JPH1080199A - Automatic voltage regulator of synchronous generator - Google Patents

Automatic voltage regulator of synchronous generator

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JPH1080199A
JPH1080199A JP8231966A JP23196696A JPH1080199A JP H1080199 A JPH1080199 A JP H1080199A JP 8231966 A JP8231966 A JP 8231966A JP 23196696 A JP23196696 A JP 23196696A JP H1080199 A JPH1080199 A JP H1080199A
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JP
Japan
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voltage
synchronous generator
generator
automatic
signal
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JP8231966A
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Japanese (ja)
Inventor
Riyouma Nagura
良馬 名倉
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Nishishiba Electric Co Ltd
Original Assignee
Nishishiba Electric Co Ltd
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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic voltage regulator capable of stably controlling the output terminal voltage of a generator, by canceling the change of an exciting power supply voltage which is caused by the change of the output terminal voltage of a sytnchrous generator. SOLUTION: The following are installed; a substracter 12 operating the errors of a detection signal of a voltage detector 10 detecting the terminal voltage of a synchronous generator and a voltage command signal of a voltage command signal generator, and divider 15 dividing the control signal of an error amplifier 13 amplifying the output of the substracter 12 by a detection signal a pulse width modulator 14 outputting an on-duty switching signal which is in proportion to the output signal of the substracter 15, a rectifier 21 converting an AC voltage outputted from the synchronous generator 1 into a DC voltage, and a voltage converter 22 supplying an exciting voltage to the field winding of the synchronous generator 1 by chopping the DC voltage outputted from the rectifier 21, in accordance with the switching signal. The divider 15 divides the control signal outputted from an error amplifier 13 by a detected signal, so that the change of an exciting power supply voltage is canceled when the terminal voltage of the synchronous generator 1 changes. Thereby, the terminal voltage of the synchronous generator 1 is adjusted to be a desired value and stably controlled.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、同期発電機または
ブラシレス同期発電機の励磁電源電圧として該発電機の
出力端子電圧を利用しながら、該発電機の出力端子電圧
を所望の電圧に自動制御する同期発電機の自動電圧調整
器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention automatically controls the output terminal voltage of a synchronous generator or a brushless synchronous generator to a desired voltage while utilizing the output terminal voltage of the generator as an excitation power supply voltage of the generator. The present invention relates to an automatic voltage regulator for a synchronous generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来の発電装置の構成図である。
同図において、1は同期発電機、2は自動電圧調整器で
ある。自動電圧調整器2は同期発電機1の界磁巻線に印
加する電圧Vf を操作することによって、同期発電機1
の出力端子電圧Vg を所望の電圧に自動制御する装置で
ある。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional power generator.
In the figure, 1 is a synchronous generator, and 2 is an automatic voltage regulator. The automatic voltage regulator 2 operates the voltage Vf applied to the field winding of the synchronous generator 1 to control the synchronous generator 1
Is an apparatus for automatically controlling the output terminal voltage Vg of the device to a desired voltage.

【0003】自動電圧調整器2は、同期発電機1の出力
端子電圧を検出して検出信号Aを出力する電圧検出器1
0と、電圧指令信号Bを発生する電圧指令信号発生器1
1と、検出信号Aと電圧指令信号Bの誤差を演算する減
算器12と、減算器12の出力する誤差信号Cを増幅す
る誤差増幅器13と、誤差増幅器13の出力する制御信
号Dに比例するオンデューティのスイッチング信号Eを
出力するパルス幅変調器14と、同期発電機1の出力端
子電圧を降圧する変圧器20と、変圧器20から供給さ
れる交流電圧を直流電圧に変換する整流器21と、前記
スイッチング信号Eに基づいてトランジスタをオン・オ
フし、整流器21から供給される直流電圧をチョッパ操
作することによって同期発電機1の界磁巻線に励磁電圧
を供給する電圧変換器22とから構成されている。この
ような発電装置は、同期発電機の励磁電圧の電源として
同期発電機の出力端子電圧を利用しており、分巻励磁方
式の発電装置と言われている。
An automatic voltage regulator 2 detects a voltage at an output terminal of the synchronous generator 1 and outputs a detection signal A.
0 and a voltage command signal generator 1 that generates a voltage command signal B
1, a subtractor 12 for calculating an error between the detection signal A and the voltage command signal B, an error amplifier 13 for amplifying an error signal C output from the subtractor 12, and a control signal D output from the error amplifier 13. A pulse width modulator 14 for outputting an on-duty switching signal E, a transformer 20 for stepping down an output terminal voltage of the synchronous generator 1, and a rectifier 21 for converting an AC voltage supplied from the transformer 20 to a DC voltage. A voltage converter 22 that supplies an exciting voltage to the field winding of the synchronous generator 1 by turning on / off the transistor based on the switching signal E and chopper-operating the DC voltage supplied from the rectifier 21. It is configured. Such a power generator uses the output terminal voltage of the synchronous generator as a power source for the excitation voltage of the synchronous generator, and is called a shunt excitation type power generator.

【0004】図5は図4の発電装置の挙動を示す制御ブ
ロック図であり、図4と同一部分には同一符号を付して
おり、また図中のA〜F,Vf (p.u.),V
g (p.u.)の各信号は、いずれもp.u.値を示
す。
FIG. 5 is a control block diagram showing the behavior of the power generating apparatus shown in FIG. 4. The same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and A to F, V f (pu. .), V
g (pu) signals are all p. u. Indicates a value.

【0005】同図において、電圧検出器10は同期発電
機1の出力端子電圧の検出信号Aを出力し、また電圧指
令信号発生器11は電圧指令信号Bを出力する。減算器
12は検出信号Aと電圧指令信号Bの誤差を演算して誤
差信号Cを出力し、誤差増幅器13は誤差信号Cを増幅
して制御信号Dを出力し、パルス幅変調器14は制御信
号Dに比例したオンデューティFのスイッチング信号を
出力する。
In FIG. 1, a voltage detector 10 outputs a detection signal A of the output terminal voltage of the synchronous generator 1, and a voltage command signal generator 11 outputs a voltage command signal B. The subtracter 12 calculates an error between the detection signal A and the voltage command signal B to output an error signal C, the error amplifier 13 amplifies the error signal C and outputs a control signal D, and the pulse width modulator 14 controls An on-duty F switching signal proportional to the signal D is output.

【0006】乗算器30は図4の電圧変換器22の機能
を表したもので、スイッチング信号のオンデューティF
と同期発電機1の出力端子電圧Vg のp.u.値V
g (p.u.)を乗算し、同期発電機1の界磁電圧Vf
のp.u.値Vf (p.u.)を出力する。すなわち、
同期発電機1の励磁電圧Vf (p.u.)は、 Vf (p.u.)=Vg (p.u.)×F で与えられ、オンデューティFはパルス幅変調器14の
関数をf14とすると、 F=D×f14 で与えられる。よって、制御信号Dから同期発電機1の
励磁電圧Vf (p.u.)までの関数は、 Vf (p.u.)=D×f14×Vg (p.u.) となる。
The multiplier 30 represents the function of the voltage converter 22 shown in FIG.
And the output terminal voltage Vg of the synchronous generator 1 u. Value V
g (pu), and the field voltage V f of the synchronous generator 1
P. u. Output the value V f (pu). That is,
The excitation voltage V f (pu) of the synchronous generator 1 is given by V f (pu) = V g (pu) × F. When the function and f 14, is given by F = D × f 14. Therefore, the function from the control signal D to the excitation voltage V f (pu) of the synchronous generator 1 is as follows: V f (pu) = D × f 14 × V g (pu). .

【0007】以上のように、分巻励磁方式の発電装置の
励磁回路は、電圧変換器22が、同期発電機1の出力端
子電圧Vg とパルス幅変調器14から出力されるスイッ
チング信号Fを乗算する機能と等価な機能を果たすた
め、図5に示すように、制御ブロック図に乗算器30が
含まれる。
[0007] As described above, the excitation circuit of the generator of the shunt excitation method, the voltage converter 22, the switching signal F output from the output terminal voltage V g and the pulse width modulator 14 of the synchronous generator 1 As shown in FIG. 5, a multiplier 30 is included in the control block diagram to perform a function equivalent to the function of multiplying.

【0008】なお、図4において、電圧検出器10と電
圧指令信号発生器11と減算器12と誤差増幅器13と
パルス幅変調器14の各機能は、マイクロコンピュータ
とこのマイクロコンピュータで実行するソフトウェアで
実現することができる。また、同期発電機1の代わりに
ブラシレス同期発電機を自動電圧調整器2に接続しても
よい。
In FIG. 4, the functions of a voltage detector 10, a voltage command signal generator 11, a subtractor 12, an error amplifier 13, and a pulse width modulator 14 are implemented by a microcomputer and software executed by the microcomputer. Can be realized. Further, a brushless synchronous generator may be connected to the automatic voltage regulator 2 instead of the synchronous generator 1.

【0009】図6は従来の他の発電装置の構成図であ
る。本実施例が既に説明した図4の発電装置と異なる点
は、本実施例の自動電圧調整器3の構成が、図4の自動
電圧調整器2では変圧器20から供給される交流電圧を
チョッパ操作する整流器21と電圧変換器22を設ける
代わりに、変圧器20から供給される交流電圧をトラン
ジスタまたはサイリスタでチョッパ操作する電圧変換器
23を備えた点であり、その他の点は同一であるので、
同一部分には同一符号を付して重複説明は省略する。
FIG. 6 is a configuration diagram of another conventional power generator. This embodiment is different from the power generator shown in FIG. 4 in that the configuration of the automatic voltage regulator 3 of this embodiment is different from that of the automatic voltage regulator 2 of FIG. Instead of providing a rectifier 21 and a voltage converter 22 for operation, a voltage converter 23 for chopper-operating an AC voltage supplied from a transformer 20 with a transistor or a thyristor is provided, and the other points are the same. ,
The same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0010】本実施例の自動電圧調整器3は、上記した
ように変圧器20から供給される交流電圧を、トランジ
スタまたはサイリスタでチョッパ操作することによって
発電機励磁電圧を操作するものであり、図4の自動電圧
調整器2と全く同じように電圧変換器23が乗算器の機
能を果たすように構成したものである。
The automatic voltage regulator 3 of this embodiment operates the generator excitation voltage by chopper-operating the AC voltage supplied from the transformer 20 with a transistor or a thyristor as described above. The voltage converter 23 is configured to perform the function of a multiplier, just like the automatic voltage regulator 2 of No. 4.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の発電装
置では、同期発電機またはブラシレス同期発電機の出力
端子電圧Vg が変動し、自動電圧調整器が変動抑制のた
めの自動制御を行おうとする場合に、励磁電源電圧も同
時に変動するため、同期発電機またはブラシレス同期発
電機の出力端子電圧の変動分だけ誤差を含んだ励磁電圧
f となってしまう。すなわち、図5において、自動電
圧調整器2は誤差増幅器13の出力する制御信号Dに比
例した同期発電機またはブラシレス同期発電機の励磁電
圧Vf (p.u.)を出力することができない。
[SUMMARY OF THE INVENTION In the above-described conventional power plant, vary the output terminal voltage V g is a synchronous generator or brushless synchronous generator, an automatic voltage regulator attempts to automatic control for variation suppression In this case, the excitation power supply voltage also changes at the same time, so that the excitation voltage Vf includes an error corresponding to the change in the output terminal voltage of the synchronous generator or the brushless synchronous generator. That is, in FIG. 5, the automatic voltage regulator 2 cannot output the excitation voltage V f (pu) of the synchronous generator or the brushless synchronous generator in proportion to the control signal D output from the error amplifier 13.

【0012】また、一般的に制御系の安定度の設計はボ
ード線上で行われることが多いが、ボード線図は線形な
制御系に対して成立するものであり、図5の制御ブロッ
ク図のように乗算器を含む非線形の制御系に対しては有
効な方法ではない。
In general, the design of the stability of the control system is often performed on a Bode line, but the Bode diagram is established for a linear control system. Thus, this method is not effective for a nonlinear control system including a multiplier.

【0013】しかし、通常、上記したような同期発電機
またはブラシレス同期発電機の出力端子電圧の変動に伴
う励磁電源電圧の変動は無視し、常に一定の励磁電源電
圧であると近似してボード線図上で設計が行われること
が多い。このような場合において、励磁電源電圧の変動
による誤差が、実際にどの程度制御系の安定度に影響し
てくるのか、設計者に明確に把握できないため、その影
響が大きい場合に、同期発電機またはブラシレス同期発
電機の運転時に発電機電圧が不安定になる可能性があ
る。
However, usually, the fluctuation of the excitation power supply voltage accompanying the fluctuation of the output terminal voltage of the synchronous generator or the brushless synchronous generator as described above is ignored, and the constant excitation power supply voltage is always approximated to be constant. The design is often done on a diagram. In such a case, the designer cannot clearly understand how much the error due to the fluctuation of the excitation power supply voltage actually affects the stability of the control system. Alternatively, the generator voltage may become unstable during operation of the brushless synchronous generator.

【0014】本発明(請求項1乃至請求項8対応)は、
上記した従来の分巻励磁方式の自動電圧調整器の欠点を
除去するために、同期発電機またはブラシレス同期発電
機の出力端子電圧の変動に伴う励磁電源電圧の変動を相
殺し、自動電圧調整器の制御信号に比例した発電機励磁
電圧を得ることにより、従来技術よりも安定に発電機出
力端子電圧を制御可能とする同期発電機の自動電圧調整
器を提供することを目的とするものである。
The present invention (corresponding to claims 1 to 8) provides:
In order to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional shunt excitation type automatic voltage regulator, fluctuations in the excitation power supply voltage due to fluctuations in the output terminal voltage of the synchronous generator or brushless synchronous generator are offset, and the automatic voltage regulator is adjusted. It is an object of the present invention to provide an automatic voltage regulator of a synchronous generator capable of controlling the generator output terminal voltage more stably than the prior art by obtaining a generator excitation voltage proportional to the control signal of the generator. .

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1は、同期発電機の端子電圧を検出
する電圧検出器と、電圧指令信号を発生する電圧指令信
号発生器と、前記電圧検出器の出力する検出信号と前記
電圧指令信号発生器の出力する電圧指令信号の誤差を演
算する減算器と、この減算器の出力する誤差信号を増幅
する誤差増幅器と、この誤差増幅器の出力する制御信号
を前記検出信号で除算する除算器と、この除算器の出力
信号に比例したオンデューティのスイッチング信号を出
力するパルス幅変調器と、前記同期発電機の出力する交
流電圧を直流電圧に変換する整流器と、この整流器が出
力する直流電圧を前記スイッチング信号に従って開閉さ
れるスイッチング素子によってチョッパ操作することに
より前記同期発電機の界磁巻線に励磁電圧を供給する電
圧変換器とから構成され、前記除算器が前記誤差増幅器
の出力する制御信号を前記検出信号で除算することによ
り、同期発電機の端子電圧が変動した場合に、励磁電源
電圧の変動を相殺しながら、同期発電機の端子電圧を所
望の電圧に調整することを特徴とする。
To achieve the above object, a first aspect of the present invention is a voltage detector for detecting a terminal voltage of a synchronous generator, and a voltage command signal generator for generating a voltage command signal. A subtractor for calculating an error between a detection signal output from the voltage detector and a voltage command signal output from the voltage command signal generator; an error amplifier for amplifying an error signal output from the subtractor; A divider that divides the control signal output by the amplifier by the detection signal, a pulse width modulator that outputs an on-duty switching signal proportional to the output signal of the divider, and an AC voltage output by the synchronous generator. A rectifier for converting to a DC voltage, and a DC voltage output from the rectifier is chopper-operated by a switching element that is opened and closed according to the switching signal, thereby generating the synchronous power And a voltage converter that supplies an excitation voltage to the field winding of the synchronous generator.By dividing the control signal output from the error amplifier by the detection signal, the terminal voltage of the synchronous generator fluctuated. In this case, the terminal voltage of the synchronous generator is adjusted to a desired voltage while canceling the fluctuation of the excitation power supply voltage.

【0016】本発明の請求項2は、請求項1記載の同期
発電機の自動電圧調整器において、前記同期発電機の代
わりにブラシレス同期発電機に接続され、このブラシレ
ス同期発電機の端子電圧が変動した場合に、励磁電源電
圧の変動を相殺しながら、該ブラシレス同期発電機の端
子電圧を所望の電圧に調整することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the automatic voltage regulator for a synchronous generator according to the first aspect, a brushless synchronous generator is connected instead of the synchronous generator, and a terminal voltage of the brushless synchronous generator is reduced. In the case of fluctuation, the terminal voltage of the brushless synchronous generator is adjusted to a desired voltage while canceling the fluctuation of the excitation power supply voltage.

【0017】本発明の請求項3は、請求項1記載の同期
発電機の自動電圧調整器において、前記同期発電機の出
力する交流電圧を整流する前記整流器を必要とせず、該
交流電圧をスイッチング素子でチョッパ操作することに
より前記同期発電機の界磁巻線に励磁電圧を供給する電
圧変換器を備え、この電圧変換器により同期発電機の端
子電圧が変動した場合に、励磁電源電圧を相殺しなが
ら、同期発電機の端子電圧を所望の電圧に調整すること
を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the automatic voltage regulator for a synchronous generator according to the first aspect, the rectifier for rectifying the AC voltage output from the synchronous generator is not required, and the AC voltage is switched. A voltage converter for supplying an excitation voltage to the field winding of the synchronous generator by chopper operation with the element, and when the terminal voltage of the synchronous generator fluctuates due to the voltage converter, the excitation power supply voltage is canceled. Meanwhile, the terminal voltage of the synchronous generator is adjusted to a desired voltage.

【0018】本発明の請求項4は、請求項3記載の同期
発電機の自動電圧調整器において、前記同期発電機の代
わりにブラシレス同期発電機に接続され、このブラシレ
ス同期発電機の端子電圧が変動した場合に、励磁電源電
圧の変動を相殺しながら、該ブラシレス同期発電機の端
子電圧を所望の電圧に調整することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the automatic voltage regulator for a synchronous generator according to the third aspect, the terminal voltage of the brushless synchronous generator is connected to a brushless synchronous generator instead of the synchronous generator. In the case of fluctuation, the terminal voltage of the brushless synchronous generator is adjusted to a desired voltage while canceling the fluctuation of the excitation power supply voltage.

【0019】本発明の請求項5は、請求項1記載の同期
発電機の自動電圧調整器において、前記電圧指令信号発
生器と前記減算器と前記誤差増幅器と前記除算器と前記
パルス幅変調器の各機能を、マイクロコンピュータと該
マイクロコンピュータで実行するソフトウェアによって
実現し、同期発電機の端子電圧が変動した場合に、励磁
電源電圧の変動を相殺しながら、同期発電機の端子電圧
を所望の電圧に調整することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the automatic voltage regulator for a synchronous generator according to the first aspect, the voltage command signal generator, the subtractor, the error amplifier, the divider, and the pulse width modulator are provided. Are realized by the microcomputer and the software executed by the microcomputer, and when the terminal voltage of the synchronous generator fluctuates, the terminal voltage of the synchronous generator is set to a desired value while canceling the fluctuation of the excitation power supply voltage. It is characterized in that the voltage is adjusted.

【0020】本発明の請求項6は、請求項5記載の同期
発電機の自動電圧調整器において、前記同期発電機の代
わりにブラシレス同期発電機に接続され、このブラシレ
ス同期発電機の端子電圧が変動した場合に、励磁電源電
圧の変動を相殺しながら、該ブラシレス同期発電機の端
子電圧を所望の電圧に調整することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the automatic voltage regulator for a synchronous generator according to the fifth aspect, a brushless synchronous generator is connected instead of the synchronous generator, and a terminal voltage of the brushless synchronous generator is reduced. In the case of fluctuation, the terminal voltage of the brushless synchronous generator is adjusted to a desired voltage while canceling the fluctuation of the excitation power supply voltage.

【0021】本発明の請求項7は、請求項5記載の同期
発電機の自動電圧調整器において、同期発電機の出力す
る交流電圧を整流する前記整流器を必要とせず、該交流
電圧をスイッチング素子でチョッパ操作することにより
前記同期発電機の界磁巻線に励磁電圧を供給する電圧変
換器を備え、同期発電機の端子電圧が変動した場合に、
励磁電源電圧の変動を相殺しながら、同期発電機の端子
電圧を所望の電圧に調整することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the automatic voltage regulator for a synchronous generator according to the fifth aspect, the rectifier for rectifying the AC voltage output from the synchronous generator is not required, and the AC voltage is switched by a switching element. A voltage converter for supplying an exciting voltage to the field winding of the synchronous generator by operating the chopper at the time, when the terminal voltage of the synchronous generator fluctuates,
It is characterized in that the terminal voltage of the synchronous generator is adjusted to a desired voltage while canceling the fluctuation of the excitation power supply voltage.

【0022】本発明の請求項8は、請求項7記載の同期
発電機の自動電圧調整器において、前記同期発電機の代
わりにブラシレス同期発電機に接続され、該ブラシレス
同期発電機の端子電圧が変動した場合に、励磁電源電圧
の変動を相殺しながら、該ブラシレス同期発電機の端子
電圧を所望の電圧に調整することを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the automatic voltage regulator for a synchronous generator according to the seventh aspect, the terminal voltage of the brushless synchronous generator is connected to a brushless synchronous generator instead of the synchronous generator. In the case of fluctuation, the terminal voltage of the brushless synchronous generator is adjusted to a desired voltage while canceling the fluctuation of the excitation power supply voltage.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の一実施例(請求項
1、請求項2、請求項5及び請求項6対応)の構成図で
ある。同図に示すように、本実施例が既に説明した図4
の従来の発電装置と相違する点は、誤差増幅器13の出
力する制御信号Dを電圧検出器10の出力する検出信号
Aで除算する除算器15を設けた点のみであり、その他
の構成は同一であるので、同一部分には同一符号を付し
て重複説明は省略するものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment (corresponding to claims 1, 2, 5, and 6) of the present invention. As shown in FIG.
The only difference from the conventional power generator is that a divider 15 for dividing a control signal D output from an error amplifier 13 by a detection signal A output from a voltage detector 10 is provided, and other configurations are the same. Therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0024】なお、自動電圧調整器2を構成する要素の
内、電圧指令発生器11と減算器12と誤差増幅器13
とパルス幅変調器14と除算器15の各構成要素の機能
は、マイクロコンピュータとこのマイクロコンピュータ
で実行されるソフトウェアによって実現してもよい。
The voltage command generator 11, the subtractor 12, and the error amplifier 13 are included in the automatic voltage regulator 2.
The function of each component of the pulse width modulator 14 and the divider 15 may be realized by a microcomputer and software executed by the microcomputer.

【0025】図3は図1に示す同期発電機またはブラシ
レス同期発電機の自動電圧調整器の挙動を示すブロック
図である。同図において、電圧検出器10は同期発電機
1の出力端子電圧の検出信号Aを出力し、また電圧指令
信号発生器11は電圧指令信号Bを出力する。減算器1
2は検出信号Aと電圧指令信号Bの誤差を演算して誤差
信号Cを出力し、誤差増幅器13は誤差信号Cを増幅し
て制御信号Dを出力し、除算器15は制御信号Dを検出
信号Aで除算した信号Hを出力する。パルス幅変調器1
4は除算器15の出力する信号Hに比例したオンデュー
ティF′のスイッチング信号を出力する。乗算器30は
図1の電圧変換器22の機能を表したもので、スイッチ
ング信号のオンデューティF′と同期発電機1の出力端
子電圧Vg のp.u.値Vg (p.u.)を乗算し、同
期発電機1の界磁電圧Vf のp.u.値Vf (p.
u.)を出力する。
FIG. 3 is a block diagram showing the behavior of the automatic voltage regulator of the synchronous generator or the brushless synchronous generator shown in FIG. In the figure, a voltage detector 10 outputs a detection signal A of an output terminal voltage of the synchronous generator 1, and a voltage command signal generator 11 outputs a voltage command signal B. Subtractor 1
2 calculates an error between the detection signal A and the voltage command signal B to output an error signal C, an error amplifier 13 amplifies the error signal C and outputs a control signal D, and a divider 15 detects the control signal D The signal H divided by the signal A is output. Pulse width modulator 1
4 outputs a switching signal having an on-duty F ′ proportional to the signal H output from the divider 15. The multiplier 30 is a representation of the function of the voltage converter 22 of FIG. 1, p of the output terminal voltage V g of the ON switching signal duty F 'and the synchronous generator 1. u. Multiplied by the value V g (p.u.), and the field voltage V f of the synchronous generator 1 is p. u. Value V f (p.
u. ) Is output.

【0026】次に、本実施例の作用について説明する。
通常、定常状態において、同期発電機1またはブラシレ
ス同期発電機の出力端子電圧Vg (p.u.)は、電圧
指令信号発生器11の出力する電圧指令信号Bとなるよ
うに制御されており、誤差信号Cは零である。ある時間
においてVg (p.u.)が変動した場合、電圧指令信
号Bと検出信号Aの間に誤差が生じ、減算器12より誤
差信号Cが出力される。誤差増幅器13は誤差信号Cを
増幅して制御信号Dを出力する。除算器15は制御信号
Dを検出信号Aで除算し、位相信号Hを出力する。パル
ス幅変調器14は位相信号Hに比例したオンデューティ
F′の方形波のスイッチング信号を出力する。乗算器3
0は図1の電圧変換器22の機能を示し、発電機出力端
子電圧Vg (p.u.)にパルス幅変調器14の出力す
るスイッチング信号のオンデューティF′を乗算するこ
とにより、同期発電機1の界磁巻線に励磁電圧V
f (p.u.)を供給する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
Normally, in a steady state, the output terminal voltage V g (pu) of the synchronous generator 1 or the brushless synchronous generator is controlled to be the voltage command signal B output from the voltage command signal generator 11. , The error signal C is zero. If V g (pu) fluctuates at a certain time, an error occurs between the voltage command signal B and the detection signal A, and the error signal C is output from the subtractor 12. The error amplifier 13 amplifies the error signal C and outputs a control signal D. The divider 15 divides the control signal D by the detection signal A and outputs a phase signal H. The pulse width modulator 14 outputs a square wave switching signal having an on-duty F ′ proportional to the phase signal H. Multiplier 3
0 indicates the function of the voltage converter 22 of FIG. 1, by multiplying the on-duty F 'of the switching signal output of the pulse width modulator 14 to the generator output terminal voltage V g (p.u.), synchronous The excitation voltage V is applied to the field winding of the generator 1.
f (pu).

【0027】上述した作用により、発電機出力端子電圧
が変動した場合においても、同期発電機の励磁電源電圧
の変動が相殺される。すなわち、図3において、同期発
電機1またはブラシレス同期発電機の励磁電圧V
f (p.u.)は、下記式で与えられる。
By the above operation, even when the generator output terminal voltage fluctuates, the fluctuation of the excitation power supply voltage of the synchronous generator is canceled. That is, in FIG. 3, the excitation voltage V of the synchronous generator 1 or the brushless synchronous generator is
f (pu) is given by the following equation.

【0028】 Vf (p.u.)=Vg (p.u.)×F′ また、オンデューティF′はパルス幅変調器14の関数
をf14とすると、
V f (p.u.) = V g (p.u.) × F ′ Further, if the function of the pulse width modulator 14 is f 14 , the on-duty F ′ is

【数1】 で与えられる。ここで、A=Vg (p.u.)であるた
め、制御信号Dから同期発電機1の励磁電圧Vf (p.
u.)までの関数は、 Vf (p.u.)=D×f14 となり、Vg (p.u.)が相殺され、制御信号Dに比
例した同期発電機の励磁電圧Vf (p.u.)が得られ
る。
(Equation 1) Given by Here, since A = V g (p.u.), the excitation voltage V f (p.
u. ) Function until, V f (p.u.) = D × f 14 becomes, V g (p.u.) is canceled, the excitation voltage V f (p of the synchronous generator that is proportional to the control signal D. u.) is obtained.

【0029】図2は本発明の他の実施例(請求項3、請
求項4、請求項7及び請求項8に対応)の構成図であ
る。本実施例が上記図1の発電装置と異なる点は、本実
施例の自動電圧調整器3の構成が、図1の自動電圧調整
器2では変圧器20から供給される交流電圧をチョッパ
操作する整流器21と電圧変換器22を設ける代わり
に、変圧器20から供給される交流電圧をトランジスタ
またはサイリスタでチョッパ操作する電圧変換器23を
備えた点であり、その他の点は同一であるので、同一部
分には同一符号を付して重複説明は省略する。
FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of the present invention (corresponding to claims 3, 4, 7, and 8). The difference between the present embodiment and the power generator of FIG. 1 is that the configuration of the automatic voltage regulator 3 of the present embodiment is such that the automatic voltage regulator 2 of FIG. 1 performs a chopper operation on the AC voltage supplied from the transformer 20. Instead of providing the rectifier 21 and the voltage converter 22, a voltage converter 23 for chopper-operating an AC voltage supplied from the transformer 20 with a transistor or a thyristor is provided. The same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0030】上記したように、本実施例の同期発電機ま
たはブラシレス同期発電機の自動電圧調整器3では、図
1におけるように変圧器20から供給される交流電圧を
チョッパ操作する整流器21と電圧変換器22を設ける
代わりに、トランジスタまたはサイリスタでチョッパ操
作する電圧変換器23を設けた点のみが図1の実施例と
異なるので、その挙動は図3の制御ブロックと同様な挙
動を示すので、その説明は省略するものとする。
As described above, in the automatic voltage regulator 3 of the synchronous generator or the brushless synchronous generator of this embodiment, the rectifier 21 for chopper-operating the AC voltage supplied from the transformer 20 as shown in FIG. Only the point that a voltage converter 23 that operates a chopper by a transistor or a thyristor is provided instead of providing the converter 22 is different from the embodiment of FIG. 1, and its behavior is similar to that of the control block of FIG. 3. The description is omitted.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明(請求項1
乃至請求項8対応)によれば、分巻励磁方式の同期発電
機の出力端子電圧を自動電圧調整器によって制御する場
合、同期発電機の出力端子電圧の変動に伴う励磁電源電
圧の変動を相殺し、自動電圧調整器の制御信号に比例し
た同期発電機界磁電圧を得ることができるため、従来技
術よりも安定に同期発電機出力端子電圧を制御すること
ができる。
As described above, the present invention (Claim 1)
According to claim 8), when the output terminal voltage of the synchronous generator of the shunt excitation system is controlled by the automatic voltage regulator, the fluctuation of the excitation power supply voltage accompanying the fluctuation of the output terminal voltage of the synchronous generator is canceled. However, since the synchronous generator field voltage can be obtained in proportion to the control signal of the automatic voltage regulator, the synchronous generator output terminal voltage can be more stably controlled than in the related art.

【0032】また、分巻励磁方式の同期発電機が原理的
に含む乗算器の機能を除去するため、制御系が線形系と
なり、ボード線図上での制御設計が有効となり、より設
計のしやすい発電装置とすることが可能となる。
In addition, since the function of the multiplier included in the synchronous generator of the shunt-excitation system is basically eliminated, the control system becomes a linear system, and the control design on the Bode diagram becomes effective. It is possible to make the power generation device easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図3】図1の実施例の挙動を示す制御ブロック図。FIG. 3 is a control block diagram showing a behavior of the embodiment of FIG. 1;

【図4】従来の発電装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional power generation device.

【図5】図4の従来の発電装置の挙動を示す制御ブロッ
ク図。
FIG. 5 is a control block diagram showing the behavior of the conventional power generator of FIG.

【図6】他の従来の発電装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of another conventional power generation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…同期発電機、2…自動電圧調整器、10…電圧検出
器、11…電圧指令発生器、12…減算器、13…誤差
増幅器、14…パルス幅変調器、15…除算器、20…
変圧器、21…整流器、22,23…電圧変換器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Synchronous generator, 2 ... Automatic voltage regulator, 10 ... Voltage detector, 11 ... Voltage command generator, 12 ... Subtractor, 13 ... Error amplifier, 14 ... Pulse width modulator, 15 ... Divider, 20 ...
Transformers, 21 rectifiers, 22, 23 voltage converters.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同期発電機の端子電圧を検出する電圧検
出器と、電圧指令信号を発生する電圧指令信号発生器
と、前記電圧検出器の出力する検出信号と前記電圧指令
信号発生器の出力する電圧指令信号の誤差を演算する減
算器と、この減算器の出力する誤差信号を増幅する誤差
増幅器と、この誤差増幅器の出力する制御信号を前記検
出信号で除算する除算器と、この除算器の出力信号に比
例したオンデューティのスイッチング信号を出力するパ
ルス幅変調器と、前記同期発電機の出力する交流電圧を
直流電圧に変換する整流器と、この整流器が出力する直
流電圧を前記スイッチング信号に従って開閉されるスイ
ッチング素子によってチョッパ操作することにより前記
同期発電機の界磁巻線に励磁電圧を供給する電圧変換器
とから構成され、前記除算器が前記誤差増幅器の出力す
る制御信号を前記検出信号で除算することにより、同期
発電機の端子電圧が変動した場合に、励磁電源電圧の変
動を相殺しながら、同期発電機の端子電圧を所望の電圧
に調整することを特徴とする同期発電機の自動電圧調整
器。
1. A voltage detector for detecting a terminal voltage of a synchronous generator, a voltage command signal generator for generating a voltage command signal, a detection signal output by the voltage detector, and an output of the voltage command signal generator Subtractor for calculating the error of the voltage command signal to be applied, an error amplifier for amplifying the error signal output from the subtractor, a divider for dividing the control signal output from the error amplifier by the detection signal, and the divider A pulse width modulator that outputs an on-duty switching signal proportional to the output signal of the synchronous generator, a rectifier that converts an AC voltage output from the synchronous generator into a DC voltage, and a DC voltage output by the rectifier according to the switching signal. A voltage converter that supplies an exciting voltage to a field winding of the synchronous generator by operating a chopper by a switching element that is opened and closed; When the divider divides the control signal output from the error amplifier by the detection signal, when the terminal voltage of the synchronous generator fluctuates, the terminal voltage of the synchronous generator is reduced while canceling the fluctuation of the excitation power supply voltage. An automatic voltage regulator for a synchronous generator, wherein the voltage is regulated to a desired voltage.
【請求項2】 請求項1記載の同期発電機の自動電圧調
整器において、前記同期発電機の代わりにブラシレス同
期発電機に接続され、このブラシレス同期発電機の端子
電圧が変動した場合に、励磁電源電圧の変動を相殺しな
がら、該ブラシレス同期発電機の端子電圧を所望の電圧
に調整することを特徴とする同期発電機の自動電圧調整
器。
2. The automatic voltage regulator for a synchronous generator according to claim 1, wherein said automatic generator is connected to a brushless synchronous generator instead of said synchronous generator, and is excited when a terminal voltage of said brushless synchronous generator fluctuates. An automatic voltage regulator for a synchronous generator, wherein a terminal voltage of the brushless synchronous generator is adjusted to a desired voltage while offsetting a fluctuation in a power supply voltage.
【請求項3】 請求項1記載の同期発電機の自動電圧調
整器において、前記同期発電機の出力する交流電圧を整
流する前記整流器を必要とせず、該交流電圧をスイッチ
ング素子でチョッパ操作することにより前記同期発電機
の界磁巻線に励磁電圧を供給する電圧変換器を備え、こ
の電圧変換器により同期発電機の端子電圧が変動した場
合に、励磁電源電圧を相殺しながら、同期発電機の端子
電圧を所望の電圧に調整することを特徴とする同期発電
機の自動電圧調整器。
3. The automatic voltage regulator of a synchronous generator according to claim 1, wherein said AC voltage is chopper-operated by a switching element without requiring said rectifier for rectifying an AC voltage output by said synchronous generator. A voltage converter for supplying an excitation voltage to a field winding of the synchronous generator, and when the terminal voltage of the synchronous generator fluctuates with the voltage converter, the synchronous generator An automatic voltage regulator for a synchronous generator, wherein the terminal voltage of the synchronous generator is adjusted to a desired voltage.
【請求項4】 請求項3記載の同期発電機の自動電圧調
整器において、前記同期発電機の代わりにブラシレス同
期発電機に接続され、このブラシレス同期発電機の端子
電圧が変動した場合に、励磁電源電圧の変動を相殺しな
がら、該ブラシレス同期発電機の端子電圧を所望の電圧
に調整することを特徴とする同期発電機の自動電圧調整
器。
4. The automatic voltage regulator of a synchronous generator according to claim 3, wherein said automatic generator is connected to a brushless synchronous generator instead of said synchronous generator, and is excited when a terminal voltage of said brushless synchronous generator fluctuates. An automatic voltage regulator for a synchronous generator, wherein a terminal voltage of the brushless synchronous generator is adjusted to a desired voltage while offsetting a fluctuation in a power supply voltage.
【請求項5】 請求項1記載の同期発電機の自動電圧調
整器において、前記電圧指令信号発生器と前記減算器と
前記誤差増幅器と前記除算器と前記パルス幅変調器の各
機能を、マイクロコンピュータと該マイクロコンピュー
タで実行するソフトウェアによって実現し、同期発電機
の端子電圧が変動した場合に、励磁電源電圧の変動を相
殺しながら、同期発電機の端子電圧を所望の電圧に調整
することを特徴とする同期発電機の自動電圧調整器。
5. The automatic voltage regulator of a synchronous generator according to claim 1, wherein each function of said voltage command signal generator, said subtractor, said error amplifier, said divider, and said pulse width modulator is a microcontroller. It is realized by a computer and software executed by the microcomputer, and when the terminal voltage of the synchronous generator fluctuates, adjusts the terminal voltage of the synchronous generator to a desired voltage while canceling the fluctuation of the excitation power supply voltage. Features automatic voltage regulator of synchronous generator.
【請求項6】 請求項5記載の同期発電器の自動電圧調
整器において、前記同期発電機の代わりにブラシレス同
期発電機に接続され、このブラシレス同期発電機の端子
電圧が変動した場合に、励磁電源電圧の変動を相殺しな
がら、該ブラシレス同期発電機の端子電圧を所望の電圧
に調整することを特徴とする同期発電機の自動電圧調整
器。
6. The automatic voltage regulator of a synchronous generator according to claim 5, wherein the brushless synchronous generator is connected to a brushless synchronous generator instead of the synchronous generator, and is excited when a terminal voltage of the brushless synchronous generator fluctuates. An automatic voltage regulator for a synchronous generator, wherein a terminal voltage of the brushless synchronous generator is adjusted to a desired voltage while offsetting a fluctuation in a power supply voltage.
【請求項7】 請求項5記載の同期発電機の自動電圧調
整器において、同期発電機の出力する交流電圧を整流す
る前記整流器を必要とせず、該交流電圧をスイッチング
素子でチョッパ操作することにより前記同期発電機の界
磁巻線に励磁電圧を供給する電圧変換器を備え、同期発
電機の端子電圧が変動した場合に、励磁電源電圧の変動
を相殺しながら、同期発電機の端子電圧を所望の電圧に
調整することを特徴とする同期発電機の自動電圧調整
器。
7. The automatic voltage regulator for a synchronous generator according to claim 5, wherein the rectifier for rectifying the AC voltage output from the synchronous generator is not required, and the AC voltage is chopper-operated by a switching element. A voltage converter for supplying an excitation voltage to the field winding of the synchronous generator, wherein when the terminal voltage of the synchronous generator fluctuates, the terminal voltage of the synchronous generator is reduced while canceling the fluctuation of the excitation power supply voltage. An automatic voltage regulator for a synchronous generator, wherein the voltage is regulated to a desired voltage.
【請求項8】 請求項7記載の同期発電機の自動電圧調
整器において、前記同期発電機の代わりにブラシレス同
期発電機に接続され、該ブラシレス同期発電機の端子電
圧が変動した場合に、励磁電源電圧の変動を相殺しなが
ら、該ブラシレス同期発電機の端子電圧を所望の電圧に
調整することを特徴とする同期発電機の自動電圧調整
器。
8. The automatic voltage regulator for a synchronous generator according to claim 7, wherein said automatic generator is connected to a brushless synchronous generator instead of said synchronous generator, and is excited when a terminal voltage of said brushless synchronous generator fluctuates. An automatic voltage regulator for a synchronous generator, wherein a terminal voltage of the brushless synchronous generator is adjusted to a desired voltage while offsetting a fluctuation in a power supply voltage.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100846201B1 (en) * 2002-10-29 2008-07-14 현대중공업 주식회사 Automatic voltage regulator for ship generator
CN113688585A (en) * 2021-08-03 2021-11-23 国电南瑞科技股份有限公司 Parameter checking method, device and system based on model reference

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