JPH0586159B2 - - Google Patents
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- JPH0586159B2 JPH0586159B2 JP63085098A JP8509888A JPH0586159B2 JP H0586159 B2 JPH0586159 B2 JP H0586159B2 JP 63085098 A JP63085098 A JP 63085098A JP 8509888 A JP8509888 A JP 8509888A JP H0586159 B2 JPH0586159 B2 JP H0586159B2
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は交流励磁発電電動装置に係り、特に可
変速揚水発電システムなど、回転部の運転エネル
ギーを電力系統に出し入れして系統安定に寄与す
る装置で、安定かつ損失の少ない起動を実現する
のに好適な交流励磁発電電動装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an AC excitation generator-motor device, and in particular to a variable-speed pumped storage power generation system, etc., which contributes to system stability by transferring operating energy of rotating parts into and out of the power system. The present invention relates to an AC excitation generator-motor device suitable for realizing stable and low-loss startup of the device.
従来の交流励磁発電電動装置としては、特公昭
53−7628号、特公昭57−60645号に記載のように
交流励磁機の2次電流を制御する事により有効電
力と無効電力を制御する方式があつた。これらの
方式は乱調や脱調を防止しながら迅速に応答する
電力調整装置、力率調整装置として好適である。
交流励磁発電電動機を構成する周波数変換装置と
してサイクロコンバータを用い、ポンプ水車を交
流励磁同期機に直結した可変速揚水発電装置につ
いては昭和60年度電気関係学会関西支部連合大会
で発表されているように電力系統の周波数調整用
として好適である。
As a conventional AC excitation generator/motor device,
As described in No. 53-7628 and Japanese Patent Publication No. 57-60645, there was a method of controlling active power and reactive power by controlling the secondary current of an AC exciter. These systems are suitable for power adjustment devices and power factor adjustment devices that respond quickly while preventing disturbances and step-outs.
A variable-speed pumped storage power generation system in which a cycloconverter is used as a frequency converter to constitute an AC-excited generator-motor and a pump-turbine is directly connected to an AC-excited synchronous machine is as announced at the 1985 Kansai Branch Federation of Electrical Engineering Associations. Suitable for frequency adjustment of power systems.
一方、交流励磁発電電動機を起動する場合、周
波数変換装置で交流励磁する通常の運転方式では
交流励磁同期機の同期速度を中心とする一定の速
度範囲でしか運転出来ないので別の起動運転方式
を用いる必要がある。 On the other hand, when starting an AC-excited generator motor, the normal operation method of AC excitation using a frequency converter can only operate within a certain speed range centered on the synchronous speed of the AC-excited synchronous machine, so a different starting operation method is required. It is necessary to use it.
交流励磁発電電動装置を揚水発電装置として用
いる場合、水車運転時には水車の案内羽根開度を
調節して停止状態から交流励磁運転可能な速度ま
で加速する事が可能である。揚水運転時には従来
の直流励磁同期機の起動方式と同じように起動用
電動機を用いる方法がある。 When an AC-excited generator-motor device is used as a pumped storage power generation device, it is possible to accelerate from a stopped state to a speed that allows AC-excited operation by adjusting the opening degree of the guide vanes of the water turbine when operating the water turbine. During pumping operation, there is a method of using a starting motor in the same way as the starting method of a conventional DC-excited synchronous machine.
上記従来技術のうち起動用電動機を用いる方法
は、起動用電動機の2次側に設けた抵抗器の発生
する損失が大きく、また、起動用電動機は交流励
磁同期機の集電環と同じく軸端に設けられるため
に構造が複雑となる問題があつた。 Among the conventional techniques mentioned above, in the method using a starting motor, the loss generated by the resistor provided on the secondary side of the starting motor is large, and the starting motor has a shaft end like the current collector ring of an AC-excited synchronous machine. There was a problem that the structure was complicated because it was installed in the
また、起動用周波数変換装置を用いる方法は同
装置のために機器設置場所が大きくなる問題があ
つた。 Furthermore, the method using a startup frequency conversion device has the problem that the device requires a large installation space.
以上の従来技術では、いずれも起動用に特別な
機器を要するが、起動時にも交流励磁用周波数変
換装置を用いる方法としては特開昭59−63988号
がある。この従来例では同期速度の50%付近で運
転モードを切り替えるために開閉機器を操作する
必要がある。このために円滑に起動出来ない問題
があつた。 All of the above conventional techniques require special equipment for starting, but Japanese Patent Laid-Open No. 59-63988 discloses a method that uses an AC excitation frequency converter even during starting. In this conventional example, it is necessary to operate the switching equipment to switch the operation mode at around 50% of the synchronous speed. Because of this, there was a problem that it could not be started smoothly.
この問題を解決するために、起動時には周波数
変換器を循環電流方式サイクロコンバータとして
運転し、起動中の回路切替を無くす方式が特願昭
61−186828に開示されている。 In order to solve this problem, a patent application was proposed for a system in which the frequency converter is operated as a circulating current type cycloconverter at startup, eliminating circuit switching during startup.
61-186828.
この従来例は起動時に必要な周波数変換装置の
容量が交流励磁用周波数変換装置容量よりも一般
に小さい事に着目し、非循環電流方式サイクロコ
ンバータを構成している共通な絶縁用変圧器巻線
から給電されている正群サイリスタ変換器と負群
サイリスタ変換器のうちの一方は変圧器巻線から
の給電を休止し、他の変圧器巻線から給電されて
いる2つの変換器については逆極性の変換器への
給電を休止し、循環電流方式サイクロコンバータ
とすることにより誘導機運転で可変速度範囲まで
加速する事を実現している。 This conventional example focuses on the fact that the capacity of the frequency converter required at startup is generally smaller than the capacity of the frequency converter for AC excitation, and uses the common insulating transformer winding that makes up the non-circulating current type cycloconverter. One of the positive group thyristor converters and the negative group thyristor converter that is being powered is de-energized from the transformer windings, and the two converters that are being powered from the other transformer windings are of reverse polarity. By stopping power supply to the converter and using a circulating current type cycloconverter, it is possible to accelerate to a variable speed range using induction motor operation.
以下、この従来例を図面により説明する。第4
図で交流励磁同期機1は周波数変換器2a,2
b,2cにより交流励磁される。通常運転時にお
いては開閉器3を閉路し、開閉器4を開路して交
流励磁同期機1の1次側は交流系統に接続する。
制御モード切替器5aを閉路し、5bを開路す
る。制御モード切替器6aと6cを開路し、6b
と6dを閉路する。 This conventional example will be explained below with reference to the drawings. Fourth
In the figure, AC excited synchronous machine 1 is frequency converter 2a, 2
AC excitation is carried out by b and 2c. During normal operation, the switch 3 is closed, the switch 4 is opened, and the primary side of the AC excitation synchronous machine 1 is connected to the AC system.
The control mode switch 5a is closed and the control mode switch 5b is opened. Control mode switchers 6a and 6c are opened, and 6b
and 6d are closed.
以上の状態で、交流系統電圧位相検出器7の検
出信号θvと回転位相検出器8の検出信号θrの差か
ら得たすべり位相信号θsを位相信号θとして電流
制御装置9に入力する。一方、電圧検出器10の
電圧信号と指令値の偏差が零となるように電圧制
御装置11は電流指令信号Id*を電流制御装置9
に出力する。また、有効電力検出器12の検出信
号と指令値の偏差が零となるように電力制御装置
13は電流指令信号Iq*を電流制御装置9に出力
する。また、電力制御装置13には、回転速度検
出装置14の検出信号が設定範囲内になつた場
合、もしくは信号の変化率が設定範囲内となつた
場合に有効電力指令信号を修正する機能を備えて
いる。 Under the above conditions, the slip phase signal θ s obtained from the difference between the detection signal θ v of the AC system voltage phase detector 7 and the detection signal θ r of the rotational phase detector 8 is input to the current control device 9 as the phase signal θ. . On the other hand, the voltage control device 11 transmits the current command signal I d * to the current control device 9 so that the deviation between the voltage signal of the voltage detector 10 and the command value becomes zero.
Output to. Further, the power control device 13 outputs the current command signal I q * to the current control device 9 so that the deviation between the detection signal of the active power detector 12 and the command value becomes zero. Furthermore, the power control device 13 has a function of correcting the active power command signal when the detection signal of the rotational speed detection device 14 falls within a set range or when the rate of change of the signal falls within a set range. ing.
尚、電流指令信号Iq*とId*は位相信号θと共
に回転する座標系上の回転中心を原点とする直交
座標で表わした電流指令値である。2次側各相の
電流指令は基準巻線からの位相差に対応する方向
を持つ静止座標系上の直線への正射影で与えられ
る。 It should be noted that the current command signals I q * and I d * are current command values expressed in orthogonal coordinates whose origin is the rotation center on a coordinate system that rotates together with the phase signal θ. The current command for each phase on the secondary side is given by orthogonal projection onto a straight line on a stationary coordinate system having a direction corresponding to the phase difference from the reference winding.
起動時には開閉器13を開路し、開閉器4を閉
路して短絡器15により交流励磁同期機1の1次
側を短絡する。第2図の実施例では抵抗器15a
を介して起動トルクを出しやすいようにした例を
示す。制御モード切替器5aを開路し、5bを閉
路する。制御モード切替器6aと6cを閉路し、
6bと6dを開路する。 At startup, the switch 13 is opened, the switch 4 is closed, and the short circuit 15 short-circuits the primary side of the AC excitation synchronous machine 1. In the embodiment of FIG. 2, the resistor 15a
An example is shown in which starting torque is easily generated through the . The control mode switch 5a is opened and the control mode switch 5b is closed. Close the control mode switchers 6a and 6c,
6b and 6d are opened.
以上の状態で、回転位相検出器8の検出信号θr
と起動用速度制御装置16からのスリツプ位相指
令信号θtの和を位相信号θとして電流制御装置9
に入力する。ここでスリツプ位相信号θtの周波数
はトルク指令に応じて調整される。また、電流指
令信号Iq*とId*は起動用速度制御装置16から
の信号を電流制御装置9に入力する構成としてい
る。 Under the above conditions, the detection signal θ r of the rotational phase detector 8
and the slip phase command signal θt from the starting speed control device 16 as the phase signal θ.
Enter. Here, the frequency of the slip phase signal θ t is adjusted according to the torque command. Furthermore, the current command signals I q * and I d * are configured such that signals from the starting speed control device 16 are input to the current control device 9 .
第5図は周波数変換器2a,2b,2cの1相
分の構成を示す。交流系統と絶縁するための変圧
器巻線17,181,182により所定の電圧に
調整された3相交流電圧を入力として2つの逆並
列サイリスタ変換器群によつて交流電流を交流励
磁同期機1の2次巻線に供給する構成としてい
る。第1図の構成で通常の交流励磁運転を行う場
合、開閉器191,192は閉路するが2つの運
転モードに分かれる。第1の運転モードは2つの
逆並列変換器群を並列運転する場合で、開閉器2
01と202を閉路し、開閉器21を開路して運
転する。正群サイリスタ変換器221と負群サイ
リスタ変換器231は第1群の非循環電流方式サ
イクロコンバータとして動作する。同じくサイリ
スタ変換器222と232は第2群の非循環電流
方式サイクロコンバータとして動作する。2つの
サイクロコンバータは同じ仕様のサイリスタ変換
器からなり、出力電流を等しく分担するように制
御される。2群のサイクロコンバータ間の循環電
流は限流リアクトル241と242により抑制さ
れる。限流リアクトル241と242は出力電流
として2次巻線に供給される成分に対しては低イ
ンピーダンスとなり、循環電流成分に対しては高
インピーダンスとなるように磁気的に結合されて
いる。サイリスタ変換器221,222,23
1,232は電流検出器251,252で検出し
た各群の電流信号I1,I2を電流制御装置9に入力
し、電流制御装置9から出力される制御電圧指令
信号とゲート阻止信号を位相制御装置261,2
62に入力する構成としている。第1群用の位相
制御装置261は第2群用の位相制御装置262
は全く同一の構成であるので第1群用のものにつ
いて機能を説明する。制御電圧指令信号EP1,
EN1は各々正群サイリスタ変換器221と負群サ
イリスタ変換器231のサイリスタ点孤位相を決
めるための基準信号となる。ゲート阻止信号GP1
がレベル1の時は正群サイリスタ変換器221の
サイリスタへの点孤パルスは全く阻止され、GP1
がレベル零の時は制御電圧指令信号EP1で決まる
タイミングで点孤パルスが発生する。ゲート阻止
信号GN1は負群サイリスタ変換器231への点
孤パルスをレベル1の時には全て阻止するように
構成される。 FIG. 5 shows the configuration of one phase of frequency converters 2a, 2b, and 2c. The AC-excited synchronous machine 1 receives an input three-phase AC voltage adjusted to a predetermined voltage by transformer windings 17, 181, and 182 for insulation from the AC system, and generates an AC current through two anti-parallel thyristor converter groups. The configuration is such that the power is supplied to the secondary winding of the When performing normal AC excitation operation with the configuration shown in FIG. 1, the switches 191 and 192 are closed, but the operation mode is divided into two modes. The first operation mode is when two inverse-parallel converter groups are operated in parallel, and switch 2
01 and 202 are closed and the switch 21 is opened for operation. The positive group thyristor converter 221 and the negative group thyristor converter 231 operate as a first group of non-circulating current type cycloconverters. Similarly, thyristor converters 222 and 232 operate as a second group of non-circulating current cycloconverters. The two cycloconverters consist of thyristor converters with the same specifications and are controlled to share the output current equally. Circulating current between the two groups of cycloconverters is suppressed by current limiting reactors 241 and 242. The current limiting reactors 241 and 242 are magnetically coupled so that they have a low impedance with respect to a component supplied to the secondary winding as an output current, and a high impedance with respect to a circulating current component. Thyristor converter 221, 222, 23
1,232 inputs the current signals I 1 and I 2 of each group detected by the current detectors 251 and 252 to the current control device 9, and adjusts the phase of the control voltage command signal and gate blocking signal output from the current control device 9. Control device 261,2
62. The phase control device 261 for the first group is the phase control device 262 for the second group.
Since they have exactly the same configuration, the functions for the first group will be explained. Control voltage command signal EP 1 ,
EN 1 serves as a reference signal for determining the thyristor firing phase of the positive group thyristor converter 221 and the negative group thyristor converter 231, respectively. Gate blocking signal GP 1
When GP 1 is level 1, the firing pulse to the thyristor of the positive group thyristor converter 221 is completely blocked, and GP 1
When the level is zero, an ignition pulse is generated at the timing determined by the control voltage command signal EP1 . The gate blocking signal GN 1 is configured to block all firing pulses to the negative group thyristor converter 231 when at level 1.
次に第2の運転モードは、2群の非循環方式サ
イクロコンバータを直列運転する場合で、開閉器
201,202を開路し、開閉器21を閉路す
る。この結果、電流信号I1とI2は共に出力電流の
測定信号として電流制御装置9に入力される。機
能上は電流信号I1とI2の片方のみでもよい。位相
制御装置261と262の機能は並列運転の時と
同じである。 Next, in the second operation mode, two groups of non-circulating cycloconverters are operated in series, and switches 201 and 202 are opened and switch 21 is closed. As a result, both current signals I 1 and I 2 are input to the current control device 9 as output current measurement signals. Functionally, only one of the current signals I 1 and I 2 may be used. The functions of phase control devices 261 and 262 are the same as in parallel operation.
第6図は電流制御装置9の実施例を示す図で、
起動信号SWは通常運転モードではレベル零に保
たれる。信号SWがレベル零の時、電流指令発生
器27が動作する。電流指令発生器27は電流指
令Iq*とId*、位相信号θから交流励磁同期機1
の2次側各相出力電流指令信号Ia*,Ib*,Ic*
を出力する。この出力電流指令信号はゲート阻止
信号発生装置28と制御電圧指令信号発生装置2
9に入力される。信号SWがレベル零の時、開閉
操作器30によつて開閉器31aが閉路され、開
閉路31bが開路される構成としている。これに
より、出力電流指令信号と電流検出値Ia1,Ia2,
Ib1,Ib2,Ic1,Ic2の偏差が零となるように制御電
圧指令信号を発生する。2群の非循環電流方式サ
イクロコンバータが並列運転モードの場合は図示
されていないモード切替信号によつて出力電流指
令値を1/2倍してから電流検出信号との偏差をと
る構成としている。 FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of the current control device 9,
The start signal SW is kept at level zero in the normal operation mode. When the signal SW is at zero level, the current command generator 27 operates. The current command generator 27 generates the AC excitation synchronous machine 1 from the current commands I q * and I d * and the phase signal θ.
Secondary side output current command signal for each phase I a *, I b *, I c *
Output. This output current command signal is generated by the gate blocking signal generator 28 and the control voltage command signal generator 2.
9 is input. When the signal SW is at level zero, the switch 31a is closed by the switch operating device 30, and the switch 31b is opened. As a result, the output current command signal and current detection values I a1 , I a2 ,
A control voltage command signal is generated so that the deviation of I b1 , I b2 , I c1 , and I c2 becomes zero. When the second group of non-circulating current type cycloconverters are in parallel operation mode, the output current command value is multiplied by 1/2 by a mode switching signal (not shown), and then the deviation from the current detection signal is calculated.
以上第5図と第6図で通常運転時の周波数変換
器2と電流制御装置9を示した。以下、起動時に
循環電流方式サイクロコンバータとして動作させ
る場合を示す。 The frequency converter 2 and current control device 9 during normal operation are shown in FIGS. 5 and 6 above. The case where the converter operates as a circulating current type cycloconverter at startup will be described below.
第5図で開閉器191,192を開路し、サイ
リスタ変換器231と232を休止させる。開閉
器201,202を閉路し、開閉器21を開路し
て正群サイリスタ変換器221と負群サイリスタ
変換器232で循環電流方式サイクロコンバータ
として動作させる。 In FIG. 5, switches 191 and 192 are opened, and thyristor converters 231 and 232 are stopped. The switches 201 and 202 are closed, the switch 21 is opened, and the positive group thyristor converter 221 and the negative group thyristor converter 232 are operated as a circulating current type cycloconverter.
第6図で起動時には起動信号SWがレベル1と
なり、開閉操作器30により開閉器31aが開路
され、開閉器31bが閉路される構成としてい
る。信号SWがレベル1の時、起動電流指令発生
器32が動作し、循環電流方式サイクロコンバー
タとして動作させるための電流指令信号Ia1*,
Ia2*,Ib1*,Ib2*,Ic1*,Ic2*を発生する。制
御電圧指令発生器29の動作は通常運転時と同じ
で起動を実現できる。信号SWがレベル1の時、
ゲート阻止信号発生器は常にGPa1,GPb1,
GPc1,GNa1,GNb2,GNc2をレベル零に、GPa1,
GPb1,GPc2,GNa1,GNb1,GNc1をレベル1に
保持する。 In FIG. 6, at startup, the startup signal SW becomes level 1, and the switch 31a is opened and the switch 31b is closed by the switch operation device 30. When the signal SW is level 1, the starting current command generator 32 operates and generates a current command signal I a1 * for operating as a circulating current type cycloconverter.
Generates I a2 *, I b1 *, I b2 *, I c1 *, and I c2 *. The operation of the control voltage command generator 29 is the same as during normal operation to realize startup. When the signal SW is level 1,
The gate blocking signal generator is always GP a1 , GP b1 ,
GP c1 , GN a1 , GN b2 , GN c2 to level 0, GP a1 ,
GP b1 , GP c2 , GN a1 , GN b1 , and GN c1 are held at level 1.
この方式によれば、循環電流方式サイクロコン
バータとして運転する時には休止するサイリスタ
変換器へのゲート信号を阻止すると同時に入力回
路を開放しているので、誤動作による正群および
負群サイリスタ変換器間の短絡から2重に保護す
る事で高い信頼性が得られる。理論的にはゲート
信号阻止と入力回路開放のどちらか一方を省略で
きる。一般的には入力回路開放機能を省略し、開
閉器191と192を省略する方が経済的に有利
である。 According to this method, when operating as a circulating current type cycloconverter, the gate signal to the thyristor converter that is inactive is blocked and at the same time the input circuit is opened, so that short circuits between the positive and negative group thyristor converters due to malfunction can occur. High reliability can be achieved by providing double protection. Theoretically, either gate signal blocking or input circuit opening can be omitted. Generally, it is economically advantageous to omit the input circuit opening function and omit the switches 191 and 192.
以上、第4図から第6図で説明した従来例では
周波数変換器の出力電圧が始動時には通常の交流
励磁運転時の約1/2になるが、特に交流励磁同期
機の1次巻線に対する2次巻線の巻数比が大きい
場合には、始動時に必要な加速トルクを出力する
には周波数変換器の電圧容量が不足する問題があ
つた。
As mentioned above, in the conventional example explained in Figs. 4 to 6, the output voltage of the frequency converter becomes approximately 1/2 that of normal AC excitation operation at startup, but especially for the primary winding of the AC excitation synchronous machine. When the turn ratio of the secondary winding is large, there is a problem that the voltage capacity of the frequency converter is insufficient to output the necessary acceleration torque at the time of starting.
本発明の目的は、交流励磁用周波数変換器を用
いて円滑に起動して交流励磁運転速度範囲まで加
速する機能を交流励磁用周波数変換器を大容量化
せずに実現するのに好適な交流励磁発電電動機を
提供する事にある。 An object of the present invention is to provide an AC excitation frequency converter suitable for achieving a function of smoothly starting and accelerating to an AC excitation operating speed range using an AC excitation frequency converter without increasing the capacity of the AC excitation frequency converter. Our objective is to provide an excitation generator motor.
上記日的は、交流励磁同期機の1次巻線よりも
2次巻線よりも大きい場合には循環電流方式サイ
クロコンバータとした周波数変換器の出力を1次
巻線に接続し、2次側を短絡することにより達成
される。
In the above case, when the primary winding of an AC-excited synchronous machine is larger than the secondary winding, the output of the frequency converter, which is a circulating current type cycloconverter, is connected to the primary winding, and the secondary winding is This is achieved by shorting.
上記目的を達成するために、起動時にのみ循環
電流方式サイクロコンバータとする時に出力端子
を交流励磁同期機の1次側に接続する2次側に接
続した場合と比較して、出力電圧とすべり周波数
が同一の条件で、誘導機としての出力トルクは
(Nr/Ns)の2乗に比例して変化する。ここに
NsとNrは各々1次、2次巻線の巻線を示す。従
つてNrの方が大きい場合には出力トルクは巻数
比の2乗に比例して大きくなり、円滑で急速な始
動を実現できる。
In order to achieve the above objective, when using a circulating current type cycloconverter only at startup, the output voltage and slip frequency are compared to when the output terminal is connected to the primary side of the AC excited synchronous machine. Under the same conditions, the output torque of the induction machine changes in proportion to the square of (Nr/Ns). Here
N s and N r indicate the primary and secondary windings, respectively. Therefore, when N r is larger, the output torque increases in proportion to the square of the turns ratio, making it possible to achieve smooth and rapid starting.
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第1図で従来例を説明するのに用いた第4図と同
一番号を付した品は同一品を示すので、重複をさ
けて説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Items with the same numbers as those in FIG. 4 used to explain the conventional example in FIG. 1 indicate the same items, so their explanation will be omitted to avoid duplication.
起動時には開閉器3と開閉器34を開路し、開
閉器33を閉路することにより周波数変換器2の
出力電圧が交流励磁同期機1の電機子巻線に印加
される。また開閉器35を閉路して交流励磁同期
機1の励磁巻線を短絡する。 At startup, the output voltage of the frequency converter 2 is applied to the armature winding of the AC excitation synchronous machine 1 by opening the switches 3 and 34 and closing the switch 33. Further, the switch 35 is closed to short-circuit the excitation winding of the AC excitation synchronous machine 1.
また、主変圧器43のタツプを周波数変換器2
への入力電圧が最大となるようにタツプを切替え
ておく。 Also, connect the tap of the main transformer 43 to the frequency converter 2.
Switch the taps so that the input voltage to the
更に、制御モード切替器5aを開路し、5bを
閉路する。制御モード切替器6aと6cを閉路
し、6bと6dを開路する。 Further, the control mode switch 5a is opened and the control mode switch 5b is closed. Control mode switchers 6a and 6c are closed, and 6b and 6d are opened.
以上の状態で、回転位相検出器8の検出信号θr
と起動用速度制御装置16からのスリツプ位相指
令信号θtの和を位相信号θとして電流制御装置9
に入力する。ここでスリツプ位相信号θtの周波数
はトルク指令に応じて調整される。また、電流指
令信号Iq*とId*は起動用速度制御装置16から
の信号を電流制御装置9に入力する構成としてい
る。 Under the above conditions, the detection signal θ r of the rotational phase detector 8
and the slip phase command signal θt from the starting speed control device 16 as the phase signal θ.
Enter. Here, the frequency of the slip phase signal θ t is adjusted according to the torque command. Furthermore, the current command signals I q * and I d * are configured such that signals from the starting speed control device 16 are input to the current control device 9 .
起動時には周波数変換器2については第5図の
開閉器191,192を開路し、サイリスタ変換
器231と222を休止させる。開閉器201,
202を閉路し、開閉器21を開路して正群サイ
リスタ変換器221と負群サイリスタ変換器23
2で循環電流方式サイクロコンバータとして動作
させる。 At startup, the switches 191 and 192 shown in FIG. 5 are opened for the frequency converter 2, and the thyristor converters 231 and 222 are stopped. switch 201,
202 is closed, the switch 21 is opened, and the positive group thyristor converter 221 and the negative group thyristor converter 23 are connected.
2 to operate as a circulating current type cycloconverter.
起動時には第6図で起動信号SWがレベル1と
なり、開閉操作器30により開閉器31aが開路
され、開閉器31bが閉路される構成としてい
る。信号SWがレベル1の時、起動電流指令発生
器32が動作し、循環電流方式サイクロコンバー
タとして動作させるための電流指令信号Ia1*,
Ia2*,Ib1*,Ib2*,Ic1*,Ic2*を発生する。制
御電圧指令発生器29の動作は通常運転時と同じ
で起動を実現できる。信号SWがレベル1の時、
ゲート阻止信号発生器は常にGPa1,GPb1,
GPc1,GNa1,GNb2,GNc2をレベル零に、GPa1,
GPb1,GPc2,GNa1,GNb1,GNc1をレベル1に
保持する。 At startup, the startup signal SW becomes level 1 in FIG. 6, and the switch 31a is opened and the switch 31b is closed by the switch operation device 30. When the signal SW is level 1, the starting current command generator 32 operates and generates a current command signal I a1 * for operating as a circulating current type cycloconverter.
Generates I a2 *, I b1 *, I b2 *, I c1 *, and I c2 *. The operation of the control voltage command generator 29 is the same as during normal operation to realize startup. When the signal SW is level 1,
The gate blocking signal generator is always GP a1 , GP b1 ,
GP c1 , GN a1 , GN b2 , GN c2 to level 0, GP a1 ,
GP b1 , GP c2 , GN a1 , GN b1 , and GN c1 are held at level 1.
以上の方式で交流励磁同期機1を加速し、通常
の交流励磁運転可能な速度以上となつたら制御電
圧指令信号EP1とEN2をシフトして周波数変換器
2の電流I1,I2を0に絞り込んだ後ゲート阻止信
号GP1とGN2をレベル1として周波数変換器2を
停止する。次に開閉器33,35を開路した後、
開閉器34を閉路し主変圧器43のタツプは通常
のタツプ位置に戻す。 Accelerate the AC excitation synchronous machine 1 using the above method, and when the speed reaches a speed higher than that at which normal AC excitation operation is possible, shift the control voltage command signals EP 1 and EN 2 to change the currents I 1 and I 2 of the frequency converter 2 . After narrowing down to 0, the gate blocking signals GP 1 and GN 2 are set to level 1 and the frequency converter 2 is stopped. Next, after opening the switches 33 and 35,
The switch 34 is closed and the tap of the main transformer 43 is returned to the normal tap position.
次に制御モード切替器5aを閉路し、5bを開
路する。制御モード切替器6aと6cを開路し、
6bと6dを閉路する。 Next, the control mode switch 5a is closed and 5b is opened. Control mode switchers 6a and 6c are opened,
6b and 6d are closed.
以上の状態で電流制御装置9を起動して交流励
磁同期機1の電圧を確立した後、開閉器3を閉路
して通常の交流励磁運転に入る。周波数変換装置
2と電流制御装置9の動作は従来例の場合と同一
である。 After starting the current control device 9 in the above state and establishing the voltage of the AC excitation synchronous machine 1, the switch 3 is closed and normal AC excitation operation begins. The operations of the frequency converter 2 and the current controller 9 are the same as in the conventional example.
本実施例によれば、主変圧器のタツプを起動時
に切替えることにより周波数変換器2の出力電圧
を高くすることが可能となり起動時の加速トルク
を大きくすることができる。 According to this embodiment, by switching the tap of the main transformer at the time of startup, it is possible to increase the output voltage of the frequency converter 2, and the acceleration torque at the time of startup can be increased.
また、加速後に制御電圧指令信号をシフトして
から周波数変換装置2を停止するために、回転子
回路の残留磁束の影響を抑えることができる。 Furthermore, since the frequency converter 2 is stopped after shifting the control voltage command signal after acceleration, the influence of residual magnetic flux in the rotor circuit can be suppressed.
以下、本発明の特許請求範囲第2項の実施例を
図面により説明する。交流励磁発電電動装置全体
の構成は請求範囲第1項の実施例で説明した第2
図と同じであり説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the second claim of the present invention will be described with reference to the drawings. The overall configuration of the AC excitation generator-motor device is the same as the second embodiment described in the first embodiment of claim 1.
It is the same as the figure, and the explanation will be omitted.
第2図は周波数変換器2a,2b,2cの1相
分の構成を示す。交流系統と絶縁するための変圧
器巻線17,181,182により3相交流電圧
を逆並列したサイリスタ変換器に給電する構成と
している。第2図の構成で通常の交流励磁運転を
行う場合、出力短絡器421,422を開放し正
群のサイリスタ変換器361と362を直列接続
し、負群のサイリスタ変換器371と372を直
列接続し、正負群間を限流リアクトル381,3
82で接続している。電流合成器401,402
は正群サイリスタ変換器421,422の入力電
流を合成して変換器出力電流を合成する。負群に
ついては電流合成器411,412を用いてい
る。これらの出力電流合成値I1,I2を電流制御装
置9に入力し、電流制御装置9からの出力される
制御電圧指令信号とゲート阻止信号を位相制御装
置391と392に入力する構成としている。正
側サイリスタ変換器用の位相制御装置391と負
側サイリスタ変換器用の位相制御装置392は全
く同一の構成であるので正群用のものについて機
能を説明する。制御電圧指令信号EPは各々正群
サイリスタ変換器361と正群サイリスタ変換器
362のサイリスタ点孤位相を決めるための基準
信号となる。ゲート阻止信号GP1がレベル1の時
は正群サイリスタ変換器361のサイリスタへの
点孤パルスは全て阻止され、GP1がレベル0の時
は制御電圧指令信号EPで決まるタイミングで点
孤パルスが発生する。ゲート阻止信号GP2は正群
サイリスタ変換器362への点孤パルスをレベル
1の時には全て阻止するように構成される。 FIG. 2 shows the configuration of one phase of frequency converters 2a, 2b, and 2c. The configuration is such that three-phase AC voltage is fed to the antiparallel thyristor converters using transformer windings 17, 181, and 182 for insulation from the AC system. When performing normal AC excitation operation with the configuration shown in Figure 2, output short circuits 421 and 422 are opened, positive group thyristor converters 361 and 362 are connected in series, and negative group thyristor converters 371 and 372 are connected in series. The current limiting reactor 381, 3 is connected between the positive and negative groups.
Connected with 82. Current combiner 401, 402
combines the input currents of the positive group thyristor converters 421 and 422 to synthesize the converter output current. For the negative group, current combiners 411 and 412 are used. These output current composite values I 1 and I 2 are input to the current control device 9, and the control voltage command signal and gate blocking signal output from the current control device 9 are input to the phase control devices 391 and 392. . Since the phase control device 391 for the positive side thyristor converter and the phase control device 392 for the negative side thyristor converter have exactly the same configuration, the functions of the phase control device 391 for the positive group will be explained. The control voltage command signal EP serves as a reference signal for determining the thyristor firing phase of the positive group thyristor converter 361 and the positive group thyristor converter 362, respectively. When the gate blocking signal GP 1 is at level 1, all firing pulses to the thyristor of the positive group thyristor converter 361 are blocked, and when GP 1 is at level 0, firing pulses are sent at the timing determined by the control voltage command signal EP. Occur. Gate blocking signal GP 2 is configured to block all firing pulses to positive group thyristor converter 362 when at level 1.
第3図は電流制御装置9の他の実施例を示す図
で、第6図と異なる部分のみ説明する。通常運転
時には信号SWはレベル0に保たれ、制御電圧指
令信号発生装置29は各相の正群及び負群のサイ
リスタ変換器への信号を出力する。第6図の場合
と異なり、2群の非循環電流方式サイクロコンバ
ータを並列運転するモードがないので、例えば第
2図のサイリスタ変換器361と362用として
別の制御電圧指令信号を発生する必要はない。ま
た電流指令値を1/2倍して電流検出信号と偏差を
とる必要はない。 FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the current control device 9, and only the parts different from FIG. 6 will be explained. During normal operation, the signal SW is kept at level 0, and the control voltage command signal generator 29 outputs signals to the positive group and negative group thyristor converters of each phase. Unlike the case in Figure 6, there is no mode for parallel operation of two groups of non-circulating current type cycloconverters, so there is no need to generate separate control voltage command signals for the thyristor converters 361 and 362 in Figure 2, for example. do not have. Also, there is no need to multiply the current command value by 1/2 and calculate the deviation from the current detection signal.
以上第2図と第3図で通常運転時の周波数変換
器2と電流制御装置9の実施例を示した。以下、
起動時に循環電流方式サイクロコンバータとして
の動作を説明する。 The embodiments of the frequency converter 2 and the current control device 9 during normal operation have been shown in FIGS. 2 and 3 above. below,
The operation as a circulating current type cycloconverter at startup will be explained.
第2図で出力短絡器421,422を開放し、
サイリスタ変換器361と372を休止させる。
正群サイリスタ変換器362と負群サイリスタ変
換器371で循環電流方式サイクロコンバータと
して動作させる。 In Fig. 2, open the output short circuits 421 and 422,
Thyristor converters 361 and 372 are deactivated.
The positive group thyristor converter 362 and the negative group thyristor converter 371 are operated as a circulating current type cycloconverter.
第3図で起動時には起動信号SWがレベル1と
なり、開閉操作器30により開閉器31aが開路
され、開閉器31bが閉路される構成としてい
る。信号SWがレベル1の時、起動電流指令発生
器32が動作し、循環電流方式サイクロコンバー
タとして動作させるための電流指令信号Ia1*,
Ia2*,Ib1*,Ib2*,Ic1*,Ic2*を発生する。制
御電圧指令発生器29の動作は通常運転時と同じ
で起動を実現できる。信号SWがレベル1の時、
ゲート阻止信号発生器は常にGPa1,GPb1,
GPc1,GNa1,GNb1,GNc1をレベル1に、GPa2,
GPb2,GPc2,GNa1,GNb1,GNc1をレベル0に
保持する。 In FIG. 3, at startup, the startup signal SW becomes level 1, and the switch 31a is opened and the switch 31b is closed by the switch operation device 30. When the signal SW is level 1, the starting current command generator 32 operates and generates a current command signal I a1 * for operating as a circulating current type cycloconverter.
Generates I a2 *, I b1 *, I b2 *, I c1 *, and I c2 *. The operation of the control voltage command generator 29 is the same as during normal operation to realize startup. When the signal SW is level 1,
The gate blocking signal generator is always GP a1 , GP b1 ,
GP c1 , GN a1 , GN b1 , GN c1 to level 1, GP a2 ,
GP b2 , GP c2 , GN a1 , GN b1 , and GN c1 are held at level 0.
本発明によれば、サイクロコンバータの直並列
切替を行わない場合も、出力短絡器を追加するだ
けで円滑な起動が実現できる。 According to the present invention, smooth startup can be achieved by simply adding an output short circuit even when series-parallel switching of the cycloconverter is not performed.
本発明によれば、通常運転時には非循環電流方
式サイクロコンバータで交流励磁し、起動時のみ
別の電力変換装置を用いずに循環電流方式サイク
ロコンバータにより誘導機運転で通常運転速度領
域まで加速することができるので、損失が少なく
構造を複雑にせずに済むので信頼性が保持され、
励磁巻線の巻数が大きい場合にも円滑な起動を実
現する効果がある。また非循環電流方式サイクロ
コンバータとしての容量で周波数変換器用サイリ
スタ容量が定まるので周波数変換器の小型化を実
現する効果がある。
According to the present invention, AC excitation is performed using a non-circulating current type cycloconverter during normal operation, and acceleration to the normal operating speed region is achieved by induction motor operation using a circulating current type cycloconverter only during startup without using a separate power converter. Since the loss is small and there is no need to complicate the structure, reliability is maintained.
This has the effect of realizing smooth startup even when the number of turns of the excitation winding is large. Furthermore, since the capacity of the thyristor for the frequency converter is determined by the capacity of the non-circulating current type cycloconverter, there is an effect of realizing downsizing of the frequency converter.
第1図は本発明の請求範囲第1項の全体構成を
示す図、第2図は本発明の請求範囲第2項の一実
施例の周波数変換器の構成を示す図、第3図は同
じく電流制御系の実施例を示す図、第4図は従来
例の構成を示す図、第5図は同じく従来例の周波
数変換器の構成を示す図、第6図は同じく従来例
の電流制御系の構成を示す図である。
1…交流励磁同期機、3,33,34,35…
開閉器、27…電流指令発生器、32…起動電流
指令発生器、43…主変圧器、221,222,
361,362…正群サイリスタ変換器、23
1,232,371,372…負群サイリスタ変
換器、241,242,381,382…限流リ
アクトル、421,422…出力短絡器。
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of claim 1 of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a frequency converter according to an embodiment of claim 2 of the present invention, and FIG. A diagram showing an embodiment of the current control system, FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a conventional example, FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a frequency converter also in the conventional example, and FIG. FIG. 1... AC excitation synchronous machine, 3, 33, 34, 35...
Switch, 27... Current command generator, 32... Starting current command generator, 43... Main transformer, 221, 222,
361, 362...Positive group thyristor converter, 23
1,232,371,372...Negative group thyristor converter, 241,242,381,382...Current limiting reactor, 421,422...Output short circuit.
Claims (1)
励磁同期機と、前記交流系統電圧から変圧器によ
り互いに絶縁された複数組の3相交流巻線から給
電され各々の3相交流巻線には反対方向の電流を
出力する2組のサイリスタ変換器が接続された構
成を持つ非循環電流方式サイクロコンバータを前
記交流励磁同期機の2次側各相に接続して電流を
供給する周波数変換器と、前記周波数変換器を構
成する非循環電流方式サイクロコンバータの出力
電流指令値を発生する2次電流指令発生器と、前
記交流励磁同期機の2次電流を検出する電流検出
器と、周波数変換器を構成するサイリスタ変換器
の点孤位相を前記2次電流指令値と前記2次電流
検出値の偏差が零になるように制御する位相制御
装置とからなる交流励磁発電電動装置において、
前記交流励磁同期機1次側端子と前記周波数変換
器出力端子の間に設けた第1の開閉器と、前記交
流励磁同期機2次側の短絡器と、この短絡器と前
記周波数変換器出力端子の間に設けた第2の開閉
器と、前記非循環電流方式サイクロコンバータを
構成する正群サイリスタ変換器と負群サイリスタ
変換器の間に設けた限流リアクトルと、前記非循
環電流方式サイクロコンバータを構成する複数の
サイリスタ変換器の一部の変換器を休止させて、
前記周波数変換器を循環電流方式サイクロコンバ
ータとして前記第1の開閉器を介して前記交流励
磁同期機の1次側に接続して電流を供給し、前記
第2の開閉器を開路して前記交流励磁2次側を短
絡して誘導機運転するための電流指令信号を発生
する起動用電流指令発生器を設けた事を特徴とす
る交流励磁発電電動装置。 2 特許請求の範囲第1項において前記周波数変
換器を構成するが起動運転中には休止させる変換
器の出力端に出力短絡器を設け、起動中に循環電
流方式サイクロコンバータとして動作させる時に
はこの出力短絡器を短絡する構成とした事を特徴
とする交流励磁発電電動装置。[Scope of Claims] 1. An AC excitation synchronous machine connected to an AC system via a switching device, and a plurality of sets of three-phase AC windings insulated from each other by a transformer from the AC system voltage, each of which A non-circulating current type cycloconverter having a configuration in which two sets of thyristor converters that output current in opposite directions are connected to the phase AC winding is connected to each phase on the secondary side of the AC excited synchronous machine to generate current. A frequency converter to be supplied, a secondary current command generator that generates an output current command value of the non-circulating current type cycloconverter that constitutes the frequency converter, and a current detector that detects the secondary current of the AC excitation synchronous machine. and a phase control device that controls the firing phase of the thyristor converter constituting the frequency converter so that the deviation between the secondary current command value and the secondary current detected value becomes zero. In the device,
a first switch provided between the primary side terminal of the AC excitation synchronous machine and the output terminal of the frequency converter; a short circuit on the secondary side of the AC excitation synchronous machine; this short circuit and the output of the frequency converter; a second switch provided between the terminals, a current limiting reactor provided between the positive group thyristor converter and the negative group thyristor converter constituting the non-circulating current type cycloconverter, and the non-circulating current type cycloconverter. Some of the multiple thyristor converters that make up the converter are stopped,
The frequency converter is connected as a circulating current type cycloconverter to the primary side of the AC excitation synchronous machine via the first switch to supply current, and the second switch is opened to supply the AC An alternating current excitation generator-motor device characterized by being provided with a starting current command generator that generates a current command signal for operating an induction machine by short-circuiting the excitation secondary side. 2. In claim 1, an output short circuit is provided at the output end of the converter that constitutes the frequency converter but is stopped during startup operation, and when operating as a circulating current type cycloconverter during startup, this output short circuit is provided. An alternating current excitation generator/motor device characterized by having a configuration in which a short circuit is short-circuited.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63085098A JPH01259799A (en) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | Ac excited generator motor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63085098A JPH01259799A (en) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | Ac excited generator motor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01259799A JPH01259799A (en) | 1989-10-17 |
JPH0586159B2 true JPH0586159B2 (en) | 1993-12-10 |
Family
ID=13849135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63085098A Granted JPH01259799A (en) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | Ac excited generator motor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01259799A (en) |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP63085098A patent/JPH01259799A/en active Granted
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Publication number | Publication date |
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JPH01259799A (en) | 1989-10-17 |
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