JPH0463637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は同期発電機用自動電圧調整装置に関
する。

周知のようにこの種自動電圧調整装置は同期発
電機（以下単に発電機という。）の発生電圧に対
応する電圧と基準電圧を比較し、両電圧の差に応
じて発電機の界磁電流を増減し、前記発生電圧を
一定に維持するように構成されている。しかしこ
のような構成によると、たとえば発電機を駆動す
る原動機の回転速度が低下した場合、なお発生電
圧を一定に維持しようとすると、発電機の界磁電
流が増大し、場合によつては界磁巻線が焼損して
しまうことがある。

また発電機を誘導電動機の駆動電源として使用
する場合、前述のように原動機の回転速度が低下
しても発電機の発生電圧を一定に維持しようとす
るので、誘導電動機には電圧一定で周波数が下が
つた電源が印加されることになり、誘導電動機は
磁気飽和により過電流となり焼損する恐れがあ
る。

同じように発電機の電圧を１次電圧とする変圧
器においても１次電圧一定のままで、その周波数
のみが低下すれば、変圧器は磁気飽和により過電
流となり焼損する恐れがある。

この発明は発電機の界磁巻線の焼損・或いはこ
の発電機を電源とする機器の焼損等を防止するこ
とを目的とする。

この発明は発生電圧の周波数が設定値より低い
範囲内では、その周波数に比例する電圧を基準電
圧とし、又周波数が設定値以上のときは一定電圧
を基準電圧とし、この基準電圧を発生電圧と比較
して発生電圧を制御するようにしたことを特徴と
する。このようにすれば、周波数が設定値より低
い範囲内では、その周波数に対応する低い基準電
圧が発生電圧と比較され、したがつて発生電圧は
高くならず、換言すれば、発生電圧は低周波・低
電圧となり、界磁巻線或いは他の電気機器の焼損
は防止できるようになる。周波数が設定値以上と
なれば、通常の自動電圧調整装置どおり、発生電
圧を一定に保つようになる。

なおこのときの基準電圧となる一定電圧と発電
機の周波数をこれに比例した直流電圧に変換する
ときの比例定数を変更することによつて前記設定
値を任意に変更することができる。

この発明の実施例を図によつて説明する。１は
発電機、２ａはその電機子、２ｂは界磁巻線であ
る。電機子２ａに発生した発生電圧は適当な電圧
に変成（降圧）され、整流装置３により直流に変
換される。変換された直流電圧Vgは比較点４に
与えられ、ここで基準電圧Vf（これについてはの
ちに詳述する。）と比較される。そしてその差の
電圧Vdが比較点４より出力される。５は積分増
巾器で前記電圧Vdが入力され、これからの出力
電流を界磁巻線２ｂに流して発電機の発生電圧を
制御する。

この構成において、発電機１の発生電圧が所定
値より増大したことによつて電圧Vgが基準電圧
Vfより大きくなつたとする。このとき電圧Vdが
負になるとすれば、積分増巾器５の出力電流は
徐々に減少するようになる。そのため界磁巻線２
ｂに流れる電流が減少するので、発電機１の発生
電圧は低下する。この低下にともなつて電圧Vg
が低下し、基準電圧Vfと一致するに至ると、電
圧Vdは零となり、このときの積分増巾器５の出
力電流はそのまま維持される。これによつて発生
電圧は、基準電圧Vfにしたがう所定値に調整さ
れたことになるのである。発生電圧が所定値より
低下したときは、前記とは逆の動作を呈し、電圧
Vdが正になり、積分増巾器５の出力電流は徐々
に増大する。これにより発生電圧は上昇し、所定
値に落着く。これらの動作は通常のこの種自動電
圧調整装置と特に相違するところはない。

この発明は前記した基準電圧Vfを発電機１の
発生電圧の周波数に応じて変更することを意図し
ており、そのために発電機１の発生電圧を入力と
する周波数−電圧変換器（以下単にFV変換器と
いう。）６を用意し、発生電圧の周波数に比例す
る直流電圧Ｖを出力する。FV変換器の入力周波
数と出力電圧Ｖの関係を示したのが第２図の特性
線Ａである。この直流電圧Ｖは比較器７のひとつ
の入力とされる。比較器７の他のひとつの入力電
圧は直流定電圧電源８から与えられる。この直流
定電圧電源８は定電圧が印加される可変抵抗器９
により構成され、可動子１０から得られる定電圧
Ｅが比較器７に与えられる。この定電圧Ｅの、周
波数に対する電圧の関係を示したのが第２図の特
性線Ｂである。なおこの電圧は可動子１０の位置
によつて任意に変更可能である。比較器７は両入
力電圧Ｖ、Ｅを比較し、そのうちのいずれか一方
の低い電圧を出力する。この出力電圧が前記した
基準電圧Vfとして用いられるのである。

第２図における両特性線Ａ，Ｂの交点をＰと
し、交点Ｐに対応する周波数をＦとする。今発電
機１の発生電圧の周波数が周波数Ｆより高いとす
る。このときはFV変換器６の電圧Ｖは、定電圧
Ｅより高いので、比較器７からは定電圧Ｅが出力
される。これが比較点４に基準電圧Vfとして与
えられる。したがつてこの場合は前述したように
電圧Vgと比較されることによつて、発電機１の
発生電圧は定電圧Ｅにしたがう電圧を目標電圧と
して、すなわち周波数Ｆ以上の周波数範囲ではそ
の高低の如何にかかわらず自動的に一定値に調整
されることになる。

つぎに発電機１の発生電圧の周波数が周波数Ｆ
より低下したとする。このときはＦ−Ｖ変換器６
の出力電圧Ｖは定電圧Ｅより低くなるので、今度
は電圧Ｖが比較器７より出力される。すなわち電
圧Ｖが基準電圧Vfとして比較点４に入力される
ことになる。したがつて発電機１の発生電圧は電
圧Ｖにしたがう電圧を目標電圧として自動調整さ
れる。この目標電圧は、さきの周波数がＦ以上の
ときの目標電圧より低いことは明らかである。か
くして周波数が低下したときは、発生電圧も低下
することになるのである。

なお発電機周波数と発電機出力電圧の関係は任
意に変更することができる。すなわち、FV変換
器６の変換比例定数を変更し特性線A′のように
したり、また可変抵抗器９の設定を変更してその
出力電圧をE′にすることもできる。このように
FV変換器６の変換比例定数と抵抗器９の設定を
変えることによつて発電機周波数と比較器７の出
力電圧Vfの関係を任意に変えることができる。
そのため発電機、負荷の特性に合わせて周波数と
電圧の関係が容易に変更できるようになる。また
Vfと発電機出力電圧は比例するので、発電機周
波数とその出力電圧の関係は任意に変更すること
ができる。

更に発電機出力に相当する電圧と基準電圧との
偏差を積分増巾器５の入力とし、その出力によつ
て界磁電流を制御するようにしているので、発電
機電圧は電圧Vfに正確に比例するようになり、
発電機負荷の変化などによつて発電機電圧が変動
することはない。

図の実施例では積分増巾器５の出力によつて界
磁巻線２ｂを励磁するようにしているが、これに
代えて交流励磁機、直流励磁機を用いる励磁方式
においてもこの発明は適用される。

以上詳述したようにこの発明によれば、発電機
の発生電圧の周波数が低下した場合でも、その界
磁巻線の焼損ひいては前記発生電圧を電源電圧と
する他の電気機器の過電流を防止することができ
るし、また発電機負荷の変化などによつて発電機
電圧が変動することもなく、更に発電機、負荷の
特性に合わせて周波数と電圧の関係が容易に変更
できるようになるといつた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２
図は動作説明用の特性曲線図である。 １……発電機、４……比較点、５……積分増巾
器、６……FV変換器、７……比較器、８……直
流定電圧電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同期発電機の発生電圧に対応する電圧と基準
   電圧との偏差を入力とする積分増巾器を有し、前
   記偏差が零となるように前記積分増巾器の出力に
   よつて前記同期発電機の界磁電流を制御して、前
   記発生電圧を制御する同期発電機用自動電圧調整
   装置において、 前記発生電圧の周波数をその周波数に比例する
   直流電圧に変換する、変換比例定数が可変の周波
   数一電圧変換器と、出力電圧が可変の直流定電圧
   電源と、前記周波数一電圧変換器の出力電圧と、
   前記直流定電圧電源の出力電圧とを比較し、その
   うちの低い方の電圧を優先して出力する比較器と
   を具備し、前記比較器の出力を前記基準電圧とし
   てなる 同期発電機用自動電圧調整装置。