JPH057958B2 - - Google Patents
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- JPH057958B2 JPH057958B2 JP59223032A JP22303284A JPH057958B2 JP H057958 B2 JPH057958 B2 JP H057958B2 JP 59223032 A JP59223032 A JP 59223032A JP 22303284 A JP22303284 A JP 22303284A JP H057958 B2 JPH057958 B2 JP H057958B2
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 40
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 17
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、回転速度が変動する原動機によつて
駆動されるにもかかわらず、一定の周波数で発電
する定周波発電機に関する。
駆動されるにもかかわらず、一定の周波数で発電
する定周波発電機に関する。
たとえば船舶用の発電装置において、専用のデ
イーゼル機関を設けないで、駆動用の主機関より
動力をとり発電機を駆動すると、効率、燃料の価
格差などで低価格の電力が得られることが知られ
ている。しかしこの発電システムでは、主機関の
回転速度は常時変動しているので、そのままでは
同様に発電機の出力電力の周波数も変動すると云
う問題がある。
イーゼル機関を設けないで、駆動用の主機関より
動力をとり発電機を駆動すると、効率、燃料の価
格差などで低価格の電力が得られることが知られ
ている。しかしこの発電システムでは、主機関の
回転速度は常時変動しているので、そのままでは
同様に発電機の出力電力の周波数も変動すると云
う問題がある。
これを避けるために、第２図の如く発電機を同
期発電機でなく、巻線形誘導発電機IMとし、２
次側巻線２０にスリツプリング２１を通じて低周
波３相交流を流して交流励磁し、１次巻線２２か
ら所望の周波数を交流電力を照ることが提案され
ていた。この第２図の発電機システムで、一般に
回転機の周波数ｆ〔Hz〕、と回転速度Ｎ〔rpm〕の
間には極数をＰとすれば ｆ＝PN／120 (1) である。
期発電機でなく、巻線形誘導発電機IMとし、２
次側巻線２０にスリツプリング２１を通じて低周
波３相交流を流して交流励磁し、１次巻線２２か
ら所望の周波数を交流電力を照ることが提案され
ていた。この第２図の発電機システムで、一般に
回転機の周波数ｆ〔Hz〕、と回転速度Ｎ〔rpm〕の
間には極数をＰとすれば ｆ＝PN／120 (1) である。
従つて、以後の説明を簡単にするため、回転速
度Ｎを(1)式によつて周波数に換算してfrで表現す
ることにする。いま誘導機の１次周波数f1と２次
周波数f2の間には f1＝f2＋fr (2) の関係がある。
度Ｎを(1)式によつて周波数に換算してfrで表現す
ることにする。いま誘導機の１次周波数f1と２次
周波数f2の間には f1＝f2＋fr (2) の関係がある。
従つて、もし、回転子が50Hz相当の速度で回転
している時には、fr＝50〔Hz〕であるから、２次
周波数f2を10〔Hz〕にして励磁してやると、１次
側にその和の60Hzが誘起されることになる。この
原理を応用して、もし、回転数frが変動すれば、
それに応じてf2を制御してやれば回転速度の変動
にまかかわらず、常に一定の周波数の電圧を発生
する発電機を構成することができる。
している時には、fr＝50〔Hz〕であるから、２次
周波数f2を10〔Hz〕にして励磁してやると、１次
側にその和の60Hzが誘起されることになる。この
原理を応用して、もし、回転数frが変動すれば、
それに応じてf2を制御してやれば回転速度の変動
にまかかわらず、常に一定の周波数の電圧を発生
する発電機を構成することができる。
この時の２次側より供給する電力P2は、１次
電力をP1とする時概略 P2＝f2／f1P1＝f1−fr／f1P1 (3) である。従つて、回転子の速度frが例えばf1より
20％下がれば、２次側より20％の電力を注入しな
ければならない。
電力をP1とする時概略 P2＝f2／f1P1＝f1−fr／f1P1 (3) である。従つて、回転子の速度frが例えばf1より
20％下がれば、２次側より20％の電力を注入しな
ければならない。
しかしながら、この方式には以下の重大な欠点
があつた。
があつた。
(1) 20％の電力で２次励磁するためのスリツプリ
ングを設ける必要があり、しかも連続使用のた
め、メンテナンスが大変であつた。
ングを設ける必要があり、しかも連続使用のた
め、メンテナンスが大変であつた。
(2) ２次励磁用電源として、可変周波の自励イン
バータ、またはサイクロコンバータ等を用いる
必要があり、その制御は複雑で、かつ実現した
装置は極めて高価であつた。
バータ、またはサイクロコンバータ等を用いる
必要があり、その制御は複雑で、かつ実現した
装置は極めて高価であつた。
(3) 最初電源の無い所で電圧を発生させるため
に、大容量の直流初期励磁用電源を必要とし
た。
に、大容量の直流初期励磁用電源を必要とし
た。
(4) 20％の２次励磁を行なうため、結局１次側は
その分を見込んだ120％の容量の発電をしなけ
ればならないため、発電機の体格が大きいもの
を使用せざるを得なかつた。
その分を見込んだ120％の容量の発電をしなけ
ればならないため、発電機の体格が大きいもの
を使用せざるを得なかつた。
本発明の目的は、ブラシレス化にして制御系の
簡単化を図り、かつ初期の電圧確立も僅かな電力
で行なわれる定周波発電機を提供するものであ
る。
簡単化を図り、かつ初期の電圧確立も僅かな電力
で行なわれる定周波発電機を提供するものであ
る。
本発明による定周波発電機は、回転変動し可変
周波数fr相当で回転する原動機と、この原動機で
駆動される交流励磁機を備えた巻線形誘導発電機
と、前記交流励磁機の交流出力巻線の出力電力を
整流して交流電力に変換し前記巻線形誘導発電機
の２次巻線に供給するコンバータとインバータ
と、別個に設けられ周波数ｆの信号を発する３相
発振器と、前記３相発振器の信号を受け回転磁界
を形成する信号用１次巻線と前記原動機で駆動さ
れ前記回転磁界中で回転する３相の信号用２次巻
線とを備えた信号用発電機とからなり、前記信号
用発電機の信号用２次巻線に誘起するｆ／frの周
波数信号に同期して前記インバータ素子を制御し
て前記巻線形誘導発電機から出力される電力周波
数を前記３相発振器から出力される信号に応じた
ものに制御することを特徴とする。
周波数fr相当で回転する原動機と、この原動機で
駆動される交流励磁機を備えた巻線形誘導発電機
と、前記交流励磁機の交流出力巻線の出力電力を
整流して交流電力に変換し前記巻線形誘導発電機
の２次巻線に供給するコンバータとインバータ
と、別個に設けられ周波数ｆの信号を発する３相
発振器と、前記３相発振器の信号を受け回転磁界
を形成する信号用１次巻線と前記原動機で駆動さ
れ前記回転磁界中で回転する３相の信号用２次巻
線とを備えた信号用発電機とからなり、前記信号
用発電機の信号用２次巻線に誘起するｆ／frの周
波数信号に同期して前記インバータ素子を制御し
て前記巻線形誘導発電機から出力される電力周波
数を前記３相発振器から出力される信号に応じた
ものに制御することを特徴とする。
以下本発明を第１図に示す実施例について説明
する同図において、本発明による定周波発電機
は、大別して原動機１と、この原動機１で駆動さ
れる巻線形誘導発電機IGと、この発電機IGに励
磁電流を供給する交流励磁機ACGと、この励磁
機ACGの出力を整流するコンバータとこれを交
流に変換して巻線形誘導発電機IGに励磁電力と
して供給するインバータと３相発振器により信号
をうけて前記インバータの制御装置１２に信号を
渡す信号用発電機TGとから構成されている。
する同図において、本発明による定周波発電機
は、大別して原動機１と、この原動機１で駆動さ
れる巻線形誘導発電機IGと、この発電機IGに励
磁電流を供給する交流励磁機ACGと、この励磁
機ACGの出力を整流するコンバータとこれを交
流に変換して巻線形誘導発電機IGに励磁電力と
して供給するインバータと３相発振器により信号
をうけて前記インバータの制御装置１２に信号を
渡す信号用発電機TGとから構成されている。
そして本発明におちえは、巻線形誘導発電機
IGの１次巻線３と、交流励磁機ACEの直流界磁
巻線６および信号用発電機TGの３相発振器と信
号用１次巻線１０を固定子側に設け、その巻線形
誘導発電機IGの２次巻線４、交流励磁機ACEの
交流出力巻線、コンバータとインバータおよび信
号用発電機TGの信号用２次巻線を回転子２側に
設けたことを特徴とし、この回転子２は前記原動
機１に直結されて駆動される。
IGの１次巻線３と、交流励磁機ACEの直流界磁
巻線６および信号用発電機TGの３相発振器と信
号用１次巻線１０を固定子側に設け、その巻線形
誘導発電機IGの２次巻線４、交流励磁機ACEの
交流出力巻線、コンバータとインバータおよび信
号用発電機TGの信号用２次巻線を回転子２側に
設けたことを特徴とし、この回転子２は前記原動
機１に直結されて駆動される。
次にこのように構成されて本発明の定周波発電
機の作動を説明する。
機の作動を説明する。
いま原動機１により回転子２は駆動され、回転
子数frで回転している。巻線形誘導発電機IGの２
次巻線４は、回転子上に装着されたインバータ５
により交流励磁されている。一方、直流界磁巻線
６により励磁された磁界の中で交流励磁機ACE
の交流出力巻線７が回転し、その発生電力をコン
バータ８で直流に変換して前記インバータ５に供
給している。
子数frで回転している。巻線形誘導発電機IGの２
次巻線４は、回転子上に装着されたインバータ５
により交流励磁されている。一方、直流界磁巻線
６により励磁された磁界の中で交流励磁機ACE
の交流出力巻線７が回転し、その発生電力をコン
バータ８で直流に変換して前記インバータ５に供
給している。
更に３相の発振器９より、周波数がｆなる３相
交流を発生させ、信号用発電機TGの信号用１次
巻線１０に与え、この１次巻線１０により回転磁
界を発生させる。この回転磁界は、信号用のみに
使用するので発振器９および信号用１次巻線１０
ともにごく小容量で良い。信号用２次巻線１１は
回転磁界中でfrで回転するから、そこには、ｆ−
frの周波数の３相電圧が発生する。
交流を発生させ、信号用発電機TGの信号用１次
巻線１０に与え、この１次巻線１０により回転磁
界を発生させる。この回転磁界は、信号用のみに
使用するので発振器９および信号用１次巻線１０
ともにごく小容量で良い。信号用２次巻線１１は
回転磁界中でfrで回転するから、そこには、ｆ−
frの周波数の３相電圧が発生する。
いま、このｆ−frの周波数の電圧を信号に使
い、これに同期して適当な位相でインバータ５の
素子を順次導通させていけば、発電機IGの２次
巻線４にはｆ−frの周波数を有する３相交流が印
加されることになる。この時、１次巻線３に誘起
する電圧は(1)式により f1＝f2＋fr＝ｆ−fr＋fr＝ｆ (4) となり、f1とｆは一致する。
い、これに同期して適当な位相でインバータ５の
素子を順次導通させていけば、発電機IGの２次
巻線４にはｆ−frの周波数を有する３相交流が印
加されることになる。この時、１次巻線３に誘起
する電圧は(1)式により f1＝f2＋fr＝ｆ−fr＋fr＝ｆ (4) となり、f1とｆは一致する。
つまり、回転速度frの如何にかかわらず、１次
巻線３に誘起する電圧の周波数f1は、３相発振器
９の周波数ｆに完全に一致する。
巻線３に誘起する電圧の周波数f1は、３相発振器
９の周波数ｆに完全に一致する。
ここで、１次巻線に誘起する電圧V1の大きさ
について言及する。回転機械の発生電圧は、回転
速度×磁束量である。磁束量はインバータ５の出
力電圧V2に比例するから、結局 V1＝KfrV2 (5) Ｋは比例定数 となる。
について言及する。回転機械の発生電圧は、回転
速度×磁束量である。磁束量はインバータ５の出
力電圧V2に比例するから、結局 V1＝KfrV2 (5) Ｋは比例定数 となる。
したがつて電圧V1を一定に保つためには
V2∝１／fr (6)
になるようにインバータ５の出力電圧V2を制御
すれば良いから、これには二つの方法がある。
すれば良いから、これには二つの方法がある。
(1) 交流励磁機７の直流界磁巻線６の電流を制御
する。
する。
(2) 別途信号を回転子側に伝達し、インバータ５
の導通角度を制御する。
の導通角度を制御する。
しかし、いずれにしても、電圧V1を一定に保
つ事は、従来の技術で極めて容易に行なわれてい
るもので、これは本発明の要素ではない。
つ事は、従来の技術で極めて容易に行なわれてい
るもので、これは本発明の要素ではない。
このように本発明によれば、原動機で駆動され
る巻線形誘導発電機を使用し、この発電機、交流
励磁機、コンバータ、インバータおよび信号発電
機を巧みに組合せた構成にしたことにより、 (1) スリツプリングが不要で完全なブラシレスと
なる。
る巻線形誘導発電機を使用し、この発電機、交流
励磁機、コンバータ、インバータおよび信号発電
機を巧みに組合せた構成にしたことにより、 (1) スリツプリングが不要で完全なブラシレスと
なる。
(2) 回転子上のインバータは比較的単純なもので
良く、制御も簡単である。
良く、制御も簡単である。
(3) 最初の電圧確立は、直流界磁巻線６に与える
電流と、発振器９の所要電力を供給するのみで
良く、僅かの電力で良い。
電流と、発振器９の所要電力を供給するのみで
良く、僅かの電力で良い。
(4) 二次電力は軸から交流励磁機により供給され
るから、一次側の容量にその分を見込んでおく
必要はない。
るから、一次側の容量にその分を見込んでおく
必要はない。
(5) 直流電力で供給される固定子巻線によつて静
止磁界を作つているため、回転子巻線に発生す
る起電力が大きなものとなり、励磁機を小さな
ものとすることができる。よつて、近年小型
化・軽量化が要望されている航空関係や船舶関
係に適した小型・安価な定周波発電機を提供で
きる。
止磁界を作つているため、回転子巻線に発生す
る起電力が大きなものとなり、励磁機を小さな
ものとすることができる。よつて、近年小型
化・軽量化が要望されている航空関係や船舶関
係に適した小型・安価な定周波発電機を提供で
きる。
などの利点を有するものである。
第１図は本発明による定周波発電機の一実施例
を示す結線図、第２図は従来の巻線形誘導発電機
の結線図である。 IG……巻線形誘導発電機、ACE……交流励磁
機、TG……信号用発電機、１……原動機、２…
…回転子、３……１次巻線、４……２次巻線、５
……インバータ、６……直流界磁巻線、７……交
流出力巻線、８……コンバータ、９……３相発振
器、１０……信号用１次巻線、１１……信号用２
次巻線、１２……制御装置。
を示す結線図、第２図は従来の巻線形誘導発電機
の結線図である。 IG……巻線形誘導発電機、ACE……交流励磁
機、TG……信号用発電機、１……原動機、２…
…回転子、３……１次巻線、４……２次巻線、５
……インバータ、６……直流界磁巻線、７……交
流出力巻線、８……コンバータ、９……３相発振
器、１０……信号用１次巻線、１１……信号用２
次巻線、１２……制御装置。
Claims (1)
- １ 回転変動し可変周波数fr相当で回転する原動
機と、この原動機で駆動される交流励磁機を備え
た巻線形誘導発電機と、前記交流励磁機の交流出
力巻線の出力電力を整流して交流電力に変換し前
記巻線形誘導発電機の２次巻線に供給するコンバ
ータとインバータと、別個に設けられ周波数ｆの
信号を発する３相発振器と、前記３相発振器の信
号を受け回転磁界を形成する信号用１次巻線と前
記原動機で駆動され前記回転磁界中で回転する３
相の信号用２次巻線を備えた信号用発電機とから
なり、前記信号用発電機の信号用２次巻線に誘起
するｆ−frの周波数信号に同期して前記インバー
タ素子を制御して前記巻線形誘導発電機から出力
される電力周波数を前記３相発振器から出力され
る信号に応じたものに制御することを特徴とする
定周波発電機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59223032A JPS61102199A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 定周波発電機 |
| KR1019850004074A KR900000409B1 (ko) | 1984-10-25 | 1985-06-10 | 정주파 발전기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59223032A JPS61102199A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 定周波発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61102199A JPS61102199A (ja) | 1986-05-20 |
| JPH057958B2 true JPH057958B2 (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16791774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59223032A Granted JPS61102199A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 定周波発電機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61102199A (ja) |
| KR (1) | KR900000409B1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2962271B1 (fr) * | 2010-07-02 | 2012-08-17 | Hispano Suiza Sa | Alimentation electrique des equipements portes par un support rotatif |
-
1984
- 1984-10-25 JP JP59223032A patent/JPS61102199A/ja active Granted
-
1985
- 1985-06-10 KR KR1019850004074A patent/KR900000409B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61102199A (ja) | 1986-05-20 |
| KR860003701A (ko) | 1986-05-28 |
| KR900000409B1 (ko) | 1990-01-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |