JPS602099A - 負荷投入補償式発電装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は発電装置に係シ、特に負荷投入時の始動電流を
抑制するに好適な負荷投入補償式発電装置に関するもの
である。

〔発明の背景〕

この種の発電装置１は、第１図に示すように、発電機２
と、電圧調整装置３とから構成されている。発電機２は
、電機子２１と界磁巻線２２とを備えている。しかして
、発電機２は、界磁巻線２２に流す電流に応じて可変す
る出力電圧を負荷であるモータ４に供給できるようにな
っている。

また、電圧調整装置３は、前記発電機２の出力電圧を検
出しその検出電圧を取シ込んで基準値との偏差をとり、
その偏差に応じて該界磁巻線２２に供給する電流を制御
することによシ当該発電機２の出力電圧を前記基準値に
制御できるようになっている。

このような発電装置１には該モータ４が始動機５を介し
て接続されている。該始動機５は、運転装置６からの運
転指令Ｍによシ操作されるようになっている。

また発電機２は、原動機によって駆動されている。従っ
て、原動機の容量は、最大負荷投入容量によシ決まるこ
とが多い。

ところで、負荷がモータの場合、その投入容量は、スタ
ーデルタ、リアクトル及びコンドルファ起！ｍ等を採用
することによシ小さくすることができる。しかしながら
、これらの起動装置を使用する場合、装置が複雑化しか
つコストアップされる欠点がある。また、これら起動装
置を用いて始動する場合は、第２図に示すように、時刻
１ｏから時刻ｔ１σスター運転から、時刻ｔ２以降のデ
ルタ運転とヮ切替時（時刻ｔｚ　）に過渡現象が生じ゛
るなど望ましくない欠点が現われる欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、発電機を駆動する原動機の小容量化を
図ると共に、円滑な負荷投入を可能とした負荷投入補償
式発電装置を提供することにある。

〔発明の概要〕　。

本発明は、上記目的を達成するため、負荷が投入された
ときに発電機社圧を所定の値まで低下させると共に１負
荷が投入完了した後は発電電圧を元の電圧に戻すことを
特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係る一実施例を第３図乃至第６図を参照
して説明する。

第３図において、第１図に示す構成要素と同一のものに
は同一の符号を付しその説明を省略する。

第３図に示す実施例が第１図に示す構成と異なるところ
は、電圧調整装置３Ａとモータ４を運転するための開閉
器７を設けた一点である。

即ち、電圧調整装置３Ａは、発電機２からの出力電圧を
取シ込み基準値１００と比較する電圧偏差検出器３１と
、該検出器３１からの偏差を増幅する増幅器３２と、該
増幅器３２からの増幅偏差信号によシ点弧信号を形成す
るパルス移相器３３と、このパルス移相器３３からのパ
ルス信号によシ励磁巻線２２に流す電流を制御するサイ
リスタ変換器３４と、負荷が投入されたときには該出力
電圧を所定値まで低下せしめると共に、負荷が投入完了
したときには該出力電圧を元に復旧せしめる基準値を出
力する補償手段３５とを含んで構成されている。ここで
、補償手段３５は、負荷投入指令２００及び負荷投入完
了信号４００を検出してそれぞれ切換信号を出力する切
換検出制御手段３５１と、該切換検出制御手段３５１が
負荷投入指令２００を検出して切換信号８１を出力した
ときに上記基準値を所定の低値に設定し、かつ切換検出
制御手段３５１が負荷投入完了信号４００を検出して切
換信号Ｓ２を出力したときに所定の定位屯に設定されて
いた基準値を元の基準値に復旧する基準値設定手段３５
２とを含んで構成されている。

また開閉器７は、モータ４を駆動又は停止するために開
放又は閉成されるものである。

本実施例は以上のように構成されている。かかる実施例
のブロック図を第４図に示す。第４図に　。

おいて、発電機２の端子電圧は、帰還回路３６０によっ
て帰還され、基準値設定手段３５２が出力する基準値１
００との゛偏差を偏差検出器３１０で検出し、その偏差
を増幅器３２０で増幅する。増幅器３２０の出力の大き
さに応じて、パルス移相器３３０は、出力するトリガー
パルスの移相角を移相し、サイリスタ３４００点弧角を
制御する。

これによって発電機２０は、その界磁巻線２２の電流が
制御され、従って電圧調歪が行われることとなる。とこ
ろで、基準値設定手段３５２は、所定の基準値を設定す
る設定手段３５２Ｈと、所定の低値を設定する設定手段
３５２Ｌと、この設定された値のいずれか一方を出力さ
ぜるスイッチ手段３５２ＳＷとから構成されている。そ
して、スイッチ手段３５２ＳＷは切換検出制御手段３５
１の切換信号ＳＫよって切り換えられる。

以上第３図及び第４図で示した実施例の動作を第５図及
び第６図を用いて以下に説明する。

第５図は、本発明に係る実施例の動作を説明するために
示すフローチャートであシ、また第６図は本発明の実施
例の動作を説明するために示す波形図である。第６図に
おいて、横軸は時間ｔを示し、縦軸は発電機の出力電圧
Ｖを示す。

まず、開放器７を開放し、発電機２を駆動する。

このとき、励磁巻線２２に流す電流は、発電機２の出力
″電圧がＶｌ　（！：なるように流す。即ち、補償手段
３５から出力される基準値１ｏｏは、発電機２の出力電
圧がＶｌとなるように設定される。次に、発電機２の出
力電圧Ｖを電圧調整手段３Ａに取シ込む。電圧調整手段
３Ａは、負荷投入指令２００があるかないかを判定する
（ステップ５８１）、ステップ８８１で、負荷投入指令
がないときは、ステップ８４に移る。ステップ８４では
、補償手段３５から出力される基準値１００がＶｌに設
定されるようにする。次いで、ステップ８８５に移り、
発電機２からの電圧■と基準値１００との偏差をめる。

ステップ８８６では、この偏差に基づいてサイリスタ３
４を点弧する。そして、ステップＳ８０に戻る。ステッ
プ８８１で負荷投入指令２００が検出されたときには、
ステップ８８２に移る。ステップＳ８２は、発電機２の
出力電圧と基準値１００の低値との偏差をとる。そして
、ステップ８２での偏差が零よシ大きいときはステップ
Ｓ８７に移る。上記ステップ８８２と８８３は、負荷投
入が完了したか否かを検出する胤のである。ステップ８
８７は、補償手段３５から出力される基準値１００をｖ
２が出力されるように設定する。次に、ステップ８８８
では、交流発電機２の出力電圧Ｖと基準値１００の低値
ｖ２との偏差をとる。ステップＳ８９ではステップ８８
８で得だ偏差に基づｂてサイリスタ３４を点弧し、励磁
巻線２２に流れる電流を調整する。これによシ発電機２
の出力電圧は、Ｖ２に調整される。そして、ステップ８
８９が終了すると、ステップＳ８０に戻る。

また、ステップ８８１で投入指令２００が検出されると
、ステップ８８２及び８８３で負荷投入が完了したが否
か判定され、負荷投入が完了されるとステップ８８４に
移る。

以上のステップを第６図の状態変化ごとにどのように流
れていくのかを説明する。

まず第６図に示す時刻ｔ。ｏ−ｔｔｏの期間は、ステッ
プＳ８０．８８１，８８４，８８５及びＳ８６が゛繰シ
返し実行される。

次に時刻ｔｌｏにおいて、負荷投入指令２００が検出さ
れると、ステップ８８０，８８１，８８２゜８８３．８
８７，８８８及び８８９のルートが実行される。この流
れは、期間Ｆｏ−ｔ２（Ｈの間荷われる。

ｔ２０において、負荷投入が検出されると、ステップ８
８０，８８１，８８２，８８３，８８４゜８８５及び８
８６の動作を繰シ返す。以降この動作が繰シ返されるこ
とになる。そして基準値１００が、元のＶｓに戻るので
、発電機２は徐々に電圧を復旧していき、時刻ｔ３０に
おいて元の電圧Ｖｌになる。

第７図は本−発明に係る他の実施例を示すブロック図で
ある。第７図に示す実施例が第３図に示す実施例と異な
るところは、電圧偏差検出器３１゜−増幅器３２、補償
手段３５をマイクロコンピュータ３６で置き換えた点に
あシ、他の構成は伺ら変　更がない。なお、マイクロコ
ンピュータ３６に交流電圧を取シ込むために整流器３７
及びその整流電圧をデジタルに変換するＡＤ変換器３８
と、交流電圧と同期をとるだめの同期検出器３９とを設
けている。

第７図Ｋ　示すマイクロコンピュータ３６の演算のフロ
ーチャートを第８図に示す。第８図において、ＡＤ変換
器３８から入力する電圧を何回か平均することによシ平
均入力電圧を得、この平均入力電圧に電圧が確立された
かどうかを判定し、ＮＯの場合に、更に初期励磁中かど
うかを判定し、これもＮｏの場合罠は演算をしない。電
圧確立されたか否かがＹＥＳの場合には、負荷投入指令
有シか否かを判定し、負荷投入がない場合は所定の基準
値（Ｖｌ　）に設定してフォーシングＬＯＷへ進む。ま
た負荷投入がある場合は負荷投入が完了したか否かを判
定し負荷投入が完了していないときは基準値を低値（Ｖ
２）に設定する。そしてフォーシングＬＯＷに進む。ま
た、負荷投入完了がＹＥＳの場合は基準値を所定の値Ｖ
ｌに設定する。

そしてフォーシングＬ’ＯＷへ進む。電圧確立がされて
いる場合は過電圧か不足電圧かを判定し、該当する場合
には過電圧フラッグ又は不足電圧フラッグをセットし、
フォーシングＨＩＧＨ又は７オーシングＬＯＷに進む。

フォーシングＨＩＧＨでは平均人力′６圧Ｖｆｆｉが所
定範囲の上限値Ｖ□ア以上であれば点弧角を２００度近
辺に予め定められた最大値に強制的に算定する。フォー
シングＬＯＷでは平均入力電圧■１が所定範囲の下限値
Ｖｍ　Ｉｎ以下であれは点弧角を４０度付近に予め定め
られた最小値に強制的に算定する。平均入力電圧■□が
所定範囲内であれば周波数異當でないことをチェックし
た後伝達関数による点弧角演算を行う。そしてまた元に
戻シ上記処理を行う。

このよう１テ、マイクロコンピュータＫｌいた、装置に
よっても上記実施例と同様の作用効果を得ることができ
る。

ところで、発電機２を、駆動する原動機の容量・ば、負
荷投入方法（モータ始動方法）で決定されることは既に
説明した。従来は、始動装置で始動電流を抑えてモータ
４を始動すると、始動トルクも低下してモータの回転が
上がらないということがあシ、一方回転上昇に必要なま
でにトルクを上昇させると始動電流も大きくなシ、発電
機及びそれの原動機を大容量化させなければならなかっ
た。しかしながら、本発明に係る実施例によれば、発電
機の出力電圧を低下させてモータ４を始動し、モータ始
動が完了した後に昇圧させることによりかかる不都合は
解消できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、発電機及び発電機を
駆動する原動機の容量を小型化することができ、かつ始
動装置等を省略できるので装置が簡略化しコストの低廉
化を図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は発電装置及びモータを示す結線図、第２図は第
１図の構成の動作を説明するために示す波形図、第３図
は本発明に係る負荷投入補償式発電装置を示す結線図、
第４図は第３図に示す電圧調整装置を示すブロック図、
第５図は本発明に係る実施例の動作を説明するために示
すフローチャート、第６図は本発明に係る実施例の動作
を説明するために示す波形図、第７図は本発明の他の実
施例を示す結線図、第８図は第７図の構成の動作を説明
するために示すフローチャートである。 １・・・発電装置、２・・・発電機、３，３Ａ、３Ｂ・
・・電圧調整装置、４・・・モータ、６・・・運転装置
、７・・・開閉器、２１・・・電機子、２２・・・励磁
巻線、３１及び３１０・・・電圧偏差検出器、３２及び
３２０・・・偏差増幅器、３３及び３３０・・・パルス
移相器、３４及び３４０・・・サイリスタ変換器、３６
０・・・帰還回路、３５・・・補償手段、３５１・・・
切換検出制御手段、３５２・・・基準値設定手段、２０
０−・・負荷投入指令、４００・・・負荷投入完了信号
。 ５Ｃ 噌１図 弔２図 帖３図 も６図 ”’　”ｒｏｔ２ｏｔ３ｏ　” ２００ 化８図 ５０２−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、励磁巻線を流す電流に応じて可変する出力電圧を負
   荷に供給する発電機と、該発電機の出力電圧を検出し、
   その検出電圧を取シ込んで基準値との偏差を取シ、その
   偏差に応じて該励磁巻線に供給する電流を制御すること
   によシ当該出力電圧を基準値に制御できる電圧調整装置
   とを備えてなる発電装置において、前記電圧調整装置は
   、負荷が投入されたときには該出力電圧を所定の値まで
   低下せしめると共に、負荷が投入完了したときには該出
   力電圧を元の電圧に復旧せしめる補償手段を陰んで構成
   されたことを特徴とする負荷投入補償式発電装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の負荷投入補償式発電装
   置において、前記電圧調整装置の補償手段は、負荷投入
   指令及び負荷投入完了を検出してそれぞれ切換信号を出
   力する切換検出制御手段と、該切換検出制御手段が負荷
   投入指令を検出して切換信号を出力したときに上記基準
   値を所定の低値に設定し、かつ該切換検出制御手段が負
   荷投入完了を検出して切換信号を出力したときに所定の
   低値に設定されていた基準値を元の基準値に復旧する基
   準値設定手段とを含んで構成されたことを特徴とする負
   荷投入補償式発電装置。