JPS63265597A - 発電装置 - 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、タービン直結などの超高速原動機を駆動源
とする発電装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、この種の従来の超高速発電装置を示す系統図
である。同図において、ｌは原動機、例えば、タービン
、２はガバナ、３は高圧蒸気源もしくは高圧ガス源、４
は主制御弁、５は減速装置、６は同期発電機の回転部、
６１は励ｍ機、６２は整流器、６３は界磁巻線、７はブ
ラシレス同期発電機の電機子、８はブラシレス同期発電
機の励磁巻線、９は自動電圧調整装置、ＩＯはしゃ断器
である。

この構成においては、高圧蒸気源３から主制御弁４を通
して高圧蒸気がタービン１に送られ該タービン′ｌの回
転子が高速回転する。このタービンｌの回転はガバナ２
にも伝達され、タービン１の回転数が設定値に維持され
るように主制御弁４が制御される。同期発電機は減速装
置５を介してタービン１により駆動され、交流電力を発
生する。

発生した電力の電圧は自動電圧調整装置９により定電圧
制御され、定電圧・定周波数の交流電力が得られる。

ところで、タービン１として最高の効率を得るように設
計すると、タービン回転数は数万ｒｐｍになる。しかる
に、商用周波数は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚであるため、
同期発電機を２極機として、３０００または３６００ｒ
ｐｍに減速する必要があり、このため、タービンｌと同
期発電機の間には減速装置５を介装しである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の一般的な超高速発電装置は、タービン
の回転速度を減速して同期発電機に伝達するための減速
装置が不可欠であり、超間速になると、減速装置そのも
のが大形化する上、潤滑油設備等の付帯設備が必要であ
るので、減速装置関係の所要スペースが大きくなるだけ
でなく、費用も高価になる他、減速装置のギヤ損失があ
る等の問題があった。

この発明は上記問題を解決するためになされたもので、
減速装置を必要とせず、従来に比して、装置全体の所要
スペースを小さくすることができ、安価で運転効率・発
電効率の高い発電装置を提供することを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するため、原動機により駆動
される発電機として、かご型誘導機を用い、該誘導機に
その回転速度に対応する周波数よりずぺり分だけ高い電
圧を与えて発電作用をさせ、その発生電圧を第１のイン
バータを通して直流変換したのち第２のインバータを通
して交流変換する構成としたものである。

〔作用〕

この発明では、原動機により直接に誘導機が駆動され該
誘導機の発生電圧は直流変換後、インバータで所望の電
圧・周波数に変換される。従って、減速装置は不要で、
原動機を最適効率で運転することができ、発電機はかご
型誘導機であるので、同期発電機に比して、堅牢で、小
型で済む。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、１１は３相のかご型誘導機、であって
、超高速回転するタービン１に直結されている。１２は
第１のインバータであって、誘導機１１の固定子巻線端
子に接続されている。１２Ａは第１のインバータ１２の
制御装置である。

１３は第２のインバータ（例えば、可変電圧可変周波イ
ンバータ）であって、平滑コンデンサ１４を介して第１
のインバータ１２の直流側端子に接続されている。１３
Ａは第２のインバータ１３の制御装置、１５は速度検出
器である。他の構成は第２図の従来のものと同じである
ので、同一符号を付して示しである。なお、第１のイン
バータ１２の制御装置１２Ａは第１のインバータ１２を
誘導ａｌｌの回転速度に対応する周波数より、わずかに
、即ち、すべり周波数分だけ高い周波数で発振するよう
に制御する。

次ぎに、この装置の動作について説明する。

タービンｌが回転すると、誘導機１１はタービン１の回
転速度Ｖと同一の回転速度で回転する。

この回転速度Ｖは速度検出器１５で検出されて第１のイ
ンバータ１２の制ｉｌｌ装”１１１２　Ａに導かれる、
第１のインバータ１２は上記回転速度Ｖより、わずかに
高い周波数で発振するようにインバータ制御袋Ｔｌ　１
２　Ａにより制御される構成となっているので、誘導機
１１は誘導発電機として発電作用を行い、タービン１の
機械的エネルギーが第１のインバータ１２を通して電気
的エネルギー（直流）として取り出される。第２のイン
バータ１３は直流入力を商用もしくは指令された電圧・
周波数の交流に電力変換して出力する。

このように、本実施例では、従来不可欠であった減速装
置を省くことができるので、費用低減効果、所要スペー
ス低減効果は極めて大きく、減速装置による１ｆ％失も
無（なる利点がある。

また、装置出力周波数は原動機の回転速度とは無関係に
制御することができ、発電機として、超高速回転に耐え
得る堅牢構造を容易に得ることができるかご型誘導機を
使用するので、原動機を最適効率が得られる速度で運転
すればよく、運転効率を高めることができ、原動機は非
定速の原動機を使用することもできる。このため、ガバ
ナは高精度を要せず、場合によっては、省くこともでき
る。

また、発電機が誘導機であるので、同期発電機に比して
、小型で済み、発電機費用も相当に安価となる。

なお、装置出力の出力波形はインバータ装置を多重化す
ることにより改善し得ることは明らかである。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、減速装置を必要としない
上、同期発電機に比して小型で価格の安い誘導機を使用
するので、従来に比して、装置価格を大幅に低減するこ
とができる上、所要スペースを小さくすることができる
。また、装置出力はインバータ装置により原動機速度と
無関係に制御することができ、原動機を最高効率運転す
ることができるので、装置の運転効率・発電効率を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は従来
の発電装置を示す回路図である。 図において、１−タービン、１１−誘導機、１２・−・
第１のインバータ、１３・＝・第２のインバータ、１４
−・−平滑コンデンサ、１５・−速度検出器。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原動機、該原動機に直結されたかご型誘導機、該かご型
   誘導機の固定子巻線端子に接続された第１のインバータ
   、該第１のインバータの直流出力を平滑する平滑コンデ
   ンサを介して該第１のインバータに接続された第２のイ
   ンバータおよび上記誘導機の回転速度を検出して上記第
   １のインバータに供給する速度検出器を備え、上記第１
   のインバータが上記回転速度に対応する周波数よりすべ
   り周波数分だけ高い周波数で発振するよう制御されるこ
   とを特徴とする発電装置。