JPH09205800A - 回転電機の励磁装置 - Google Patents

回転電機の励磁装置

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JPH09205800A
JPH09205800A JP8011902A JP1190296A JPH09205800A JP H09205800 A JPH09205800 A JP H09205800A JP 8011902 A JP8011902 A JP 8011902A JP 1190296 A JP1190296 A JP 1190296A JP H09205800 A JPH09205800 A JP H09205800A
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electric machine
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voltage
generator
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 応答性が悪く制御精度が低下する。 【解決手段】 電機子巻線20および励磁手段により励
磁される主励磁巻線21を有する回転電機19と、回転
電機19の出力と予め設定された基準電圧とを比較して
偏差を検出する電圧比較手段33と、電圧比較手段33
によって検出される偏差が零となるように励磁手段の出
力を制御する自動電圧調整手段36と、回転電機19の
主励磁巻線と共に配設される制御巻線37と、制御巻線
37に進み又は遅れ電流を流して回転電機19の無効電
力を制御する無効電力制御手段43とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転電機の出力
電圧を応答性良く基準電圧に調整する回転電機の励磁装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3はたとえば実開昭61−27499
号公報に示された従来の回転電機の励磁装置の構成を示
すブロック図である。図において、1は例えば同期発電
機等の回転電機、2はこの回転電機1の電機子巻線、3
は回転電機1の主励磁巻線、4は正極整流素子、5は負
極整流素子、6はヒューズで、これら3ないし6は後述
の交流発電機の電機子巻線と共に直列接続され励磁装置
7が構成されている。8は電機子巻線9と励磁巻線10
とで構成される交流発電機で、出力により回転電機1の
主励磁巻線3を励磁している。
【0003】11は回転部に永久磁石12、静止部に電
機子巻線13を配置することにより構成される永久磁石
発電機で、出力により交流発電機8の励磁巻線10を励
磁している。14は回転電機1の出力電圧V0を変圧す
る計器用変圧器、15はこの計器用変圧器14によって
変圧された出力電圧V0と、予め設定された基準電圧と
を比較して偏差を検出する電圧比較手段、16はこの電
圧比較手段15で検出された偏差が零となるように、サ
イリスタ17を介して交流発電機8の励磁巻線10への
入力を制御するサイリスタ制御手段で、これら15ない
し17で自動電圧調整手段18を構成している。
【0004】次に、上記のように構成された従来の回転
電機の励磁装置の動作について説明する。まず、励磁装
置7に直結され回転する永久磁石12により電機子巻線
13に電圧が発生し、この発生した電圧はサイリスタ1
7を介して交流発電機8の励磁巻線10を励磁し、交流
発電機8に交流電圧を発生させる。そして、このように
して発生した電機子巻線9の交流電圧は、ヒューズ6を
経て両整流素子4、5にて整流され主励磁巻線3を励磁
し、回転電機1の電機子巻線2に電圧V0を発生させ
る。一方、この回転電機1に発生した電圧V0は、電圧
比較手段15にて基準電圧と比較され、検出された偏差
が零、すなわち基準電圧と等しくなるまで、サイリスタ
制御手段16によりサイリスタ17を介して交流発電機
8への入力が制御される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転電機の励磁
装置は以上のように構成され、自動電圧調整手段18は
励磁手段としての交流発電機8の励磁巻線10を制御
し、主励磁巻線3の励磁を調整するようにしているの
で、応答性が悪く制御精度が低下するという問題点があ
った。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ために成されたもので、応答性の改善を図り制御精度の
向上が可能な回転電機の励磁装置を提供することを目的
とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る回転電機の励磁装置は、電機子巻線および励磁手段に
より励磁される励磁巻線を有する回転電機と、回転電機
の出力と予め設定された基準電圧とを比較して偏差を検
出する電圧比較手段と、電圧比較手段によって検出され
る偏差が零となるように励磁手段の出力を制御する励磁
制御手段と、回転電機の励磁巻線と共に配設される制御
巻線と、制御巻線に進み又は遅れ電流を流して回転電機
の無効電力を制御する無効電力制御手段とを備えたもの
である。
【0008】又、この発明の請求項2に係る回転電機の
励磁装置は、請求項1において、交流発電機を励磁手段
としたものである。
【0009】又、この発明の請求項3に係る回転電機の
励磁装置は、請求項1において、直流発電機を励磁手段
としたものである。
【0010】又、この発明の請求項4に係る回転電機の
励磁装置は、請求項1ないし3のいずれかにおいて、無
効電力制御手段はサイリスタにより切り替えられて制御
巻線と接続されるコンデンサおよびリアクトルを備えた
ものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明の実施の形態を図に基づ
いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1における
回転電機の励磁装置の構成を示すブロック図である。図
において、19は例えば同期発電機等の回転電機、20
はこの回転電機19の電機子巻線、21は回転電機19
の主励磁巻線、22は正極整流素子、23は負極整流素
子、24はヒューズで、これら21ないし24は後述の
交流発電機の電機子巻線と共に直列接続され励磁装置2
5が構成されている。
【0012】26は電機子巻線27と励磁巻線28とで
構成される交流発電機で、出力により回転電機19の主
励磁巻線21を励磁している。29は回転部に永久磁石
30、静止部に電機子巻線31を配置することにより構
成される永久磁石発電機で、出力により交流発電機26
の励磁巻線28を励磁している。32は回転電機19の
出力電圧V0を変圧する計器用変圧器、33はこの計器
用変圧器32によって変圧された出力電圧V0と、予め
設定された基準電圧とを比較して偏差を検出する電圧比
較手段である。
【0013】34はこの電圧比較手段33で検出された
偏差が零となるように、サイリスタ35を介して交流発
電機26の励磁巻線28への入力を制御するサイリスタ
制御手段で、これら33ないし35で励磁制御手段とし
ての自動電圧調整手段36を構成している。なお、以上
の構成は図3に示す従来装置におけるとほぼ同様であ
る。37は主励磁巻線21と共に回転子側に配設される
制御巻線、38、39はこの制御巻線37に対してそれ
ぞれサイリスタ40、41を介して並列に接続されるコ
ンデンサおよびリアクトル、42は電圧比較手段33で
検出された偏差が零となるように、各サイリスタ40、
41の切り替えによりコンデンサ38又はリアクトル3
9を介して制御巻線39を介して制御巻線37に、進み
又は遅れ電流を流すサイリスタ制御手段で、これら37
ないし42で無効電力制御手段43を構成している。
【0014】次に、上記のように構成されたこの発明の
実施の形態1における回転電機の励磁装置の動作につい
て説明する。まず、励磁装置25に直結され回転する永
久磁石30により電機子巻線31に電圧が発生し、この
発生した電圧はサイリスタ35を介して交流発電機26
の励磁巻線28を励磁し、交流発電機26に交流電圧を
発生させる。そして、このようにして発生した電機子巻
線27の交流電圧は、ヒューズ24を経て両整流素子2
2、23にて整流され主励磁巻線21を励磁し、回転電
機19の電機子巻線20に電圧V0を発生させる。
【0015】一方、この回転電機19に発生した電圧V
0は、電圧比較手段33にて基準電圧と比較され、検出
された偏差が零、すなわち基準電圧と等しくなるまで、
サイリスタ制御手段34によりサイリスタ35を介して
交流発電機26への入力が制御されるとともに、無効電
力制御手段43側においては、一方のサイリスタ制御手
段42により回転電機19の出力電圧V0が基準電圧よ
り高い場合は、サイリスタ41を動作させリアクトル3
9を介して制御巻線37に遅れ電流を流すことにより電
機子反作用を増大させて出力電圧を降下させる方向に制
御され、又、出力電圧V0が基準電圧より低い場合は、
サイリスタ40を動作させコンデンサ38を介して制御
巻線37に進み電流を流すことにより、電機子反作用を
減少させて出力電圧V0を上昇させる方向に制御され
る。
【0016】このように上記実施の形態1によれば、自
動電圧調整手段36による交流発電機26の励磁巻線2
8の制御に加えて、さらに、無効電力制御手段43によ
り主励磁巻線21と共に配設される制御巻線37に、リ
アクトル39およびコンデンサ38を切り替えて接続さ
せることにより遅れ又は進み電流を流して回転電機1の
無効電力を制御するようにしているので、簡単な構成で
応答性が速くなり精度の高い制御が可能になる。
【0017】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2における回転電機の励磁装置の構成を示すブロック
図である。図において、図1に示す実施の形態1におけ
るものと同様な部分は同一符号を付して説明を省略す
る。44は回転電機、45はこの回転電機44の電機子
巻線、46は回転電機44の主励磁巻線、47は電機子
巻線48および励磁巻線49で構成される直流発電機、
50はこの直流発電機47の出力部と主励磁巻線46と
の間に介在する集電環、51は電圧比較手段33で検出
された偏差が零となるように、パワートランジスタ52
を介して直流発電機47の励磁巻線49への入力を制御
するパワートランジスタ制御手段、53は直流電源装置
で、これら33、51ないし53で励磁制御手段として
の自動電圧調整手段54を構成している。
【0018】次に、上記のように構成されたこの発明の
実施の形態2における回転電機の励磁装置の動作につい
て説明する。まず、パワートランジスタ制御手段51に
よりパワートランジスタ52を動作させ、直流電源53
で発生する直流電圧を制御して励磁巻線49を励磁し、
電機子巻線48から図示しない整流子およびブラシを介
して直流電圧を発生させる。そして、このようにして発
生した直流電圧は集電環50を経て主励磁巻線46を励
磁し、回転電機44の電機子巻線45に電圧V0を発生
させる。
【0019】一方、この回転電機44に発生した電圧V
0は、電圧比較手段33にて予め設定された基準電圧と
比較され、検出される偏差が零、すなわち基準電圧と等
しくなるまで、パワートランジスタ制御手段51により
パワートランジスタ52を介して直流発電機47への入
力が制御されるとともに、無効電力制御手段43側にお
いては、上記実施の形態1の場合と同様にサイリスタ制
御手段42により回転電機44の出力電圧V0が基準電
圧より高い場合は、サイリスタ41を動作させリアクト
ル39を介して制御巻線37に遅れ電流を流すことによ
り、電機子反作用を増大させて出力電圧を降下させる方
向に制御され、又、出力電圧V0が基準電圧より低い場
合は、サイリスタ40を動作させコンデンサ38を介し
て制御巻線37に進み電流を流すことにより、電機子反
作用を減少させて出力電圧をV0上昇させる方向に制御
される。
【0020】このように上記実施の形態2によれば、自
動電圧調整手段54による直流発電機47の励磁巻線4
9の制御に加えて、さらに、無効電力制御手段43によ
り主励磁巻線46と共に配設される制御巻線37に、リ
アクトル39およびコンデンサ38を切り替えて接続さ
せることにより遅れ又は進み電流を流して回転電機の無
効電力を制御するようにしているので、簡単な構成で応
答性が速くなり精度の高い制御が可能になる。
【0021】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、電機子巻線および励磁手段により励磁される励磁
巻線を有する回転電機と、回転電機の出力と予め設定さ
れた基準電圧とを比較して偏差を検出する電圧比較手段
と、電圧比較手段によって検出される偏差が零となるよ
うに励磁手段の出力を制御する励磁制御手段と、回転電
機の励磁巻線と共に配設される制御巻線と、制御巻線に
進み又は遅れ電流を流して回転電機の無効電力を制御す
る無効電力制御手段とを備えたので、応答性の向上を図
り高精度の制御が可能な回転電機の励磁装置を提供する
ことができる。
【0022】又、この発明の請求項2によれば、請求項
1において、交流発電機を励磁手段としたので、応答性
の向上を図り高精度の制御が可能な回転電機の励磁装置
を提供することができる。
【0023】又、この発明の請求項3によれば、請求項
1において、直流発電機を励磁手段としたので、応答性
の向上を図り高精度の制御が可能な回転電機の励磁装置
を提供することができる。
【0024】又、この発明の請求項4によれば、請求項
1ないし3のいずれかにおいて、無効電力制御手段はサ
イリスタにより切り替えられて制御巻線と接続されるコ
ンデンサおよびリアクトルを備えたので、簡単な構成で
応答性の向上を図り高精度の制御が可能な回転電機の励
磁装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1における回転電機の
励磁装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態2における回転電機の
励磁装置の構成を示すブロック図である。
【図3】 従来の回転電機の励磁装置の構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
19,44 回転電機、20,27,31,45,48
電機子巻線、21,46 主励磁巻線、26 交流発
電機、28,49 励磁巻線、29 永久磁石発電機、
33 電圧比較手段、34,42 サイリスタ制御手
段、35,40,41 サイリスタ、36,54 自動
電圧調整手段(励磁制御手段)、37 制御巻線、38
コンデンサ、39 リアクトル、43 無効電力制御
手段、48 直流発電機、51 パワートランジスタ制
御手段、52 パワートランジスタ、53 直流電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 9/30 H02P 9/30 H

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電機子巻線および励磁手段により励磁さ
    れる励磁巻線を有する回転電機と、上記回転電機の出力
    と予め設定された基準電圧とを比較して偏差を検出する
    電圧比較手段と、上記電圧比較手段によって検出される
    偏差が零となるように上記励磁手段の出力を制御する励
    磁制御手段と、上記回転電機の励磁巻線と共に配設され
    る制御巻線と、上記制御巻線に進み又は遅れ電流を流し
    て上記回転電機の無効電力を制御する無効電力制御手段
    とを備えたことを特徴とする回転電機の励磁装置。
  2. 【請求項2】 励磁手段は交流発電機であることを特徴
    とする請求項1記載の回転電機の励磁装置。
  3. 【請求項3】 励磁手段は直流発電機であることを特徴
    とする請求項2記載の回転電機の励磁装置。
  4. 【請求項4】 無効電力制御手段はサイリスタにより切
    り替えられて制御巻線と接続されるコンデンサおよびリ
    アクトルを備えていることを特徴とする請求項1ないし
    3のいずれかに記載の回転電機の励磁装置。
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