JPS5928160B2 - 励磁調整装置 - Google Patents
励磁調整装置Info
- Publication number
- JPS5928160B2 JPS5928160B2 JP53100460A JP10046078A JPS5928160B2 JP S5928160 B2 JPS5928160 B2 JP S5928160B2 JP 53100460 A JP53100460 A JP 53100460A JP 10046078 A JP10046078 A JP 10046078A JP S5928160 B2 JPS5928160 B2 JP S5928160B2
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- Japan
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- generator
- chopper
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、交流発電機の出力電圧制御をチョッパを用
いた発電機の励磁電流調整で行なう励磁調整装置に関す
る・発電機は、負荷の投入、しや断など急激な負荷変動
によりその出力電圧が変動する。
いた発電機の励磁電流調整で行なう励磁調整装置に関す
る・発電機は、負荷の投入、しや断など急激な負荷変動
によりその出力電圧が変動する。
特に非常用発電機などインピーダンスの大きい発電機は
負荷変動による出力電圧変動が大きく、発電機から給電
屯れる他の負荷に悪影響を与える。従つて、発電機の出
力電圧を制御する制御装置は、急激な負荷変動にも応答
性良く発電機出力を制御できることが望まれる。また、
整流器などの負荷を持つ発電機では出力電圧波形が歪む
場合が多く、この場合にも制御装置は発電機出力電圧を
安定に制御できることが望まれる。第１図はブラシレス
交流発電機の従来の励磁装置を示す。
負荷変動による出力電圧変動が大きく、発電機から給電
屯れる他の負荷に悪影響を与える。従つて、発電機の出
力電圧を制御する制御装置は、急激な負荷変動にも応答
性良く発電機出力を制御できることが望まれる。また、
整流器などの負荷を持つ発電機では出力電圧波形が歪む
場合が多く、この場合にも制御装置は発電機出力電圧を
安定に制御できることが望まれる。第１図はブラシレス
交流発電機の従来の励磁装置を示す。
破線ブロック１は発電機を、２は励磁装置を、３は変圧
器を示す。発電機１の固定電機子１１には次のようにし
て電圧を発生する。回転子１２に設ける交流励磁機１２
１の界磁１３を励磁すると、交流励磁機１２１に交流電
圧が発生し、その出力をダイオード１２２で調整して発
電機界磁１２３を励磁して電機子１１に交流電圧を発生
する。したがつ嵌、発電機１の出力電圧を制御するには
交流励磁機の界磁１３の電流を制御する。この励磁電流
の制御は発電機１の出力を変圧器３を通してサイリスタ
整流器２１に導き、電圧調節器２２により発電機出力電
圧と設定器２３の設定電圧とが等しくなるようにサイリ
スタ整流器２１のサイリスタ導通角を制御することで行
なう。サイリスタ導通角制御は第２図に示すように、発
電機１の出力電圧（同図ａ）の零クロス点から角度αの
点でサイリスタを点弧する（同図ｂ）。この結果、サイ
リスタ整流器２１の出力電圧はｂに示す斜線部分の波形
になる。この場合、発電機１の出力電圧が整流器負荷等
のためａに示すように歪むと、その零クロス点がβだけ
遅れるため、サイリスタの点弧タイミングも遅れること
により、制御ｂ（不安定になつたり、最悪の場合は制御
不能になる。一方、電圧調節器２２は、応答速度改善と
界磁電流を制限するための電流制限回路を持つ。
器を示す。発電機１の固定電機子１１には次のようにし
て電圧を発生する。回転子１２に設ける交流励磁機１２
１の界磁１３を励磁すると、交流励磁機１２１に交流電
圧が発生し、その出力をダイオード１２２で調整して発
電機界磁１２３を励磁して電機子１１に交流電圧を発生
する。したがつ嵌、発電機１の出力電圧を制御するには
交流励磁機の界磁１３の電流を制御する。この励磁電流
の制御は発電機１の出力を変圧器３を通してサイリスタ
整流器２１に導き、電圧調節器２２により発電機出力電
圧と設定器２３の設定電圧とが等しくなるようにサイリ
スタ整流器２１のサイリスタ導通角を制御することで行
なう。サイリスタ導通角制御は第２図に示すように、発
電機１の出力電圧（同図ａ）の零クロス点から角度αの
点でサイリスタを点弧する（同図ｂ）。この結果、サイ
リスタ整流器２１の出力電圧はｂに示す斜線部分の波形
になる。この場合、発電機１の出力電圧が整流器負荷等
のためａに示すように歪むと、その零クロス点がβだけ
遅れるため、サイリスタの点弧タイミングも遅れること
により、制御ｂ（不安定になつたり、最悪の場合は制御
不能になる。一方、電圧調節器２２は、応答速度改善と
界磁電流を制限するための電流制限回路を持つ。
界磁電流検出は検出器２４で行なう。さらに調節器２２
はオフセットをなくすために比例（Ｐ）、積分（１）調
節器にしているが、第３図に示すように、ＴＯで急激な
負荷増（同図ｂ）があると電圧調節器ｔ）｛直ちに応答
できず、発電機１の出力電圧（同図ａ）は電圧降下△Ｖ
ｇが発生し、この電圧降下は整定時間Ｔ後に元の電圧に
回復する。サイリスタ整流機２１と電圧調節器２２によ
る励磁調整では△Ｇ，Ｔが共に大きく、許容電圧変動幅
の小さい電源装置には不適格であつた。改良された従来
装置は、第４図に示すように、発電機１の出力電圧をダ
イオード整流器４で一旦直流に変換し、この直流電圧を
トランジスタ、サイリスタなどで構成したチヨツパ５を
介して交流励磁器の界磁１３に加え、界磁電流の調整は
制卿装置６によるチヨツパ５の通流率制闘で行なう。
はオフセットをなくすために比例（Ｐ）、積分（１）調
節器にしているが、第３図に示すように、ＴＯで急激な
負荷増（同図ｂ）があると電圧調節器ｔ）｛直ちに応答
できず、発電機１の出力電圧（同図ａ）は電圧降下△Ｖ
ｇが発生し、この電圧降下は整定時間Ｔ後に元の電圧に
回復する。サイリスタ整流機２１と電圧調節器２２によ
る励磁調整では△Ｇ，Ｔが共に大きく、許容電圧変動幅
の小さい電源装置には不適格であつた。改良された従来
装置は、第４図に示すように、発電機１の出力電圧をダ
イオード整流器４で一旦直流に変換し、この直流電圧を
トランジスタ、サイリスタなどで構成したチヨツパ５を
介して交流励磁器の界磁１３に加え、界磁電流の調整は
制卿装置６によるチヨツパ５の通流率制闘で行なう。
チヨツパ５の制岬装置６は、発電機電圧を一定にするた
めの発電機電圧調節器６１と、界磁電流を制御するため
の界磁電流調節器６２と、これら制岬のための電圧検出
器６３、電流検出器６４等を備える。上述の調節器６・
１，６２はオフセツトをなくし応答速度を高めるための
ＰｓＩ調節器又はＰ，Ｉ，Ｄ（微分）調節器回路に構成
する。５０は界磁電流調節器６２の出力に応じたオン・
オフ比でチヨツパ５を駆動する制岬回路である。
めの発電機電圧調節器６１と、界磁電流を制御するため
の界磁電流調節器６２と、これら制岬のための電圧検出
器６３、電流検出器６４等を備える。上述の調節器６・
１，６２はオフセツトをなくし応答速度を高めるための
ＰｓＩ調節器又はＰ，Ｉ，Ｄ（微分）調節器回路に構成
する。５０は界磁電流調節器６２の出力に応じたオン・
オフ比でチヨツパ５を駆動する制岬回路である。
こうしたチヨツパ式によれば、第１図のサイリスタ式の
場合に問題となつた発電機電圧波形の歪みによる制御の
不安定さは解消できるが、制脚装置６が制制遅れを持つ
たＰ，Ｉ又はＰ，Ｉ，Ｄ制岬をするため、発電機電圧の
変動を元の状態に戻す早さ、すなわち応答速度が調節器
の応答速度で決まり、応答性を上げることも限界があつ
た。この発明の目的は、チヨツパ方式による励磁調整装
置において、発電機出力電圧変化に対する応−答性を向
上した励磁調整装置を提供するにある。第５図はこの発
明の一実施例を示し、第１図又は第４図と同じものある
いは同じ機能を有するものは同一符号で示す。変圧器３
の出力はダイオード整流器４で直流に変換し、この直流
電力をチヨツパ５を通して界磁１３に供給し、チヨツパ
５の通流率（０Ｎ，０ＦＦ比）を制御して界磁１３への
印加電圧制岬、すなわち発電機１の界磁電流を調整する
。５１は界磁電流を変流するＤＣＣＴ又はシヤント、５
２はチヨツパ５のオフ期間に界磁１３の電流を環流させ
るためのフライホイールダイオード、４１は直流電圧平
滑用のコンデンサである。
場合に問題となつた発電機電圧波形の歪みによる制御の
不安定さは解消できるが、制脚装置６が制制遅れを持つ
たＰ，Ｉ又はＰ，Ｉ，Ｄ制岬をするため、発電機電圧の
変動を元の状態に戻す早さ、すなわち応答速度が調節器
の応答速度で決まり、応答性を上げることも限界があつ
た。この発明の目的は、チヨツパ方式による励磁調整装
置において、発電機出力電圧変化に対する応−答性を向
上した励磁調整装置を提供するにある。第５図はこの発
明の一実施例を示し、第１図又は第４図と同じものある
いは同じ機能を有するものは同一符号で示す。変圧器３
の出力はダイオード整流器４で直流に変換し、この直流
電力をチヨツパ５を通して界磁１３に供給し、チヨツパ
５の通流率（０Ｎ，０ＦＦ比）を制御して界磁１３への
印加電圧制岬、すなわち発電機１の界磁電流を調整する
。５１は界磁電流を変流するＤＣＣＴ又はシヤント、５
２はチヨツパ５のオフ期間に界磁１３の電流を環流させ
るためのフライホイールダイオード、４１は直流電圧平
滑用のコンデンサである。
なお、コンデンサ４１はチヨツパ５のオフ時に変圧器３
等の交流側のインダクタンス分に蓄えられている電磁エ
ネルギーを吸収し、かつダイオード整流器４のスナバ一
を兼ねている。チヨツパ５の制脚装置６において、６３
は発電機の出力電圧の大きさを検出し、適当な信号レベ
ルに変換する電圧検出器、−６４は変流器５１の出力を
適当な信号レベルに変換する電流検出機である。
等の交流側のインダクタンス分に蓄えられている電磁エ
ネルギーを吸収し、かつダイオード整流器４のスナバ一
を兼ねている。チヨツパ５の制脚装置６において、６３
は発電機の出力電圧の大きさを検出し、適当な信号レベ
ルに変換する電圧検出器、−６４は変流器５１の出力を
適当な信号レベルに変換する電流検出機である。
６５は発電機出力電圧の変動が所定値より大きくなつた
ときにその変動幅に応じた微分信号を出力する非線形微
分補償回路である。
ときにその変動幅に応じた微分信号を出力する非線形微
分補償回路である。
第６図は非線形微分補償回路６５の動作（ａ）と特性（
ｂ）を示す。同図ａにおいて、ｔ１での発電機の電圧Ｖ
ｌｌのΔ９，の変化は規定値よりも大きな電圧降下であ
るから補償回路６５の出力Ｖｌｌ５には正の微分出力腎
出す。また、Ｔ２でのＶｌｌの変化△Ｙ２も規定値より
大きな電圧上昇であるから出力６，には負の微分出力を
出す。そして、Ｔ３でのＶｌｌの変化Δ９３は規定値よ
りも小さいので出力Ｖ６５には微分出力を出さない。こ
うした動作をする補償回路６５の特性は第６図ｂに示す
ように、電圧変化零点から士△ＧＯの規定値だけ不感帯
を持ち、±△Ｖ９Ｏ以上の変化入力には該入力レベルに
応じた微分出力を出す。６１は設定器２３と電圧検出器
６３および補償回路６５の各出力を入力とする電圧調節
器であり、出力電圧が常に設定値になるようチヨツパ５
の通流率を制帥するための出力を得る。
ｂ）を示す。同図ａにおいて、ｔ１での発電機の電圧Ｖ
ｌｌのΔ９，の変化は規定値よりも大きな電圧降下であ
るから補償回路６５の出力Ｖｌｌ５には正の微分出力腎
出す。また、Ｔ２でのＶｌｌの変化△Ｙ２も規定値より
大きな電圧上昇であるから出力６，には負の微分出力を
出す。そして、Ｔ３でのＶｌｌの変化Δ９３は規定値よ
りも小さいので出力Ｖ６５には微分出力を出さない。こ
うした動作をする補償回路６５の特性は第６図ｂに示す
ように、電圧変化零点から士△ＧＯの規定値だけ不感帯
を持ち、±△Ｖ９Ｏ以上の変化入力には該入力レベルに
応じた微分出力を出す。６１は設定器２３と電圧検出器
６３および補償回路６５の各出力を入力とする電圧調節
器であり、出力電圧が常に設定値になるようチヨツパ５
の通流率を制帥するための出力を得る。
なお、電圧調節器６１はオフセツトを小さくするために
Ｐ，ｌ調節器とする方が好ましい。６６は電圧調節器）
６１の出力と電流検出器６４の出力とを比較する電流比
較器であり、その出力がチヨツパ５のオン，オフ信号と
なる。
Ｐ，ｌ調節器とする方が好ましい。６６は電圧調節器）
６１の出力と電流検出器６４の出力とを比較する電流比
較器であり、その出力がチヨツパ５のオン，オフ信号と
なる。
６７は電流比較器６６の信号に応じてチヨツパ５を十ン
・オフ５駆動する駆動回路である。
・オフ５駆動する駆動回路である。
こうした構成により、発電機の出力は一旦直流に変換し
、チヨツパにより界磁制岬するため、発電機電圧の歪み
による影響は殆んど受けず、安定した制帥ができる。
、チヨツパにより界磁制岬するため、発電機電圧の歪み
による影響は殆んど受けず、安定した制帥ができる。
そして、電王調節器６１の出力と電流検出器６４の出力
とを比較してチヨツパｏのオン・オフ制却するため、電
圧調節器の出力と界磁電流との間に偏差があれば遅れな
しにチヨツパを制脚でき、しかも電圧調節器の入力に非
線形微分補償回路を持つため大きな負荷の入、断にも電
圧調節器での応答性も優れ、負荷急変による発電機電圧
の変動幅Δ９、整定時間Ｔを大幅に改善できる。第７図
は負荷急変時の各部波形を示す。
とを比較してチヨツパｏのオン・オフ制却するため、電
圧調節器の出力と界磁電流との間に偏差があれば遅れな
しにチヨツパを制脚でき、しかも電圧調節器の入力に非
線形微分補償回路を持つため大きな負荷の入、断にも電
圧調節器での応答性も優れ、負荷急変による発電機電圧
の変動幅Δ９、整定時間Ｔを大幅に改善できる。第７図
は負荷急変時の各部波形を示す。
ＴＯで負荷増があると、発電機１１の出力電圧１１は急
激に下り、電流１１１は急激に上昇する。このとき、Ｖ
ｌｌの変化が規定値Δ９０以上にあると補償回路６５の
出力Ｖ６５には正の微分信号が出され、電圧調節器６１
の出力Ｖ６ｌは発電機１１の出力Ｖｌｌを元の状態に戻
すべく増大するｂ卜、微分信号も加えられるためその変
化率が高く、Ｖｌｌを元の状態に戻す動作が強勢される
。比較器６５はＴ。では界磁電流が負荷急変前の状態に
あるため、電圧調節器６１の出力増大でチヨツパ５をオ
ンさせる（６５）。このオン期間はチヨツパ５の出力電
流が電圧調節器６１の出力Ｖ６ｌを越えるまで継続する
。従つて、負荷急変時には電圧調節器６１が負荷急変を
迅速に検出し、この検出から遅れなくチヨツパの通流率
を変える制御ができる。なお、実施例ではブラシレス交
流発電機における交流励磁機の界磁制岬をする場合を示
したが、これは発電機の界磁を直接に制岬することもで
きる。
激に下り、電流１１１は急激に上昇する。このとき、Ｖ
ｌｌの変化が規定値Δ９０以上にあると補償回路６５の
出力Ｖ６５には正の微分信号が出され、電圧調節器６１
の出力Ｖ６ｌは発電機１１の出力Ｖｌｌを元の状態に戻
すべく増大するｂ卜、微分信号も加えられるためその変
化率が高く、Ｖｌｌを元の状態に戻す動作が強勢される
。比較器６５はＴ。では界磁電流が負荷急変前の状態に
あるため、電圧調節器６１の出力増大でチヨツパ５をオ
ンさせる（６５）。このオン期間はチヨツパ５の出力電
流が電圧調節器６１の出力Ｖ６ｌを越えるまで継続する
。従つて、負荷急変時には電圧調節器６１が負荷急変を
迅速に検出し、この検出から遅れなくチヨツパの通流率
を変える制御ができる。なお、実施例ではブラシレス交
流発電機における交流励磁機の界磁制岬をする場合を示
したが、これは発電機の界磁を直接に制岬することもで
きる。
以上明らかにしたとおり、この発明によれば、発電機電
圧の波形歪みにより制帥性が影響されることなく、しか
も応答性を向上できる効果がある。
圧の波形歪みにより制帥性が影響されることなく、しか
も応答性を向上できる効果がある。
第１図は従来の励磁調節装置を示すプロツク図、第２図
、第３図は第１図の制（資）動作を説明するための波形
図、第４図は従来のチヨツパ方式による励磁調整装置を
示すプロツク図、第５図はこの発明の一実施例を示すプ
ロツク図、第６図は第５図における非線形微分補償回路
の動作及び特性を示す図、第７図は第５図の動作を説明
するための各部波形図である。 １：ブラシレス交流発電機、３：変圧器、４：ダイオー
ド整流器、５：チヨツパ、６：制岬装置、６１：電圧調
節器、６３：電圧検出器、６４：電流検出器、６５：非
線形微分補償回路、６６：比較器、６７：５駆動回路。
、第３図は第１図の制（資）動作を説明するための波形
図、第４図は従来のチヨツパ方式による励磁調整装置を
示すプロツク図、第５図はこの発明の一実施例を示すプ
ロツク図、第６図は第５図における非線形微分補償回路
の動作及び特性を示す図、第７図は第５図の動作を説明
するための各部波形図である。 １：ブラシレス交流発電機、３：変圧器、４：ダイオー
ド整流器、５：チヨツパ、６：制岬装置、６１：電圧調
節器、６３：電圧検出器、６４：電流検出器、６５：非
線形微分補償回路、６６：比較器、６７：５駆動回路。
Claims (1)
- １ 交流発電機の出力を変換した直流電力をチョッパの
入力にし、このチョッパの出力を上記交流発電機の界磁
入力にし、上記チョッパの通電率制御で上記交流発電機
の出力電圧を制御する励磁調整装置において、上記チョ
ッパの制御装置は、上記交流発電機の電圧設定値と該発
電機の電圧検出値とこの出力変動幅が所定値を越えたと
きの該変動幅に応じた微分信号とを入力とする電圧調節
器と、この電圧調節器の出力と上記交流発電機の界磁電
流検出値との大小に応じて上記チョッパのオン・オフ信
号を出力する比較器とを備えたことを特徴とする励磁調
整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53100460A JPS5928160B2 (ja) | 1978-08-19 | 1978-08-19 | 励磁調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53100460A JPS5928160B2 (ja) | 1978-08-19 | 1978-08-19 | 励磁調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5529223A JPS5529223A (en) | 1980-03-01 |
| JPS5928160B2 true JPS5928160B2 (ja) | 1984-07-11 |
Family
ID=14274513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53100460A Expired JPS5928160B2 (ja) | 1978-08-19 | 1978-08-19 | 励磁調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928160B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3457270B2 (ja) | 2000-02-18 | 2003-10-14 | 株式会社ハウスビーエム | 円形孔開け工具 |
-
1978
- 1978-08-19 JP JP53100460A patent/JPS5928160B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5529223A (en) | 1980-03-01 |
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