JPH07213098A - 可変速発電システム - Google Patents
可変速発電システムInfo
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- JPH07213098A JPH07213098A JP6223052A JP22305294A JPH07213098A JP H07213098 A JPH07213098 A JP H07213098A JP 6223052 A JP6223052 A JP 6223052A JP 22305294 A JP22305294 A JP 22305294A JP H07213098 A JPH07213098 A JP H07213098A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 誘導発電機の二次側の電流を制御して誘導発
電機の発電電力を制御する構成を簡素化すること。 【構成】 水車３に連結された誘導電動機１は水車３の
駆動により同期速度以上で運転され、且つ一次側が交流
電源に接続され、二次側にダイオードからなる順変換器
４が接続されている。順変換器４の出力はチョッパ回路
５とダイオード６を介してコンデンサ７に充電される。
コンデンサ７に蓄積された直流電力は逆変換器８により
交流電力に変換されて交流電源へ回生される。このよう
な電力変換制御が行われるときに、チョッパ回路５は、
誘導発電機１の発電電力に応じて誘導発電機１の二次電
流を制御するようにオンオフ制御される。 【効果】 順変換器にスイッチング素子を用いたものよ
りも構成の簡素化が図れ、システム全体の小型化及び低
コスト化が可能となる。
電機の発電電力を制御する構成を簡素化すること。 【構成】 水車３に連結された誘導電動機１は水車３の
駆動により同期速度以上で運転され、且つ一次側が交流
電源に接続され、二次側にダイオードからなる順変換器
４が接続されている。順変換器４の出力はチョッパ回路
５とダイオード６を介してコンデンサ７に充電される。
コンデンサ７に蓄積された直流電力は逆変換器８により
交流電力に変換されて交流電源へ回生される。このよう
な電力変換制御が行われるときに、チョッパ回路５は、
誘導発電機１の発電電力に応じて誘導発電機１の二次電
流を制御するようにオンオフ制御される。 【効果】 順変換器にスイッチング素子を用いたものよ
りも構成の簡素化が図れ、システム全体の小型化及び低
コスト化が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、 本発明は可変速発電
システムに係り、特に、原動機に連結された誘導発電機
の二次側の電流を制御して発電機の発電電力を調整する
に好適な可変速発電システムに関する。
システムに係り、特に、原動機に連結された誘導発電機
の二次側の電流を制御して発電機の発電電力を調整する
に好適な可変速発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の発電システムにおいては、電気工
学ハンドブック昭和５３年４月発行１１０８〜１１０９
頁に記載されているように、ガバナにより原動機の出力
を制御する方式が採用されている。すなわち、負荷が一
定の場合、水車は規定回転速度で運転されるが、負荷が
変化すると水車出力との平衡が破れて回転速度が変化す
るので、この変化に応じてガバナを作動して水車の流量
を制御し、同期発電機の発電量を制御することがおこな
われている。
学ハンドブック昭和５３年４月発行１１０８〜１１０９
頁に記載されているように、ガバナにより原動機の出力
を制御する方式が採用されている。すなわち、負荷が一
定の場合、水車は規定回転速度で運転されるが、負荷が
変化すると水車出力との平衡が破れて回転速度が変化す
るので、この変化に応じてガバナを作動して水車の流量
を制御し、同期発電機の発電量を制御することがおこな
われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ガバナを用いて電力を
制御する構成では、制御機構の複雑なガバナが必要であ
るとともにガバナの保守点検に多くの時間を要し、ガバ
ナによる電力制御では効率よく電力を制御することが困
難であった。
制御する構成では、制御機構の複雑なガバナが必要であ
るとともにガバナの保守点検に多くの時間を要し、ガバ
ナによる電力制御では効率よく電力を制御することが困
難であった。
【０００４】なお、発電機を効率よく運転する方法とし
て、特開昭６２−１１８０６８号公報に記載されている
ように、発電機の回転速度と発電電力とを基に発電機の
トルクを制御する方法を用いることも可能であるが、水
車に連結された巻線型誘導発電機の二次側の電流を制御
して発電機の発電電力を効率よく制御するシステムには
前記制御方法をそのまま適用することはできない。ま
た、特開昭６３−４３５９８号公報に記載されている方
式では、２次励磁電圧の位相角を制御可能な２次励磁装
置が必要であり、しかも出力周波数を任意に制御できる
サイクロコンバータやインバータなどの電力変換器が必
要となる。
て、特開昭６２−１１８０６８号公報に記載されている
ように、発電機の回転速度と発電電力とを基に発電機の
トルクを制御する方法を用いることも可能であるが、水
車に連結された巻線型誘導発電機の二次側の電流を制御
して発電機の発電電力を効率よく制御するシステムには
前記制御方法をそのまま適用することはできない。ま
た、特開昭６３−４３５９８号公報に記載されている方
式では、２次励磁電圧の位相角を制御可能な２次励磁装
置が必要であり、しかも出力周波数を任意に制御できる
サイクロコンバータやインバータなどの電力変換器が必
要となる。
【０００５】本発明の目的は、誘導発電機の二次側の電
流を制御して誘導発電機の発電電力を制御する構成が簡
単な可変速発電システムを提供することにある。
流を制御して誘導発電機の発電電力を制御する構成が簡
単な可変速発電システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、原動機と連結されて原動機の駆動により
同期速度以上で運転され、且つ一次側が交流電源に接続
された誘導発電機と、該誘導発電機の二次側に接続され
て二次側からの交流電力を直流電力に変換するダイオー
ドからなる順変換器と、該順変換器の直流出力端子間に
接続されて順変換器の直流出力を制御信号に従って制御
するチョッパ回路と、該チョッパ回路に整流素子を介し
て並列に接続されたコンデンサと、該コンデンサに蓄積
された直流電力を交流電力に変換して交流電源へ回生す
るスイッチング素子からなる逆変換器と、前記誘導発電
機の発電電力に応じて二次電流を制御するための制御信
号を前記チョッパ回路へ出力する制御手段と、を備え、
前記整流素子は、前記チョッパ回路のオフのときに前記
順変換器の直流出力を前記コンデンサへ導く方向に接続
されている可変速発電システムを構成したものである。
に、本発明は、原動機と連結されて原動機の駆動により
同期速度以上で運転され、且つ一次側が交流電源に接続
された誘導発電機と、該誘導発電機の二次側に接続され
て二次側からの交流電力を直流電力に変換するダイオー
ドからなる順変換器と、該順変換器の直流出力端子間に
接続されて順変換器の直流出力を制御信号に従って制御
するチョッパ回路と、該チョッパ回路に整流素子を介し
て並列に接続されたコンデンサと、該コンデンサに蓄積
された直流電力を交流電力に変換して交流電源へ回生す
るスイッチング素子からなる逆変換器と、前記誘導発電
機の発電電力に応じて二次電流を制御するための制御信
号を前記チョッパ回路へ出力する制御手段と、を備え、
前記整流素子は、前記チョッパ回路のオフのときに前記
順変換器の直流出力を前記コンデンサへ導く方向に接続
されている可変速発電システムを構成したものである。
【０００７】
【作用】誘導発電機の二次側の変換器としては、起動時
（すべり＝１）を考慮すると、二次側の電流と電圧の各
最大値の積により容量が定まるため、大容量のものが必
要である。一方、誘導発電機の一次側（交流電源側）の
変換器としては、誘導発電機の二次電力（二次電圧と二
次電流との積で表され、この値は、二次側変換器の容量
を求める際に算出した各最大値の積の数分の１であ
る。）により容量が定まるため、二次側変換器よりも小
容量のものでよいことになる。そこで、大容量の二次側
変換器に、ダイオードからなる順変換器を用い、小容量
の一次側変換器に、スイッチング素子からなる逆変換器
を用いている。順変換器をダイオードで構成すると、ス
イッチング素子を用いたものよりも構成の簡素化が図
れ、システム全体の小型化及び低コスト化が可能とな
る。
（すべり＝１）を考慮すると、二次側の電流と電圧の各
最大値の積により容量が定まるため、大容量のものが必
要である。一方、誘導発電機の一次側（交流電源側）の
変換器としては、誘導発電機の二次電力（二次電圧と二
次電流との積で表され、この値は、二次側変換器の容量
を求める際に算出した各最大値の積の数分の１であ
る。）により容量が定まるため、二次側変換器よりも小
容量のものでよいことになる。そこで、大容量の二次側
変換器に、ダイオードからなる順変換器を用い、小容量
の一次側変換器に、スイッチング素子からなる逆変換器
を用いている。順変換器をダイオードで構成すると、ス
イッチング素子を用いたものよりも構成の簡素化が図
れ、システム全体の小型化及び低コスト化が可能とな
る。
【０００８】そして、誘導発電機の発電電力を制御する
に際しては、誘導発電機の二次側から発生する交流電力
をダイオードからなる順変換器により直流電力に変換
し、順変換器の直流出力をチョッパ回路に供給し、且つ
前記誘導発電機の発電電力を検出し、検出された発電電
力に応じて前記チョッパ回路のオン、オフを制御するこ
とにより前記誘導発電機の二次電流を制御する。
に際しては、誘導発電機の二次側から発生する交流電力
をダイオードからなる順変換器により直流電力に変換
し、順変換器の直流出力をチョッパ回路に供給し、且つ
前記誘導発電機の発電電力を検出し、検出された発電電
力に応じて前記チョッパ回路のオン、オフを制御するこ
とにより前記誘導発電機の二次電流を制御する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。
明する。
【００１０】図１において、巻線型誘導発電機１は原動
機としての水車３に連結されており、一次側が三相の送
電系に接続され、二次側が順変換器（ダイオード整流
器）４に接続されている。順変換器４はダイオードなど
の整流素子を有し、発電機１の二次側の交流電力を直流
電力に変換するように構成されており、順変換器４の出
力が逆流阻止用ダイオード６、平滑用コンデンサ７を介
して逆変換器８に接続されている。また順変換器４の出
力側には二次チョッパー回路を構成するトランジスタ５
が設けられており、トランジスタ５のオン・オフにより
順変換器４の出力電流が制御されるとともに発電機１の
二次側の電流が制御されるようになっている。逆変換器
８はトランジスタ、ダイオードなどの素子を有し、ＰＷ
Ｍ制御回路１５からの出力信号によってトランジスタが
オンオフすることにより直流電力を交流電力に変換し、
変換した交流電力を変圧器９を介して送電系へ出力する
ようになっている。すなわち、平滑用コンデンサ７の充
電電圧が所定値を超えたときにはコンデンサ７に蓄積さ
れた余剰電力を変圧器９を介して発電機１の一次側に回
生するように構成されている。
機としての水車３に連結されており、一次側が三相の送
電系に接続され、二次側が順変換器（ダイオード整流
器）４に接続されている。順変換器４はダイオードなど
の整流素子を有し、発電機１の二次側の交流電力を直流
電力に変換するように構成されており、順変換器４の出
力が逆流阻止用ダイオード６、平滑用コンデンサ７を介
して逆変換器８に接続されている。また順変換器４の出
力側には二次チョッパー回路を構成するトランジスタ５
が設けられており、トランジスタ５のオン・オフにより
順変換器４の出力電流が制御されるとともに発電機１の
二次側の電流が制御されるようになっている。逆変換器
８はトランジスタ、ダイオードなどの素子を有し、ＰＷ
Ｍ制御回路１５からの出力信号によってトランジスタが
オンオフすることにより直流電力を交流電力に変換し、
変換した交流電力を変圧器９を介して送電系へ出力する
ようになっている。すなわち、平滑用コンデンサ７の充
電電圧が所定値を超えたときにはコンデンサ７に蓄積さ
れた余剰電力を変圧器９を介して発電機１の一次側に回
生するように構成されている。
【００１１】発電機１は回転速度と二次側の電流とを基
に発電電力が制御されるようになっており、発電機１の
回転速度が速度検出器２によって検出され、発電機１の
二次側の電流が順変換器４の出力回路に設けられた電流
検出器１２によって検出されるようになっている。そし
て速度検出器２の出力信号が速度調節器１１、発電電力
検出器１６に入力され、電流検出器１２の出力が電流調
節器１３に入力されている。速度調節器１１には速度検
出器２からの速度信号ｎと速度指令回路１０からの速度
指令信号Ｎとが入力されており、両信号の偏差を零に制
御するための二次電流指令信号Ｉ2を電流調節器１３へ
出力するようになっている。電流調節器１３は電流検出
器１２からの電流検出信号ｉ2と二次電流指令信号Ｉ2と
を受け、両信号の偏差を零に制御するためのスイッチン
グ信号をパルス増幅器１４に出力するようになってい
る。
に発電電力が制御されるようになっており、発電機１の
回転速度が速度検出器２によって検出され、発電機１の
二次側の電流が順変換器４の出力回路に設けられた電流
検出器１２によって検出されるようになっている。そし
て速度検出器２の出力信号が速度調節器１１、発電電力
検出器１６に入力され、電流検出器１２の出力が電流調
節器１３に入力されている。速度調節器１１には速度検
出器２からの速度信号ｎと速度指令回路１０からの速度
指令信号Ｎとが入力されており、両信号の偏差を零に制
御するための二次電流指令信号Ｉ2を電流調節器１３へ
出力するようになっている。電流調節器１３は電流検出
器１２からの電流検出信号ｉ2と二次電流指令信号Ｉ2と
を受け、両信号の偏差を零に制御するためのスイッチン
グ信号をパルス増幅器１４に出力するようになってい
る。
【００１２】パルス増幅器１４はスイッチング信号を基
にトランジスタ５のスイッチング制御をおこなうように
構成されている。すなわち、図１に示すシステムにおい
ては、速度検出器２により発電機１の回転速度を検出
し、検出した回転速度（速度信号ｎ）と速度指令（速度
指令信号Ｎ）との偏差を零に制御するための二次電流指
令（二次電流指令信号Ｉ2）を生成し、その二次電流指
令に基づいてトランジスタ５のスイッチング動作を制御
して発電機１の二次側の電流を制御するようになってい
る。そして速度指令信号Ｎを出力するに際して、速度指
令回路１０は発電電力検出器１６の出力信号を基に速度
指令信号Ｎを出力するようになっている。すなわち、発
電電力は発電機１の回転速度によって変化するところか
ら、本実施例においては、発電電力が最大となる回転速
度により速度指令を修正するようにしている。また発電
電力は回転速度とトルクとの積で与えられるため、発電
電力検出器１６は速度信号ｎと二次電流指令信号Ｉ2を
基に発電機１の発電電力を検出するように構成されてい
る。
にトランジスタ５のスイッチング制御をおこなうように
構成されている。すなわち、図１に示すシステムにおい
ては、速度検出器２により発電機１の回転速度を検出
し、検出した回転速度（速度信号ｎ）と速度指令（速度
指令信号Ｎ）との偏差を零に制御するための二次電流指
令（二次電流指令信号Ｉ2）を生成し、その二次電流指
令に基づいてトランジスタ５のスイッチング動作を制御
して発電機１の二次側の電流を制御するようになってい
る。そして速度指令信号Ｎを出力するに際して、速度指
令回路１０は発電電力検出器１６の出力信号を基に速度
指令信号Ｎを出力するようになっている。すなわち、発
電電力は発電機１の回転速度によって変化するところか
ら、本実施例においては、発電電力が最大となる回転速
度により速度指令を修正するようにしている。また発電
電力は回転速度とトルクとの積で与えられるため、発電
電力検出器１６は速度信号ｎと二次電流指令信号Ｉ2を
基に発電機１の発電電力を検出するように構成されてい
る。
【００１３】速度指令回路１０は、図２に示されるよう
に、差分回路２１、論理回路２２、パルス発生回路２
３、遅延回路２４、ＡＮＤゲート２５，２６、アップダ
ウンカウンタ２７から構成されており、差分回路２１に
は発電電力検出器１６からの信号が入力され、また、ア
ップダウンカウンタ回路２７の出力は速度調節器１１の
入力に速度指令信号として加えられる。また論理回路２
２はＡＮＤゲート２８，２９、ＯＲゲート３０、遅延回
路３１、フリップフロップ３２から構成されており、論
理回路２２には差分回路２１、パルス発生回路２３から
の信号が入力され、論理回路２２の出力はＡＮＤゲート
２５，２６へ出力されるようになっている。
に、差分回路２１、論理回路２２、パルス発生回路２
３、遅延回路２４、ＡＮＤゲート２５，２６、アップダ
ウンカウンタ２７から構成されており、差分回路２１に
は発電電力検出器１６からの信号が入力され、また、ア
ップダウンカウンタ回路２７の出力は速度調節器１１の
入力に速度指令信号として加えられる。また論理回路２
２はＡＮＤゲート２８，２９、ＯＲゲート３０、遅延回
路３１、フリップフロップ３２から構成されており、論
理回路２２には差分回路２１、パルス発生回路２３から
の信号が入力され、論理回路２２の出力はＡＮＤゲート
２５，２６へ出力されるようになっている。
【００１４】パルス発生回路２３は一定周期のパルス信
号を差分回路２１、遅延回路２４，３１へ出力するよう
に構成されている。そして差分回路２１はパルス信号に
同期して発電電力検出器１６の出力を受け、現時点の発
電電力と前回の発電電力（パルス信号の１パルス前）の
発電電力との差分を演算し、発電電力が増加傾向にある
ときは、“１”の信号を出力し、発電電力が減少傾向に
あるときには“０”の信号を出力するようになってい
る。そして差分回路２１の出力信号はＡＮＤゲート２
８，２９、ＯＲゲート３０を介してフリップフロップ３
２に入力されるようになっている。フリップフロップ３
２のクロック端子には遅延回路３１を介してパルス信号
が入力されており、差分回路２１の出力信号がフリップ
フロップ３２に入力されるタイミングとパルス発生回路
２３からのパルス信号がクロック端子に入力されるタイ
ミングとが遅延回路３１によって調整されている。すな
わち、差分回路２１の出力信号がＡＮＤゲート２８，２
９、ＯＲゲート３０によって遅れる分だけクロック端子
に入力されるパルスが遅延回路３１によって遅延される
ようになっている。そしてフリップフロップ３２はクロ
ック端子に入力されたパルス信号の立上がり時に入力端
子Ｄに“１”の信号が入力されたときにはＱ端子から
“１”の信号を出力し、入力端子Ｄに“０”の信号が入
力されたときにはＱ端子から“０”信号を出力するよう
になっている。そして起動時に差分回路２１の出力が
“０”のときにはＡＮＤゲート２８の出力が“０”に、
ＡＮＤゲート２９の出力が“１”となり、ＯＲゲート３
０の出力が“１”となってフリップフロップ３２の出力
が“０”から“１”に反転する。これにより論理回路２
２からは速度指令の指令値を増加方向に変更するアップ
指令が出力される。この結果、発電機１の回転速度は上
昇するが、このとき差分回路２１の出力が“１”、すな
わち発電電力が増加方向であるときは、ＡＮＤゲート２
８の出力が“１”となるので、フリップフロップ３２の
出力は“１”の状態が続くことになり、論理回路２２か
らはアップ指令が引き続き出力される。
号を差分回路２１、遅延回路２４，３１へ出力するよう
に構成されている。そして差分回路２１はパルス信号に
同期して発電電力検出器１６の出力を受け、現時点の発
電電力と前回の発電電力（パルス信号の１パルス前）の
発電電力との差分を演算し、発電電力が増加傾向にある
ときは、“１”の信号を出力し、発電電力が減少傾向に
あるときには“０”の信号を出力するようになってい
る。そして差分回路２１の出力信号はＡＮＤゲート２
８，２９、ＯＲゲート３０を介してフリップフロップ３
２に入力されるようになっている。フリップフロップ３
２のクロック端子には遅延回路３１を介してパルス信号
が入力されており、差分回路２１の出力信号がフリップ
フロップ３２に入力されるタイミングとパルス発生回路
２３からのパルス信号がクロック端子に入力されるタイ
ミングとが遅延回路３１によって調整されている。すな
わち、差分回路２１の出力信号がＡＮＤゲート２８，２
９、ＯＲゲート３０によって遅れる分だけクロック端子
に入力されるパルスが遅延回路３１によって遅延される
ようになっている。そしてフリップフロップ３２はクロ
ック端子に入力されたパルス信号の立上がり時に入力端
子Ｄに“１”の信号が入力されたときにはＱ端子から
“１”の信号を出力し、入力端子Ｄに“０”の信号が入
力されたときにはＱ端子から“０”信号を出力するよう
になっている。そして起動時に差分回路２１の出力が
“０”のときにはＡＮＤゲート２８の出力が“０”に、
ＡＮＤゲート２９の出力が“１”となり、ＯＲゲート３
０の出力が“１”となってフリップフロップ３２の出力
が“０”から“１”に反転する。これにより論理回路２
２からは速度指令の指令値を増加方向に変更するアップ
指令が出力される。この結果、発電機１の回転速度は上
昇するが、このとき差分回路２１の出力が“１”、すな
わち発電電力が増加方向であるときは、ＡＮＤゲート２
８の出力が“１”となるので、フリップフロップ３２の
出力は“１”の状態が続くことになり、論理回路２２か
らはアップ指令が引き続き出力される。
【００１５】またＡＮＤゲート２５，２６にはパルス発
生回路２３からのパルス信号が遅延回路２４を介して供
給されるようになっている。すなわち、差分回路２１の
出力信号がＡＮＤゲート２５，２６に入力される時間遅
れを遅延回路２４によって補正するようになっている。
そして論理回路２２から“１”の信号が出力されたとき
にはＡＮＤゲート２５の出力は“１”となり、アップダ
ウンカウンタ２７からの速度指令信号Ｎの値は増加方向
に変更される。一方、論理回路２２の出力が“０”とな
ったときにはＡＮＤゲート２６の出力“１”となり、速
度指令信号Ｎの値は減少方向に変更される。
生回路２３からのパルス信号が遅延回路２４を介して供
給されるようになっている。すなわち、差分回路２１の
出力信号がＡＮＤゲート２５，２６に入力される時間遅
れを遅延回路２４によって補正するようになっている。
そして論理回路２２から“１”の信号が出力されたとき
にはＡＮＤゲート２５の出力は“１”となり、アップダ
ウンカウンタ２７からの速度指令信号Ｎの値は増加方向
に変更される。一方、論理回路２２の出力が“０”とな
ったときにはＡＮＤゲート２６の出力“１”となり、速
度指令信号Ｎの値は減少方向に変更される。
【００１６】以上の構成において、速度指令回路１０か
らの速度指令信号Ｎに基づいて発電機１を運転すると、
起動時には差分回路２１の出力が“０”であってもアッ
プダウンカウンタ２７から逐次増加する速度指令信号Ｎ
が出力され、発電機１の回転速度が順次上昇する。そし
て発電機１の回転速度の上昇に伴って発電機１の発電電
力を逐次検出すると、図３（ａ）に示されるように、回
転速度がＮ1〜Ｎ4に達するまで発電電力が上昇傾向にあ
るため差分回路２１の出力が“１”となり、論理回路２
２の出力が“１”に維持され、アップダウンカウンタ２
７からは増加方向に変化する速度指令信号Ｎが出力され
る。そして発電機１の回転速度がＮ4に達し発電電力が
飽和領域に達した後も増加方向に変換する速度指令信号
Ｎが出力されると、発電機１の回転速度がＮ5となる。
このときには、図３（ｂ）に示されるように、発電電力
が減少傾向にあるため差分回路２１及び論理回路２２の
出力が“１”から“０”に反転し、アップダウンカウン
タ２７から減少方向に変化する速度指令信号Ｎが出力さ
れ発電機１の回転速度が低下する。
らの速度指令信号Ｎに基づいて発電機１を運転すると、
起動時には差分回路２１の出力が“０”であってもアッ
プダウンカウンタ２７から逐次増加する速度指令信号Ｎ
が出力され、発電機１の回転速度が順次上昇する。そし
て発電機１の回転速度の上昇に伴って発電機１の発電電
力を逐次検出すると、図３（ａ）に示されるように、回
転速度がＮ1〜Ｎ4に達するまで発電電力が上昇傾向にあ
るため差分回路２１の出力が“１”となり、論理回路２
２の出力が“１”に維持され、アップダウンカウンタ２
７からは増加方向に変化する速度指令信号Ｎが出力され
る。そして発電機１の回転速度がＮ4に達し発電電力が
飽和領域に達した後も増加方向に変換する速度指令信号
Ｎが出力されると、発電機１の回転速度がＮ5となる。
このときには、図３（ｂ）に示されるように、発電電力
が減少傾向にあるため差分回路２１及び論理回路２２の
出力が“１”から“０”に反転し、アップダウンカウン
タ２７から減少方向に変化する速度指令信号Ｎが出力さ
れ発電機１の回転速度が低下する。
【００１７】発電機１の回転速度がＮ5からＮ4に下降す
ると、発電電力が増加傾向に移行するため差分回路２１
の出力が“０”から“１”に反転する。このとき、論理
回路２２の出力レベルは“０”の状態に維持されるた
め、発電機１の回転速度はさらに低下する。そして発電
機１の回転速度がＮ3に達すると差分回路２１の出力レ
ベルが“１”から“０”に変化するがフリップフロップ
３２の出力が“０”から“１”に反転するため、発電機
１の回転速度 が上昇する。すなわち、発電機１の回転
速度は Ｎ2〜Ｎ4の間に維持され、発電機１は発電電力
が最大の範囲で運転されることになる。
ると、発電電力が増加傾向に移行するため差分回路２１
の出力が“０”から“１”に反転する。このとき、論理
回路２２の出力レベルは“０”の状態に維持されるた
め、発電機１の回転速度はさらに低下する。そして発電
機１の回転速度がＮ3に達すると差分回路２１の出力レ
ベルが“１”から“０”に変化するがフリップフロップ
３２の出力が“０”から“１”に反転するため、発電機
１の回転速度 が上昇する。すなわち、発電機１の回転
速度は Ｎ2〜Ｎ4の間に維持され、発電機１は発電電力
が最大の範囲で運転されることになる。
【００１８】本実施例においては、二次励磁された発電
機１を水車３により同期速度以上すなわち滑りＳが負の
範囲で運転した場合、誘導発電機として運転することが
できる。発電機１の発電電力は水車３の流量あるいは落
差が一定のとき回転速度によってその発電量が変化す
る。このため、発電機１の最大電力を引き出すために、
発電機１の発電電力の増減を、速度指令の１ステップ変
更ごとに差分回路２１で判別し、この判別結果に基づい
て速度指令を変更し、変更した速度指令に基づいて発電
機１の二次側の電流を制御し、発電機１が最大の発電電
力で運転されるようにすることができる。
機１を水車３により同期速度以上すなわち滑りＳが負の
範囲で運転した場合、誘導発電機として運転することが
できる。発電機１の発電電力は水車３の流量あるいは落
差が一定のとき回転速度によってその発電量が変化す
る。このため、発電機１の最大電力を引き出すために、
発電機１の発電電力の増減を、速度指令の１ステップ変
更ごとに差分回路２１で判別し、この判別結果に基づい
て速度指令を変更し、変更した速度指令に基づいて発電
機１の二次側の電流を制御し、発電機１が最大の発電電
力で運転されるようにすることができる。
【００１９】また、前記実施例においては、発電機１の
発電電力を速度信号ｎと二次電流指令信号Ｉ2を基に求
めるものについて述べたが、図４に示されるように、発
電機１の一次側に電圧検出器３５と電流検出器３６を設
け、各検出器の検出出力を発電電力検出器３７に取込
み、各検出器の出力信号を基に発電電力を検出すること
も可能である。
発電電力を速度信号ｎと二次電流指令信号Ｉ2を基に求
めるものについて述べたが、図４に示されるように、発
電機１の一次側に電圧検出器３５と電流検出器３６を設
け、各検出器の検出出力を発電電力検出器３７に取込
み、各検出器の出力信号を基に発電電力を検出すること
も可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
誘導発電機の二次側にダイオードからなる順変換器を介
してチョッパ回路を接続し、チョッパ回路をオン、オフ
制御して順変換器の出力電流を制御し、誘導発電機の二
次電流を制御する構成を採用しているため、誘導発電機
の二次側にサイクロコンバータあるいはインバータを用
いて可変周波数励磁する方式に比べて回路構成および制
御の簡素化を図ることができる。さらに、大容量の二次
側変換器に、ダイオードからなる順変換器を用い、小容
量の一次側変換器に、スイッチング素子からなる逆変換
器を用いているため、順変換器にスイッチング素子を用
いたものよりも構成の簡素化が図れ、システム全体の小
型化及び低コスト化が可能となる。
誘導発電機の二次側にダイオードからなる順変換器を介
してチョッパ回路を接続し、チョッパ回路をオン、オフ
制御して順変換器の出力電流を制御し、誘導発電機の二
次電流を制御する構成を採用しているため、誘導発電機
の二次側にサイクロコンバータあるいはインバータを用
いて可変周波数励磁する方式に比べて回路構成および制
御の簡素化を図ることができる。さらに、大容量の二次
側変換器に、ダイオードからなる順変換器を用い、小容
量の一次側変換器に、スイッチング素子からなる逆変換
器を用いているため、順変換器にスイッチング素子を用
いたものよりも構成の簡素化が図れ、システム全体の小
型化及び低コスト化が可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】速度指令回路の具体的構成図である。
【図３】図１に示すシステムの運転方法を説明するため
の回転速度と発電電力との関係を示す線図である。
の回転速度と発電電力との関係を示す線図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す構成図である。
１ 巻線型誘導発電機、 ２ 速度検出器、 ３ 水車、 ４ 順変換器、 ５ トランジスタ、 ８ 逆変換器、 ９ 変圧器、 １０ 速度指令回路、 １１ 速度調節器、 １３ 電流調節器、 １６，３７ 発電電力検出器、 ３５ 電圧検出器、 ３６ 電流検出器。
Claims (2)
- 【請求項１】 原動機と連結されて原動機の駆動により
同期速度以上で運転され、且つ一次側が交流電源に接続
された誘導発電機と、 該誘導発電機の二次側に接続されて二次側からの交流電
力を直流電力に変換するダイオードからなる順変換器
と、 該順変換器の直流出力端子間に接続されて順変換器の直
流出力を制御信号に従って制御するチョッパ回路と、 該チョッパ回路に整流素子を介して並列に接続されたコ
ンデンサと、 該コンデンサに蓄積された直流電力を交流電力に変換し
て交流電源へ回生するスイッチング素子からなる逆変換
器と、 前記誘導発電機の発電電力に応じて二次電流を制御する
ための制御信号を前記チョッパ回路へ出力する制御手段
と、 を備え、 前記整流素子は、前記チョッパ回路のオフのときに前記
順変換器の直流出力を前記コンデンサへ導く方向に接続
されている可変速発電システム。 - 【請求項２】 請求項１記載の可変速発電システムにお
いて、 前記制御手段は、 前記誘導発電機の発電電力を検出し、該検出された発電
電力に応じて速度指令値を生成する速度指令生成手段を
備え、 前記誘導発電機の回転速度が前記速度指令値になるよう
に誘導発電機の二次電流を制御するための制御信号を前
記チョッパ回路に出力するようにしたことを特徴とする
可変速発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223052A JP2835822B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 可変速発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223052A JP2835822B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 可変速発電システム |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63099365A Division JPH0728559B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 可変速発電システムの運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07213098A true JPH07213098A (ja) | 1995-08-11 |
| JP2835822B2 JP2835822B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=16792087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6223052A Expired - Fee Related JP2835822B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 可変速発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2835822B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000031857A1 (fr) * | 1998-11-20 | 2000-06-02 | Hitachi, Ltd. | Moteur a induction a rotor bobine et installation de conversion d'energie pour machine electrique tournante a vitesse variable |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812596A (ja) * | 1981-07-14 | 1983-01-24 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 巻線形誘導発電機による力率調整方法 |
| JPS6090991A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-22 | Hitachi Ltd | 可変速発電電動装置 |
| JPS62210876A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-16 | Hitachi Ltd | 誘導機の制御装置 |
| JPS6356196A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-10 | Hitachi Ltd | 誘導機の制御装置 |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP6223052A patent/JP2835822B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812596A (ja) * | 1981-07-14 | 1983-01-24 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 巻線形誘導発電機による力率調整方法 |
| JPS6090991A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-22 | Hitachi Ltd | 可変速発電電動装置 |
| JPS62210876A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-16 | Hitachi Ltd | 誘導機の制御装置 |
| JPS6356196A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-10 | Hitachi Ltd | 誘導機の制御装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000031857A1 (fr) * | 1998-11-20 | 2000-06-02 | Hitachi, Ltd. | Moteur a induction a rotor bobine et installation de conversion d'energie pour machine electrique tournante a vitesse variable |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2835822B2 (ja) | 1998-12-14 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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