JPH01104902A - 電気式調速装置 - 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、原動機の速度を制御する電気式調速装置に
関する。

〔従来の技術〕

第４図は電気式調速装置の従来例を示すブロック図であ
る。この第４図において、原動機としての蒸気タービン
２には交流発電機３が結合されていて、この交流発電機
３からの電力を遮断器７を介して図示していない負荷へ
供給するのであるが、この蒸気タービン２の制御は下記
のように行なわれる。

遮断器７が開路しているときは、蒸気タービン２は無負
荷であり、この遮断器７に連動して接点７Ａは開、接点
７Ｂは閉であることから、速度調節回路１２のみが作動
できる。すなわち速度設定器１１からの速度目標値Ｎ“
と、速度発信器４からの速度実際値Ｎとの偏差が速度調
節回路１２へ入力されるので、この速度調節回路１２は
、入力偏差を零に制＜Ｔｌする弁開度目標値を接点７Ｂ
を介して出力する。一方蒸気タービン２への蒸気量を加
減する蒸気加減弁５の開度を制御するアクチュエータと
しての電気・油圧変換器６には、その操作量を検出する
ための差動変圧器１８が取付けられていて、この差動変
圧器１８からは弁開度実際値がフィードバックされてい
る。そこでこれら弁開度目標値と弁開度実際値との偏差
をアクチュエータ調節手段としての弁開度調節回路１９
へ入力させることにより、この弁開度ｍ節回路１９から
は入力偏差を零に制御する信号が、電気・油圧変換器６
に与えられるので、蒸気タービン２の速度実際値Ｎが速
度目標値Ｎ“と一致するように蒸気量が調節されること
になる。　　　　゛このようにして蒸気タービン２の速
度が所望値になると、遮断器７を閉路して交流発？１機
３を母線に並列することで負荷に電力を供給するのであ
るが、このとき遮断器７に連動して接点７Ａが閉、接点
７Ｂが開となるので、速度調節回路１２は切離され、電
力調節回路１７の出力が弁開度調節回路１９へ、弁開度
目標値として与えられることになる。すなわち蒸気ター
ビン２は負荷の大小に対応して制御されることになる。

交流発電機３の出力側には変流器８と計器用変圧器９が
あって、当該交流発電ａ３が出力する電力の実際値Ｐを
電力検出回路１６で検出している。

一方電力目標値Ｐ１は電力設定器１５で設定しているの
で、電力調節回路１７は、これら電力目標値Ｐ°と電力
実際値Ｐとの偏差を零にするべき弁開度目標値を出力す
ることとなる。

さらに速度調定率演算回路１４が設けられていて、蒸気
タービン２“の速度実際値Ｎが、定格速度設定器１３で
設定している当該蒸気タービン２の定格速度Ｎ０から偏
差を生じると、その偏差の損性と大小に対応して、あら
かじめ定められた速度調定率の信号が、この速度調定率
演算回路１４から、電力目標値Ｐ１の補設定信号として
電力調節回路１７へ入力されるようになっている。これ
は蒸気タービン２を出力制御するのみではなく、その速
度実際値Ｎが定格速度Ｎ、からずれた場合に、そのずれ
を修正させるためである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述の従来方式では、速度調定率演算回路１
４の出力を電力調節回路１７へ入力させているために、
このような速度調定率制御の応答性は電力Ａｌ１節回路
１７の出力ゲインに大きく依存することとなる。

すなわち、速度調定率制御の応答性を向上させるべく、
この電力調節回路１７の出力ゲインを高くすると、この
制御系の安定性が悪くなる欠点を有するし、制御系の安
定性を良好ならしむるべく電力調節回路１７°の出力ゲ
インを低下させれば、速度調定率制御の応答性が悪くな
る欠点を有する。

要するに制御系の安定度とは無関係に速度調定率制御の
応答性を向上させることはできないという大きな欠点を
有している。

そこでこの発明の目的は、電気式調速装置において、原
動機の出力ｌＪ４節制御系の安定性を確保しつつ連応性
のある速度調定率制御を実現することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明の電気式調速装
置は、原動機から検出される速度実際値を速度目標値に
一致させる制御信号を出力する速度調節手段と、前記原
動機から検出される出力実際値を出力目標値に一致させ
る制御信号を出力する出力調節手段と、前記原動機の定
格速度と前記速度実際値との偏差に対応して所定の速度
調定率信号を、前記出力目標値の補設定信号として前記
出力調節手段へ入力させている速度調定率演算手段と、
前記速度調節手段出力信号または出力調節手段出力信号
のいずれかを前記原動機用アクチュエータの操作量目標
値とし、この操作量目標値と前記アクチュエータから検
出される操作量実際値との偏差を零にする制御信号をこ
のアクチュエータに出力するアクチュエータ１！節手段
とを備えている電気式調速装置において、前記速度調定
率演算手段の出力信号を入力する比例増幅演算手段を備
え、この比例増幅演算手段の出力信号を前記アクチュエ
ータｆＩ節手段ヘアクチュエータ操作量目標値の補設定
信号として与えるものとする。

〔作用〕

この発明は、出力調節手段の出力ゲインは、制御ｎ系を
安定ならしめるためにあまり高くすることができないた
めに、この出力調節手段に速度調定率演算手段の出力を
与えたのでは、速度調定率制御の応答性を向上できない
ことから、速度調定率演算手段の出力を、レベル整合を
目的とする比例増幅演算手段を介して原動機のアクチュ
エータを制御するアクチュエータ調節手段へ人力させる
ことで、積極的な速度調定率制御を行なわせ、従来から
出力調節手段へ入力させている前記速度調定率演算手段
の出力信号は、後追いの補正制御の効果を得るものとし
て、電力調節制御系の安定性を損なうことなく、速度調
定率制御の連応性を向上させるものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示したブロック図である。

この第１図において、原ＦＪ＋機としての蒸気タービン
２には交流発電機３と、当該蒸気タービン２の速度を検
出するための速度発信器４が結合されており、アクチュ
エータとしての電気・油圧変換器６の操作量を変化さ＋
：ることで蒸気加減弁の開度が変り、従って蒸気タービ
ン２に流入する蒸気量が変化すること、交流発電８０３
の交流出力側には電力を検出するための変涛器８と計器
用変圧器９および電力検出回路１６が備えられているこ
と、また交流発電機３は遮断器７を介して図示していな
い母線に接続して、負荷に電力を供給できることなどは
、第４図にて既述の従来例回路の場合と同じである。ま
た遮断器７が開路しているときは速度設定器１１で設定
する速度目標値Ｎ”　と、速度発信器４からフィードバ
ックされる速度実際値Ｎとの偏差を速度１ｉ１節回路１
２へ入力させ、この速度調節回路１２から接点７Ｂを介
して出力される弁開度目標値と、電気・油圧変換器６の
操作量を検出する差動変圧器１８からフィードバックさ
れてくる弁開度実際値との偏差をアクチュエータ調節手
段としての弁開度調節回路１９へ入力させ、これの出力
で蒸気加減弁５の開度を調節することにより、蒸気ター
ビン２の速度は速度目標値Ｎ″に一致する。

蒸気タービン２の速度が所定値に到達すれば、遮断器７
を閉路して交流発電機３を母線に並列に接続するのであ
るが、このとき接点７Ａが閉、接点７Ｂが開となって、
蒸気タービン２は速度一定制御から出カ一定制御に切換
わる。すなわち電力設定器１５で定める電力目標値Ｐ１
と、電力検出回路１６が出力する電力実際値Ｐとの偏差
を電力調節回路１７八入力させ、この電力調節回路１７
の出力を弁開度目標値として接点７Ａを介して弁開度調
節回路１９に与えるのであるが、このとき蒸気タービン
２の速度実際値Ｎと定格速度設定器１３で定める定格速
度Ｎ、との間に偏差を生じると、たとえばＮ＜Ｎ、とな
ると速度調定率演算回路１４はその偏差量に応じて電力
を増加させるように動作し、逆にＮ　＞　Ｎ　ｏ　とな
れば電気出力を減少させるように動作することで、垂下
特性が得られることとなる。このような速度調定率演算
回路出力信号が電力ｍ節回路１７に補助設定信号として
入力されるのも、第４図において既述の従来例回路の場
合と同じである。

本発明においては、比例増幅演算手段としての調定率補
助制御回路２０を設置し、速度調定率演算回路１４の出
力をこの調定率補助制御回路２０により、弁開度調節回
路１９に整合したレベルの信号に変換して、弁開度目標
値の補設定信号として人力させる。この調定率補助制御
回路２０からの出力は、蒸気タービン２が定格速度Ｎ０
からずれたときに、直ちに弁開度目標値を変化させるの
で、これに応動して蒸気加減弁５の弁開度を変化させ、
さらにその後に速度調定率演算回路１４の出力が電力調
節回路１７を経て弁開度調節回路１９に作用することと
なる。

第２図は第１図に示す実施例回路における調定率補助制
御回路２０の内部をあられした回路図であって、比例増
幅演算回路で構成されており、人力である速度調定率演
算回路出力信号を、弁開度調節回路１９に整合したレベ
ルの信号に変換する。

第３図は第１図に示す実施例回路の動作をあられしたダ
イヤグラムであって、第３図（イ）は蒸気タービン２の
速度変動を、第３図（ロ）は従来例回路による制御の状
況を、第３図（ハ）は調定率補助制御回路２０の出力の
変化を、第３図（ニ）は弁開度調節回路１９への合成入
力の変化を、それぞれがあられしている。

すなわち、この第３図に示すように、蒸気タービン２の
速度がその定格値Ｎ０から変動するのに対応して、従来
例回路の場合には、速度調定率制御は電力調節回路１７
を介してのみ行われるので、第３図（ロ）に示すような
制御の遅れを生じる欠点を有する。なお第３図（ロ）に
おけるＰＮＯは、交流発電機３が定格周波数であるとき
に出力される電力をあられしている。

本発明の調定率補助制御回路２０を設けることにより、
蒸気タービン２の回転速度の変動分が、直接弁開度調節
回路１９へ与えられることになるので（第３図（ハ）参
照）、この弁開度調節回路１９への合成入力は第３図（
ニ）の実線に示すごとくになる。なお第３図（ニ）の破
線で示す信号は、従来の電力調節回路１７を介して弁開
度３１１節回路１９へ入力、される速度調定率演算回路
１４がらの制御信号量をあられしている。

〔発明の効果〕 この発明によれば、速度調定率演算手段の出力信号を、
レベル整合のための比例増幅演算手段を介してアクチュ
エータ調節手段へ補助設定となるように入力させること
により、従来からの、電力１！節手段を介しての前記速
度調定率演算手段出力信号による制御は、後追い制御と
なるように回路が構成されているので、原動機速度が何
等かの原因で変動した場合でも、電力調節手段の出力ゲ
インの大小には関係なく、あらかじめ定めた速度調定率
に従った制御が、素早く、かつ確実に実行されることに
なり、遅れの少ない速度調定率制御を達成できる効果を
発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示したブロック図、第２図は
第１図に示す実施例回路における調定率補助制御回路２
０の内部をあられした回路図、第３図は第１図に示す実
施例回路の動作をあられしたダイヤグラムであり、第４
図は電気式調速装置の従来例を示すブロック図である。 ２・・・原動機としての蒸気タービン、３・・・交流発
電機、４・・・速度発信器、５・・・蒸気加減弁、６・
・・アクチュエータとしての電気・油圧変換器、７・・
・遮断器、？Ａ、７Ｂ・・・接点、８・・・変流器、９
・・・計器用変圧器、１１・・・速度設定器、１２・・
・速度調節回路、１３・・・定格速度設定器、１４・・
・速度調定率演算回路、１５・・・電力設定器、１６・
・・電力検出回路、１７・・・電力調節回路、１８・・
・差動変圧器、１９・・・アクチュエータ調節手段とし
ての弁開度調節回路、２ｏ・・・比例増幅演算手段とし
ての調定率補助制御回路。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）　原動機から検出される速度実際値を速度目標値に
   一致させる制御信号を出力する速度調節手段と、前記原
   動機から検出される出力実際値を出力目標値に一致させ
   る制御信号を出力する出力調節手段と、前記原動機の定
   格速度と前記速度実際値との偏差に対応して所定の速度
   調定率信号を、前記出力目標値の補設定信号として前記
   出力調節手段へ入力させている速度調定率演算手段と、
   前記速度調節手段出力信号または出力調節手段出力信号
   のいずれかを前記原動機用アクチュエータの操作量目標
   値とし、この操作量目標値と前記アクチュエータから検
   出される操作量実際値との偏差を零にする制御信号をこ
   のアクチュエータに出力するアクチュエータ調節手段と
   を備えている電気式調速装置において、前記速度調定率
   演算手段の出力信号を入力する比例増幅演算手段を備え
   、この比例増幅演算手段の出力信号を前記アクチュエー
   タ調節手段へアクチュエータ操作量目標値の補設定信号
   として与えることを特徴とする電気式調速装置。