JPS6033760Y2 - 電動発電装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電動発動装置の過渡応答特性の改良に関する
ものである。

従来この種の電動発動装置として一般に知られているも
のを第１図に示す。

図において１は電動機、２は電動機１の速度を可変とす
るための電力変換装置、３は電動機１により駆動される
同期発電機、４は駆動用電源、５は同期発電機３の出力
であり、定周波電源として使用される。

６は出力５の周波数を検出しこれに比例した信号を得る
ための周波数検出装置、７は周波数設定器、８は周波数
コントローラ、９は電動機１あるいは電力変換装置２の
電流を検出し、これに比例した信号を得るための電流検
出装置、１０は電流コントローラである。

１１は周波数コントローラの出力であり、電流マイナル
ープの基準値でもある。

次に動作について説明する。

周波数設定器７による設定周波数に対し、何らかり外乱
により出力５の周波数が変化すると、その差が周波数コ
ントローラ８により増幅され、電流検出装置９、電流コ
ントローラ１０および電力変換装置２よりなる電流マイ
ナループに駆動電動機１の電流を増加あるいは減少させ
るような電流基準１１を与える。

出力５の周波数が周波数設定器７の基準値より小なると
きは電流増加、大なるときは電流減少の方向に動作する
。

電流マイナループは電流基準１１と電流検出装置９の出
力とを一致させるべく、電流コントローラ１０により両
信号の偏差を増幅し、電力変換装置２を制御する。

この結果、駆動電動機１の電流は電流基準１１に比例し
た値となる。

出力５の周波数が基準値より小なるときは、電動機１の
電流が増加し、トルクも増加して電動機１の速度が上り
、出力５の周波数変化を補正する。

出力５の周波数が基準値より大なるときは同様にして、
電動機１の電流が減少し、トルクも減少して電動機１の
速度が下り、出力５の周波数変化を補正する。

電流マイナループは電力変換装置２に安定な電流制限を
かけるために使用されている。

従来の電動発電装置では以上のように構成されているた
め、周波数制御系の応答速度は、電流マイナループの応
答速度より１桁程度遅く、同期発電機３の負荷が急変し
て、発電機３の速度が変化し、出力周波数が変化した場
合、周波数コントローラからのトルク補正のための電流
基準補正が遅れるので周波数のインパクトドロロツプが
大きく、回復時間も長くなる。

このため、精密さを要求される用途に対しては電動機１
にフライホイールを直結する等の対策をとっていた。

この考案は以上のような欠点を解消することを目的とし
てなされたもので、負荷変動による周波数変動を周波数
が変化した段階で検出する従来動作に加え、発電機の負
荷変動を直接検出し、この変化率から周波数変動を予知
して、先行した周波数補正動作をさせ、出力周波数の負
荷変動に対する過度応答特性の良い電動発電装置を提供
するものである。

以下、この考案の一実施例を図に基づいて説明する。

第２図において１２は、同期発電機３の有効電力を検出
し、それに比例した信号を得るための有効電力検出装置
、１３は有効電力検出装置１２の出力の時間変化率にほ
ぼ比例した信号を得るための不完全微分回路でこれらに
より電力フィードバック制御系を形成する。

なお、その他の構成は従来と同様であるから説明を省略
する。

ただし、電動機１のトルクは、電動機電流にほぼ比例す
る特性を持つものであるとする。

以上のように、発電機３の出力電圧と負荷電流の瞬時値
より、有効電力検出装置１２によって有効電力の瞬時値
を得ているが、発電機３の回転速度が略一定であれば、
有効電力は、発電機３が電動機１に要求するトルクであ
るとみなせる。

従来の装置においても周波数制御系の応答時間だけ待て
ば電動機のトルクは自動的に要求トルクと等しい値にま
で変化するが、短時間で要求トルクを発生することは困
難であった。

この考案では、周波数制御系が応答するまでの時間は発
電機３の要求するトルクを有効電力検出装置１２により
瞬時に検出し、周波数コントローラ８をバイパスして電
流基準１１に加えることにより、周波数制御系より１桁
速い応答で電動機１のトルクを発電機３の要求トルクに
近ずけるように動作する。

耐雷状態に入った場合は有効電力検出装置からの補正信
号は不要であり、過渡状態でのみこれを必要とするので
、このループには不完全微分回路１３を設ける。

このため、従来回路だけ制御できるような緩慢な負荷変
動に対しては不完全微分回路１３の出力は小さく、従来
の回路動作に近いものとなるが、負荷変動が急激である
ときは不完全微分回路１３の出力は大きくなり従来の装
置の欠点を補なう方向に動作する。

なお、この実施例では、周波数設定器７はほぼ固定され
た一定の値で運転される場合を示したが、広範囲に周波
数を可変とするような用途に対しても、有効電力検出装
置１２の出力を、その時の発電機周波数で除算する回路
を追加することにより、運転周波数の大小に拘らず発電
機要求トルクが検出でき、実施例と同様な制御が可能と
なる。

以上のように、この考案によれば、発電機の要求トルク
を即座に検出し、電動機にこれに見合うだけのトルクを
短時間のうちに発生することができるので、負荷変動に
対する出力周波数の変動幅を大幅に低減できまた回復時
間も短かくできる。

そのため、従来使用していたフライホイールを省略でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電動発電装置を示すブロック図、第２図
はこの考案の一実施例による電動発電装置を示すブロッ
ク図である。 図中１は電動機、２は電力変換装置、３は同期発電機、
４は駆動用電源、５は電動発電装置の出力、６は周波数
検出装置、７は周波数設定器、８は周波数コントローラ
、９は電流検出装置、１０は電流コントローラ、１１は
電流基準、１２は有効電力検出装置、１３は不完全微分
回路である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 同期発電機と可変速電動機を直結し、同期発電機の出力
   周波数を一定に保つための速度フィードバックあるいは
   周波数フィードバック制御系と、そのマイナループに電
   流制御系とを備えた電動発電装置において、上記同期発
   電機の有効電力を検出して、その微分量を上記電流制御
   系の基準値に加え合せる電力フィードバック制御系を付
   加したことを特徴とする電動発動装置。