JPS6318992A - 誘導機形二軸駆動差動式軸発電装置の励磁方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回転数の変動する各種プロペラ軸や車軸等
の可変回転数軸に交流発電機として誘導発電機を結合し
て駆動し、交流電力を発生するよう構成した二１ＩＩＩ
駆動差動式軸発型装置の励磁方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の軸発電装置として、可変速駆動軸に一般
的な同期発電機を軸結合し、この同期発電機から得られ
る可変周波数の交流電力を整流器により直流電力に変換
し、得られた直流電力を他動式サイリスクインバータに
より変換して定電圧・定周波数の交流電力を得るよう構
成したものが知られている。

しかしながら、このように構成された従来の軸発電装置
は、効率が悪く、サイリスクインバータによる電圧・電
流の波形歪が生じたり、構成要素が多く、据付面積が増
大する等の欠点があった。

このような観点から、出願人は先に、励磁巻線および電
機子巻線を備えた交流発電機の一方の巻線を可変回転数
軸に結合して回転駆動すると共に、可変回転数軸とは別
に設けられた可変速の駆動機で他方の巻線を回転駆動す
るように構成し、一方の巻線の回転速度に対し他方の巻
線の回転速度を差動的に制御することによって定電圧・
定周波数の電力を発生させるよう構成した二軸駆動差動
式軸発電装置を提案し、特許出願を行った（特願昭５９
−２６２８１５号）。しかるに、このように構成した軸
発電装置においては、交流発電機として同期発電機を使
用することによって、励磁電源は自己発生電圧を利用す
ることにより確保することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記の二軸駆動差動式軸発電装置において、交流発電機
としては同期発電機および誘導発電機の利用が可能であ
るが、特に誘導発電機は同期発電機に比べて堅牢でしか
も低コストに製造し得る利点がある。しかしながら、誘
導発電機の電圧発生機能を満足させるためには、自己の
必要とする励磁電力および負荷の要求する無効電力を供
給することが可能な励磁電源が必要となる。

そこで、本発明の目的は、誘導発電機を使用した二軸駆
動差動式軸発電装置において、独立した別電源を使用す
ることなく、誘導発電機の必要とする励磁電力と負荷の
要求する無効電力を簡便かつ経済的に供給することがで
きる励磁方式を提供するにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明に係る誘導機影二軸駆動差動式軸発電装置の励磁
方式は、励磁巻線および電機子巻線を備えた交流発電機
を可変回転数軸に結合して駆動し交流電力を発生する軸
発電装置からなり、前記励磁巻線および電機子巻線のう
ち一方の巻線を前記可変回転数軸に結合して回転駆動す
ると共に前記可変回転数軸とは別に設けられた可変速の
駆動機で前記他方の巻線を回転駆動し、前記一方の巻線
の回転速度を差動的に制御するよう構成した二軸駆動差
動式軸発電装置において、前記交流発電機として誘導発
電機を使用し、前記誘導発電機の電機子巻線に他の独立
した電源を使用せずに前記誘導発電機の必要とする励磁
電力および負荷の要求する無効電力を供給し得る装置を
設けてこの装置と並列運転するよう接続配置することを
特徴とする。

この場合、前記主駆動機がディーゼル機関である場合、
その排ガスを回収して駆動するタービン発電機を設け、
このタービン発電機と誘導発電機とを並列運転するよう
接続配置する。

さらに、前記軸発電装置が単独運転される場合、同期調
相機を設けてこの同期調相機と誘導発電機とを並列運転
するよう接続配置する。

〔作用〕

本発明に係る誘導機影二軸駆動差動式軸発電装置の励磁
方式によれば、排ガス利用のタービン発電機または同期
調相機を使用して、これと誘導発電機との並列運転を行
うよう接続配置することによって、独立した他の電源を
使用することなく、誘導発電機の必要とする励磁電力お
よび負荷の要求する無効電力を有効に供給することがで
きる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る誘導機影二軸駆動差動式軸発電装置
の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第１図は、本発明軸発電装置の一実施例を示すもので、
軸発電装置の主駆動機にディーゼル機関を使用したもの
である。そこで、本実施例においては、ディーゼル駆動
機１０の駆動軸に対しギヤ１２を介して誘導発電機１４
の篭形巻線１６を結合する。また、誘導発電機１４の電
機子巻線１８にはその回転軸にスリップリング２０を設
け、このスリップリング２０を介して後述する励磁電源
との接続を行うよう構成する。一方、ディーゼル駆動機
１０の排気系には、排ガスエコノマイザ２２を介して排
ガスタービン２４を設け、この排ガスタービン２４によ
って回転駆動するタービン発電機２６を設置する。そし
て、前記タービン発電機２６の出力ラインを誘導発電機
１、ｔの電機子巻線１８に接続されるスリップリング２
０に接続して、前記誘導発電機１４とタービン発電機２
６とが並列運転されその出力が遮断器２８を介して負荷
へ供給されるよう構成する。

このように構成された本実施例における軸発電装置によ
れば、タービン発電機２６によって発生した電力が誘導
発電機１４の必要とする励磁電力および負荷の要求する
無効電力の電力源となり、誘導発電機１４の電圧発生機
能を満足させることができる。なお、この場合、タービ
ン発電機２６の無効電力の供給能力としては、全負荷の
無効電力量および誘導発電機１４の励磁電力量の和を有
することになる。また、負荷変動に伴う無効電力の変化
および誘導発電機１４の励磁電力の変化は、同期発電機
の励磁装置に取りつけるＡＶＲ機能にて調整することで
きる。

第２図は、本発明励磁方式の別の実施例を示すもので、
軸発電装置を単独で運転するものである。そこで、本実
施例においては、誘導発電機１４の電機子巻線１８に対
し同期調相機３０をスリップリング２０を介して結合し
、誘導発電機１４と同期調相機３０とを並列運転するよ
う構成する。

本実施例における軸発電装置においては、同期調相機３
０によって前記実施例と同様に誘導発電機１４の必要と
する励磁電力および負荷の要求する無効電力が供給され
る。なお、この場合、同期調相機３０の無効電力の供給
能力および供給量の調整は、前記実施例の排ガスタービ
ン発電機を使用した場合と同程度である。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
二軸駆動差動式軸発電装置を安価で堅牢な誘導発電機を
使用して構成し、さらにその誘導発電機の電機子巻線に
、主駆動機の排ガスを利用したタービン発電機または同
期調相機を結合することにより、独立した他の電源を使
用することなく誘導発電機の必要とする励磁電力および
負荷の要求する無効電力を簡便かつ低コストに供給し、
安定した軸発電装置の運転を行うことができる。

特に、本発明の励磁方式において、排ガスを利用したタ
ービン発電機を採用した場合には、タービン発電機と誘
導発電機の有効電力に対する並列運転が容易に実現でき
る。また、排ガス量が負荷９に比して不足する時は、軸
発電装置につきすべりを負の領域にした発電機運転とし
、逆に両者の関係が反対の時は軸発電装置につきすべり
を正の領域にした電動機運転とすることが容易に達成で
きるため、効率的でかつ合理的な軸発電装置のシステム
構成が可能となる。

さらに、本発明の励磁方式において、同期調相機を採用
した場合には、二軸駆動差動式軸発電装置を単独運転す
ることが可能となる。

しかも、本実施例によれば、軸発電装置の駆動軸の急激
な回転数変動または負荷変動に対して、同期調相機の回
転子の慣性モーメント内に貯えられた回転エネルギの放
出または回転エネルギとしての吸収効果により、軸発電
装置の出力周波数の変動を低減することができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更を
なし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る誘導機影二軸駆動差動式軸発電装
置の励磁方式の一実施例を示す系統図、第２図は本発明
励磁方式の別の実施例を示す系統図である。 １０・・・ディーゼル駆動機　１２・・・ギヤ１４・・
・誘導発電機　　１６・・・歪形巻線１８・・・電機子
巻線　　２０・・・スリップリング２２・・・排ガスエ
コノマイザ ２４・・・排ガスタービン ２６・・・タービン発電機 ２８・・・遮断器　　　　３０・・・同期調相機特許出
願人　　川崎重工業株式会社 同　　　　富士電機株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）励磁巻線および電機子巻線を備えた交流発電機を
   可変回転数軸に結合して駆動し交流電力を発生する軸発
   電装置からなり、前記励磁巻線および電機子巻線のうち
   一方の巻線を前記可変回転数軸に結合して回転駆動する
   と共に前記可変回転数軸とは別に設けられた可変速の駆
   動機で前記他方の巻線を回転駆動し、前記一方の巻線の
   回転速度を差動的に制御するよう構成した二軸駆動差動
   式軸発電装置において、前記交流発電機として誘導発電
   機を使用し、前記誘導発電機の電機子巻線に他の独立し
   た電源を使用せずに前記誘導発電機の必要とする励磁電
   力および負荷の要求する無効電力を供給し得る装置を設
   けてこの装置と並列運転するよう接続配置することを特
   徴とする誘導機形二軸駆動差動式軸発電装置の励磁方式
   。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の誘導機形二軸駆動差
   動式軸発電装置の励磁方式において、主駆動機がディー
   ゼル機関である場合、その排ガスを回収して駆動するタ
   ービン発電機を設け、このタービン発電機と誘導発電機
   とを並列運転するよう接続配置してなる誘導機形二軸駆
   動差動式軸発電装置の励磁方式。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の誘導機形二軸駆動差
   動式軸発電装置の励磁方式において、軸発電装置が単独
   運転される場合、同期調相機を設けてこの同期調相機と
   誘導発電機とを並列運転するよう接続配置してなる誘導
   機形二軸駆動差動式軸発電装置の励磁方式。