JPH05137400A - 同期発電機の励磁装置 - Google Patents
同期発電機の励磁装置Info
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- JPH05137400A JPH05137400A JP3293212A JP29321291A JPH05137400A JP H05137400 A JPH05137400 A JP H05137400A JP 3293212 A JP3293212 A JP 3293212A JP 29321291 A JP29321291 A JP 29321291A JP H05137400 A JPH05137400 A JP H05137400A
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- JP
- Japan
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- harmonic
- circuit
- field
- winding
- synchronous generator
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各種の電気機器において発生する高調波が直
接又は電力系統を経て発電機に流入し、発電機の内部発
熱の原因となっていることにかんがみ、上記の高調波を
発電機側で吸収することを目的とする。 【構成】 同期発電機の界磁回路３に６ｎ倍高調波の注
入回路６を接続し、電機子巻線２側に（６ｎ−１）倍、
（６ｎ＋１）倍の高調波の合成高調波を発生させ、その
合成高調波の位相を流入する合成高調波の位相と１８０
°異ならせることにより、流入した高調波を吸収する。
接又は電力系統を経て発電機に流入し、発電機の内部発
熱の原因となっていることにかんがみ、上記の高調波を
発電機側で吸収することを目的とする。 【構成】 同期発電機の界磁回路３に６ｎ倍高調波の注
入回路６を接続し、電機子巻線２側に（６ｎ−１）倍、
（６ｎ＋１）倍の高調波の合成高調波を発生させ、その
合成高調波の位相を流入する合成高調波の位相と１８０
°異ならせることにより、流入した高調波を吸収する。
Description
【０００１】
【従来の技術】同期発電機の励磁装置は直流電源を界磁
巻線に接続した励磁回路により構成される。
巻線に接続した励磁回路により構成される。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】近年、電力用半導体装
置を有する各種の電気機器が使用されているが、このよ
うな電気機器において発生した高調波が直接又は電力系
統を通って発電所や自家発電機に到達する。高調波成分
のうち３倍高調波は電力系統のΔ（デルタ）結線の部分
において打消されるため、発電機に実質的に影響を与え
るのは５倍、７倍等の（６ｎ−１）倍又は（６ｎ＋１）
倍の高調波である。
置を有する各種の電気機器が使用されているが、このよ
うな電気機器において発生した高調波が直接又は電力系
統を通って発電所や自家発電機に到達する。高調波成分
のうち３倍高調波は電力系統のΔ（デルタ）結線の部分
において打消されるため、発電機に実質的に影響を与え
るのは５倍、７倍等の（６ｎ−１）倍又は（６ｎ＋１）
倍の高調波である。
【０００３】この高調波は発電機の内部発熱をもたら
し、発電機の発電効率を著しく低下させる原因となる。
このような問題点を解消するため、電気機器から発生す
る高調波の規制や、アクティブフィルターの使用が検討
されつつある。
し、発電機の発電効率を著しく低下させる原因となる。
このような問題点を解消するため、電気機器から発生す
る高調波の規制や、アクティブフィルターの使用が検討
されつつある。
【０００４】しかし、これらの対策は電気機器の使用側
におけるものであり、発電所側から見れば消極的な対策
である。
におけるものであり、発電所側から見れば消極的な対策
である。
【０００５】そこで、この発明は発電機（同期発電機）
に高調波の吸収対策を施すことにより、発電機に流れ込
んだ高調波の影響を解消することを課題とする。
に高調波の吸収対策を施すことにより、発電機に流れ込
んだ高調波の影響を解消することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は直流電源を界磁巻線に接続してなる励
磁回路を有する同期発電機の励磁装置において、上記励
磁回路に高調波注入回路を接続し、その高調波注入回路
を経て界磁巻線に６ｎ（ｎは正の整数、以下同じ）倍高
調波を注入するようにしたものである。
めに、この発明は直流電源を界磁巻線に接続してなる励
磁回路を有する同期発電機の励磁装置において、上記励
磁回路に高調波注入回路を接続し、その高調波注入回路
を経て界磁巻線に６ｎ（ｎは正の整数、以下同じ）倍高
調波を注入するようにしたものである。
【０００７】なお、高調波の注入手段として、直流電源
に高調波発生手段を付加する場合もある。また、高調波
注入巻線を界磁巻線に添え巻きする場合もある。
に高調波発生手段を付加する場合もある。また、高調波
注入巻線を界磁巻線に添え巻きする場合もある。
【０００８】
【作用】界磁巻線に注入した６ｎ倍の高調波により、電
機子回路に（６ｎ−１）倍或いは（６ｎ＋１）倍高調波
の合成高調波が発生する。この合成高調波の位相を、発
電機に流入する（６ｎ−１）倍或いは（６ｎ＋１）倍高
調波の合成高調波の位相と１８０度異なるように６ｎ倍
高調波の位相を調整することにより、電力系統に流入し
た高調波を打消す。
機子回路に（６ｎ−１）倍或いは（６ｎ＋１）倍高調波
の合成高調波が発生する。この合成高調波の位相を、発
電機に流入する（６ｎ−１）倍或いは（６ｎ＋１）倍高
調波の合成高調波の位相と１８０度異なるように６ｎ倍
高調波の位相を調整することにより、電力系統に流入し
た高調波を打消す。
【０００９】
【実施例】〔実施例１〕図１は同期発電機の励磁装置の
一例を示すものであり、図中１は界磁巻線、２は電機子
巻線を示す。
一例を示すものであり、図中１は界磁巻線、２は電機子
巻線を示す。
【００１０】界磁巻線１には界磁回路３により界磁直流
電源４が接続される。また界磁回路３の途中には交流阻
止用のチョークコイル５が接続される。
電源４が接続される。また界磁回路３の途中には交流阻
止用のチョークコイル５が接続される。
【００１１】上記の界磁巻線１には、上記の界磁回路３
と並列に高調波注入回路６が接続される。
と並列に高調波注入回路６が接続される。
【００１２】この高調波注入回路６の一方のラインは、
直流阻止用のコンデンサ７を介して電圧調整用の単巻変
圧器８の２次側に接続される。高調波注入回路６の他方
のラインは、上記の単巻変圧器８の共通点に接続され
る。単巻変圧器８の一次側は６倍高調波発生源９に接続
される。また、その６倍高調波発生源９と並列にリップ
ル吸収用のコンデンサ１０が接続される。上記の６倍高
調波発生源９は、その発生する高調波の位相を自由に変
えることができるものである。
直流阻止用のコンデンサ７を介して電圧調整用の単巻変
圧器８の２次側に接続される。高調波注入回路６の他方
のラインは、上記の単巻変圧器８の共通点に接続され
る。単巻変圧器８の一次側は６倍高調波発生源９に接続
される。また、その６倍高調波発生源９と並列にリップ
ル吸収用のコンデンサ１０が接続される。上記の６倍高
調波発生源９は、その発生する高調波の位相を自由に変
えることができるものである。
【００１３】〔実施例２〕図２は同期発電機の励磁装置
の第２の実施例を示すものである。図中、１は界磁巻
線、２は電機子巻線を示す。
の第２の実施例を示すものである。図中、１は界磁巻
線、２は電機子巻線を示す。
【００１４】界磁巻線１には界磁回路３により界磁直流
電源４が接続される。この界磁巻線１には、上記界磁回
路３と直列に、高調波注入回路６が接続される。
電源４が接続される。この界磁巻線１には、上記界磁回
路３と直列に、高調波注入回路６が接続される。
【００１５】高調波注入回路６は、高調波発生源９と変
圧器１１から構成されている。高調波発生源９は、６倍
高調波と１２倍高調波を同時に発生するもので、またそ
の位相を自由に変えることができる。
圧器１１から構成されている。高調波発生源９は、６倍
高調波と１２倍高調波を同時に発生するもので、またそ
の位相を自由に変えることができる。
【００１６】〔実施例３〕図３は同期発電機の励磁装置
の第３の実施例を示すものである。図中、１は界磁巻
線、２は電機子巻線を示す。
の第３の実施例を示すものである。図中、１は界磁巻
線、２は電機子巻線を示す。
【００１７】界磁巻線１には界磁回路３により界磁直流
電源４が接続される。この界磁巻線１には、上記界磁回
路３と直列に、高調波注入回路６が接続される。
電源４が接続される。この界磁巻線１には、上記界磁回
路３と直列に、高調波注入回路６が接続される。
【００１８】高調波注入回路６は、コンデンサ１２、ダ
イオード１３と半導体スイッチ１４、１５から構成され
ている。半導体スイッチ１４、１５はトランジスタ、サ
イリスタ、ＧＴＯ等を利用することができる。この時、
半導体スイッチのＯＮ−ＯＦＦの切り替えにより、界磁
回路に高調波を発生させることができる。
イオード１３と半導体スイッチ１４、１５から構成され
ている。半導体スイッチ１４、１５はトランジスタ、サ
イリスタ、ＧＴＯ等を利用することができる。この時、
半導体スイッチのＯＮ−ＯＦＦの切り替えにより、界磁
回路に高調波を発生させることができる。
【００１９】半導体スイッチ１４、１５の一方がＯＮ、
他方がＯＦＦの時、界磁直流電源４から供給される電流
はダイオード１３を通って界磁巻線１に流れる。このと
き、高調波注入回路６の両端の電圧は小さいので、界磁
巻線１の自己インダクタンスのために界磁電流は、変化
しない。
他方がＯＦＦの時、界磁直流電源４から供給される電流
はダイオード１３を通って界磁巻線１に流れる。このと
き、高調波注入回路６の両端の電圧は小さいので、界磁
巻線１の自己インダクタンスのために界磁電流は、変化
しない。
【００２０】半導体スイッチ１４、１５が共にＯＦＦの
時、界磁直流電源４から供給される電流はコンデンサ１
２を充電して、界磁巻線１に流れる。コンデンサに充電
された電圧のため、界磁電流は急に減衰する。
時、界磁直流電源４から供給される電流はコンデンサ１
２を充電して、界磁巻線１に流れる。コンデンサに充電
された電圧のため、界磁電流は急に減衰する。
【００２１】半導体スイッチ１４、１５が共にＯＮの
時、界磁直流電源４から供給される電流はコンデンサ１
２を放電しながら界磁巻線１に流れる。コンデンサ１２
に蓄えられた電圧によって界磁巻線１に流れる電流は、
急に増加する。
時、界磁直流電源４から供給される電流はコンデンサ１
２を放電しながら界磁巻線１に流れる。コンデンサ１２
に蓄えられた電圧によって界磁巻線１に流れる電流は、
急に増加する。
【００２２】この３つの状態を適切な時間間隔で繰り返
すことにより、界磁巻線１に６倍高調波電流と直流電流
を同時に流すことが可能になる。
すことにより、界磁巻線１に６倍高調波電流と直流電流
を同時に流すことが可能になる。
【００２３】〔実施例４〕図４は同期発電機の励磁装置
の第４の実施例を示すものである。図中、１は界磁巻
線、２は電機子巻線を示す。
の第４の実施例を示すものである。図中、１は界磁巻
線、２は電機子巻線を示す。
【００２４】界磁巻線１には高調波発生機能を付加され
た直流電源が接続される。この高調波発生機能を付加さ
れた直流電源は、直流電源４と高調波注入回路６から構
成されている。
た直流電源が接続される。この高調波発生機能を付加さ
れた直流電源は、直流電源４と高調波注入回路６から構
成されている。
【００２５】高調波注入回路６は、ダイオード１３と半
導体スイッチ１４から構成されている。半導体スイッチ
１４のＯＮ−ＯＦＦの切り替えにより、実施例３と同様
にして界磁電流を増加もしくは減少させることができ
る。すなわち、本回路により界磁巻線１に６倍高調波電
流と直流電流を同時に流すことが可能になる。
導体スイッチ１４から構成されている。半導体スイッチ
１４のＯＮ−ＯＦＦの切り替えにより、実施例３と同様
にして界磁電流を増加もしくは減少させることができ
る。すなわち、本回路により界磁巻線１に６倍高調波電
流と直流電流を同時に流すことが可能になる。
【００２６】〔実施例５〕図５は第５の実施例である。
この場合は、界磁巻線１に高調波注入巻線１６を添え巻
きし、その高調波注入巻線１６に高調波発生源９を接続
したものである。
この場合は、界磁巻線１に高調波注入巻線１６を添え巻
きし、その高調波注入巻線１６に高調波発生源９を接続
したものである。
【００２７】〔実験例〕同期発電機として４極回転界磁
型突極機を用いた。この同期発電機の定格は、容量６
［KVA ］、電圧２２０［Ｖ］、電流１５.7［Ａ］、力率
０.9、回転数１８００［rpm ］である。実機相当の飽和
を持たせるため、界磁鉄心に峡部（イスムス）が設けら
れている。界磁装置は、図１に示した界磁回路３及び高
調波注入回路６を有する。
型突極機を用いた。この同期発電機の定格は、容量６
［KVA ］、電圧２２０［Ｖ］、電流１５.7［Ａ］、力率
０.9、回転数１８００［rpm ］である。実機相当の飽和
を持たせるため、界磁鉄心に峡部（イスムス）が設けら
れている。界磁装置は、図１に示した界磁回路３及び高
調波注入回路６を有する。
【００２８】回転子を定格速度で回転させた状態で、界
磁巻線１に直流界磁電流を流すと共に、これに６倍線の
高調波電流を注入し、電機子巻線２の電圧、電流を観測
した。図６は電機子相電圧Ｅａの観測波形であり、無負
荷、無注入の場合である。この場合、電機子巻線２には
ほとんど高調波は生じない。図７及び図８は第６高調波
を注入し、その位相をそれぞれ２１°、−１６８°に変
えた場合である。この場合は５倍、７倍高調波が合成さ
れた合成高調波が表われる。この合成波形の位相を、電
力系統を経て電機子巻線２に流入する５倍、７倍高調波
の合成高調波の位相と１８０°の位相差をもつように調
整することにより、流入した高調波を吸収し打消すこと
ができる。
磁巻線１に直流界磁電流を流すと共に、これに６倍線の
高調波電流を注入し、電機子巻線２の電圧、電流を観測
した。図６は電機子相電圧Ｅａの観測波形であり、無負
荷、無注入の場合である。この場合、電機子巻線２には
ほとんど高調波は生じない。図７及び図８は第６高調波
を注入し、その位相をそれぞれ２１°、−１６８°に変
えた場合である。この場合は５倍、７倍高調波が合成さ
れた合成高調波が表われる。この合成波形の位相を、電
力系統を経て電機子巻線２に流入する５倍、７倍高調波
の合成高調波の位相と１８０°の位相差をもつように調
整することにより、流入した高調波を吸収し打消すこと
ができる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば同期発
電機の界磁巻線に６ｎ倍高調波を注入することにより、
電力系統を経て同期発電機の電機子巻線に流入する（６
ｎ−１）倍、（６ｎ＋１）倍の高調波を吸収することが
できる。その結果、電力系統の電圧の高調波歪を低減す
ることができ、電力系統の品質を向上させることができ
る。また流入高調波を原因とする発電機の内部発熱を低
減させることができ、発電効率を向上させる効果を発揮
する。
電機の界磁巻線に６ｎ倍高調波を注入することにより、
電力系統を経て同期発電機の電機子巻線に流入する（６
ｎ−１）倍、（６ｎ＋１）倍の高調波を吸収することが
できる。その結果、電力系統の電圧の高調波歪を低減す
ることができ、電力系統の品質を向上させることができ
る。また流入高調波を原因とする発電機の内部発熱を低
減させることができ、発電効率を向上させる効果を発揮
する。
【図１】第１実施例の回路図
【図２】第２実施例の回路図
【図３】第３実施例の回路図
【図４】第４実施例の回路図
【図５】第５実施例の回路図
【図６】電機子相電圧の波形図
【図７】電機子相電圧の波形図
【図８】電機子相電圧の波形図
１ 界磁巻線 ２ 電機子巻線 ３ 界磁回路 ４ 直流電源 ５ チョークコイル ６ 高調波注入回路 ７ コンデンサ ８ 単巻変圧器 ９ 高調波発生源 １０ コンデンサ １１ 変圧器 １２ コンデンサ １３ ダイオード １４ 半導体スイッチ １５ 半導体スイッチ １６ 高調波注入巻線
Claims (3)
- 【請求項１】 直流電源を界磁巻線に接続してなる励磁
回路を有する同期発電機の励磁装置において、上記励磁
回路に高調波注入回路を接続し、その高調波注入回路を
経て界磁巻線に６ｎ（ｎは正の整数）倍高調波を注入す
ることを特徴とする同期発電機の励磁装置。 - 【請求項２】 直流電源を励磁巻線に接続してなる励磁
回路を有する同期発電機の励磁装置において、上記直流
電源に高周波発生手段を付加し、界磁巻線に６ｎ（ｎは
正の整数）倍の高調波を注入することを特徴とする同期
発電機の励磁装置。 - 【請求項３】 直流電源を界磁巻線に接続してなる励磁
回路を有する同期発電機の励磁装置において、上記界磁
巻線に高調波注入巻線を添え巻きしてその高調波注入巻
線に６ｎ（ｎは正の整数）倍高調波発生源を接続したこ
とを特徴とする同期発電機の励磁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293212A JP2527866B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 同期発電機の励磁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293212A JP2527866B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 同期発電機の励磁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05137400A true JPH05137400A (ja) | 1993-06-01 |
| JP2527866B2 JP2527866B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=17791879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3293212A Expired - Lifetime JP2527866B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 同期発電機の励磁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2527866B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5886493A (en) * | 1995-02-16 | 1999-03-23 | The Kansai Electric Power Co., Inc. | Synchronous machine excitation control device for absorbing harmonics superposed onto fundamental current |
| RU2502180C2 (ru) * | 2012-08-09 | 2013-12-20 | Закрытое акционерное общество "НТК" | Устройство для пуска и бесщеточного возбуждения бесконтактной синхронной машины |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP3293212A patent/JP2527866B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5886493A (en) * | 1995-02-16 | 1999-03-23 | The Kansai Electric Power Co., Inc. | Synchronous machine excitation control device for absorbing harmonics superposed onto fundamental current |
| RU2502180C2 (ru) * | 2012-08-09 | 2013-12-20 | Закрытое акционерное общество "НТК" | Устройство для пуска и бесщеточного возбуждения бесконтактной синхронной машины |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2527866B2 (ja) | 1996-08-28 |
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