JPS61236398A - 巻線形誘導発電機の制御装置 - Google Patents

巻線形誘導発電機の制御装置

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JPS61236398A
JPS61236398A JP60075399A JP7539985A JPS61236398A JP S61236398 A JPS61236398 A JP S61236398A JP 60075399 A JP60075399 A JP 60075399A JP 7539985 A JP7539985 A JP 7539985A JP S61236398 A JPS61236398 A JP S61236398A
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JP
Japan
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current
signal
current reference
circuit
speed
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Pending
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JP60075399A
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English (en)
Inventor
Katsutaro Kuge
久下 勝太郎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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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】 [発明の技術分野] 本発明は、二次電力制御を有する可変遠巻線形誘導発電
機の制御装置(−関するものである。
[発明の技術的背景とその問題点1 巻線形誘導発電機の二次側に正弦波形サイクロコンバー
タなどの電圧形質換器を接続して二次電力制御を行う可
変速の交流発電機では、速度制御と力率制御とを同時(
−行う技術が確立していない。
このため巻線形誘導発電機を風力発電や揚水発電C−用
いる場合、十分な効率が得られないという問題がある。
[発明の目的] 本発明は、可変速の巻線形誘導発tmの二次電力制御C
;電圧形の変換器を用いるとき、力率制御と速度制御と
を同時に行える巻線形誘導発電機の制御装置を提供する
ことを目的としている。
「発明の概要」 本発明は、巻線形誘導機の一次側を交流電源(−接続す
ると共(ユ、二次側を電力変換器を介して交流電源に接
続した可変速の巻線形誘導発電機の制御装置において、
速度設定に対応する有効電流と無効電流設定(ユ対応す
る無効電流とから電流基準信号を演算する電流基準演算
回路と、巻線比を考慮した一次電流と二次電流との大小
を比較してその小さい方を電機子電流帰還信号として取
出す非励磁電流検出回路と、上記電流基準信号と上記電
流帰還信号とを比較し、ベクトル演算を行って上記二次
側電力変換器を制御する制御軸演算回路を備え、これに
よって力率制御を伴った可変速二次電力制御を可能とし
、風力発電や揚水発電などの可変速発電fユおける発電
効率の向上をはかったものである。
[発明の実施例] 本発明の一実施例を第1図Cユ示す。
第1図(;おいて巻線形誘導発電機IMの一次側は交流
電源Actユ接続され、さらにIMの二次側は電力変換
器SSおよび変圧器TTを介して交流電源AC(二接続
されている。
電源電流’At−次電流+1.二次電流i2はそれぞれ
変流器DT、D1およびシャン)D2と電流検出回路C
T、CIおよびC2を介して検出される。
■1は一次電流+1の位相θGを検出する一次位相検出
回路である。
また誘導発電機IMの回転角度θrは回転位置検出器P
Dによって検出され、さらに速度検出回路NDを介して
速度信号Nが得られる。
なお上記電流検出回路CT+−は一次電流+1のほかC
ニー次位相検出回路■1の出力信号θeも入力され、こ
れに上ってIAの遅れ電流成分工りが検出される。
誘導発電機IMの一次および二次の電圧ベクトルをそれ
ぞれel、 62 %電流ベクトル’1+’2、抵抗な
rl+ ’2 、インダクタンスを”b ”! s相互
インダクタンスなM1回転角度をθrとすると次の関係
が成立する。
一次側から励磁されているときは、−次側巻線ζ:固定
した座標で表現できる。すなわち(1)式の両辺C; を乗じて座標変換すると、 ここに ωr ” pθr となる。
fell > 15!、1の場合、(4)式によれば励
磁電流は一次側より流入する。さらに定常状態の場合は
p=jω。(ωeニー次局周波数となって(4)式は通
常の等価回路を表わす式となり、上記はさらに明確にな
る。
二次側より励磁されている状態では、二次巻線に固定し
た回転座標で表現できる。すなわち(1)式の両辺に を乗じて座標変換すると、 となる。
(方式は二次側から見て固定子が回転していること(ユ
相当する。同期速度以上では正回転(ωr ) 0 )
でωe < Oであり、同期速度以下では逆回転(ωr
〈0)でωe ) 0となる。
Iell < Ie=+の場合、(方式(二よれば励磁
電流は二次側より流入する。さらC:定常状態の場合は
p=jωg(ω8は二次周波数=Sωe、Sはすペリ)
となる。
二次側ζ:[玉形変換器を接続した巻線形誘導発電機の
励磁が一次側から行われるか、二次側から行われるかは
両側から印加される電圧の時間積の大小関係で決まる。
一次側で観測するのと、二次側で観測するのとでは電圧
9周波数が異るが、回路を観測点で開放したときの印加
電圧時間積の大きい側から励磁されると考えることがで
きる。
中間点として両側から同時に励磁される状態があるが、
その割合は非常シー小さいので、通常はどちらか一方か
ら励磁されると見ることができる。
励磁源を考えると、−次ま九は二次に印加された電圧の
時間積の大きい方の電圧から、主(ユ相互インダクタン
スに対して励磁電流が流れるが、電機子電流は一次印加
電圧と二次印加電圧のベクトル差分電圧C:より、主に
漏洩インダクタンスを通して流れる。
従って励磁電流と電機子電流とは電圧源が異なり、同時
シ:制御することはむずかしい。さら(=励磁は本質的
に一次印電圧C:て行われる場合が定格励磁である。従
って電流制御は電機子電流についてのみ行い、励磁電流
ζ;ついては異常値を示した場合のみ制限動作を行わせ
ればよい。
第1図に戻って、v2は二次位相検出回路であり、前記
した一次電圧位相信号θeと回転位置位相信号θrを入
力して二次電圧位相信号θ8を出力する。
DDは非励磁電流検出回路であり、前記jl*’2*O
e、θ8を入力し、電流制御回路CC+一対して非動″
磁電流検出信号工3を出力する。
上記非励磁電流検出回路の詳細を第2図(二示す。
第2図において、MSはベクトル減算回路であり、上記
人力11.j、、θe、θ8から励磁電流成分を演算し
その絶対値を第1図における過励磁検出回路OF::入
力し、設定値を超えたとき過励磁信号OFを電流基準演
算回路CRに出力する。
一方上記tlltBは絶対値比較回路CPで比較されs
’l、’Bの小さい方がスイッチング回路SWを介して
非励磁電流検出回路工2として出力される。
第1図1;戻って、L2は90°進み信号回路であり、
上記二次位相信号θBより900進んだ位相信号08+
90°を出力する。
NCは速度制御回路であり、外部からあたえられた速度
基準信号N*と前記速度検出信号Nとが入力され、所要
の速度制御演算を行って電流補正信号工1を出力する。
ORは電流基準演算回路であり、上記電流基準工 、速
度検出信号N、遅れ無効電流基準信号工L*、位相信号
θ8+90°、二次位相信号θ8および制御軸演算回路
XDからの減衰信号ζを入力し、所定の演算によって電
流基準ベクトル信号ls*および電流基準信号I2*を
出力する。
上記電流基準演算回路CRの詳細を第3図に示す。
第3図Cユおいて、 EXは有効電流基準ベクトル回路
であり、上記電流基準工8と二次位相信号θ目とから有
効電流基準ベクトルle*を出力し、ベクトル加算回路
IAに入力する。
一方MRは無効電流減算回路であり、上記無効電流基準
IL  と前記CTの出力する遅れ無効電流ILが入力
され、その差が一次二次変換回路KRへ入力される。
KRは上記差信号と前記NDから入力される速度信号N
とから所定の演算≦二よって二次側で補正すべき遅れ電
流量を算出し、励磁制限回路−LR+二人力する。
LRは上記遅れ電流補正量と過励磁信号OFとが入力さ
れ、通常は遅れ電流補正量をその!、ま出力すると共ζ
二、過励磁のときは制限された信号を無効電流基準ベク
トル回路RX(二人力する。
RXは上記遅れ電流補正信号のほか1ユ、前記L2から
の基準位相信号θB+90°が入力され、進み無効電流
ベクトル基準lc*を前記IAへ出力する。
1人は上記有効電流ベクトル基準Ie  と進み無効電
流ベクトル基準1o*を加算して二次電流ベクトル基準
量?を出力する。
FDは電流基準位相回路であり、上記i2*を入力して
二次電流位相基準θtを出力する。
一方上記IB*は電流基準絶対値回路IDによって絶対
値信号1i2*11:変換され、さらに電流基準補正回
路CDにおいて、前記XDからの減衰信号ζ(ユよって
補正され、電流基準信号工、*とじテ電流制御回路CC
(−入力される6 第□図、ユ戻って、XDは制御軸演算回路であり、前記
θ8.θ−IN+ および電流制御回路CCの出方を入
力し、所定の演算を行って電圧ベクトル基準を位相制御
回路PHへ出力すると共(ユ、減衰信号ζを前記電流基
準演算回路CRへ出力する。
上記制御軸演算回路XDの詳細を第4図に示す。
第4図において、8Mは等価制御遅れ回路でるり、前記
CRから電流基準ベクトル信号i8*を入力し、電流制
御のシミュレーション演算を行い、結果をベクトル除算
回路WKおよび絶対値検出回路DKへ出力する。
DKはこの信号を受け、制御系の減衰を表わす信号ζを
CRへ出力すると共に、上記WK(二人力する。
WKは上記8Mからの入力とDKからの入力ことによっ
て遅れ位相信号を位相差検出回路F8へ出力する。
F8はさらC:上記電流基準ベクトル信号1、Jθ−遍
を受け、上記遅れ位相信号との位相差を取出し、位相進
め回路PLへ出力する。
PLはさらζ2元の電流基準ベクトル信号18*が入力
され、制御遅れを補正すべくあらかじめ進めた位相信号
をベクトル演算回路ZKへ出力する。
ZKはさらC;前記CCの出力信号を受け、両信号を乗
算して電圧差分ベクトル基準信号として電圧差分ベクト
ル演算回路DVへ出力する。
一方FiFは二次電圧演算回路であり、速度信号Nを入
力して二次電圧の大きさを表わす信号を演算し、二次電
圧ベクトル回路vvへ出力する。
二次電圧ベクトル回路Vl二はさら(−前記v3から二
次位相信号θ8が入力されており、上記EFの出力との
演算によって二次電圧ベクトル信号を上記DVへ出力す
る。
電圧差分ベクトル演算回路DVは上記ZK の出力とv
vの出力との差分演算を行い、電力変換器SSの電圧ベ
クトル基準を位相制御回路PHへ出力する。
PHはさらCユ前記OCより過電流信号を受け、通常は
電圧ベクトル基準をその1ま、過電流時(;はしぼった
信号にて電力変換器SSの点弧位相を制御し、二次電力
を制御する。
これによって可変速駆動される巻線形誘導発電機の二次
側に電圧形変換器を接続して、力率制御を伴う二次電力
制御が可能となる。
[発明の効果] 以上説明したよう(一本発明によれば、巻線形誘導機の
二次側に電圧形の電力変換器を接続した可変速の誘導発
電機において、−次二次電流の小さい方の電流が電機子
電流C:なることに着目して電機子電流のみの制御を行
い、励磁電流シ一ついては制限動作のみを行わせている
ので、力率制御を伴う可変速二次電力制御が可能となり
、風力発電、揚水発電など可変速発電を有効に行うこと
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す系統図、第2図〜第4
図はそれぞれ第1図5二おけるDD%CR。 およびXDの詳細を示す回路図である。 IM・・・誘導発電機  SS・・・電力変換器DD・
・・非励磁電流検出回路 CR・・・電流基準演算回路 XD・・・制御軸演算回路 PH・・・位相制御回路N
C・・・速度制御回路 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(ほか1名)ま電81
4 OF   第  2  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 巻線形誘導機の一次側を交流電源に接続すると共に、二
    次側を電力変換器を介して交流電源に接続した可変速の
    巻線形誘導発電機の制御装置において、速度設定に対応
    する有効電流と無効電流設定に対応する無効電流とから
    電流基準信号を演算する電流基準演算回路と、巻線比を
    考慮した一次電流と二次電流との大小を比較してその小
    さい方を電機子電流帰還信号として取出す非励磁電流検
    出回路と、上記電流基準信号と上記電流帰還信号とを比
    較し、ベクトル演算を行って上記二次側電力変換器を制
    御する制御軸演算回路を備えたことを特徴とする巻線形
    誘導発電機の制御装置。
JP60075399A 1985-04-11 1985-04-11 巻線形誘導発電機の制御装置 Pending JPS61236398A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6318998A (ja) * 1986-07-11 1988-01-26 Toshiba Corp 巻線型誘導発電機の電圧制御装置
JPS6318997A (ja) * 1986-07-11 1988-01-26 Toshiba Corp 巻線型誘導発電機の電圧制御装置
US5195142A (en) * 1990-05-14 1993-03-16 Alcatel Dial Face S.P.A. Piezoelectric transducer
GB2411252A (en) * 2004-02-17 2005-08-24 Areva T & D Uk Ltd Controlling a generator with varying speed

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US5195142A (en) * 1990-05-14 1993-03-16 Alcatel Dial Face S.P.A. Piezoelectric transducer
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