JPH027899A - 発電機制御装置 - 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、水車のガイドベーンを制御する電気油圧式
制御器を有する発電制御装置に関し、特に電気回路の故
障によすｉｇ電気油圧式制御器制御不能になった場合で
も安全側に作動するようになさねた発電機制御装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来のこの種のＲ％油圧式制御器を使用した制御装置に
ついて、第３図によりその構成の一例を説明する。従来
の例として、水車用電気式調速機の一例で説明する。図
において、１は水車、２はこの水車への流入水量を制御
するガイドベーンの開閉用ロッド、３は水車１にｍ結さ
れ、駆動される発！！！機、４はこの発電機の回転数、
即ち出力周波数に応じた出力を発生する指速発電機、５
はこの指速発電機の出力を入力とし、予め設定されてい
る発電機３の周波数基準値との偏差信号を出力する周波
数偏差検出器、６は周波数設定器、７はこの周波数設定
器６を駆動する電動機で、通常は、その出力が零電位に
なるように位置させている。

８は周波数設定信号、９は指速発電機４出力の低電圧を
検出する低電圧リレー、１０は所内交流回路、】１は指
速発電機４が電圧を発生せず低電圧リレー９が低電圧を
検出した場合にメークする接点、１２は接点１１の逆の
動作をする接点、】３は変圧器、１４は調整抵抗器、１
５はディザ信号Ｃ振動信号）、１６は復原用ポテンショ
メータ、１７は速度垂下率設定ポテンショメータ、１８
は入力信号を増巾し、極性を反転させた出力信号を発生
する演算増巾器、１９はディザ信号１５を入力するコイ
ル６５Ｂ及び演算増幅器１８の出力２７を入力するコイ
ル６５Ｃを設けた電気油圧式制御器、２０は負荷制限用
モータ、２１は負荷制限装置、２２は調整レバー、２３
は主配圧弁、２４は主サーボモータ、２５はレターンロ
ッド、２８は上記周波数偏差検出器５、周波数設定器６
、ポテンショメータ１６　、１７、演算増幅器１８へｗ
ｔ源を供給するＩＩＥ源回路である。

又、電気油圧式制御器１９は、第４図に示すように構成
されており、図において、】９３は永久磁石１９２の出
場内におかれた可動コイルで、第３図のコイル６５Ｂ、
６５Ｃに相当する。この可動コイル１９３及びパイロッ
トリング１９４は葉状バネ１９１を介して図示のように
永久土石１９２に取付けである。

１９５は差動ピストンで、その上部には噴油孔１９６を
有する軸があり、軸端はパイロットリング１９４内に挿
入されて、パイロットリング１９４のと上移動により噴
油孔（５）の開口面積を変化させるようになっている。

一方、作動ピストン１９５の下部には。

圧油導入孔１９７をもった軸１９８があり、その軸端は
、ピストンシリンダの外部で第３図の調整レバー２２に
連結されている。圧油導入孔】９７から入った圧油は軸
の中を貫く溝を流れ、噴油孔１９６に至るが、差動ピス
トン１９５の上面人に加えられる圧力は、パイロットリ
ング１９４とによって形成される噴油口１９６の開口面
積により変化する。今、差動ピストンの下面Ｂの面積を
Ｓ、Ｂ部に加えられる油圧を２１人の面積をαＳとする
と、人に加えられる油圧Ｐ、が、 １−一 α となるような開口面積で差動ピストン】９５が平衡する
。この平衡状態からパイロットリング１９４が上方へ動
き、開口面積が増加して排油量が増加すると、Ａ部に加
わる圧力Ｐ１が小さくなるので差動ピストン１９５は上
方へ動く。逆にパイロットリング１９４が下方へ動くと
、圧力Ｐ１が大きくなるので、差動ピストン１９５は下
方へ動き、何れの場合も、開口面積が変化前と同じにな
って停止する。換言すれば、差動ピストン１９５は、可
動コイル】９３の移動量だけ動くもので、電気油圧式制
御器１９は可動コイル１９３に与えられる微少な力を大
きな力に油圧増巾し、調整レバー２２を操作するもので
ある。

次に、第４図の電気油圧式制御器１９を用いた第３図の
発電機制御装置の動作について説明する。

発電機３軸に直結された指速発電機４により発電機３の
出力周波数と同じ周波数を持つ交流電圧を得る。この電
圧を周波数偏差検出器５に与え、周波数基準との偏差に
従った直流電圧にする。この電圧と周波数設定器６の電
圧とが加算され、周波数設定信号８となるが、通常は周
波数設定器６の出力は零Ｃ周波数基準値に設定のとき）
であり、偏差信号が周波数設定信号８となる。この周波
数設定信号８はポテンショメータ１６．１７で得られる
復原電圧２６と加えられ、演算増巾器１８で増幅され、
電気油圧式制御器１９の可動コイル６５Ｃに供給される
。可動コイル６５Ｃ（第４図の１９３に相当）は永久磁
石】９２の作る母界内磨こおかれており、葉状バネ】９
】で支持されているので、可動コイル６５Ｃ（１９３１
に流れる電流が零のときは、しばらくはその支持された
位置に静止しているが、電流が流れるとその電流の向き
にしたがって上、下に動く。

この可動コイル６５Ｃ（１９３）のすぐ下に油圧ハイロ
ットリング１９４が設けられており、可動コイル６５Ｃ
（１９３１の上下動により、油圧パイロットリング１９
４が噴油口１９６の開口面積を変化させる。従って、差
動ピストン１９５は可動コイル６５Ｃ［９３１の動きに
正確に追従し、軸１９ｇを上下に操作する。

］、たがって、この電気油圧式制御器１９によって演算
増巾器ｌＢの出力電流が操作力を有する機械的動きに変
換される。この電気油圧式制御器】９で主配圧弁２３を
操作し、主サーボモータ２４が制御され、水車１に流入
する水量が開閉用ロッド２により調整されることになる
。また、主サーボモータ２４には復原用ポテンショメー
タ１６が連動するようになっており、これらから復原の
信号を取り出して演算増巾器】８に加えてやることによ
り発電機３出力の安定性を得ている。更ζこ電気油圧式
制御器】９が油の粘性やゴミにより吸Ｍ（スティック）
現象を生じないようにするために所内交流回路１ｏか指
速発電機４のいずれかの交流出力を接点１１．１２によ
り選択的に導入し、ディザ信号１５としてコイル６５Ｂ
　（１９３）に与えている。

基準周波数ｆｏのとき演算増巾器１８の入力電圧は零で
あり、したがって出力電圧２７も零となり、電気油圧式
制御器１９の可動コイル６５Ｃ（１９３）　ｆこ電流は
流れず、可動コイル６５Ｃ（１９３）は中性位置を保つ
。水車速度が基準速度より低い場合は周波数検出器５の
出力周波数設定信号８が負の値ｔζなるので、演算増巾
器１８の出力電圧は正となｈ、可動コイル６５Ｃｔ１９
３）は下がり、主サーボモータ２４及び開閉用ロッド２
を図示の左方向の開側に動かせ、ガイドベーンを開く。

逆に、水車速度が高くなると、周波数検出器５の出力、
周波数設定信号８は正になり、可動コイルｓｓｃ　（１
９３）は上昇し、サーホモータ２４は上述の説明とは逆
ｌこ閉側ｌｃ動く。

〔発明が解決しようとする問題点〕

こね等の従来方式では、電源回路２８の故障、あるいは
ｍ源喪失時には、ガバナは制御機能を失い、雷気油圧式
制御器１９０葉状バネ力のみによる不安定な状態となる
。通常は、それ等の異状を検出しテユニットリップを行
うのであるが、コイルの断線等全ての故障を検出できな
かったり、電源喪失ではユニットトリップすらできない
といった問題ｐがあった。本発明は、上記従来のごとき
問題点を解決しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係わる発電機制御装誼は、ディザ回路にダイ
オードと、このダイオードＩζ並列接続さね、電源回路
の故障時間路する接点を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、電源回路の故障時、接点が開路す
ることにより、ディザ信号がダイオードで半波整流され
、ガイドベーンが閉方向に操作さｊるディザ信号Ｉこな
る。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の構成について、第３図の従来方式と異
る点を第１図により、また、第２図によりその動作を説
明する。

第１図において、第３図と同一符号は、同一品または相
当部分を示す。第１図は、第３図のディザ回路のみを詳
細に示している。第１図ｉこおいて、２０１はダイオー
ド、２０２はこのダイオードに並列接続された接点で、
常時は閉じており、電源回路２８の［源喪失時等の故障
時間路する。第１図のディザ回路は、電気油圧式制御器
］９のコイル６５Ｂに振動を与えて吸着Ｃスティック）
を防止するのみに使用さねだが、本発明によるダイオー
ド２０１と接点２０２の並列回路をディザ回路に追加す
ることにより、振動を与えると共に電源回路２Ｂの故障
時、ガイドベーンを安全側の閉方向に操作する。

即ち、常時は、電源回路２８の電源がある為、接点２０
２はメークしており、ダイオード２０１はバイパスされ
ている。従って、第３図と同様にディザ回路で振動を与
えるのみの回路である。電源回路２Ｂの電源が喪失し、
接点２０２がオフすると、ダイオード２０１が回路に挿
入され、第２図の下側半波の平均値ＩＯのレベルの閉信
号と半波の振動が電気油圧式制御器】９のコイル６５Ｂ
　（１９：Ｎ　ｌこ与えられ、振動を与丸なから閉側に
確実に制御することができる。

なお、上記実施例では、コイル６５Ｂ　ｌζディザ信号
を与えて振動させるものとしたが、可動コイル６５Ｃに
ディザ信号を重畳させるようにしても、同様の効果があ
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば電気回路の故障Ｅ
こよ）ｌ［気油圧式制御器が制御不能になった場合でも
確実にカイトベーンを開方向に操作でき、安全側に作動
するようにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディザ回路の一実施例のブロック
図、第２図は本発明の詳細な説明する波形図、第３図は
従来の水車ガバナのブロック図、第４図は電気油圧制御
器の構成を示す構成図である。 図ｔこおいて、１は水車、３は発電機、４は指速発電機
、５は周波数偏差検出器、１８は演算増幅器、１９は電
気油圧式制御器、２４は主サーボモータ、１９１は葉状
バネ、１９２は永久磁石、］９３は可動コイル、１９４
はパイロットリング、１９５は差動ピストンである。 なお、各図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示
すものとする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 指速発電機４と、周波数偏差検出器５と、復原用ポテン
   ショメータ１６と、電気油圧式制御器１９と、ディザ回
   路と、サーボモータ２４と、直流電源２８とを有し、 指速発電機４は、発電機３に直結され、発電機３の周波
   数に応じた出力を発生するものであり、周波数偏差検出
   器５は、上記発電機３の周波数基準が設定されており、
   上記指速発電機４の出力と上記周波数基準との偏差信号
   を発生するものであり、 復原用ポテンショメータ１６は、復原信号が設定されて
   おり、 電気油圧制御器１９は、永久磁石１９２と、この永久磁
   石の磁場内におかれ、上記周波数偏差検出器５の偏差信
   号及び上記復原用ポテンショメータ１６の復原信号の加
   算信号により操作される可動コイル１９３と、この可動
   コイル１９３に取付けられたパイロットリング１９４と
   、このパイロットリング１９４及び上記可動コイル１９
   ３を支持する葉状バネ１９１と、上記パイロットリング
   １９４の動きに追従して動き、油圧増巾した操作力を発
   生する作動ピストン１９５とを有しており、 ディザ回路は、ダイオード及びこのダイオードに並列接
   続された接点が挿入されており、ディザ信号を発生して
   上記葉状バネに振動を付与するものであり、 サーボモータ２４は、上記作動ピストン１９５の操作力
   により動作されて、上記復原用ポテンショメータ１６の
   出力及び上記発電機３を駆動する水車１のガイドベーン
   を位置を調整するものであり、直流電源は、上記周波数
   偏差検出器、ポテンショメータに制御電源を供給するも
   のであり、上記ディザ回路のディザ信号は、常時は上記
   接点を介した交流のディザ信号で上記葉状バネとバラン
   スしており、上記直流電源の故障時、上記接点を開き、
   上記ダイオードにより半波整流したディザ信号により、
   上記ガイドベーンを閉方向に操作することを特徴とする
   発電機制御装置。