JPS6133350B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6133350B2 JPS6133350B2 JP52039724A JP3972477A JPS6133350B2 JP S6133350 B2 JPS6133350 B2 JP S6133350B2 JP 52039724 A JP52039724 A JP 52039724A JP 3972477 A JP3972477 A JP 3972477A JP S6133350 B2 JPS6133350 B2 JP S6133350B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- generator
- prime mover
- load
- rotation speed
- rotational speed
- 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.)
- Expired
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、発電機用原動機の制御装置に関し、
特に非常用、防災用発電機を駆動する原動機の回
転速度を制御する装置に関する。
特に非常用、防災用発電機を駆動する原動機の回
転速度を制御する装置に関する。
非常用、防災用の発電機は、電力会社からの給
電に代る補助用電源として使用されるものであ
り、電源としての安定性に加えて非常時の負荷変
動に対しても迅速に定常回転に維持するようにで
きることが望まれる。このため、発電機を駆動す
る原動機の運転制御は、定常的には発電機を一定
回転数で駆動できる制御性を持ち、起動時または
負荷の急激な変動による発電機の回転数変動時に
迅速かつ安定に定常回転を維持する制御特性を備
えることが望ましい。
電に代る補助用電源として使用されるものであ
り、電源としての安定性に加えて非常時の負荷変
動に対しても迅速に定常回転に維持するようにで
きることが望まれる。このため、発電機を駆動す
る原動機の運転制御は、定常的には発電機を一定
回転数で駆動できる制御性を持ち、起動時または
負荷の急激な変動による発電機の回転数変動時に
迅速かつ安定に定常回転を維持する制御特性を備
えることが望ましい。
従来、発電機用原動機としては、デイーゼルエ
ンジン、１軸ガスタービンによる小型のものがあ
るが、これらは制御装置のコスト的な制限からガ
バナーによる回転数制御が一般的であり、安定な
回転数制御が必ずしも要求されていなかつた。
ンジン、１軸ガスタービンによる小型のものがあ
るが、これらは制御装置のコスト的な制限からガ
バナーによる回転数制御が一般的であり、安定な
回転数制御が必ずしも要求されていなかつた。
一方、中型、大型の発電機用原動機用原動機に
おいては制御性の優れたものが要求され電子制御
によるものが多い。この場合、原動機および発電
機にフライホイールを備え、その慣性モーメント
を大きくすれば負荷変動による回転数変動を小さ
くできる。しかし、非常用、防災用としては起動
時間の短縮を図るうえで慣性モーメントを極力小
さくする方が好ましい。ところが、２軸型ガスタ
ービンの如く、慣性モーメントを小さくしたもの
を非常用の原動機として使用する場合には負荷変
動に対する回転数の変動が大きく、安定性に欠け
る恐れがあつた。
おいては制御性の優れたものが要求され電子制御
によるものが多い。この場合、原動機および発電
機にフライホイールを備え、その慣性モーメント
を大きくすれば負荷変動による回転数変動を小さ
くできる。しかし、非常用、防災用としては起動
時間の短縮を図るうえで慣性モーメントを極力小
さくする方が好ましい。ところが、２軸型ガスタ
ービンの如く、慣性モーメントを小さくしたもの
を非常用の原動機として使用する場合には負荷変
動に対する回転数の変動が大きく、安定性に欠け
る恐れがあつた。
本発明の目的は、慣性モーメントを小さくした
発電機用原動機においても負荷変動に対する回転
数の変動巾を小さくできる制御装置を提供するに
ある。
発電機用原動機においても負荷変動に対する回転
数の変動巾を小さくできる制御装置を提供するに
ある。
以下、従来の制御装置と本発明に係る制御装置
とを対比させて詳細に説明する。
とを対比させて詳細に説明する。
従来の制御装置は、第１図に示す如く、回転数
の目標値Ｎsと実際の回転数Ｎとの差△Ｎを検出
し、この△Ｎに比例した量（例えば電圧）を増幅
器１から取り出し、△Ｎの微分値を微分器２から
取り出し、更に、これらの値を加算した信号によ
つて燃料制御弁４のアクチユエータを制御して、
原動機５の回転数を制御するＰ・Ｄ制御、または
図示しない積分器により、積分信号を更に加えて
燃料制御弁４の弁開度操作を行うP.I.D制御を行
なうものであつた。
の目標値Ｎsと実際の回転数Ｎとの差△Ｎを検出
し、この△Ｎに比例した量（例えば電圧）を増幅
器１から取り出し、△Ｎの微分値を微分器２から
取り出し、更に、これらの値を加算した信号によ
つて燃料制御弁４のアクチユエータを制御して、
原動機５の回転数を制御するＰ・Ｄ制御、または
図示しない積分器により、積分信号を更に加えて
燃料制御弁４の弁開度操作を行うP.I.D制御を行
なうものであつた。
第２図は、負荷投入、しや断に対するP.D制御
の各部波形図を示し、イに示す負荷変化に対して
ロに発電機実回転数Ｎを、ハに比例項Ｐを、ニに
微分項Ｄを、ヘに比例項Ｐ、微分項Ｄを加算した
燃料制御信号を示す。
の各部波形図を示し、イに示す負荷変化に対して
ロに発電機実回転数Ｎを、ハに比例項Ｐを、ニに
微分項Ｄを、ヘに比例項Ｐ、微分項Ｄを加算した
燃料制御信号を示す。
ここで、微分項を入れるのは、第２図の波形図
からも明らかなように、回転数変動時の応答を補
正するためである。また、上記P.I.D制御の場合
は積分項を入れるが、積分項を入れるのは、定常
回転数のずれを安定に補正するためのものであ
る。
からも明らかなように、回転数変動時の応答を補
正するためである。また、上記P.I.D制御の場合
は積分項を入れるが、積分項を入れるのは、定常
回転数のずれを安定に補正するためのものであ
る。
このように、応答の補正を微分項に依存する従
来の方法でもある程度の補正の効果は期待できる
が、負荷変動による必要トルクの変動を発動機も
しくは原動機の回転数変動として捕え、この回転
数変動の微分値による補正という順序で行なう場
合には、補正の巾には限界があり、結果的に回転
数変動量を制御し切れなくなる恐れがある。特
に、発電機の全負荷投入やしや断など比較的大き
なステツプ状外乱の場合には、回転数低下または
回転数上昇（オーバラン）が著しく大きくなる。
この回転数変動量を小さくするためには、微分項
の全体に占める割合を大きくすれば良いが、ハン
チングを起し易い不安定な制御系になる。
来の方法でもある程度の補正の効果は期待できる
が、負荷変動による必要トルクの変動を発動機も
しくは原動機の回転数変動として捕え、この回転
数変動の微分値による補正という順序で行なう場
合には、補正の巾には限界があり、結果的に回転
数変動量を制御し切れなくなる恐れがある。特
に、発電機の全負荷投入やしや断など比較的大き
なステツプ状外乱の場合には、回転数低下または
回転数上昇（オーバラン）が著しく大きくなる。
この回転数変動量を小さくするためには、微分項
の全体に占める割合を大きくすれば良いが、ハン
チングを起し易い不安定な制御系になる。
このように、従来のP.D制御もしくはP.I.D制
御においては起動特性を上げた慣性モーメントの
小さい発電機用原動機（例えば２軸型ガスタービ
ン）の制御装置として急激な回転数変動に対する
制御性の向上を望めない恐れがあつた。
御においては起動特性を上げた慣性モーメントの
小さい発電機用原動機（例えば２軸型ガスタービ
ン）の制御装置として急激な回転数変動に対する
制御性の向上を望めない恐れがあつた。
これに対して、本発明による制御装置は、微分
項の代りに発電機から検出した負荷の変動量に比
例した量を回転数変動に対する応答補正信号とし
たものである。
項の代りに発電機から検出した負荷の変動量に比
例した量を回転数変動に対する応答補正信号とし
たものである。
第３図は本発明による制御装置の一実施例を示
す。同図が第１図と異なる部分は、微分器２を除
き、発電機（図示しない）の負荷の大きさとして
検出器６により発電機の負荷電流を検出し、この
負荷電流項を比例項、に加算して燃料制御弁４の
動作信号にした点にある。
す。同図が第１図と異なる部分は、微分器２を除
き、発電機（図示しない）の負荷の大きさとして
検出器６により発電機の負荷電流を検出し、この
負荷電流項を比例項、に加算して燃料制御弁４の
動作信号にした点にある。
斯かる構成の制御装置は、第４図に各部波形図
を示すように、微分項に代つて負荷の変動を示す
負荷電流信号Ｌ（第４図ニ）が負荷変動に比例す
る。従つて、負荷変動を検出する負荷電流信号と
して検出し、制御信号の補正を行なうので、従来
の負荷変動→発電機の回転数変動→微分値による
補正よりも立上り、立下りの時間が早くなり、発
電機回転数の変動に応答して素早く補正を加える
ことができ、応答性に優れ回転数変動を小さくで
きるし、早く補正するため補正量を小さくでき、
系の安定度が損なわれることもない。
を示すように、微分項に代つて負荷の変動を示す
負荷電流信号Ｌ（第４図ニ）が負荷変動に比例す
る。従つて、負荷変動を検出する負荷電流信号と
して検出し、制御信号の補正を行なうので、従来
の負荷変動→発電機の回転数変動→微分値による
補正よりも立上り、立下りの時間が早くなり、発
電機回転数の変動に応答して素早く補正を加える
ことができ、応答性に優れ回転数変動を小さくで
きるし、早く補正するため補正量を小さくでき、
系の安定度が損なわれることもない。
第５図は、本発明の具体的実施例を示すブロツ
ク図である。発電機の出力周波数に対応する原動
機の回転数は回転数検出器７と周波数―電圧変換
器８とにより回転数信号Ｎとして検出する。差動
増幅器９は回転数の目標値Ｎsと実際の回転数Ｎ
との差△Ｎ（＝Ｎs−Ｎ）を検出し、増幅器１０
は△Ｎを増幅して比例項に相当する電圧信号を得
る。これらの差動増幅器９と増幅器１０とで回転
速度偏差信号発生器を構成する。一方、発電機の
負荷電流ＩLは第６図に示す如く、検出器１２に
より約10V程度の電圧信号として検出する。例え
ば、発電機３からの交流出力をトランス等の変流
器１１でステツプダウンし、変流器１１の出力側
に接続して公知のD.Cフイルタ等の電流変動検出
器を用いて負荷電流の変動分を第４図ニのような
波形で取り出す事が出来る。加算器１３は増幅器
１０、および検出器１２の各出力Ｋ・△Ｎ，ＩL
の２種の信号を加算し、第４図ホの実線で示すよ
うな加算出力で燃料制御弁１４の弁開度制御をし
て原動機への燃料流量を制御する。第４図ホの一
点鎖線は従来装置の加算出力を示し、応答性を向
上できることが容易に理解される。なお、発電機
の負荷電流検出は前述した如く、別個に設ける事
なく、警報、モニター用として負荷電流を検出す
ることが多いので、これらの警報、モニター用に
用いられる検出器を制御用として兼用することも
できる。なお、実施例においては、比例項のみの
場合を示したが、従来のP.I.D制御の如く、定常
回転数からのずれを安定に補正する積分項を追加
しても差し支えない事は勿論である。
ク図である。発電機の出力周波数に対応する原動
機の回転数は回転数検出器７と周波数―電圧変換
器８とにより回転数信号Ｎとして検出する。差動
増幅器９は回転数の目標値Ｎsと実際の回転数Ｎ
との差△Ｎ（＝Ｎs−Ｎ）を検出し、増幅器１０
は△Ｎを増幅して比例項に相当する電圧信号を得
る。これらの差動増幅器９と増幅器１０とで回転
速度偏差信号発生器を構成する。一方、発電機の
負荷電流ＩLは第６図に示す如く、検出器１２に
より約10V程度の電圧信号として検出する。例え
ば、発電機３からの交流出力をトランス等の変流
器１１でステツプダウンし、変流器１１の出力側
に接続して公知のD.Cフイルタ等の電流変動検出
器を用いて負荷電流の変動分を第４図ニのような
波形で取り出す事が出来る。加算器１３は増幅器
１０、および検出器１２の各出力Ｋ・△Ｎ，ＩL
の２種の信号を加算し、第４図ホの実線で示すよ
うな加算出力で燃料制御弁１４の弁開度制御をし
て原動機への燃料流量を制御する。第４図ホの一
点鎖線は従来装置の加算出力を示し、応答性を向
上できることが容易に理解される。なお、発電機
の負荷電流検出は前述した如く、別個に設ける事
なく、警報、モニター用として負荷電流を検出す
ることが多いので、これらの警報、モニター用に
用いられる検出器を制御用として兼用することも
できる。なお、実施例においては、比例項のみの
場合を示したが、従来のP.I.D制御の如く、定常
回転数からのずれを安定に補正する積分項を追加
しても差し支えない事は勿論である。
また、実施例においては、負荷の大きさとして
発電機の負荷電流を用いる場合としたが、発電機
の出力トルクを用いても同様の効果が得られる。
発電機の負荷電流を用いる場合としたが、発電機
の出力トルクを用いても同様の効果が得られる。
以上説明たように、本発明による発電機用原動
機の制御装置によれば、発電機負荷変動による原
働機の回転数変動に対する応答を補正するのに、
回転数偏差の微分によらず、発電機の負荷の大き
さによることとしたため、負荷変動に伴う回転数
変動を小さくでき、応答性、安定性の面で優れた
制御装置にすることが出来る。特に、非常用、防
災用として慣性モーメントを極力小さくした原動
機に適用した顕著な効果を有する。
機の制御装置によれば、発電機負荷変動による原
働機の回転数変動に対する応答を補正するのに、
回転数偏差の微分によらず、発電機の負荷の大き
さによることとしたため、負荷変動に伴う回転数
変動を小さくでき、応答性、安定性の面で優れた
制御装置にすることが出来る。特に、非常用、防
災用として慣性モーメントを極力小さくした原動
機に適用した顕著な効果を有する。
第１図は従来の原動機の制御装置を示すブロツ
ク図、第２図は第１図における負荷のステツプ状
変動に対する各部波形図、第３図は本発明による
発電機用原動機の制御装置の一実施例を示すブロ
ツク図、第４図は第３図における負荷のステツプ
状変動に対する各部波形図、第５図、第６図は本
発明の具体的実施例を示すブロツク図である。 １……増幅器、３……発電機、４……燃料制御
弁、５……原動機、６……負荷電流検出器、７…
…回転数検出器、８……周波数―電圧変換器、９
……差動増幅器、１０……増幅器、１１……変流
器、１２……負荷電流検出器、１３……加算器、
１４……燃料制御弁。
ク図、第２図は第１図における負荷のステツプ状
変動に対する各部波形図、第３図は本発明による
発電機用原動機の制御装置の一実施例を示すブロ
ツク図、第４図は第３図における負荷のステツプ
状変動に対する各部波形図、第５図、第６図は本
発明の具体的実施例を示すブロツク図である。 １……増幅器、３……発電機、４……燃料制御
弁、５……原動機、６……負荷電流検出器、７…
…回転数検出器、８……周波数―電圧変換器、９
……差動増幅器、１０……増幅器、１１……変流
器、１２……負荷電流検出器、１３……加算器、
１４……燃料制御弁。
Claims (1)
- １ 原動機の回転速度目標値と実際の回転速度と
の偏差を検出する回転速度偏差信号発生器と、原
動機によつて駆動される発電機の出力電流を検出
する電流検出器と、この電流検出器の検出電流の
交流分を検出するためのフイルタ回路とを備え、
前記回転速度偏差信号発生器の偏差検出信号を前
記フイルタ回路の出力で補正して原動機の出力制
御信号にすることを特徴とする発電機用原動機の
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3972477A JPS53124721A (en) | 1977-04-06 | 1977-04-06 | Device for controlling prime mover for electric generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3972477A JPS53124721A (en) | 1977-04-06 | 1977-04-06 | Device for controlling prime mover for electric generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53124721A JPS53124721A (en) | 1978-10-31 |
| JPS6133350B2 true JPS6133350B2 (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=12560923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3972477A Granted JPS53124721A (en) | 1977-04-06 | 1977-04-06 | Device for controlling prime mover for electric generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53124721A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5443515A (en) * | 1977-09-13 | 1979-04-06 | Arao Akira | Constant frequency generating set |
| JPS555073A (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-14 | Hitachi Zosen Corp | Method of controlling generating turbine |
| JPS57148211U (ja) * | 1981-03-12 | 1982-09-17 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5324521A (en) * | 1976-08-20 | 1978-03-07 | Hitachi Ltd | Control devic e of governor used for engine |
-
1977
- 1977-04-06 JP JP3972477A patent/JPS53124721A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53124721A (en) | 1978-10-31 |
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