JPS6016196A - 水車発電機の電圧・速度制御装置 - Google Patents
水車発電機の電圧・速度制御装置Info
- Publication number
- JPS6016196A JPS6016196A JP58123747A JP12374783A JPS6016196A JP S6016196 A JPS6016196 A JP S6016196A JP 58123747 A JP58123747 A JP 58123747A JP 12374783 A JP12374783 A JP 12374783A JP S6016196 A JPS6016196 A JP S6016196A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- generator
- voltage
- speed
- water
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
Landscapes
- 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。
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、定格水ω以下の水量で水車発電機を動作させ
るための電圧・速度制御装置に関する。
るための電圧・速度制御装置に関する。
従来、水車発電機の制御装置として、半導体位相制御ス
イッチ及びダミー負荷を有し、常時はダミー負荷に相当
量の水車発電機出力が放出され、水量若しくは負荷の増
減に対しては前記ダミー負荷への故出量が半導体位相制
御スイッチにて制御され、これにより発電機の回転速度
を一定に保持するものが知られている（特開１ｆ１５７
−１７００９５号）。
イッチ及びダミー負荷を有し、常時はダミー負荷に相当
量の水車発電機出力が放出され、水量若しくは負荷の増
減に対しては前記ダミー負荷への故出量が半導体位相制
御スイッチにて制御され、これにより発電機の回転速度
を一定に保持するものが知られている（特開１ｆ１５７
−１７００９５号）。
しかし、この制御装置では、水車を回転するための水量
が定格水は以下になってダミー負荷への放出が全く無く
なり、発電機の定格速度を相持することが困難になった
場合、発電機の制御が不能になり、その回転速度が定格
速度以下に低下してしまう。このため、例えば低速度リ
レーを動作させて負荷を開放し、発電機を保護する必要
があった。このように、水量が著しく減少している時期
には従来は発電機を使用することができず、非常に不経
済であった。
が定格水は以下になってダミー負荷への放出が全く無く
なり、発電機の定格速度を相持することが困難になった
場合、発電機の制御が不能になり、その回転速度が定格
速度以下に低下してしまう。このため、例えば低速度リ
レーを動作させて負荷を開放し、発電機を保護する必要
があった。このように、水量が著しく減少している時期
には従来は発電機を使用することができず、非常に不経
済であった。
本発明の目的は、水量が定格水量以下であっても発電機
を制御して動作させ、その出力を得ることができる水車
発電機の電圧・速度制御装置を提供することにある。
を制御して動作させ、その出力を得ることができる水車
発電機の電圧・速度制御装置を提供することにある。
本発明は、水量が定格水量以下の場合に、負荷に応じて
回転速度を設定し、一方、発電機の電圧は、回転速度に
比例して自動的に設定電圧を降下させることにより、発
電機の磁気飽和を防止すると共に、定格水量以下の水量
において発電機を安全にかつ、効率良く動作させ、その
出力を得ることを特徴とする。
回転速度を設定し、一方、発電機の電圧は、回転速度に
比例して自動的に設定電圧を降下させることにより、発
電機の磁気飽和を防止すると共に、定格水量以下の水量
において発電機を安全にかつ、効率良く動作させ、その
出力を得ることを特徴とする。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明に係る電圧・速度制御装置を含む水車発
電機の概略構成を示すブロック図である図中、１はベン
ズ１〜ツクから給水される水流によって回転する水車で
あり、この水車１に交流発電ｌｌＩ２が直結されている
。この交流発電ｌｌＩ２には速度制御装置９が接続され
ている。速度制御装置９は、交流発電機２の回転速度を
検出するためのタコダイナモ等の回転速度検出器３と、
この回転速度検出器３からの検出憤りが入力される自動
速度調整器５と、この調整器５に速度設定信号を出力す
る回転速度設定器４と、発電機２の出力側に入力が接続
され、出力にダミー負荷７が接続されている半導体位相
制御スイッチ（ナイリスタ）６と、発電機２の出力電流
を検出して自動速度調整器５を制御するだめの変流器８
とから成る。
電機の概略構成を示すブロック図である図中、１はベン
ズ１〜ツクから給水される水流によって回転する水車で
あり、この水車１に交流発電ｌｌＩ２が直結されている
。この交流発電ｌｌＩ２には速度制御装置９が接続され
ている。速度制御装置９は、交流発電機２の回転速度を
検出するためのタコダイナモ等の回転速度検出器３と、
この回転速度検出器３からの検出憤りが入力される自動
速度調整器５と、この調整器５に速度設定信号を出力す
る回転速度設定器４と、発電機２の出力側に入力が接続
され、出力にダミー負荷７が接続されている半導体位相
制御スイッチ（ナイリスタ）６と、発電機２の出力電流
を検出して自動速度調整器５を制御するだめの変流器８
とから成る。
本発明に係る電圧制御装置１０は、自動電圧設定器１１
と、この設定器１１からの設定電圧と発電機２の出力電
圧が入力される自動電圧調整器１２と、この自動電圧調
整器１２にゲートが接続され、入・出力がそれぞれ発電
機２の出力側と界磁巻線２ａに接続されている半導体位
相１．ＩＪ ｍスイッチ（サイリスタ）１３とを備えて
構成されている。
と、この設定器１１からの設定電圧と発電機２の出力電
圧が入力される自動電圧調整器１２と、この自動電圧調
整器１２にゲートが接続され、入・出力がそれぞれ発電
機２の出力側と界磁巻線２ａに接続されている半導体位
相１．ＩＪ ｍスイッチ（サイリスタ）１３とを備えて
構成されている。
自動電圧調整器１２は、第２図に示すように、交流電源
を整流する電源回路１２ａと、演算増幅器を含み回転速
度に対応した自動電圧設定器１１からの設定電圧と発電
機２の出力電圧との比較を行う電圧検出回路１２ｂと、
サイリスタ１３への電源との同期をとりながら検出回路
１２ｂの電圧信号をサイリスタ１３０点弧位相制御信号
に変換する電圧−位相変換回路１２０と、この変換回路
１２Ｃからのパルスを増幅してサイリスタ１３に出力す
るパルス増幅回路１２ｄとを含む。
を整流する電源回路１２ａと、演算増幅器を含み回転速
度に対応した自動電圧設定器１１からの設定電圧と発電
機２の出力電圧との比較を行う電圧検出回路１２ｂと、
サイリスタ１３への電源との同期をとりながら検出回路
１２ｂの電圧信号をサイリスタ１３０点弧位相制御信号
に変換する電圧−位相変換回路１２０と、この変換回路
１２Ｃからのパルスを増幅してサイリスタ１３に出力す
るパルス増幅回路１２ｄとを含む。
次・に、上記各装置の動作を説明する。
即ち、水車１が定格水量で回転し、発電機２が定格速度
で０転している場合に一般負荷が増加すると、水量が決
まっているので、発電機２の回転速度が低下する。この
低下した回転速度は回転速度検出器３にて検出され、回
転速度設定器４からの速度設定信号と自動速度調整器５
内で比較される。自動速度調整器５はその差に応じたゲ
ート信号をサイリスタ６に出力するので、サイリスタ６
が出力電流を減少させ、従ってダミー負荷７への５− 出力量が減少するので、発電６１２の全出力が殆ど変化
せず、その回転速度が定格速度に保持される。
で０転している場合に一般負荷が増加すると、水量が決
まっているので、発電機２の回転速度が低下する。この
低下した回転速度は回転速度検出器３にて検出され、回
転速度設定器４からの速度設定信号と自動速度調整器５
内で比較される。自動速度調整器５はその差に応じたゲ
ート信号をサイリスタ６に出力するので、サイリスタ６
が出力電流を減少させ、従ってダミー負荷７への５− 出力量が減少するので、発電６１２の全出力が殆ど変化
せず、その回転速度が定格速度に保持される。
ところで、水量が運転可能最低水量以下になると、第３
図に示すように、ダミー負荷７への出力がＯになっても
発電機２の回転速度を相持することができなくなり、速
度制御装置９の制御が不能になる。そして、交流発電機
は回転速度の低下に伴って鉄心に磁気飽和を発生するの
で低速度リレーで負荷を開放し、発電機の励磁を遮断し
なければならない。
図に示すように、ダミー負荷７への出力がＯになっても
発電機２の回転速度を相持することができなくなり、速
度制御装置９の制御が不能になる。そして、交流発電機
は回転速度の低下に伴って鉄心に磁気飽和を発生するの
で低速度リレーで負荷を開放し、発電機の励磁を遮断し
なければならない。
本発明に係る電圧制御装［１０は、このように発電機２
０回転速度が定格速度以下になった場合に発電機２の出
力電圧を全負荷から無負荷まで安定に保つように発電機
２を制御する。即ち、自動電圧設定器１１は、発電機２
の低速回転に対応した電圧を出力するように電圧が設定
され、回転速度が低い場合には低電圧に設定される。こ
の自動電圧設定器１１に所定の電圧が設定されると、設
定電圧は自動電圧調整器１２の電圧検出回路１２ｂに入
力される。この電圧検出回路１２ｂは、電６一 源回路１２ａから安定した直流出力を得て動作し、内部
の演算増幅器により設定電圧と発電１１！２の低回転時
での出力電圧とを比較し、偏差電圧に比例した信号を電
圧−位相変換回路１２ａに出力する。
０回転速度が定格速度以下になった場合に発電機２の出
力電圧を全負荷から無負荷まで安定に保つように発電機
２を制御する。即ち、自動電圧設定器１１は、発電機２
の低速回転に対応した電圧を出力するように電圧が設定
され、回転速度が低い場合には低電圧に設定される。こ
の自動電圧設定器１１に所定の電圧が設定されると、設
定電圧は自動電圧調整器１２の電圧検出回路１２ｂに入
力される。この電圧検出回路１２ｂは、電６一 源回路１２ａから安定した直流出力を得て動作し、内部
の演算増幅器により設定電圧と発電１１！２の低回転時
での出力電圧とを比較し、偏差電圧に比例した信号を電
圧−位相変換回路１２ａに出力する。
この変換回路１２Ｃは、勺イリスタ１３への電源である
発電機２の出力電圧と同期をとりながら電圧検出回路１
２ｂの電圧信号をサイリスタ１３の点弧位相制御信号に
変換し、パルス信号としてパルス増幅回路１２ｄに出力
する。パルス増幅回路１２ｄはパルス信号を増幅し、サ
イリスタ１３のゲートに点弧信号として出力する。サイ
リスタ１３は、発電機２の出力電圧が設定電圧より低い
場合には大きな制御電流を発電機２の界磁巻線２ａに出
力し、逆に高い場合には小さな制御電流を出力する。従
って、発電ｖ１１２の出力電圧は回転速度に対応した設
定電圧に一致し、第４図に示すように、発電１１３１２
の回転速度に対応してその出力電圧が比例して低下する
。この結果、発電８Ｎ２をその磁気飽和を避１ノつつ低
水石で所定の回転速度（定格速度以下）に保持し、出力
電圧を安定的に得ることができる。
発電機２の出力電圧と同期をとりながら電圧検出回路１
２ｂの電圧信号をサイリスタ１３の点弧位相制御信号に
変換し、パルス信号としてパルス増幅回路１２ｄに出力
する。パルス増幅回路１２ｄはパルス信号を増幅し、サ
イリスタ１３のゲートに点弧信号として出力する。サイ
リスタ１３は、発電機２の出力電圧が設定電圧より低い
場合には大きな制御電流を発電機２の界磁巻線２ａに出
力し、逆に高い場合には小さな制御電流を出力する。従
って、発電ｖ１１２の出力電圧は回転速度に対応した設
定電圧に一致し、第４図に示すように、発電１１３１２
の回転速度に対応してその出力電圧が比例して低下する
。この結果、発電８Ｎ２をその磁気飽和を避１ノつつ低
水石で所定の回転速度（定格速度以下）に保持し、出力
電圧を安定的に得ることができる。
上記実施例において、発電機２の出力電圧を回転速度に
比例させて低下させると、発電ｌ１１２に磁気飽和を生
じさせることなく、発電機を動作させることができる。
比例させて低下させると、発電ｌ１１２に磁気飽和を生
じさせることなく、発電機を動作させることができる。
従って、水の有するエネルギーを有効、かつ効率的に利
用することができる。
用することができる。
すなわち、従来は定格水量以下になると、ダミー負荷の
調整を行なっても第３図に示すａ点までしか発電機を動
作させることができず、取り出せる出力電力はＡ領域の
範囲に限られたけれど、本発明によれば、第４図に示す
ｂ点（この点で低速度リレーが動作する）まで発電機を
動作させることができ、出力電力の取り出せる範囲はＢ
領域にまで広げることができる。
調整を行なっても第３図に示すａ点までしか発電機を動
作させることができず、取り出せる出力電力はＡ領域の
範囲に限られたけれど、本発明によれば、第４図に示す
ｂ点（この点で低速度リレーが動作する）まで発電機を
動作させることができ、出力電力の取り出せる範囲はＢ
領域にまで広げることができる。
尚、水車発電１１Ｎ２としてブラシレス発電機を用いた
場合には交流励Ｉ１機の界１１巻線にサイリスタ１３か
らの制御電流を出力すればよい。
場合には交流励Ｉ１機の界１１巻線にサイリスタ１３か
らの制御電流を出力すればよい。
本発明によれば、自動電圧設定器により発電機の定格速
度以下の回転速度に対応させた電圧を設定し、この設定
電圧が入力される自動電圧調整器にＪこり界磁制御手段
を介して発電機の界磁巻線への電流を制御し、発電機の
出力電圧をその回転速度に対応させて低下させたので、
発電機を磁気飽和を生じさせることなく効率的に回転動
作させることができる。従って、定格水量以下の水量で
あっても水車および発電機を効率よく安定動作させるこ
とで常時発電機から出力を得て、この出力を対応する負
荷に供給することができる。
度以下の回転速度に対応させた電圧を設定し、この設定
電圧が入力される自動電圧調整器にＪこり界磁制御手段
を介して発電機の界磁巻線への電流を制御し、発電機の
出力電圧をその回転速度に対応させて低下させたので、
発電機を磁気飽和を生じさせることなく効率的に回転動
作させることができる。従って、定格水量以下の水量で
あっても水車および発電機を効率よく安定動作させるこ
とで常時発電機から出力を得て、この出力を対応する負
荷に供給することができる。
第１図は本発明に係る水車発電機の電圧・速度制御装置
のブロック図、第２図は自動電圧制御装置のブロック図
、第３図は従来に係る水量と回転速度及び出力電圧との
関係を示す特性図、第４図は本発明に係る水石と回転速
度及び出力電圧との関係を示す特性図である。 １・・・・・・水車、 ２・・・・・・水車発電機、 ２ａ・・・・・・界磁巻線、 ３・・・・・・回転速度検出器、 ４・・・・・・回転速度設定器、 ９− ５・・・・・・自動速度調整器、 ６．１３・・・・・・半導体位相制御スイッチ（サイリ
スタ）、 ７・・・・・・ダミー負荷、 ８・・・・・・変流器、 ９・・・・・・速度制御装置、 １０・・・・・・電圧制御＠置、 １１・・・・・・自動電圧設定器、 １２・・・・・・自動電圧調整器、 １２ａ・・・・・・電源回路、 １２ｂ・・・・・・電圧検出回路、 １２０・・・・・・電圧−位相変換回路、１２ｄ・・・
・・・パルス増幅回路。 出願人 日本電気精器株式会社 株式会社 荏原顎作所 代理人 弁理士 増１）竹夫 １０− 弧Ｒ−＆□ 循智−県−−一−− 回部＠械□ ぞス蝮臂□ 植侠−項−−一一− （ｉ１ｇ＠掘□
のブロック図、第２図は自動電圧制御装置のブロック図
、第３図は従来に係る水量と回転速度及び出力電圧との
関係を示す特性図、第４図は本発明に係る水石と回転速
度及び出力電圧との関係を示す特性図である。 １・・・・・・水車、 ２・・・・・・水車発電機、 ２ａ・・・・・・界磁巻線、 ３・・・・・・回転速度検出器、 ４・・・・・・回転速度設定器、 ９− ５・・・・・・自動速度調整器、 ６．１３・・・・・・半導体位相制御スイッチ（サイリ
スタ）、 ７・・・・・・ダミー負荷、 ８・・・・・・変流器、 ９・・・・・・速度制御装置、 １０・・・・・・電圧制御＠置、 １１・・・・・・自動電圧設定器、 １２・・・・・・自動電圧調整器、 １２ａ・・・・・・電源回路、 １２ｂ・・・・・・電圧検出回路、 １２０・・・・・・電圧−位相変換回路、１２ｄ・・・
・・・パルス増幅回路。 出願人 日本電気精器株式会社 株式会社 荏原顎作所 代理人 弁理士 増１）竹夫 １０− 弧Ｒ−＆□ 循智−県−−一−− 回部＠械□ ぞス蝮臂□ 植侠−項−−一一− （ｉ１ｇ＠掘□
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水車発電機の出力側に半導体位相制御スイッチを介
して、ダミー負荷を接続し、負荷および水量の増減に伴
って回転速度が変化覆るのをダミー負荷量の変化によっ
て回転速度を一定にするガバナ無１ノ方式水市発電機の
電１丁及び速度を制御する装置であって、水量が定格水
量以下に低下した場合に回転速度を任意の低速度に設定
する回転速度設定器と、該設定速度に比例して出力電圧
の設定値を変化させる自動電圧設定器と、該自動電圧設
定器からの設定信号に基づき所定のゲート制御信号を出
力する自動電圧調整器と、前記グー１〜制御信号ににり
発電機の界磁電流を制御する半導体位相制御スイッチと
を備えることを特徴とする水車発電機の電圧・速）宵制
ｍ＋装置。 ２、上記ガバナ無し方式水車発電機に於て、水車が定格
水量以下に低下した場合に、回転速度を水量、負荷に応
じて無制御で低下させ、発電機出力電圧のみを回転速度
に比例した電圧に変化させることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の水車発電機の電圧・速度制御装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123747A JPS6016196A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 水車発電機の電圧・速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123747A JPS6016196A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 水車発電機の電圧・速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016196A true JPS6016196A (ja) | 1985-01-26 |
Family
ID=14868318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58123747A Pending JPS6016196A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 水車発電機の電圧・速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016196A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62131798A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-06-15 | Fuji Electric Co Ltd | 発電装置 |
| FR2617347A1 (fr) * | 1987-06-25 | 1988-12-30 | Alsthom Cgee | Dispositif de reglage de vitesse pour alternateur entraine par une turbine hydraulique |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57170095A (en) * | 1981-04-14 | 1982-10-20 | Nippon Electric Ind Co Ltd | Speed controlling device for water wheel generator |
-
1983
- 1983-07-07 JP JP58123747A patent/JPS6016196A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57170095A (en) * | 1981-04-14 | 1982-10-20 | Nippon Electric Ind Co Ltd | Speed controlling device for water wheel generator |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62131798A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-06-15 | Fuji Electric Co Ltd | 発電装置 |
| FR2617347A1 (fr) * | 1987-06-25 | 1988-12-30 | Alsthom Cgee | Dispositif de reglage de vitesse pour alternateur entraine par une turbine hydraulique |
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