JPS6027280B2 - 内燃機関発電機の励磁装置 - Google Patents

内燃機関発電機の励磁装置

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JPS6027280B2
JPS6027280B2 JP48112353A JP11235373A JPS6027280B2 JP S6027280 B2 JPS6027280 B2 JP S6027280B2 JP 48112353 A JP48112353 A JP 48112353A JP 11235373 A JP11235373 A JP 11235373A JP S6027280 B2 JPS6027280 B2 JP S6027280B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ‘１｝ 発明の対象 本発明は、機関発電装置の励磁調整装置に係り、特にそ
の負荷の急変および制御指令変更時の過度期にも装置は
安定に運転させる装置に関する。
‘２｝ 従来技術 第１図は、従来装置の構成を示し、内燃機関ＥＮＧ、該
ＥＮＧの機械的動力を電力に変換する主発電装置ＭＧＤ
および補助発電装置ＸＧＤ、該ＭＧＤの発生電力を機械
的動力に変換する主電動機ＭＭ、該補助発電装置ＸＧＤ
の電力を制御し該主発電装層ＭＧＤの界磁に励磁電力を
供給する励磁調整装置ＥＸＤ、該ＥＮＧに各ノツチ毎の
回転数指令をまた該ＥＸＤには各ノッチ毎のパタン電流
ｌｃを与える主幹制御器ＭＣとで構成されている。
第１図の構成において、機関ＥＮＧの回転数と主発電装
置ＭＧＤの界滋電流ｌｆは、運転を円滑に行うため一般
に主幹制御器ＭＣのノッチにより、機関出力および主電
動機起動電流がほぼ直線的に制御出来るように設定され
ることが要求される。そのため第２図に示すように、一
般に機関ＥＮＧの回転数Ｎはアイドル回転数Ｎｉと定格
回転数Ｎｎの間を全ノッチＴｊ〜Ｔｎで等分するように
設定される。また主発電装置ＭＧＤの界磁電流ｌｆは、
主幹制御器ＭＣのノッチＴに対してほぼ直線的に設定さ
れる。その結果、主発電装置ＭＧＤの出力特性は第３図
のようになる。
第３図において、添字符号ｉはアイドルまたは第１、ｍ
は中間、ｎは定格を意味する。直線Ｖｏは、主電動機群
ＭＭの内部抵抗線を示し、該主電動機群ＭＭの速度が零
の場合の主発電装置ＭＧＤの動作線を示す。このような
構成および動作においては次のような欠点がある。
一般に機関がアイドルから定格回転まで上昇するに要す
る遅れ時間は約１０〜６現砂であるが、主発電機の界磁
の遅れ時間は励磁装置の遅れを含めても０．５〜１秒で
ある。
そのため第４図に示す如く、ノッチアップ時に界磁電流
ｌｆが先に立上り、回転数Ｎが所定の値に立上るばで、
即ち時間△ｔの間、機関出力がオーバシュートし、最終
の定格ノッチでは過負荷になり、何れにしても円滑な制
御が行われない欠点がある。また主発電機の急激な負荷
変動、たとえば主電動機の速度をさらに高い領域で制御
するため、その界磁を弱めた場合、過渡的に機関の負荷
が増大し衝撃が生じ、回転数も低下する。
この回転数の低下は機関と主発電機の慣性によってきま
るもので通常０．９秒〜１秒であり、一旦低下した回転
数は前述のように回復するのにかなり長い時間を必要と
する。したがってやはり円滑な運転が阻害される欠点が
ある。さらに主幹制御器の指令に対して機関が所定の回
転数に達していない場合、たとえば、ガバナーの制御装
置の故障などの場合、主発電装置の励磁電流は正常時と
同様に与えられるため、エンジンが回転数に対する適正
な出力よりも過負荷になる欠点がある。
剛 発明の目的 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、過
負荷の生じない良好な励磁調整装置を提供するにある。
‘４｝ 発明の要点本発明は、励磁調整装置ＥＸＤに、
従来主幹制御器ＭＣから指令していた各ノッチ毎の励磁
パタン電流の代りに、実際の機関の回転数を関数とする
励磁パターン電流を与えるものである。
‘５）発明の実施例（具体的） 第５図は、本発明を適用した一実施例で、図において従
来装置の第１図と同一のものには、同一符号が符してあ
る。
本実施例は、内燃機関ＥＮＧ、主発電装置ＭＧＤ、主電
動機ＭＭ、定電圧交流補助発電装置ＸＧＤ、主発電装置
ＭＧＤの励磁電流ｌｆを調整する励磁装置ＥＸＤ、該Ｅ
ＸＤにパタン電流ｌｃを与える励磁パターン発生装置Ｐ
Ｇおよび機関をＮＧに回転数指令を出す主幹制御器ＭＣ
で構成される。
励磁パターン発生装置ＰＧは周波数−電圧変換部日およ
び関数発生部Ｆで構成される。さて、第２図に示した特
性を主発電機励磁電流ｌｆと回転数Ｎの特性に変換する
と第６図ａの如くなる。
第６図ａの特性は主発電機励磁電流ｌｆが回転数Ｎの関
数として変化することを示している。励磁調整装置ＥＸ
Ｄの入力信号、即ちパタン電流ｌｃと該ＥＸＤの出力即
ち主発電機励磁電流ｌｆが比例するごとく該ＥＸＤを構
成しておけば、このパタン電流ｌｃ対回転数Ｎとの特性
は、当然第６図ｂのｌｃ対Ｎの如く、同図ａに類似の比
例特性となる。この特性は、次のごとくして得られる。
本実施例においては、機関ＥＮＧの回転数Ｎの要素とし
て定電圧交流補助発電装置ＸＧＤの周波数ｆが回転数Ｎ
‘こ全く比例することに着目し、第５図のパタン発生装
置ＰＧの周波数−電圧変換部印こおいて、先づ補助発電
装置周波数ｆに比例する変換電圧Ｅｐを発生させ、この
電圧Ｅｐを該装置ＰＧの関数発生部Ｆでパタン電流ｌｃ
対Ｅｐ電圧特性、即ちｌｃ対Ｎ、第６図ｂ特性に変換す
る。第７図は、第５図で説明した励磁パタン発生器ＰＧ
の具体的な実施例である。図において周波数−電圧変換
部日、関数発生部はＦである。変換部日は可飽和リアク
トルＳＬ、単相全波整流器Ｄｄ、平滑リアクトルＦＬ、
平滑コンデンサＦＣ、制限抵抗ＲＩおよび出力抵抗Ｒ２
よりなる。
入力端子ＡＣＩとＡＣ２間には、機関回転数Ｎ‘こ比例
した周波数ｆを有する補助発電機※Ｇの電圧が印加され
る。可飽和ＩＪァクトルＳＬは、この変換部の主点部で
、その臨界値を超えた電圧のもとで動作するように構成
してあるから、交流半サイクルの始めは非飽和領域にて
動作しており、高インピーダンスであるため線ａ，とａ
２間すなわち整流器Ｄｄの交流端子間に電圧が印加され
る。
印加電圧値と経過時間の積すなわち電圧時間積が該ＳＬ
固有の臨界値に達すると該ＳＬは飽和し、実用上無視し
得る低インピーダンスになるため線ａ，とａ２間すなわ
ち該整流器Ｄｄ端子間に印加される電圧は、その極性が
反転する次の半サイクルの始まるまで、零となる。抵抗
はＲ，は談ＳＬ飽和時の電流制限抵抗でこのときには全
入力電圧が該Ｒ，に印加される。すなわち飽和リアクト
ルＳＬは、スイッチングにより、半サイクル毎に、その
半サイクル間に一定量の電圧時間積を計量し整流器Ｄｄ
に送る機能を有する。整流器Ｄｄの端子間と可飽和リア
クトルＳＬの端子間に印加される電圧は、常に等しいか
ら、該ＳＬが非飽和期間に吸収する電圧時間積の単位時
間における平均電圧Ｅｐ（Ｖ）と周波数ｆ（ＨＺ）の関
係を求めれば、これが該整流器Ｄｄに与えられる平均電
圧である。
該ＳＬの磁束および巻数をそれぞれ０（Ｗｂ）およびＮ
（ターン）とすれば、Ｅｐ＝４・少・Ｎ・ｆ（Ｖ） の関係が成立ち、磁束でおよび巻数Ｎは定数であるので
、平均電圧Ｅｐは周波数ｆに比例する。
この電圧を整流器Ｄｄで全波整流し、リアクトルＦＬお
よびコンデンサＦＣで平滑にすれば、出力抵抗Ｒ２には
入力周波数ｆに比例した直流電圧Ｅｐが得られる。関数
発生部Ｆは、ッェナーダィオードＺｄおよび可変抵抗Ｖ
Ｒより成る。
ッェナーダィオードＺｄのツェナー電圧を、第６図ｂの
Ｅｐｚに選定すれば、変換電圧Ｅｐが０からＥｐＺに区
間はパタン電流ｌｃは０であり、該電圧ＥｐがＥｐｚを
越えれば、パタン電流にが流れ始め、その傾斜は抵抗Ｖ
Ｒと信号負荷Ｒｓ（励磁調整装置ＥＸＤの一部分）の値
より定まる。
すなわちッェナーダィオード幻の電圧Ｅｐｚと可変抵抗
ＶＲの抵抗値を適切に選定および調整すれば、第６図の
所望の特性を得ることができる。以上の実施例は、補助
発電機ＸＧＤが定電圧の場合について説明したが、補助
発電機の電圧が変動する可変周波数の場合には、比較器
を設け、これにパターン発生装置ＰＧの出力ｌｃ（正信
号）を基準値とし励磁電流ｌｆ（負信号）を負帰還入力
とし該比較器の出力を励磁調整装置ＥＸＤに与えること
により、補助発電機が定電圧と同一の効果が得られるば
かりでなく励磁抵抗の変動の影響をうけにくくなること
は容易にわかる。
また、上述の実施例においては、機関ＥＮＧの回転数Ｎ
の関数として交流補助発電機ＸＧＤの周波数を検出して
用いているが、該補助発電機の出力電圧が回転数に比例
する場合、当然この電圧をパタン発生装置ＰＧの入力と
して使用することができる。
■ 発明の効果 本発明は、以上述べた如く、機関ＥＮＧの回転数Ｎを関
数とするパタン電流にを励磁調整装置ＥＸＤに導入して
あるため、次の効果が生ずる。
主幹制御器ＭＣのノツチアップの際、機関ＥＮＧの回転
数Ｎ‘こ同期してパタン電流ｌｃおよび主発電機励磁電
競ａｆが漸増するため、本発明によれば、ノッチアツブ
の過渡期においても過励磁および過負荷となることがな
い。また一定ノッチで運転中、主電動機ＭＭの界磁制御
等により一時的な過負荷が生ずると、機関ＥＮＧの回転
数Ｎが低下するが、本発明によれば、回転数が低下し始
めると直ちにパタン電流ｌｃも追従して低下する。
従って過負荷の程度が従来装置よりも大中に緩和され、
この結果は機関ＥＮＧの回転数の低下を僅少にする効果
も伴うので、この過渡期の変動が最少に抑えられる。更
に機関ＥＮＧのガバナの制御装置の故障のため、主幹制
御器ＭＣの回転数指令と機関の実際の回転数Ｎに差が生
じた場合でも、励磁装置ＥＸＤには実回転数に基いた適
正なパタン電薪Ｈｃが与えられるため過励磁および過負
荷のごとき不具合は生じない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従釆装置のブロック線図、第２図はその制御
特性説明図、第３図は主発電装置の出力特性図、第４図
は従来装置の過渡特性、第５図は本発明の一実施例のブ
ロック線図、第６図はその制御特性、第７図は励磁パタ
ーン発生器ＰＧの具体回路である。 符号の説明 第１図、第５図 ＥＮＧ・・・・・・内燃
機関、ＥＸＤ・・・・・・励磁調整装置、ＭＣ・・・・
・・主幹制御器、ＭＧＤ・・…・主発電機、ＭＭ・・・
・・・主電動機、ＸＧＤ・・・・・・補助発電機、ｌｃ
・・・・・・パタン電流、ｌｆ・…・・励磁電流、ｆ・
・・・・・補助発電機回転数、日・・…・周波数−電圧
変換器、Ｆ・・・・・・関数発生器。 第７図 ＳＬ…・・・可飽和リアクトル、ＦＬ・・・・
・・平滑リアクトル、ＺＤ…・・・ツェナーダィオード
、ＶＲ・・・・・・可変抵抗、Ｒ，，Ｒ２・・・・・・
抵抗器。オー図矛２図 矛３図 オ４図 才づ図 矛６図 オ７図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 内燃機関と、この内燃機関の回転数を指令する指令
    手段と、前記内燃機関で駆動される主発電機及び補助発
    電機と、この補助発電機の出力を電力源とし前記主発電
    機に励磁電流を供給する励磁装置とを備えるものにおい
    て、前記補助発電機の出力から前記内燃機関の回転数に
    応じた信号を検出する検出装置と、この検出装置の出力
    を入力し各回転数において前記内燃機関が出し得る出力
    を越えないような励磁電流を指令する関数発生装置とを
    設け、この関数発生装置の指令により前記励磁装置を制
    御することを特徴とする内燃機関発電機の励磁装置。
JP48112353A 1973-10-08 1973-10-08 内燃機関発電機の励磁装置 Expired JPS6027280B2 (ja)

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