JPS5849097A - エンジン発電機の制御方法および装置 - Google Patents

エンジン発電機の制御方法および装置

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JPS5849097A
JPS5849097A JP56146738A JP14673881A JPS5849097A JP S5849097 A JPS5849097 A JP S5849097A JP 56146738 A JP56146738 A JP 56146738A JP 14673881 A JP14673881 A JP 14673881A JP S5849097 A JPS5849097 A JP S5849097A
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JP
Japan
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generator
voltage
engine
frequency
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP56146738A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Terai
寺井 幹雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TAIYO DENKI KK
Original Assignee
TAIYO DENKI KK
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Publication date
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Publication of JPS5849097A publication Critical patent/JPS5849097A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/10Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
    • H02P9/102Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for limiting effects of transients

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジン発電機の制御力法および装置に関し、
その目的とするところは、比較的大容量の電動機1荷を
投入したときに生ずる回転のストール埼象を防止または
抑制することにある。
自動電圧調整器(以下、これy [vRJと称する)付
きのエンジン発電機の速度対出力電圧特性は一般に第1
図に@紳Gで示すよう一1速度変動に関係なくはぼ一定
の出力電圧が得られるように自動電圧調整が行われる。
今、このような特性のエンジン発電機に比較的大きな負
荷、例えば発電機定格O#Jj17嘔容會のモータ負荷
を投入した場合の現象について第1図な用いて説明する
。第一図の横軸は回転速度、縦軸は出力(または入力)
であうて、目盛のスケールはエンジン発電機の定格速度
、定格出力をそれぞれ100畳としている。
第一図中、曲線Nは駆動エンジンのガバナの設定を、j
v7#s出力時Ktoo−回転速度になるように調凱駐
た時のエンジンの出力対回転速度特性曲線である。1点
(無負荷点)−b点(lJj−食荷点)問はガバナが有
効に働くが、b点−C点(下限速度点)間はガバナ全開
の状態、つまりエンジン出力の最大限界である。C点−
d点(下限速度、出力零)間は運転可能な下限速度II
#である。
次に曲IILは、モータKfiば定負荷トルクの機械的
負荷を接続したときのエンジン出力端(発電機入力端)
から見た回転速度対所要出力、すなわ゛ちエンジンから
!だ負荷特性曲線であり、図示の例では100*回転時
に負荷の所要人力は発電機定格のV憾に対応している。
さらに曲!IM1  #Ml IM島 0M番はそれぞ
れ発電機の出力電圧を定格値一定に保ち、無負荷時の回
転速度をそれぞれioo*、to%、io嘔および#0
16に?定した時の、モータ始動時の回転速度対負荷入
力(エンジン出力端から見た)を示す始動時特性曲線で
ある0曲11MI  (エンジン速度io。
チ)の場合、始動時最大入力は約ito%つまりモータ
定格sonのJ〜参倍な要するが、さらにエンジン速度
が1094(曲1!M*  ) 、4056 (曲1!
MS)、ll01(曲線M4  )と低下すれば、始動
時最大入力は速度にほぼ反比例して大きくなることが判
る。
曲#EおよびMeは、無負荷運転(a点)中にモータ負
荷の投入を行った場合のエンジンの回転速度対出力、お
よびモータの回転速度対入力特性の軌跡かそれぞれたど
る遇捜的な特性曲線を示すものである。なお、曲線!が
曲線Mv小出力上まわっているが、これは過波的にはエ
ンジンおよび発電eO慣性エネルギーの放出にようて得
られるものである。
曲線11Mゆで表わされる両特性の間には次のような関
係が保たれる。すなわち、曲I11上の速度100饅、
 toチ、60チ、荀嗟の点・1.・、。
・8.・4ならびに下限速度点附近の点・審とそれぞれ
同一人出力点となる曲線Me上の各点を”jam自 鼻
!J、!114  泰m1としている・また曲線!上の
d点は曲線輩・上のm・点に対応している0曲amは、
回転速度が順次下って行っても、エンジンの最大出力曲
線1r−oK交ることができないため、回転は・電点か
ら急激にストール(いわゆるエンスト)すること忙なる
本発明の目的は、AV:1’l付きエンジン発電機の負
荷投入時に生じ得る上述のストール現象を可及的に防止
できる制御方法および装置V提供することKある。
この目的を達成するために本発明&末、エンジン発電機
の速度が所定値以下に低下したとき、速度低下に応じて
発電機出力電圧も低下するようJiエンジン速度対発電
機出力電圧特性をプロゲラ!プルvC1m節制御するこ
とを特徴とするエンジン発電機の制御方法を提案するも
のである。
さらに本発明は、この方法を実施するための装置として
、エンジン発電様の出力電圧を自動調整する自動電圧調
整器を備えたエンジン発電機の制御装置において、エン
ジン発電機の出力周波数を入力し、予め定められた所定
の周波数を基準としてそれ以上の周波数領竣では周波数
変化Kかかわらすほば一定の電圧量を出力し、前記基準
周波数以下では周波数低下に応じてプログラマブルに増
大する電圧量を出力する関数発生器を設け、この関数発
生器の出力電圧量を、前記自動電圧−瞥器の電圧実際値
入力端子に入力される電圧実際値に加算するようkした
ことを特徴とするエンジン発電機の制御装置V提案する
ものである。
以下、第3図を参照して本発明の詳細な説明する。
第3図の装置の主系統は、エンジン(lng・)lと、
このエンジンによって駆動される交流発電機(G・n、
)コと、この発電機に曽断器If介して後続される交流
モータ4I(例えば誘導電動機)とから成っている。モ
ータ参には図示はしていないが機械的負荷が連結される
0発電機コは界磁巻線コaを持っている1発電機1は、
本来的にはムv′R3によりて定電圧出力が得られるよ
うに界磁巻曽コaK流す界磁電流が自動調整割を−しか
し。
AVRjKは本発明に従い、発電機−の出力周波数スナ
わちエンジンlおよび発電機コの回転速度信号を入力し
、第2図の曲線it  *gt  *gaのような特性
の発電機出力電圧V得るために、第参図のg’*  *
 g’s  + g’s曲線のような電圧調整用制御電
圧・、を出力する関数発生器(yoM)aが付設されて
いる。
今、−例として発電機コの出力電圧を回転速度に比例し
て低下させた62曲線に従って調節制御する場合の醸象
を、前述の場合と同一条件の、発”l轡定格の約zO%
容量のモータ負荷IV投入した場合について、第S図を
参照してIff明する・第3図の横軸および縦軸の関係
はすべて#!コ囚の場合と同一である。一方、モータの
特性曲線Ml  mMm  1Mm 1M4は第一図の
それらと比較し、定格(100%>回転時の曲線M、ど
うしは同一であるが、その他の速度低下時の曲線Ml 
M@  * M4では1本発明に従って発電機電圧の低
下を伴うので、異なって来る。すなわち第3図の場合で
は、始動時(負荷投入時)の最大入力は速度以下によっ
て、周波数低下に基づく反比例的な変化と出力電圧の低
下に基づく1乗比例的な変化の脚者が相まって、総合的
には比例的に低下することになる。その結果、モータ投
入時、エンジン速度対出力およびモータの回転速度対入
力の軌跡がそれぞれ画く曲線lおよびMoは、第3図に
示すごとく、0重 、el 、el  +(64)e(
・、)。
(・@)、(・り点、および1!ll  #m、  、
ml。
!114  * m11  m m@  e my点と
なる。エンジンIはモータ投入時から61−・*−IS
s−(・4 )と、速度低下をたどるが、(e4)点で
曲11Mのb−C曽分と交差し、これ以降はモータの所
要人力がこのb−al1分を上まわることはなくなるの
で。
b−al1分tたどりて(・4 )−(el)−(ag
)−(・、)点と回転速度は上昇に転じ。
(・、)点で負荷曲線りと交差し、ここで安定する。一
方、モータ参はml  −IJ −1J −m4−m@
 +m@ ”my点の経路をたどってm1点や安定する
。この場合、発電機コの最低回転速度、最低電圧は共K
 4116 Kとどまったが、発電機コの速度対出力電
圧特性を第7図のg、またはgmKfえた場合は異なっ
てくることはもちろんである。
これな可調整としておき1.・実際の運転結果を見て最
適に選ぶことも可卵である。
以上の制御方法を実現するためのAVFl、!および関
数発生器1の具体的構成″lL−lルーに示す。
AVP、tけ基本的には発電橡コの出力電圧が目g電圧
に一散するように界磁巻111Jaに流れる電流すなわ
ち界磁wfItvp整する装置であって、この響合1発
電棲コの串力端から電力を得てサイリヌタ装置、10の
位相制御により、制御゛された直涛界磁電流が供給され
る0発電1機コの出力電圧は降圧変圧器lハボテンシ嘗
メータから成る電圧設定器/Jおよび交直蜜排器/Jv
介して出力電圧に比例する直流電圧に変換される。実際
電圧を表わすこのIHII電圧は、演算増幅器/?aお
よびPx′Df@還部/7t)から成るP工l1pi節
器lりの実際値入力端子(71点)K入力される。調節
器lりの目標値入力端子すなわち基準入力端子lりには
図示していない基準設定器から基準電圧が与えられる。
調節器lりは両人力値の偏差が零となるようにゲートパ
ルス発生器l!を介してサイリヌタ装置10を位相制御
する0発電機出力電圧の設定は調節器lりのいずれの入
力端子側で行ってもよく、図示の例では実際値入力端子
側で行うようkしている0以上の構成を持つム’VBは
従来公知であり、その動作特性は既に述べた第1図の曲
線GのようKなる。
本発明の4?命は以下に説明する関数発生器6vAV1
’ljに組合せたことKある。関数発生器番は発電機出
力岸波数に対して第参図に示す種々の関数特性C特性線
g’*  e g’s  * g’s ’l )の出力
電圧・、を出力して、これをムvmte調節器/?に入
力し、結果的に第2図の特性11g5  # gt  
6 gm勢の出力電圧特性を得るためのものである。関
数発生器6内には発電機1の出力電圧が導かれ、降圧蜜
圧器におよび直列抵抗、、tzv介して逆直列接続のツ
ェナーダイオードJJaおよび−すから成る定電圧回路
−に供給される・定電圧回路−の両端電圧は直列コンデ
ンtJJv介して整流器誹に導かれ。
ここで直流に肇換される・整流器−の直流出力側脈動電
圧は平滑コンデンサおで平滑され、m足抵抗ム、dおよ
び可変抵抗コクから成る分圧IIK印加される。整流器
非の交流入力側から見た負荷回路のインピーダンスは岬
価的に抵抗分に近く、この勢価抵抗分と直列コンデンサ
Mが直列になって定電圧回路−に接続されているととk
なる。したがって、分圧器からは、発電機コの電圧IN
Kは関俤なしに、その周波数の増fIRk応じて増減す
る電圧信号al v取出すことができる。
演算増幅@!E34Iとaつの入力抵抗3/、3コおよ
び可変帰還抵抗J、7により差動増幅器3!が構成され
ている。この差動増幅器330反転入力端子P、には上
記分圧器の出力電圧信号・、が入力され、非反転入力端
子P、には電圧+Vに抵抗コブを介して接続されたツェ
ナーダイオード300両端から一定電圧・、が入力され
る。差動増幅器3!の出力端子P4から取出される出力
電圧elは両入力電圧・雪 。
・、の差に応じた第41図に示す特性のものとなる。
第41図において、βは差動増幅器3jから得られる最
低電圧であり、aは可変抵抗コクの操作によつて調整で
き、例えば畝nとか#Hgとかにすることもできる。ま
た、周波数α以下の領竣の特性1! g’* ag’s
  * g’s岬の傾斜は可変抵抗J3の操作によって
任意に調節できる。
差動増幅器3!Iの出力・、はすなわち関数発生器4の
出力であり、これはムvPj内の調節器17の入力点P
、に導かれ、交直t’s器13から供給される発電機電
圧に比例する電圧゛信号に加算されて調節器/7に入力
される。今、avKHgKB定したとすれば、fHw以
上の周波数領竣では発電機電圧に比例する電圧信号をベ
ースとして、それに一定値βが加えられ、4011g以
下では第参図に示す特性に従うて周波数が低下する穆大
きな電圧信号か加えられるととkなる。この加算成分は
一節器lりにおいて発電機電圧を下げる方向に作用し、
結局1発電機出力電圧は、第参図Oq#性g!*  *
 g’s  # g’s忙従って第1図の特性gl  
sgm  5g5Kよって表わされる周波数特性、すな
わち、例えば4t)HNK対応する回転速度too 9
1 V基準としてそれ以上では定電圧制御特性、それ以
下では速度低下につれて電圧も次第に低下する比例的特
性となる。100−速度以下の電圧特性#gt  eg
g  sgaは既に述ぺた通り関数発生器6内の可変抵
抗、7J V 91節するととKよって得られる。
へ、のよ5Kして所定速度以下で発電機電圧を下げるよ
うに制御することKより、既に述ぺた第3図のエンジン
発電轡違転特性とすることができ、したがって、負荷投
入時のエンジンストールvl!7J止することができる
【図面の簡単な説明】
第1図はムvR付きエンジン発電機の従来の出力電圧特
性および本発明の出力電圧特性を示す線図、 第1図はエンジン発電機の従来の運転特性を示す線図、 第2図は本発明装置の全体構成を示す系統図、第参図は
第2図における関数発生器の出力特性を示す線図。 WLS図は第一図に対応する本発明による運転特性を示
す線図。 fI4b図は第2図におけるAvRおよび関数発生器の
一具体例を示す結線図である・ l・・・エンジン、コ・・・交流発電機、4+・・・モ
ータ、I・・・自動電圧−整器(ムVR)、6・・・関
数発生器(y ON ) * 出願人代理人  諸  股     清特許庁長官  
 島 1)春 樹 殿 1.事件の表示 昭和団年特許願第146738号 2、発明の名称 エンジン発電機の制御方法および装置 3、補正をする者 事件との関係特許出願人 7、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 8、補正の内容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、自動電圧調整器付きエンジン発電機の速度が所定値
    以下に低下したとき、速度低下に応じて発電機出力電圧
    も低下するようにエンジン速度対発電機出力電圧特性な
    プログラマブルK11i1節制御するととV特徴とする
    エンジン発電機の制御方法。 コ、エンジン発電機の出力電圧を自動−瞥する自動電圧
    調整器を備えたエンジン発電機の制御装置において、エ
    ンジン発電機の出力周波数を入力し、予め定められた所
    定の周波数を基準としてそれ以上の周波数領域では周波
    数変化にかかわらずほぼ一定の電圧量を出力し、前記基
    準周波数以下では周波数低下に応じてプログラマブルに
    増大する電圧量を出力する関数発生器を設け、この関数
    発生器の出力電圧量を、前記自動電圧調整器Ow圧実際
    値入力端子に入力される電圧実際値に加算するようにし
    たことv**とするエンジン発電機の制御装置。 J、特許請求の範囲第2項記載の制御装置にお−1て、
    前記関数発生器は、ニシジン発電機の出力電圧に比例す
    る電圧な発電機周波数と同一周波数の定電圧量に変換す
    る逆直列接続の一対のツェナーダイオードと、このツェ
    ナーダイオードの両端Km続されたコンデンサと抵抗と
    の直列回路と、この直列回路の抵抗に生ずる電圧に比例
    する電圧を増幅する可変増幅率の差動増幅器とを含んで
    いゐことを特徴とするエンジン発電機の制御装置。
JP56146738A 1981-09-17 1981-09-17 エンジン発電機の制御方法および装置 Pending JPS5849097A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07327400A (ja) * 1994-07-25 1995-12-12 Mitsubishi Motors Corp エンジン回転数制御装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53133714A (en) * 1977-04-26 1978-11-21 Nippon Electric Ind Method of controlling voltage of engine generator
JPS547111A (en) * 1977-06-17 1979-01-19 Nippon Electric Ind Method of controlling engine generator

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