JPH01264599A - 超高速励磁装置および交流信号絶対値検出回路 - 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〕 本発明は交流信号の絶対値を高速に定値又は追従制御す
制御装置に係り、特に同期機用励磁制御装置のように超
高速制御を行う制御システムに好適な交流信号の高速・
低リツプル検出回路に関する。

〔従来の技術〕

従来の交流信号の絶対値検出回路は、単相又は三相交流
信号を余波整流した回路柘用いたものであるため信号に
含むリップル成分が大きく、これを除却するために約１
０ｍＡｅｃのローパスフィルターを３段程度用いる必要
があった。このため信量検出回路における時間遅れによ
り制御装置の速溶性が決定されてしまい高速応制御装置
が実現できなかった。

交流信号の絶対値検出回路としては、特開昭５４、４７
４１２号にあるように交流信号の余波整流を用いている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

」１記従来技術は、制御対象の交流信号絶対値の検出回
路の高速化について配慮がされておらず、制御信号検出
回路の時間遅れが太きいために交流信号絶対値を制御対
象とする制御装置の高速化ができない問題があった。

本発明においては、交流信号の絶対値を高速かつ低リッ
プルに検出を可能とし、超高速の制御装置を実現するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

」１記目的は、多相交流信号又はこれらの信号を重み係
数をつけて合成した低次の多相交流信号の各々の瞬時値
を２乗することにより、交流信号の絶対値に比例した直
流成分と２倍周波の交流信号を得、さらにこれらの各相
の信号を全て加算し、２倍周波成分を相殺した後、開平
器を通すことにより交流信号の絶対値の瞬時値髪リップ
ルなしで検出することにより達成される。

〔作用〕

多相交流信号の各々の信号を掛算器により２乗すること
により、交流信号を絶対値に比例した直流成分分と２倍
周波数成分に分離する。ここで多相交流信号の場合、各
相信号値の絶対値が等しいため、各相の信号を各々２乗
して分離した２倍周波成分は加算すると零となる。従っ
て各相信号の２乗値を加算器により総和をとることによ
り交流信号絶対値の２乗に比例した瞬時値を検出するこ
とができ、さらにこの信号を開平器を通すことにより交
流信号の絶対値を検出することができるため、交流信号
の絶対値の瞬時値を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は母線８に連けいして同期運転を行う発電機１に使用
する励磁装置である。

発電機１にて発電した電力は主変圧器２、発電機遮断器
３及び系統遮断器４〜７を介して母線８に連けいしてい
る。発電機１の制御は計器用変成器（ＤＴ）１３にて降
圧した発電機交流電圧信号を交流信号絶対値瞬時値検出
回路１５にて発電機電圧の絶対値の瞬時値を検出し、こ
の信号と電圧設定器（９０Ｒ）　１７で定める設定値Ｖ
ｖｅｆと比較し、その偏差信号εを増幅器（ＡＭＰ）１
８で増幅した後、この値に応じて自動パルス移相回路（
ＡＰＰＳ）１９のゲート制御パルスによりサイリスタ（
ＴＨＹ）１０の点弧角を制御し、この出力を界磁遮断器
１１を介して発電機界磁コイル１２に供給することで発
電機端子電圧を一定に制御する励磁装置である。

さらに電力系統の定態安定度向上のために計器用変成器
１１及び計器用変流器（ＣＴ）１２により有効電力の動
揺を検出し、安定化信号を補助信号として励磁装置信号
加算回路へ与える電力系統安定化装置（ＰＳＳ）１６が
設置されている。

本実施例では、この励磁装置の電圧信号検出回路１５に
おいて加算機２０、加算器２１、係数器２２及び開平器
２３を用いて、発電機電圧信号の絶対値の瞬時値Ｖ＆を
零リップルにて検出することにより超高速の励磁装置を
実現している。交流信号瞬時値検出回路１５においては
、３相電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの２乗値を掛算器２０にて
求める。

各相信号の瞬時値を、振幅Ｅ１角周波数ω及び時間ｔを
用いて表現すると（１）〜（３）式となる。

ただしθ＝ωし　　　　　　　　　　　　　・（４）（
１）〜（３）式を２乗すると （５）〜（７）式を加算器２１により総和を求めるとＶ
ｇ１＝Ｖａ”＋Ｖｂ２＋Ｖｃ２ ここで２倍周波数の交流成分は、位相が一πずつずれて
いるため総和が零となる。

従ってＶ＊１＝　　Ｅ２、となるので係数器にの値をに
−一とするとＶｇｚ＝Ｅ２となるから、開平器２３によ
ｊＪ　Ｖ　ｇ　＝　Ｅとなり、交流電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖ
ｃの瞬時値Ｅを交流信号検出回路１５の出力Ｖｒとして
、リップルなしで得ることができる。

ここでは３相交流信号の絶対値瞬時値検出回路を示しで
あるが、本回路は第２図の如く任意の多相交流信号回路
についても成立する。このことから第３図に示した如く
、多相交流信号を重み付加算器２４にてより低次の多相
交流（第３図は２相の場合）に変換した後、これらの値
を２乗し、加算した後開平器２３にて絶対値の瞬時値を
検出しても良い。

また第４図の如く単相回路の場合は、交流信号同期の１
／４の時間遅れを有する遅延回路を設け、これらの信号
の２乗和をとり、係数器・開平器２３を用いることによ
り瞬時値を得ることができる。本回路では１／４同期の
時間遅れがあるが、５０Ｈｚ　（２０ｍ５ｅｃ同期）に
おいても４ｍ５ｅｃであり、かつ定常時のリップルは零
になる。

第４図の発明例を３相交流信号の場合に拡張したのが第
５図の例である。第５図の場合、各交流信号が単相信号
の合成であるから不平衝であっても適用可能である。

尚、第４図の遅延回路の代りに第６図に示した如く交流
信号を４５°位相遅れさせる一次遅れ回路２段を用いて
も良い。５０Ｈｚ交流信号の場合、同期が２０ｍ５ｅｃ
であるから３．１８（注）ｍＡｅ２段の一次遅れと、非
常に高速な回路を実現できる。

（注）　２７Ｃｆ　Ｔ　＝　１　　ｆ　＝　５０１（ｚ
よりＴ　＝　３．１８ｍ５ｅｃ〔発明の効果〕 本発明によれば、制御対象の交流信号の絶対値を高速か
つ低リップルに検出することができるので、制御信号検
出回路の時間遅れを交流°信号周期Ｔの１／４以下とす
ることが可能となるため、超速路の制御装置を実現でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は超高速励磁装置を示す図、第２図〜第６図は本
発明で使用している交流信号絶対値の瞬時値検出回路を
示す図である。 １５・・・交流信号絶対値信号検出回路、２０・・・掛
算回路、２１　・加算回路、２２・・・係数器、２３・
・開平器、２４・・重み付加算器、２５・・遅延回路、
２６　・プラス演算子、２７・・−次遅れ回路（２段）
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、同期機の端子電圧を一定に制御する励磁制御装置に
   おいて、掛算器・加算器・開閉器からなる交流信号絶対
   値瞬時検出回路を信号入力回路に設けたことを特徴とす
   る超高速励磁装置。 ２、第１項の信号入力検出回路において、多相交流信号
   の各信号を掛算器にて２乗した後、これらの信号を加算
   した後、開平器を通すことを特徴とする交流信号絶対値
   検出回路。３、第１項の信号入力検出回路において交流
   単相信号を２乗した信号と、交流単相信号を同期の１／
   ４だけ遅延した信号の２乗を加算した後これを開平する
   ことを特徴とした交流信号絶対値検出回路。 ４、第１項の入力信号検出回路において、多相交流信号
   の各々の交流信号を２乗した信号と、各相交流信号の１
   ／４遅延した信号の２乗した信号の総和をとり、この信
   号を開閉することを特徴とした交流信号絶対値検出回路
   。 ５、多相交流信号を適当に係数倍して加算して絶対値の
   等しい２相又は３相など低次の多相交流信号に変換した
   後、各相の信号を２乗し、加算した信号を開閉すること
   を特徴とした交流信号絶対値検出回路。