JPH08251885A - Induction generator - Google Patents
Induction generatorInfo
- Publication number
- JPH08251885A JPH08251885A JP7050813A JP5081395A JPH08251885A JP H08251885 A JPH08251885 A JP H08251885A JP 7050813 A JP7050813 A JP 7050813A JP 5081395 A JP5081395 A JP 5081395A JP H08251885 A JPH08251885 A JP H08251885A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- induction generator
- exciter
- generator
- rotor
- induction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は励磁機付きの誘導発電機
に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an induction generator with an exciter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は従来技術に係る誘導発電機の一例
を示す構成図、図４は従来技術に係る誘導発電機の他の
一例を示す構成図である。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram showing an example of an induction generator according to a conventional technique, and FIG. 4 is a block diagram showing another example of an induction generator according to a conventional technique.
【０００３】図３に示すように、誘導発電機２の回転子
には原動機１２が結合されている。この原動機１２は前
記回転子を回転駆動すると共に、その駆動速度がカバナ
装置１１によって制御される。一方、誘導発電機２の電
機子巻線には進相コンデンサ１５がサイリスタ１６を介
して接続されている。サイリスタ１６の動作は励磁装置
１４によって制御される。As shown in FIG. 3, a prime mover 12 is connected to the rotor of the induction generator 2. The prime mover 12 rotationally drives the rotor, and the driving speed thereof is controlled by the cabana device 11. On the other hand, a phase advance capacitor 15 is connected to the armature winding of the induction generator 2 via a thyristor 16. The operation of the thyristor 16 is controlled by the exciter 14.
【０００４】即ち、本誘導発電機２は、電機子側に進相
コンデンサ１５を接続することによって自己励磁を発生
するようにした自励式誘導発電機であり、電源系統に接
続しないため、発電電圧の周波数は、カバナ装置１１に
より原動機１を制御することによって一定周波数に保
ち、発電電圧の電圧値は、励磁装置１４によりサイリス
タ１６の動作を制御して進相コンデンサ１５の充電電流
を調整することによって一定値に保つ。That is, the induction generator 2 is a self-excited induction generator in which the phase advancing capacitor 15 is connected to the armature to generate self-excitation, and is not connected to the power supply system. The frequency of is maintained at a constant frequency by controlling the prime mover 1 by the cabana device 11, and the voltage value of the generated voltage is adjusted by controlling the operation of the thyristor 16 by the exciter device 14 to adjust the charging current of the phase advance capacitor 15. To keep it constant.
【０００５】また図４に示すように、原動機として水車
１を用い、この水車１によって誘導発電機２の回転子を
回転駆動する場合には、誘導発電機２の電機子側にロー
ドカバナ５を備え、このロードカバナ５により負荷４に
応じて、所内負荷を調整するよう構成する場合もある
（他の構成は図１と同一）。なおロードカバナ５は、誘
導発電機２の電機子巻線にサイリスタ８を介して接続さ
れた水抵抗器６と、調速装置７とを有しており、この調
速装置７が誘導発電機２の発電電圧の周波数（検出値）
に基づいてサイリスタ８の動作を制御することにより水
抵抗器６の抵抗値（所内負荷）を調整する。Further, as shown in FIG. 4, when a water turbine 1 is used as a prime mover and the rotor of the induction generator 2 is rotationally driven by the water turbine 1, a load cabana 5 is provided on the armature side of the induction generator 2. In some cases, the load cabana 5 may be configured to adjust the internal load according to the load 4 (other configurations are the same as those in FIG. 1). The load cabana 5 has a water resistor 6 connected to the armature winding of the induction generator 2 via a thyristor 8 and a speed governor 7. The speed governor 7 is an induction generator. Frequency of generated voltage of 2 (detection value)
By controlling the operation of the thyristor 8 on the basis of the above, the resistance value (internal load) of the water resistor 6 is adjusted.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来技術
に係る自励式誘導発電機では、負荷４が１００％力率の
負荷の場合、定格容量の４０〜７０％の進相無効電力を
必要とし、従って進相コンデンサ１５もこの進相無効電
力に対応した容量を必要とする。更には大きな始動電流
を必要とする電動機負荷を投入する場合には、定格負荷
時に必要な進相コンデンサ５に加えて、この大きな始動
電流に対応した容量を有する進相コンデンサをも必要と
する。この進相コンデンサの容量としては、定格容量の
１５０〜２００％の容量を必要とする場合がある。進相
コンデンサの容量が不足する場合には電圧がストールし
て零となる。However, in the self-excited induction generator according to the above-mentioned prior art, when the load 4 is a load having a power factor of 100%, 40-70% of the rated capacity of the advanced reactive power is required, Therefore, the phase advancing capacitor 15 also needs a capacity corresponding to the phase advancing reactive power. Furthermore, when a motor load requiring a large starting current is applied, a phase advancing capacitor 5 having a capacity corresponding to the large starting current is required in addition to the phase advancing capacitor 5 required at the rated load. The capacity of this phase advancing capacitor may require a capacity of 150 to 200% of the rated capacity. When the capacity of the phase advancing capacitor is insufficient, the voltage stalls to zero.
【０００７】また自励式誘導発電機では、その励磁曲線
を飽和させない場合、即ち図６に示すように励磁曲線Ａ
が飽和する前のＰ1 点を定格点（飽和させてあれば
Ｐ2 ′点となる）として運転する場合があるが、かかる
場合、上記容量を有する進相コンデンサを接続した状態
で励磁装置１４が故障すると、図６に示すように端子電
圧がＰ1 点からＰ2 点に増加し、その結果自己励磁電圧
が過大となって誘導発電機２を破壊してしまう虞があ
る。In the self-excited induction generator, when the excitation curve is not saturated, that is, as shown in FIG.
May be operated with the P 1 point before saturation as the rated point (P 2 ′ point if saturated). In such a case, the exciter 14 with the phase advancing capacitor having the above capacity connected is connected. 6, the terminal voltage increases from the P 1 point to the P 2 point as shown in FIG. 6, and as a result, the self-exciting voltage may become excessive and the induction generator 2 may be destroyed.
【０００８】従って本発明は上記従来技術に鑑み、進相
コンデンサを要することなく他の電源系統から切り離し
た状態で発電することができる誘導発電機を提供するこ
とを目的とする。Therefore, in view of the above-mentioned prior art, it is an object of the present invention to provide an induction generator capable of generating electric power in a state of being disconnected from other power supply system without requiring a phase advancing capacitor.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の構成は、原動機により同期速度以上に回転さ
れて発電する誘導発電機において、回転子を誘導発電機
の回転子に直結すると共に電機子巻線を誘導発電機の電
機子巻線に接続した永久磁石式同期発電機を励磁機とし
て備え、且つこの励磁機の極数と誘導発電機の極数とを
誘導発電機のスリップがマイナスとなるよう設定したこ
とを特徴とする。The first structure of the present invention for achieving the above object is an induction generator which is rotated by a prime mover at a speed equal to or higher than a synchronous speed to generate electric power, and the rotor is directly connected to the rotor of the induction generator. In addition, a permanent magnet type synchronous generator in which the armature winding is connected to the armature winding of the induction generator is provided as an exciter machine, and the number of poles of this exciter machine and the number of poles of the induction generator are The feature is that the slip is set to be negative.
【００１０】また上記目的を達成する本発明の第２の構
成は、原動機により同期速度以上に回転されて発電する
誘導発電機において、回転子を誘導発電機の回転子に増
速装置を介して結合すると共に電機子巻線を誘導発電機
の電機子巻線に接続した永久磁石式同期発電機を励磁機
として備え、且つ前記増速装置は誘導発電機のスリップ
がマイナスとなるよう励磁機の回転速度を調整するもの
であることを特徴とする。A second structure of the present invention which achieves the above object is an induction generator which is rotated by a prime mover at a speed equal to or higher than a synchronous speed to generate electric power, with the rotor being the rotor of the induction generator via a speed increasing device. The permanent magnet synchronous generator, which is coupled to the armature winding and connected to the armature winding of the induction generator, is provided as an exciter machine, and the speed increasing device is configured so that the induction generator slips negatively. It is characterized in that the rotation speed is adjusted.
【００１１】[0011]
【作用】上記第１の構成の本発明によれば、原動機の駆
動によって誘導発電機と共に励磁機が回転する。その結
果励磁機が発電して誘導発電機の電機子巻線に無効電力
を供給するため、誘導発電機は他の電源系統に接続する
ことなく発電する。According to the first aspect of the present invention, the exciter rotates together with the induction generator by driving the prime mover. As a result, the exciter generates power and supplies reactive power to the armature winding of the induction generator, so that the induction generator generates power without connecting to another power system.
【００１２】また上記第２の構成の本発明によれば、上
記第１の構成の作用に加え、増速装置により励磁機の回
転速度を任意に調整して誘導発電機のスリップをマイナ
スにすることができる。Further, according to the present invention having the second structure, in addition to the operation of the first structure, the speed increasing device arbitrarily adjusts the rotational speed of the exciter to make the slip of the induction generator negative. be able to.
【００１３】[0013]
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。なお従来技術と同様の部分には同一の符号を付
し重複する詳細な説明は省略する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. The same parts as those of the conventional art are designated by the same reference numerals, and the overlapping detailed description will be omitted.
【００１４】図１は、本発明の実施例に係る誘導発電機
の構成図である。同図に示すように、誘導発電機２の回
転子には水車１が結合される一方、誘導発電機２の電機
子側にはロードカバナ５の水抵抗器６が接続されてい
る。そしてこの誘導発電機２には、永久磁石式同期発電
機（ＰＭＧ：Permanent Magnetic Generator ）３が励
磁機として接続されている。FIG. 1 is a block diagram of an induction generator according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the water turbine 1 is coupled to the rotor of the induction generator 2, while the water resistor 6 of the load cabana 5 is connected to the armature side of the induction generator 2. A permanent magnet synchronous generator (PMG: Permanent Magnetic Generator) 3 is connected to the induction generator 2 as an exciter.
【００１５】即ちこの励磁機３は、その回転子が誘導発
電機２の回転子に直結されると共に、その電機子巻線が
誘導発電機２の電機子巻線に接続されている。That is, the rotor of the exciter 3 is directly connected to the rotor of the induction generator 2, and the armature winding thereof is connected to the armature winding of the induction generator 2.
【００１６】また励磁機３の極数Ｐ1 と誘導発電機２の
極数Ｐ2 は、次の（１）式を満足するよう設定されてい
る。 Ｐ2 ＝Ｐ1 ＋２ …（１） これは、誘導発電機２のスリップＳを小さくした方がこ
の誘導発電機２の二次銅損が少ないことから、スリップ
Ｓを極力小さくすることが望ましいためである。即ち、
水車１の駆動によって強制的に発生させる誘導発電機２
のスリップＳ（マイナスのスリップ）はおよそ次の
（２）式で表わされるが、この（２）式においてスリッ
プＳが最小となるのは、極数Ｐ1 ，Ｐ2 が共に偶数でな
ければならないことから、上記（１）式を満す場合しか
ないためである。 Ｓ＝１−Ｐ2 ／Ｐ1 …（２）The number of poles P 1 of the exciter 3 and the number of poles P 2 of the induction generator 2 are set so as to satisfy the following equation (1). P 2 = P 1 +2 (1) This is because when the slip S of the induction generator 2 is made smaller, the secondary copper loss of the induction generator 2 is smaller, so it is desirable to make the slip S as small as possible. Is. That is,
Induction generator 2 forcibly generated by driving the water turbine 1.
The slip S (minus slip) of is expressed by the following equation (2). In this equation (2), the slip S must be minimized if both pole numbers P 1 and P 2 are even. This is because there is only a case where the above expression (1) is satisfied. S = 1-P 2 / P 1 ... (2)
【００１７】従って、低速の水車発電機や高周波誘導発
電機では極数が２０〜３０極に選定されることから、励
磁機３の極数Ｐ1 も２０〜３０極に選定したとすると、
誘導発電機２のスイップＳは上記（１），（２）式から
−１０〜−７％となる。Therefore, since the number of poles is selected to be 20 to 30 in the low speed turbine generator or the high frequency induction generator, assuming that the number of poles P 1 of the exciter 3 is also selected to be 20 to 30 poles.
The sweep S of the induction generator 2 is -10 to -7% from the above equations (1) and (2).
【００１８】なお励磁機３は、製作後に短絡させ充分に
減磁して安定させる。これは、励磁機３は着磁後定格回
転数で回転させると図２（ａ），（ｂ）に示すようにあ
る電圧Ｖ1が電機子に誘起されるが、これに電流を流す
とその電機子反作用で誘起電圧が低下しもとのＶ1には
もどらないためである。最も大きな減磁は励磁機３の電
機子巻線を短絡したまま回転させた時に起こるため、図
２（ｂ）に示す電機子巻線の端子ｕ，ｖ，ｗを図２
（ｃ）に示すように故意に短絡させてＶ1を最低電圧に
する。The exciter machine 3 is short-circuited after being manufactured so as to be sufficiently demagnetized and stabilized. This is because when the exciter 3 is rotated at the rated rotation speed after being magnetized, a certain voltage V 1 is induced in the armature as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). This is because the induced voltage decreases due to the armature reaction and does not return to the original V 1 . Since the largest demagnetization occurs when the armature winding of the exciter machine 3 is rotated with the armature winding short-circuited, the terminals u, v, w of the armature winding shown in FIG.
Intentionally be shorted as shown in (c) to a minimum voltage V 1 by.
【００１９】従って上記実施例によれば、水車１の駆動
によって誘導発電機２と共に励磁機３が回転し、このた
め励磁機３は発電して誘導発電機２の電機子巻線に無効
電力を供給する。その結果、誘導発電機２はその電機子
巻線に励磁電流が流れ、他の電源系統に接続することな
く発電することができる。Therefore, according to the above-described embodiment, the exciter 3 rotates together with the induction generator 2 by the driving of the water turbine 1, so that the exciter 3 generates power and reactive power is supplied to the armature winding of the induction generator 2. Supply. As a result, the induction generator 2 is able to generate power without being connected to another power supply system because an exciting current flows through the armature winding.
【００２０】また電動機を負荷４として投入しても、そ
の無効電力は励磁機３から供給されるため、端子電圧は
ストールしない。更には、大きな電動機を始動する際の
電圧降下が２０％程度であってこの電圧降下が他の負荷
に対し特に支障がなければ、負荷４として前記のような
大きな電動機を投入することもできる。Even when the electric motor is turned on as the load 4, the reactive power is supplied from the exciter 3 and the terminal voltage does not stall. Further, if the voltage drop when starting a large electric motor is about 20% and this voltage drop does not particularly hinder other loads, the large electric motor as described above can be used as the load 4.
【００２１】また負荷４が通常の電灯や電動機等であれ
ば、即ち負荷４に容量の大きなコンデンサがなれば、自
己励磁を発生することがなく、従来のように過大な自己
励磁電圧によって誘導発電機２が破壊される虞はない。
また従来のような進相コンデンサ１５等が不要であるた
め励磁装置盤（コンデンサ盤）が不要である。If the load 4 is an ordinary electric lamp or electric motor, that is, if the load 4 has a large-capacity capacitor, self-excitation does not occur, and induction generation is performed by an excessive self-excitation voltage as in the conventional case. There is no risk of the machine 2 being destroyed.
Further, since the phase advancing capacitor 15 and the like as in the conventional case are unnecessary, an exciter board (condenser board) is not necessary.
【００２２】なお上記実施例では、誘導発電機２の回転
子と励磁機３の回転子とを直結しているが、このように
直結せずに、両回転子の間に増速装置を介設してもよ
い。増速装置を介設した場合には、この増速装置によ
り、励磁機３の回転速度を任意に調整して誘導発電機２
のスリップＳがマイナスになるよう調整することができ
る。従って、励磁機３の極数を任意に選定することがで
き、また誘導発電機２のスリップＳがハイスリップとな
らぬよう調整することができるため、最適な設計が可能
となる。Although the rotor of the induction generator 2 and the rotor of the exciter 3 are directly connected to each other in the above-mentioned embodiment, the speed increasing device is interposed between the two rotors without being directly connected to each other. You may set it up. When a speed increasing device is provided, the speed increasing device is used to arbitrarily adjust the rotation speed of the exciter 3 and thereby the induction generator 2
The slip S can be adjusted to be negative. Therefore, the number of poles of the exciter 3 can be arbitrarily selected, and the slip S of the induction generator 2 can be adjusted so as not to be high slip, so that the optimum design can be performed.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、励磁機を備えたことにより、誘導発
電機は他の電源系統に接続することなく発電することが
できる。また電動機負荷を投入しても端子電圧はストー
ルしない。更にはある程度の電圧降下が許容されれば、
より大きな電動機負荷を投入することもできる。また負
荷が通常の電灯負荷や電動機負荷であれば自己励磁が発
生せず、従来のように過大な自己励磁電圧によって誘導
発電機が破壊される虞はない。As described above in detail with the embodiments, according to the present invention, since the exciter is provided, the induction generator can generate electricity without connecting to another power supply system. The terminal voltage does not stall even when the motor load is turned on. Furthermore, if a certain voltage drop is allowed,
A larger motor load can also be applied. Further, if the load is a normal electric lamp load or a motor load, self-excitation does not occur, and there is no possibility that the induction generator is destroyed by an excessive self-excitation voltage as in the conventional case.
【００２４】また増速装置を備えることにより、励磁機
の極数を任意に選定することができ、また誘導発電機の
スリップがハイスリップとならぬよう調整することがで
きるため、最適な設計が可能となる。Further, by providing the speed increasing device, the number of poles of the exciter machine can be arbitrarily selected, and the slip of the induction generator can be adjusted so as not to be a high slip. It will be possible.
【図１】本発明の実施例に係る誘導発電機の構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram of an induction generator according to an embodiment of the present invention.
【図２】励磁機の減磁方法を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a demagnetization method of an exciter machine.
【図３】従来技術に係る誘導発電機の一例を示す構成図
である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of an induction generator according to a conventional technique.
【図４】従来技術に係る誘導発電機の他の一例を示す構
成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing another example of an induction generator according to a conventional technique.
【図５】誘導発電機の励磁曲線を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an excitation curve of the induction generator.
１ 水車 ２ 誘導発電機 ３ 励磁機 ４ 負荷 1 turbine 2 induction generator 3 exciter 4 load
Claims (2)
発電する誘導発電機において、 回転子を誘導発電機の回転子に直結すると共に電機子巻
線を誘導発電機の電機子巻線に接続した永久磁石式同期
発電機を励磁機として備え、且つこの励磁機の極数と誘
導発電機の極数とを誘導発電機のスリップがマイナスと
なるよう設定したことを特徴とする誘導発電機。1. An induction generator that is rotated by a prime mover at a speed higher than a synchronous speed to generate electric power, wherein a rotor is directly connected to a rotor of the induction generator and an armature winding is connected to an armature winding of the induction generator. An induction generator comprising a permanent magnet synchronous generator as an exciter, and the number of poles of the exciter and the number of poles of the induction generator are set so that the slip of the induction generator becomes negative.
発電する誘導発電機において、 回転子を誘導発電機の回転子に増速装置を介して結合す
ると共に電機子巻線を誘導発電機の電機子巻線に接続し
た永久磁石式同期発電機を励磁機として備え、且つ前記
増速装置は誘導発電機のスリップがマイナスとなるよう
励磁機の速度を調整するものであることを特徴とする誘
導発電機。2. An induction generator which is rotated by a prime mover at a speed higher than a synchronous speed to generate electric power, wherein the rotor is coupled to the rotor of the induction generator through a speed increasing device and the armature winding is connected to the induction generator. An induction characterized by comprising a permanent magnet type synchronous generator connected to a child winding as an exciter, and the speed increasing device adjusting the speed of the exciter so that the slip of the induction generator becomes negative. Generator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7050813A JPH08251885A (en) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | Induction generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7050813A JPH08251885A (en) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | Induction generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08251885A true JPH08251885A (en) | 1996-09-27 |
Family
ID=12869213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7050813A Withdrawn JPH08251885A (en) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | Induction generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08251885A (en) |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP7050813A patent/JPH08251885A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7514806B2 (en) | Engine start system with quadrature AC excitation | |
| US4743777A (en) | Starter generator system with two stator exciter windings | |
| US6528967B2 (en) | Permanent magnet brushless electric motor system and method of using same | |
| EP1570566B1 (en) | Gas turbine engine starter generator with multiple windings on each exciter stator pole | |
| US6768278B2 (en) | Gas turbine engine starter generator with switchable exciter stator windings | |
| US7268522B1 (en) | Excitation control for wound field synchronous dynamoelectric machines | |
| US20060087293A1 (en) | AC generator with independently controlled field rotational speed | |
| US7135784B2 (en) | Fast torque control of a belted alternator starter | |
| JP2002051592A (en) | Synchronous generator having auxiliary power winding and variable frequency power source and its using method | |
| EP2139099A2 (en) | Regulated hybrid permanent magnet generator | |
| JP2004080931A (en) | Starter generator for internal combustion engine | |
| KR20040047586A (en) | Vehicular generator-motor system | |
| JPS5895200U (en) | Excitation device of synchronous electric machine | |
| JP2003516707A (en) | Switched reluctance generator and method of controlling the generator | |
| JPS5890100U (en) | rotating electric machine | |
| JP2003515308A (en) | Induction stationary starter and method for turbine generator with brushless exciter | |
| JP4478185B2 (en) | Engine starter for vehicle | |
| JPH08251885A (en) | Induction generator | |
| JP2649291B2 (en) | AC generator for vehicles | |
| JPH08140214A (en) | Hybrid drive system | |
| JP2000316298A (en) | Starter generator | |
| US20040008003A1 (en) | Starting of switched reluctance generators | |
| JP2924424B2 (en) | Automatic voltage regulator for brushless synchronous generator | |
| JP2004328911A (en) | Ac generator for vehicle | |
| JPH0847106A (en) | Hybrid type driver |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |