JPH04344198A - 同期発電装置 - Google Patents

同期発電装置

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JPH04344198A
JPH04344198A JP3114604A JP11460491A JPH04344198A JP H04344198 A JPH04344198 A JP H04344198A JP 3114604 A JP3114604 A JP 3114604A JP 11460491 A JP11460491 A JP 11460491A JP H04344198 A JPH04344198 A JP H04344198A
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JP
Japan
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synchronous generator
synchronous
rotational speed
generator
speed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3114604A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Takebe
哲夫 竹辺
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 Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、同期発電機を他系統と
並列運転させる場合に適用される同期発電装置に関する
【0002】
【従来の技術】従来、同期発電機を他系統と並列運転さ
せる場合には同期発電機が発電する電力の周波数、電圧
、位相が並列運転しようとする他系統の周波数、電圧、
位相と一致していなければならない。これらの3要素が
一致しないまま同期発電機を他系統に並列に投入しても
、擾乱が発生して並列運転に入れない。このため、これ
らの3要素が一致するように同期発電機の原動機の回転
速度を微妙に制御し、同期検定器により3要素が一致し
た同期状態にあることを検出してから他系統に並列に投
入する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように同期発電
機を他系統と並列運転させる場合には、同期発電機の原
動機の回転速度を制御して同期発電機が発電する電力の
周波数および位相を並列運転しようとする他系統の周波
数および位相に一致させることが必要であるが、同期発
電機の原動機として風車が使用されている風力発電装置
の場合にはその回転速度を微妙に制御することができず
、このために風力発電装置を他系統と並列運転させるこ
とができない。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係る同期発電装
置は上記課題の解決を目的にしており、同期電動機とし
ても運転可能な同期発電機と、該同期発電機を入出力の
伝達が一方向のクラッチを介して駆動する原動機とを備
えた構成を特徴とする。
【0005】
【作用】即ち、本発明に係る同期発電装置においては、
同期電動機としても運転可能な同期発電機が入出力の伝
達が一方向のクラッチを介して原動機により駆動される
ようになっており、並列運転を行う場合には先ず同期発
電機を並列運転しようとする他系統に投入して予め同期
発電機を同期電動機として運転する。これにより、同期
発電機の回転速度は同期速度まで上昇して原動機の回転
速度よりも高速となるが、クラッチの機能により同期発
電機の回転力は原動機に伝達されず、同期発電機は同期
電動機として無負荷状態で運転され並列運転しようとす
る他系統に同期引き込みされる。即ち、同期発電機の周
波数、電圧、位相が並列運転しようとする他系統の周波
数、電圧、位相と一致し、同期発電機は並列運転しよう
とする他系統と同期がとれた運転状態となる。原動機が
徐々に昇速して原動機の回転速度が同期発電機の回転速
度を越えようとすると、クラッチの機能によりこの回転
力が同期発電機に伝達され、同期発電機は電動機の状態
から発電機の状態に移行し発電を開始する。従って、原
動機が回転速度を微妙に制御することができなくても同
期発電機は他系統と電圧および力率を同一に保持して同
期発電を行うことができる。
【0006】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る風力発電装置
の構造説明図である。図において、本実施例に係る風力
発電装置は他系統と並列運転される場合に使用されるも
ので、図に示すように同期発電機7( 4P、60HZ
 ) が風車のプロペラ2と一方向クラッチ5を介して
連結されている。3はプロペラ2の回転速度の増速機で
ある。 この同期発電機7は誘導電動機としても運転が可能なよ
うに制動巻線付きのものになっいる。また、同期発電機
7の励磁装置は同期電動機としての運転に必要な界磁電
流と、同期発電機としての運転に必要な界磁電流とが供
給されるように、この2種の界磁電流を切り替える電力
継電器19が設けられている。一方向クラッチ5は同期
発電機7が制動巻線により誘導電動機として運転される
ときに同期発電機7側から風車のプロペラ2を駆動して
制動巻線が過負荷とならないように入出力の伝達を一方
向のみに規制するもので、一方向クラッチ5に代えて外
部信号により嵌脱可能なクラッチを用いてもよい。符号
8は増速機3によりプロペラ2の回転力を増速した後の
回転速度を検出する回転速度センサーである。
【0007】風力のエネルギーは風車のプロペラ2で回
転力に変換され、増速機3により増速される。増速され
さた回転力は一方向クラッチ5の入力軸に伝達され、一
方向クラッチ5の出力軸6に伝達されて同期発電機7を
駆動する。なお、外部信号により嵌脱可能なクラッチを
用いる場合は、予め外部信号によりクラッチを噛み合わ
せた状態にしておいて風車のプロペラ2を始動させる。 同期発電機7の回転速度は回転速度センサー8により検
出され、回転速度信号として出力される。この回転速度
信号の値が定格同期速度よりも若干低い1710rpm
に達するとモニタースイッチ10が作動して主接触器1
1をONにし、同期発電機7を並列運転しようとする他
系統12に投入して他系統12により誘導電動機として
運転させる。他系統12に投入された後の同期発電機7
は誘導電動機として運転されるために回転速度が約18
00rpmに上昇する。誘導電動機としての同期発電機
7の回転トルクは一方向クラッチ5の出力軸に伝達され
るが、その回転速度が一方向クラッチ5の入力軸よりも
高速であるために同期発電機7のトルクは一方向クラッ
チ5の入力軸には伝達されない。従って、同期発電機7
は誘導電動機として無負荷運転状態になる。このように
、同期発電機7が定格速度に近い回転速度で他系統12
に投入されることにより始動電流が低く押えられるとと
もに、投入された後は無負荷運転状態となることにより
制動巻線の過負荷が防止される。なお、外部信号により
嵌脱可能なクラッチを用いる場合は、同期発電機7が誘
導電動機として投入される直前に外部信号によりクラッ
チを開放し、増速機3と同期発電機7とを切り離す。
【0008】同期発電機7が誘導電動機として他系統1
2に投入された後、0.5秒経過するとタイマー13が
作動して電動機用界磁接触器14をONにし、同期発電
機7に同期電動機用の界磁電流を供給する。これにより
、同期発電機7は誘導電動機としての運転状態から同期
電動機としての運転状態に移行し、並列運転しようとす
る他系統12に同期引き込みされる。この同期引き込み
により同期発電機7は周波数、電圧、位相が並列運転し
ようとする他系統12の周波数、電圧、位相と一致する
。 これにより、同期発電機7は並列運転しようとする他系
統12と同期がとれた運転状態となる。
【0009】同期発電機7が誘導電動機としての運転状
態から同期電動機としての運転状態に移行完了するまで
はプロペラピッチ角制御装置16がプロペラピッチ角制
御機構17を駆動して風車のプロペラ2の角度を制御し
、一方向クラッチ5の入力軸の回転速度が出力軸の回転
速度よりも高速とならないようにするが、同期発電機7
が同期電動機としての運転状態に移行完了した後はプロ
ペラ2の角度を制御して徐々に昇速させる。この昇速に
より一方向クラッチ5の入力軸の回転速度が一方向クラ
ッチ5の出力軸の回転速度、即ち同期発電機7の回転速
度を越えようとすると、一方向クラッチ5が噛み合って
入力軸の回転力を出力軸に伝達する。なお、外部信号に
より嵌脱可能なクラッチを用いる場合は、増速機3の回
転速度が同期発電機7の同期速度に達した時点で外部信
号によりクラッチを噛み合わせて回転力を同期発電機7
に伝達する。これにより、同期発電機7は同期電動機の
状態から同期発電機の状態に移行して同期電動機用の界
磁により発電を開始する。同期発電機7により発電され
た電力は電力トランスデューサー18で信号に変換され
、電力継電器19に入力される。発電される電力が20
KWに達すると電力継電器19が作動して発電機用界磁
接触器20をONにし、ONにして0.5秒経過後に電
動機用界磁接触器14をOFFにする。発電機用界磁接
触器20をONにすることにより静止励磁装置21から
同期発電機7へ発電機用の界磁電流22が供給され、こ
れにより同期発電機7が発電する電力の電圧および力率
が一定に保持されて通常の同期発電機としての運転を開
始する。このようにして回転速度を微妙に制御ない風力
発電装置でも他系統との並列運転が可能になるとともに
、同期検定器が不用になる。
【0010】
【発明の効果】本発明に係る同期発電装置は前記のよう
に構成されており、原動機が回転速度を微妙に制御する
ことができなくても同期発電機は他系統と電圧および力
率を同一に保持して同期発電を行うことができるので、
他系統との並列運転が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例に係る風力発電装置の
系統図である。
【符号の説明】
2  風車のプロペラ 3  増速機 5  一方向クラッチ 7  同期発電機 8  回転速度センサー 10  モニタースイッチ 11  主接触器 12  他系統 13  タイマー 14  電動機用界磁接触器 16  プロペラピッチ角制御装置 17  プロペラピッチ角制御機構 18  電力トランスデューサー 19  電力継電器 20  発電機用界磁接触器 21  静止励磁装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  同期電動機としても運転可能な同期発
    電機と、該同期発電機を入出力の伝達が一方向のクラッ
    チを介して駆動する原動機とを備えたことを特徴とする
    同期発電装置。
JP3114604A 1991-05-20 1991-05-20 同期発電装置 Withdrawn JPH04344198A (ja)

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ID=14642016

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JP3114604A Withdrawn JPH04344198A (ja) 1991-05-20 1991-05-20 同期発電装置

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