圧誤差検出器において
電圧検出器からの誘導発電機の出力電圧と比較さ
れて誤差信号が取出される。この誤差信号が無効
電力制御回路に与えられて無効電力制御信号が形
成され、この無効電力制御信号は無効電力供給装
置に与えられる。これにより無効電力供給装置か
ら誘導発電機の出力に必要な無効電力が供給され
る。また制御回路で形成された電流基準は誤差増
幅器に与えられて電流検出器からの直流電路の電
流検出値と比較され、誤差信号が取出される。こ
の誤差信号は他励インバータ制御回路に与えらて
他励インバータの電流制御が行われる。
第２の発明では、直流電流基準が第一の誤差検
出器に与えられて電流検出器からの直流電路電流
と比較され、電圧基準が形成されて第二の誤差検
出器に与えられる。第二の誤差検出器では電圧基
準と電圧検出器からの誘導発電機の出力電圧とを
比較して誤差信号を取出して無効電力制御回路に
与える。無効電力制御回路は制御信号を無効電力
供給装置に与えて誘導発電機の出力に必要な無効
電力を供給する。この場合、他励インバータは定
余裕角制御される。これは原動機が定速運転する
からである。
出器に与えられて電流検出器からの直流電路電流
と比較され、電圧基準が形成されて第二の誤差検
出器に与えられる。第二の誤差検出器では電圧基
準と電圧検出器からの誘導発電機の出力電圧とを
比較して誤差信号を取出して無効電力制御回路に
与える。無効電力制御回路は制御信号を無効電力
供給装置に与えて誘導発電機の出力に必要な無効
電力を供給する。この場合、他励インバータは定
余裕角制御される。これは原動機が定速運転する
からである。
すなわち他励インバータが定余裕角運転を行え
ば、そのインバータの発生逆起電力はほぼ一定と
なり、一方原動機が定速運転すれば誘導発電機の
発生電圧の変化は著しく小さくなるため、その出
力に接続された交直変換器の直流電圧はほぼ一定
となる。したがつて誘導発電機への無効電力供給
の僅かな変化によつて直流回路の電流を一定に制
御することが可能になる。
ば、そのインバータの発生逆起電力はほぼ一定と
なり、一方原動機が定速運転すれば誘導発電機の
発生電圧の変化は著しく小さくなるため、その出
力に接続された交直変換器の直流電圧はほぼ一定
となる。したがつて誘導発電機への無効電力供給
の僅かな変化によつて直流回路の電流を一定に制
御することが可能になる。
本願の第１の発明は原動機に調速機構のない場
合に、また第２の発明は原動機に調速機構のある
場合に適した構成を有していて、何れも誘導発電
機の出力を速応性よく制御することができ、安定
した出力を供給させることができる。さらに第２
の発明では原動機の回転数を検出してこれを制御
に用いる必要はなく、原動機側の機械的構成が簡
略化される効果がある。
合に、また第２の発明は原動機に調速機構のある
場合に適した構成を有していて、何れも誘導発電
機の出力を速応性よく制御することができ、安定
した出力を供給させることができる。さらに第２
の発明では原動機の回転数を検出してこれを制御
に用いる必要はなく、原動機側の機械的構成が簡
略化される効果がある。
（実施例）
本発明においては、誘導発電機の運転の自由度
を増すためにその主回路に直流回路を適用した構
成を採用する。
を増すためにその主回路に直流回路を適用した構
成を採用する。
第２図に、独立した無効電力供給装置により誘
導発電機の励磁のための進み無効電力を供給して
端子電圧を確立させ直流回路を通して負荷及び商
用電源に電力を供給する誘導発電機の出力制御装
置構成例を示す。同図において、１は交直変換
器、２は他励インバータ、１８は位相制御整流
器、１９は直流リアクトルである。この回路方式
では負荷及び商用交流が直流回路を介して接続さ
れているため、誘導発電機IGからこれを見た場
合にはその出力有効電力を直流に変換してバツテ
リ負荷に供給することと等価となる。このため他
励インバータ交流側の負荷の無効電力変動は誘導
発電機IGの動作特性には影響及ぼさず、また無
効電力供給装置は誘導発電機IGの励磁及び発電
機出力を直流に変換する整流器の転流重り角によ
る無効電力のみを供給できれば良い。このことは
誘導発電機IGからの有効電力の取り出しのとき
の無効電力変動が極めて少いことを意味し、制御
系の構成上きわめて有利である。
導発電機の励磁のための進み無効電力を供給して
端子電圧を確立させ直流回路を通して負荷及び商
用電源に電力を供給する誘導発電機の出力制御装
置構成例を示す。同図において、１は交直変換
器、２は他励インバータ、１８は位相制御整流
器、１９は直流リアクトルである。この回路方式
では負荷及び商用交流が直流回路を介して接続さ
れているため、誘導発電機IGからこれを見た場
合にはその出力有効電力を直流に変換してバツテ
リ負荷に供給することと等価となる。このため他
励インバータ交流側の負荷の無効電力変動は誘導
発電機IGの動作特性には影響及ぼさず、また無
効電力供給装置は誘導発電機IGの励磁及び発電
機出力を直流に変換する整流器の転流重り角によ
る無効電力のみを供給できれば良い。このことは
誘導発電機IGからの有効電力の取り出しのとき
の無効電力変動が極めて少いことを意味し、制御
系の構成上きわめて有利である。
第３図に本発明による制御装置の一実施例を示
す。この実施例において誘導発電機IGの出力は
交直変換器１により一度直流となり、直流リアク
トル３を介して他励インバータ２に供給され、再
び商用交流に変換され、負荷４及び商用交流電流
ACへ供給される。
す。この実施例において誘導発電機IGの出力は
交直変換器１により一度直流となり、直流リアク
トル３を介して他励インバータ２に供給され、再
び商用交流に変換され、負荷４及び商用交流電流
ACへ供給される。
以上のような構成において、まず本発明では制
御回路１０を設ける。制御回路１０には原動機
PMの回転数検出器８からの角速度検出ωMと誘導
発電機の発生有効電力指令値９（Pac *）が入力さ
れ、これに応じて最適な端子電圧が定められて電
圧基準１１（Vac *）が出力される。また誘導発
電機IGの発生有効電力指令値９は直流リンク回
路の電流基準１６（Idc *）に変換される。すなわ
ち、制御回路１０においては下式(1)および(2)の演
算が行われる。
御回路１０を設ける。制御回路１０には原動機
PMの回転数検出器８からの角速度検出ωMと誘導
発電機の発生有効電力指令値９（Pac *）が入力さ
れ、これに応じて最適な端子電圧が定められて電
圧基準１１（Vac *）が出力される。また誘導発
電機IGの発生有効電力指令値９は直流リンク回
路の電流基準１６（Idc *）に変換される。すなわ
ち、制御回路１０においては下式(1)および(2)の演
算が行われる。
（ωM／2π）・ｋ／fo・Vo＝Vac * ……(1)
Pac *／1.35Vac *＝Idc * ……(2)
ここで、交直変換器１及び他励インバータ２は
３相ブリツジ接続であると仮定している。
３相ブリツジ接続であると仮定している。
(1)式は回転角速度wMに対応する最適電圧を、
誘導発電機の定格電圧（Vo）と定格周波数（fo）
とから算定するもので、交流機制御に於て公知
（例えば、今井著「パワーエレクトロニクス」（電
気書院昭52−５−20発行）P238参照）Ｖ／ｆ一
定（電圧・周波数比一定）の原理を用いている。
すなわち、wM／2πは検出された周波数であり、
故にすべり分の補正（ｋ）を乗じて、すべり０に
対応する周波数（同期周波数）に変換しており、
その値と定格周波数の比が、定格電圧と検出され
た周波数に於ける最適電圧Ｙの比に等しいという
原理に基いている。ただしVo，Vac *は誘導発電
機出力の線間電圧としている。
誘導発電機の定格電圧（Vo）と定格周波数（fo）
とから算定するもので、交流機制御に於て公知
（例えば、今井著「パワーエレクトロニクス」（電
気書院昭52−５−20発行）P238参照）Ｖ／ｆ一
定（電圧・周波数比一定）の原理を用いている。
すなわち、wM／2πは検出された周波数であり、
故にすべり分の補正（ｋ）を乗じて、すべり０に
対応する周波数（同期周波数）に変換しており、
その値と定格周波数の比が、定格電圧と検出され
た周波数に於ける最適電圧Ｙの比に等しいという
原理に基いている。ただしVo，Vac *は誘導発電
機出力の線間電圧としている。
次に交直変換器１の電圧降下と電力損失とを無
視した場合、その交流入力Racと直流出力とは等
しくなり、また交直変換器１は位相制御を行なわ
ないので、 Pac＝Pdc＝Ed・Id＝1.35VacIdとなる。
視した場合、その交流入力Racと直流出力とは等
しくなり、また交直変換器１は位相制御を行なわ
ないので、 Pac＝Pdc＝Ed・Id＝1.35VacIdとなる。
ここにEdは直流回路電圧、Idは直流回路電流、
Vacは交流入力線間電圧である。
Vacは交流入力線間電圧である。
この関係に、Pacは誘導発電機有効電力指令値
Pac *を、またVacは(1)式から算出されたVac *を
あてはめることによつて(2)式が得られる。
あてはめることによつて(2)式が得られる。
この関係は３相ブリツジ整流器ででは公知であ
る。（例えば「水銀整流器」３版、電気学会、昭
29−２−25発行、P170、（5.123）式参照。） なおこの制御回路１０には原動機PMの回転数
により定まる最大電気出力を算出し、変換電力を
この値に制限する機能をもたせても良い。制御回
路１０の電圧基準Vac *(11)は誤差増幅器１３に入
力される。誤差増幅器１３の他方の入力側には、
誘導発電機IGの出力側に接続された電圧検出器
１２からの検出値が入力されており、ここでその
誤差分が増幅される。誤差増幅器１３の出力は無
効電力供給装置である位相制御整流器１８へ導か
れる。位相制御整流器１８は、強制転流機能をも
ち、位相制御回路１４ｂで制御される。第３図に
は図示していないが、誘導発電機出力電圧と同期
して位相制御を行うための同期装置が位相制御回
路１４ｂには含まれている。このような位相制御
回路は、変換器制御にとつては基本的なもので、
公知の種々の方法が使用される（今井著「パワー
エレクトロニクス」前出、P149〜166参照）。位
相制御整流器の直流側は直流リアクトル１９のみ
が接続され、抵抗分は極めて小さいので、直流電
圧はほゞ０である。従つて、位相制御整流器１８
には有効電力はほとんど流入せず、その直流電流
に比較した進み無効電力が交流側に得られること
は、整流器動作から周知のことである。従つて、
無効電力量の制御は、位相制御整流器の直流電流
の制御によつて行うことができ、その直流電流指
令は、誘導発電機の電圧制御のための誤差増幅器
１３の出力を定数変換して用いれば良い。いわゆ
る電流マイナーループをもつ電圧制御系が構成さ
れている。無効電力供給を増加すれば誘導誘導発
電機IGの端子電圧は上昇し、逆に減少させれば
端子電圧は降下するので、これにより誘導発電機
IGの端子電圧制御を行うことが出来、その出力
電圧を電圧基準１１と一致させることが可能とな
る。
る。（例えば「水銀整流器」３版、電気学会、昭
29−２−25発行、P170、（5.123）式参照。） なおこの制御回路１０には原動機PMの回転数
により定まる最大電気出力を算出し、変換電力を
この値に制限する機能をもたせても良い。制御回
路１０の電圧基準Vac *(11)は誤差増幅器１３に入
力される。誤差増幅器１３の他方の入力側には、
誘導発電機IGの出力側に接続された電圧検出器
１２からの検出値が入力されており、ここでその
誤差分が増幅される。誤差増幅器１３の出力は無
効電力供給装置である位相制御整流器１８へ導か
れる。位相制御整流器１８は、強制転流機能をも
ち、位相制御回路１４ｂで制御される。第３図に
は図示していないが、誘導発電機出力電圧と同期
して位相制御を行うための同期装置が位相制御回
路１４ｂには含まれている。このような位相制御
回路は、変換器制御にとつては基本的なもので、
公知の種々の方法が使用される（今井著「パワー
エレクトロニクス」前出、P149〜166参照）。位
相制御整流器の直流側は直流リアクトル１９のみ
が接続され、抵抗分は極めて小さいので、直流電
圧はほゞ０である。従つて、位相制御整流器１８
には有効電力はほとんど流入せず、その直流電流
に比較した進み無効電力が交流側に得られること
は、整流器動作から周知のことである。従つて、
無効電力量の制御は、位相制御整流器の直流電流
の制御によつて行うことができ、その直流電流指
令は、誘導発電機の電圧制御のための誤差増幅器
１３の出力を定数変換して用いれば良い。いわゆ
る電流マイナーループをもつ電圧制御系が構成さ
れている。無効電力供給を増加すれば誘導誘導発
電機IGの端子電圧は上昇し、逆に減少させれば
端子電圧は降下するので、これにより誘導発電機
IGの端子電圧制御を行うことが出来、その出力
電圧を電圧基準１１と一致させることが可能とな
る。
一方電流基準Idc *（16）は、直流回路に設けら
れた電流検出器５と誤差増幅器６と他励インバー
タ位相制御回路７及び他励インバータ２で構成さ
れる他励インバータ定電流制御系の基準とする。
これにより直流回路電流は電流基準１６と一致す
るように制御される。
れた電流検出器５と誤差増幅器６と他励インバー
タ位相制御回路７及び他励インバータ２で構成さ
れる他励インバータ定電流制御系の基準とする。
これにより直流回路電流は電流基準１６と一致す
るように制御される。
以上説明したようにこの制御装置では、誘導発
電機端子電圧は無効電力制御により、また商用交
流に変換される誘導発電機有効電力は他励インバ
ータの定電流制御によつて、夫々独立に制御され
るため、安定な運転が可能となる。なお、このよ
うな制御装置においては、発電機の所要無効電力
と有効電力とを制御するため、誘導発電機のすべ
りは自動的に定まり、これを独立に制御すること
は出来ない。したがつてすべり周波数制御は不要
となるが、誘導発電機の出力周波数が変化し最適
なすべりが得られる周波数の運転が自動的に行わ
れることは明らかである。しかしながら有効電力
は直流に変換されるので問題は生じない。
電機端子電圧は無効電力制御により、また商用交
流に変換される誘導発電機有効電力は他励インバ
ータの定電流制御によつて、夫々独立に制御され
るため、安定な運転が可能となる。なお、このよ
うな制御装置においては、発電機の所要無効電力
と有効電力とを制御するため、誘導発電機のすべ
りは自動的に定まり、これを独立に制御すること
は出来ない。したがつてすべり周波数制御は不要
となるが、誘導発電機の出力周波数が変化し最適
なすべりが得られる周波数の運転が自動的に行わ
れることは明らかである。しかしながら有効電力
は直流に変換されるので問題は生じない。
次に本発明の他の実施例を第４図に示す。原動
機PMがタービンや水車のように調速能力を持
ち、速度変動が小ない場合には第３図に示す制御
回路１０は省略することができ、誘導発電機IG
の発生有効電力指令に適当な定数を乗じて直流電
流基準にすれば良い。第４図の実施例はこの場合
の制御装置である。この例では、他励インバータ
は直流送電で公知の定余裕角制御装置２１により
制御される。また直流の電流は誘導発電機ICの
出力電圧調整によつて制御することを基本として
いる。他励インバータの余裕角は商用交流電源の
無効電力を最小に抑えるために運転可能な最小値
に保つ制御を行うことが適当である。その場合、
他励インバータの逆起電力はほぼ一定値となり、
直流電流制御が、誘導発電機IGから取り出す有
効電力制御に等価となる。この例では、この直流
電流基準２０は、実際の直流電流検出器５の出力
と誤差増幅器２２により突き合せ増幅されたの
ち、電圧基準に変換され、誤差増幅器２３を経て
無効電力供給装置制御回路１４ａと無効電力供給
装置１５のループにより、規定の直流電流となる
よう、誘導発電機IGの出力端子電圧をフイード
バツク制御する。
機PMがタービンや水車のように調速能力を持
ち、速度変動が小ない場合には第３図に示す制御
回路１０は省略することができ、誘導発電機IG
の発生有効電力指令に適当な定数を乗じて直流電
流基準にすれば良い。第４図の実施例はこの場合
の制御装置である。この例では、他励インバータ
は直流送電で公知の定余裕角制御装置２１により
制御される。また直流の電流は誘導発電機ICの
出力電圧調整によつて制御することを基本として
いる。他励インバータの余裕角は商用交流電源の
無効電力を最小に抑えるために運転可能な最小値
に保つ制御を行うことが適当である。その場合、
他励インバータの逆起電力はほぼ一定値となり、
直流電流制御が、誘導発電機IGから取り出す有
効電力制御に等価となる。この例では、この直流
電流基準２０は、実際の直流電流検出器５の出力
と誤差増幅器２２により突き合せ増幅されたの
ち、電圧基準に変換され、誤差増幅器２３を経て
無効電力供給装置制御回路１４ａと無効電力供給
装置１５のループにより、規定の直流電流となる
よう、誘導発電機IGの出力端子電圧をフイード
バツク制御する。
以上のように、この制御装置では誘導発電機
IGの端子電圧を制御して出力電力を調整するが、
誘導発電機IGの回転数がほぼ一定であれば、商
用交流電源での異常のない限り、該発電機出力端
子電圧の変化は少く、過励磁等の原因で不安定に
なることはない。また他励インバータの定余裕角
制御は商用交流電源からの無効電力を小さく抑え
ることが出来、発電機システムの容量が大きくな
つた場合に有利である。
IGの端子電圧を制御して出力電力を調整するが、
誘導発電機IGの回転数がほぼ一定であれば、商
用交流電源での異常のない限り、該発電機出力端
子電圧の変化は少く、過励磁等の原因で不安定に
なることはない。また他励インバータの定余裕角
制御は商用交流電源からの無効電力を小さく抑え
ることが出来、発電機システムの容量が大きくな
つた場合に有利である。
以上第３図および第４図に示す例はあくまで本
発明の実施例であり、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではなく他の様々な態様が可能で
ある。またこれらの制御は、すべての検出量及び
制御量をデイジタル化し、所要の基準量及びフイ
ードバツク制御量をコンピユータにより算出して
制御する全デジタル制御により構成すること等も
可能である。
発明の実施例であり、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではなく他の様々な態様が可能で
ある。またこれらの制御は、すべての検出量及び
制御量をデイジタル化し、所要の基準量及びフイ
ードバツク制御量をコンピユータにより算出して
制御する全デジタル制御により構成すること等も
可能である。
第１図は誘導発電機のある出力電圧に対するす
べりＳと出力PGとの関係を示すグラフ、第２図
は本発明の制御の対象とする主回路の回路図、第
３図は無効電力供給装置として位相制御整流器を
使用した場合の本発明の一実施例を示すブロツク
図、第４図は本発明の他の実施例を示すブロツク
図である。 １……交直変換器、２……他励インバータ、３
……直流リアクトル、４……負荷、５……電流検
出器、６……誤差増幅器、７……他励インバータ
制御回路、８……回転検出器、９……電力指令
値、１０……制御回路、１１……電圧基準、１２
……電圧検出器、１３……誤差増幅器、１４ａ…
…無効電力供給装置制御回路、１４ｂ……位相制
御回路、１５……無効電力供給装置、１６……電
流基準、１７……電流誤差増幅器、１８……位相
制御整流器、１９……直流リアクトル、２０……
電流基準、２１……定余裕角制御装置、２２，２
３……誤差増幅器。
べりＳと出力PGとの関係を示すグラフ、第２図
は本発明の制御の対象とする主回路の回路図、第
３図は無効電力供給装置として位相制御整流器を
使用した場合の本発明の一実施例を示すブロツク
図、第４図は本発明の他の実施例を示すブロツク
図である。 １……交直変換器、２……他励インバータ、３
……直流リアクトル、４……負荷、５……電流検
出器、６……誤差増幅器、７……他励インバータ
制御回路、８……回転検出器、９……電力指令
値、１０……制御回路、１１……電圧基準、１２
……電圧検出器、１３……誤差増幅器、１４ａ…
…無効電力供給装置制御回路、１４ｂ……位相制
御回路、１５……無効電力供給装置、１６……電
流基準、１７……電流誤差増幅器、１８……位相
制御整流器、１９……直流リアクトル、２０……
電流基準、２１……定余裕角制御装置、２２，２
３……誤差増幅器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原動機、この原動機により駆動される誘導発
電機、この発電機の出力を直流に変換する交直変
換器、直流リアクトルを有し前記交直変換器の出
力が与えられる直流電路、この直流電路からの直
流を交流に変換する他励インバータをそなえる主
回路と、 この主回路における前記誘導発電機の出力中の
有効電力および無効電力を制御する装置と、 をそなえる誘導発電機の出力制御装置において、 前記誘導発電機の発生有効電力指令値および前
記原動機の回転速度に応じて電圧基準および電流
基準を形成する制御回路と、 前記誘導発電機の出力電圧を検出する電圧検出
器と、 前記制御回路からの電圧基準と前記電圧検出器
の検出信号とを比較して誤差信号を形成する電圧
誤差検出器と、 この電圧誤差検出器の出力に基づいて無効電力
制御信号を形成する無効電力制御回路と、 この制御回路の出力に応じて前記誘導発電機の
出力に無効電力を供給する無効電力供給装置と、 前記直流電路の電流を検出する電流検出器と、 前記制御回路からの電流基準と前記電流検出器
の検出信号とを比較して誤差信号を形成する電流
誤差検出器と、 この誤差検出器の出力に応じて前記他励インバ
ータの電流制御を行う他励インバータ制御回路
と、 をそなえたことを特徴とする誘導発電機の出力制
御装置。 ２ 原動機、この原動機により駆動される誘導発
電機、この発電機の出力を直流に変換する交直変
換器、直流リアクトルを有し前記交直変換器の出
力が与えられる直流電路、この直流電路からの直
流を交流に変換する他励インバータをそなえる主
回路と、 この主回路における前記誘導発電機の出力中の
有効電力および無効電力を制御する装置と、 をそなえる誘導発電機の出力制御において、 前記直流電路の電流を検出する電流検出器と、 前記誘導発電機の発生有効電力指令値に所定定
数を乗じて形成された直流電流基準と前記電流検
出器の出力とを比較して電圧基準を形成する第一
の誤差検出器と、 前記誘導発電機の出力電圧を検出する電圧検出
器と、 前記電圧誤差検出器からの電圧基準と前記電圧
検出器の検出信号とを比較して誤差信号を形成す
る第二の誤差検出器と、 この第二の誤差信号検出器の出力に応じて無効
電力制御信号を形成する無効電力制御回路と、 この制御回路の出力に応じて前記誘導発電機の
出力に無効電力を供給する無効電力供給装置と、 予め定められた余裕角で前記他励インバータの
制御を行う他励インバータ制御回路とをそなえた
ことを特徴とする誘導発電機の出力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7585980A JPS573117A (en) | 1980-06-05 | 1980-06-05 | Output control system for induction generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7585980A JPS573117A (en) | 1980-06-05 | 1980-06-05 | Output control system for induction generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS573117A JPS573117A (en) | 1982-01-08 |
| JPH0157363B2 true JPH0157363B2 (ja) | 1989-12-05 |
Family
ID=13588379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7585980A Granted JPS573117A (en) | 1980-06-05 | 1980-06-05 | Output control system for induction generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS573117A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0653000B2 (ja) * | 1984-09-14 | 1994-07-06 | いすゞ自動車株式会社 | リラクタンス発電機制御装置 |
| JPH0611200B2 (ja) * | 1984-09-14 | 1994-02-09 | いすゞ自動車株式会社 | リラクタンス発電機の交・直電源供給装置 |
| JPH01100268U (ja) * | 1988-12-08 | 1989-07-05 | ||
| JP2578200B2 (ja) * | 1989-04-19 | 1997-02-05 | 富士電機株式会社 | 発電装置の電圧制御装置 |
| GB2493711B (en) | 2011-08-12 | 2018-04-25 | Openhydro Ip Ltd | Method and system for controlling hydroelectric turbines |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5285330A (en) * | 1976-01-02 | 1977-07-15 | Borg Warner | Three phase quasiirectangular vscf induction generator system |
-
1980
- 1980-06-05 JP JP7585980A patent/JPS573117A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5285330A (en) * | 1976-01-02 | 1977-07-15 | Borg Warner | Three phase quasiirectangular vscf induction generator system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS573117A (en) | 1982-01-08 |
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