JPS58107098A - 水車発電機の負荷調整装置 - Google Patents
水車発電機の負荷調整装置Info
- Publication number
- JPS58107098A JPS58107098A JP56206583A JP20658381A JPS58107098A JP S58107098 A JPS58107098 A JP S58107098A JP 56206583 A JP56206583 A JP 56206583A JP 20658381 A JP20658381 A JP 20658381A JP S58107098 A JPS58107098 A JP S58107098A
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- JP
- Japan
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- load
- generator
- water turbine
- voltage
- water
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
- H02P2101/10—Special adaptation of control arrangements for generators for water-driven turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は比較的小容量な水車発電機において水車負荷を
一定に制御する水車発電機の負荷調整装置に関する。
一定に制御する水車発電機の負荷調整装置に関する。
一般に、との種の水車発電機においては、負荷に供給す
る電圧と周波数が常に一定になるように水車の回転数を
一定に保つことが要求される。
る電圧と周波数が常に一定になるように水車の回転数を
一定に保つことが要求される。
負荷が変動しても水車の回転数を一定に保つ装置として
は、従来より、周知のガバナ（調速機）が一般に使用さ
れて来た。
は、従来より、周知のガバナ（調速機）が一般に使用さ
れて来た。
しかしながら、この種のガバナは高価なものであるため
、出力が数キロワットから数１０キロワットの小容量の
水車発電機においては、電力単価が高価なもの、となり
実用に適しないという問題があった。
、出力が数キロワットから数１０キロワットの小容量の
水車発電機においては、電力単価が高価なもの、となり
実用に適しないという問題があった。
本発明は小容量の水車発電機における上記問題に鑑みて
なされたものであって、高価なガバナを不要とし、より
安価で簡単な水車発電機の負荷調整装置を提供すること
を目的としている。
なされたものであって、高価なガバナを不要とし、より
安価で簡単な水車発電機の負荷調整装置を提供すること
を目的としている。
このため、本発明は、水車により発電機を駆動する水車
発電機において、上記水車発電機の負荷に印加される電
圧を検出する電圧センサと、該電圧センサの出力に応じ
て通過する電力を調整する電力調整器と、該電力調整器
を通して上記発電機に接続されるダミー負荷とを備え、
上記負荷に印加される電圧の検出値に応じて上記ダミー
負荷に流れる電流を調整して水車負荷を一定に制御する
ようにしたことを特徴としている。
発電機において、上記水車発電機の負荷に印加される電
圧を検出する電圧センサと、該電圧センサの出力に応じ
て通過する電力を調整する電力調整器と、該電力調整器
を通して上記発電機に接続されるダミー負荷とを備え、
上記負荷に印加される電圧の検出値に応じて上記ダミー
負荷に流れる電流を調整して水車負荷を一定に制御する
ようにしたことを特徴としている。
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。
第１図において、１１は取水口、１２は送水管、１８は
ガバナ（調速機）を有しない水車、１４は出水口であり
、上記取水口１１から送水管１２内に取り込まれた水は
、矢印Ａ１で示すように、送水管１２内を落下して水車
１８を回転させた後、出水口１４から矢印Ａ２のように
排出される。
ガバナ（調速機）を有しない水車、１４は出水口であり
、上記取水口１１から送水管１２内に取り込まれた水は
、矢印Ａ１で示すように、送水管１２内を落下して水車
１８を回転させた後、出水口１４から矢印Ａ２のように
排出される。
一方、１５は上記水車１・・３にエリ駆動される発電機
、１６は該発電機１５の送電線、１７は該送電線１６を
通して上記発電機１５から給電される負荷、１８は次に
述べる電力調整器、１９は該電力調整器１８を通して上
記送電線１６に接続されるダミー負荷、２０は上記負荷
１７に印加される電圧を検出する電圧センサ、２１は上
記負荷１７に印加される電圧を設定する電圧設定器であ
る。
、１６は該発電機１５の送電線、１７は該送電線１６を
通して上記発電機１５から給電される負荷、１８は次に
述べる電力調整器、１９は該電力調整器１８を通して上
記送電線１６に接続されるダミー負荷、２０は上記負荷
１７に印加される電圧を検出する電圧センサ、２１は上
記負荷１７に印加される電圧を設定する電圧設定器であ
る。
上記電力調整器１８は、電圧センサ２０により検出され
た上記発電機１５の出力電圧に応じてダミー負荷１９に
流れる電流を制御し、上記発電機１５から負荷１７に印
加される電圧が上記電圧設定器２１の設定値に一致する
ように制御する回路であって、具体的には、例えば第２
図に示すような構成を有する。
た上記発電機１５の出力電圧に応じてダミー負荷１９に
流れる電流を制御し、上記発電機１５から負荷１７に印
加される電圧が上記電圧設定器２１の設定値に一致する
ように制御する回路であって、具体的には、例えば第２
図に示すような構成を有する。
第２図に示す電力調整器１８は、突合せ部２２、増巾器
２８、点弧回路２４お↓びトライアック２５等からなる
位相角制御の無接点方式のものであって、上記電力調整
器１８は、電圧設定器２１から入力する設定電圧（−Ｖ
Ｏ）と電圧センサ２０から入力する電圧（ＶＯ十ΔＶ）
を突合せ部２２で加算し、その偏差（±ΔＶ）を増巾器
２８で増巾し、該増巾器２３の出力Ｅを点弧回路２４に
入力するようにしている。
２８、点弧回路２４お↓びトライアック２５等からなる
位相角制御の無接点方式のものであって、上記電力調整
器１８は、電圧設定器２１から入力する設定電圧（−Ｖ
Ｏ）と電圧センサ２０から入力する電圧（ＶＯ十ΔＶ）
を突合せ部２２で加算し、その偏差（±ΔＶ）を増巾器
２８で増巾し、該増巾器２３の出力Ｅを点弧回路２４に
入力するようにしている。
上記点弧回路２４は、増巾器２３から入力する上記出力
Ｅに対応した位相の点で点弧ノ；ルスを出力してトライ
アック２５を点弧させ、ダミー負荷１９に第８図のノ・
ツチング部分の電流を流し、上記ダミー負荷１９に流れ
る電流を制御するようにしている。
Ｅに対応した位相の点で点弧ノ；ルスを出力してトライ
アック２５を点弧させ、ダミー負荷１９に第８図のノ・
ツチング部分の電流を流し、上記ダミー負荷１９に流れ
る電流を制御するようにしている。
次に動作を説明する。
今、第１図において、取水口１１の水位がはｙ一定であ
るとすると、発電機１５は取水口１１と出水口１４との
落差に応じた電力ＰＯを発生する。
るとすると、発電機１５は取水口１１と出水口１４との
落差に応じた電力ＰＯを発生する。
このときの発電機１５の出力電圧を■０、周波数をＦｏ
、水車１８の回転数をＲ８とする。
、水車１８の回転数をＲ８とする。
上記状態において、電力調整器１８、ダミー負荷１９、
電圧センサ２０および電圧設定器２１がない場合を考え
ると、負荷１７がＰＯの電力を消費しているときは、上
記したように、発電機１５の出力電圧はＶ。で、周波数
はＦ。、水車１８の回転数はＲ６となってい墨。
電圧センサ２０および電圧設定器２１がない場合を考え
ると、負荷１７がＰＯの電力を消費しているときは、上
記したように、発電機１５の出力電圧はＶ。で、周波数
はＦ。、水車１８の回転数はＲ６となってい墨。
しかしながら、負荷１７が軽くなると、水車１８はガバ
ナを有していないため、その回転数はＲ８よりも大きく
なり、それに応じて、発電機１５の出力電圧および周波
数も上記出力電圧■。および周波数Ｆｏよりも夫々高く
なり、また、上記とは逆に、負荷１７が重・くなると、
発電機１５の出力電圧および周波数は上記出力電圧■。
ナを有していないため、その回転数はＲ８よりも大きく
なり、それに応じて、発電機１５の出力電圧および周波
数も上記出力電圧■。および周波数Ｆｏよりも夫々高く
なり、また、上記とは逆に、負荷１７が重・くなると、
発電機１５の出力電圧および周波数は上記出力電圧■。
および周波数Ｆ。よりも夫々低くなり、発電機１５の出
力電圧およびその周波数は一定に制御されない。
力電圧およびその周波数は一定に制御されない。
上記のように、ガバナーを有しない水車１３の場合、ム
荷１７にはソ比例して、発電機１５の出力電圧およびそ
の周波数が変化するため、特殊な用途以外の実用には適
しないことは明らかである。
荷１７にはソ比例して、発電機１５の出力電圧およびそ
の周波数が変化するため、特殊な用途以外の実用には適
しないことは明らかである。
そればかりでなく、水車１８の逸走が発生するような場
合、発電機１５や水車１８が破壊する恐れもある。
合、発電機１５や水車１８が破壊する恐れもある。
ところで、上記発電機１５には、先に述べたように、電
力調整器１８を通してダミー負荷１９が接続されている
。
力調整器１８を通してダミー負荷１９が接続されている
。
従って、第１図において負荷１７が変化して、発電機１
５の出力電圧が（Ｖｏ±Δ■）となると、上記電力調整
器１８の突合せ部２２からは上記出力電圧（Ｖｏ±Δ■
）と設定電圧（−ＶＯ）との偏差（士Δ■）が増巾器２
８に入力し、点弧回路２４は増巾器２３の上記出力Ｅに
対応して、ダミー負荷１９に流れる電流を制御する結果
、発電機１５の出力電圧が下降し、上記偏差（±ΔＶ）
＝０となった点でバランスし、上記発電機１５の出力電
圧は一定の値Ｖ。に保持される。
５の出力電圧が（Ｖｏ±Δ■）となると、上記電力調整
器１８の突合せ部２２からは上記出力電圧（Ｖｏ±Δ■
）と設定電圧（−ＶＯ）との偏差（士Δ■）が増巾器２
８に入力し、点弧回路２４は増巾器２３の上記出力Ｅに
対応して、ダミー負荷１９に流れる電流を制御する結果
、発電機１５の出力電圧が下降し、上記偏差（±ΔＶ）
＝０となった点でバランスし、上記発電機１５の出力電
圧は一定の値Ｖ。に保持される。
上記発電機１５の周波数ｆ、回転数Ｎおよび出力電圧■
との間には、ｆｉｌ ”； ｆ ｏｃＮ、 ＶｏｃＮの
関係があり、上記回転数Ｎに応じて上記周波数ｆおよび
電圧Ｖが変化するため、上記出力電圧Ｖが一定値■。に
維持される限り、水車１３の逸走も防止することができ
、電源の質も一定の良好な水準に維持することができる
。
との間には、ｆｉｌ ”； ｆ ｏｃＮ、 ＶｏｃＮの
関係があり、上記回転数Ｎに応じて上記周波数ｆおよび
電圧Ｖが変化するため、上記出力電圧Ｖが一定値■。に
維持される限り、水車１３の逸走も防止することができ
、電源の質も一定の良好な水準に維持することができる
。
上記のようにして、ダミー負荷１９に流れる電流を負荷
１７に印加される電圧に応じて調整することにより、上
記発電機１５ｏ′出力電圧、周波数が常に一定となるよ
うに制御することができる。
１７に印加される電圧に応じて調整することにより、上
記発電機１５ｏ′出力電圧、周波数が常に一定となるよ
うに制御することができる。
なお、上記実施例において、電力調整器１８は、トライ
アック２５を使用する無接点のスイッチング回路に代え
て、有接点のものを使用することもできる。
アック２５を使用する無接点のスイッチング回路に代え
て、有接点のものを使用することもできる。
また、本発明は水車発電機の他に風力発電機にも適用す
ることができる。
ることができる。
以上、詳述し九ことからも明らかなように、本発明は、
電力調整器を通してダミー負荷を発電機に接続して負荷
に印加される電圧に応じてダミー負荷に流れる電流を制
御して水車負荷が一定となるようにしたから、ガバナ等
の高価な調速装置がなくても水車の回転数が一定に制御
され、安価な水車発電機を得ることができる。
電力調整器を通してダミー負荷を発電機に接続して負荷
に印加される電圧に応じてダミー負荷に流れる電流を制
御して水車負荷が一定となるようにしたから、ガバナ等
の高価な調速装置がなくても水車の回転数が一定に制御
され、安価な水車発電機を得ることができる。
また、ガノ５す等の複雑な構造のものが不要となるため
、取水口から長手の異物が流入しても問題にならず、取
水口の構造等も簡便にできる利点がある。
、取水口から長手の異物が流入しても問題にならず、取
水口の構造等も簡便にできる利点がある。
さらに、ダミー負荷に消費される電力を乾燥等の補助熱
源に使用することができるほか、温水器の熱源として利
用可能であり、発電々力を１００パーセント利用できる
。
源に使用することができるほか、温水器の熱源として利
用可能であり、発電々力を１００パーセント利用できる
。
第１図は本発明を適用した水車発電機の説明図、第２図
は電力調整器のブロック図、第８図はダミー負荷に印加
される電圧波形図である。 １８・・・水車、１５・・・発電機、１６・・・送電線
、１７・・・負荷、１８・・・電力調整器、１９・・・
ダミー負荷、２０・・・電圧センサ、２１・・・電圧設
定器。 特 許 出 願 人 富士電機製造株式会社代 理 人
弁理士 青 山 葆 ほか２名第１図 １
は電力調整器のブロック図、第８図はダミー負荷に印加
される電圧波形図である。 １８・・・水車、１５・・・発電機、１６・・・送電線
、１７・・・負荷、１８・・・電力調整器、１９・・・
ダミー負荷、２０・・・電圧センサ、２１・・・電圧設
定器。 特 許 出 願 人 富士電機製造株式会社代 理 人
弁理士 青 山 葆 ほか２名第１図 １
Claims (2)
- （１）水車により発電機を駆動する水車発電機において
、上記発電機の負荷に印加される電圧を検出する電圧セ
ンサと、該電圧センサの出力に応じて通過する電力を調
整する電力調整器と、該電力調整器を通して上記発電機
に接続されるダミー負荷とを備え、上記負荷に印加され
る電圧の検出値に応じて上記ダミー負荷に流れる電流を
調整して水車負荷を一定に制御するようにしたことを特
徴とする水車発電機の負荷調整装置。 - （２）上記電力調整器は電圧センサの出力と上記負荷に
印加される電圧の設定値との偏差を検出する突合せ部と
、該突合せ部の出力を増巾する増巾器と、該増巾器の出
力によりダミー負荷に流れる電流を制御するスイッチン
グ回路とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の水車発電機の負荷調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56206583A JPS58107098A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 水車発電機の負荷調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56206583A JPS58107098A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 水車発電機の負荷調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58107098A true JPS58107098A (ja) | 1983-06-25 |
Family
ID=16525799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56206583A Pending JPS58107098A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 水車発電機の負荷調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58107098A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63170567A (ja) * | 1987-01-06 | 1988-07-14 | Toshiba Corp | ガバナレス可変速水車発電装置の水車回転速度制限方法 |
| JPH0680863U (ja) * | 1993-04-21 | 1994-11-15 | 株式会社明電舎 | 水車発電装置 |
| JP2015036537A (ja) * | 2013-08-13 | 2015-02-23 | 協立電機株式会社 | 越波式波力発電装置 |
| JP2015036536A (ja) * | 2013-08-13 | 2015-02-23 | 協立電機株式会社 | 越波式波力発電装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5795200A (en) * | 1980-12-04 | 1982-06-12 | Mitsubishi Electric Corp | Controlling unit for generator |
-
1981
- 1981-12-21 JP JP56206583A patent/JPS58107098A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5795200A (en) * | 1980-12-04 | 1982-06-12 | Mitsubishi Electric Corp | Controlling unit for generator |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63170567A (ja) * | 1987-01-06 | 1988-07-14 | Toshiba Corp | ガバナレス可変速水車発電装置の水車回転速度制限方法 |
| JPH0680863U (ja) * | 1993-04-21 | 1994-11-15 | 株式会社明電舎 | 水車発電装置 |
| JP2015036537A (ja) * | 2013-08-13 | 2015-02-23 | 協立電機株式会社 | 越波式波力発電装置 |
| JP2015036536A (ja) * | 2013-08-13 | 2015-02-23 | 協立電機株式会社 | 越波式波力発電装置 |
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